Oggi la trasformazione che il settore dell’energia e dei servizi di pubblica utilità sta attraversando è molto profonda, e la crescente necessità di monitorare e controllare costantemente i consumi energetici porta in primo piano il ruolo delle tecnologie di smart building. Con il termine smart building si intende un edificio ‘intelligente’, in cui sono integrati sistemi automatizzati e tecnologie avanzate che servono a ottimizzare la gestione e il funzionamento dell’edificio stesso. Le tecnologie di smart building hanno l’obiettivo primario di migliorare l’efficienza energetica, la sicurezza, l’affidabilità, la sostenibilità, il comfort dell’edificio, e di produrre benefici sia per gli occupanti, sia per l’ambiente. Le funzionalità di smart building vengono solitamente centralizzate adottando un building management system (BMS), o sistema di gestione degli edifici.
Tecnologie di smart building, ruolo strategico per le sfide future
Soprattutto nell’attuale contesto di crisi climatica, transizione energetica, digitalizzazione, sostenibilità ambientale, tensioni geopolitiche che impattano sui prezzi dell’energia, diventa cruciale adottare soluzioni di smart building supportate da un BMS. Gli edifici, indica un rapporto dell’Agenzia internazionale per l’energia (IEA), rappresentano circa il 30% del consumo finale di energia a livello globale e più della metà del consumo di elettricità.
In particolare, le ragioni per cui un’organizzazione complessa (con molteplici building) ha l’esigenza di adottare soluzioni di smart building sono di ordine tecnologico, operativo ed economico. Non si tratta soltanto di ridurre i consumi, ma anche di gestire la transizione energetica e la decarbonizzazione delle attività, integrando l’uso delle fonti energetiche fossili con fonti rinnovabili, come l’energia solare o eolica. Le energie rinnovabili sono però più complesse da gestire, data la loro natura intermittente e variabile, che rende difficile il bilanciamento della domanda e dell’offerta di energia sulla rete. Inoltre, spesso, le infrastrutture di rete elettrica esistenti risultano datate, obsolete e prive delle funzionalità digitali che caratterizzano le moderne smart grid. Le smart grid sono progettate per gestire in maniera intelligente il flusso bidirezionale di energia, immessa e prelevata, e supportare la crescente domanda proveniente da data center e veicoli elettrici. Inoltre, le smart grid, integrando sensori, dispositivi e contatori intelligenti (smart meter), generano enormi volumi di dati (big data), che vanno poi raccolti e analizzati con efficienza ed efficacia.
Sistemi di smart building: i benefici del BMS
Nel vari settori industriali, implementare tecnologie di smart building controllate da una piattaforma BMS aiuta ad affrontare tutti i problemi appena ricordati. Le organizzazioni complesse possiedono edifici dotati di impianti di climatizzazione e ventilazione (HVAC - heating, ventilation and air conditioning), impianti di illuminazione, sistemi di sicurezza fisica (controllo accessi, videosorveglianza, allarmi antincendio) e altri sistemi e impianti, ciascuno dei quali genera consumi energetici significativi. In questi ambienti, una piattaforma BMS, in qualità di fulcro e ‘cervello’ della soluzione di smart building, consente di integrare, controllare e gestire in modalità centralizzata tutti questi edifici e impianti.
Monitorando, analizzando e controllando in modo intelligente tutti gli impianti, il BMS aiuta a ottimizzare l’efficienza energetica, riducendo gli sprechi e i costi operativi. Attraverso i dati raccolti, il BMS è in grado di automatizzare il controllo degli impianti. Può, ad esempio, regolare la temperatura in base all’occupazione di una stanza, spegnere le luci quando non ci sono persone, o ottimizzare il funzionamento dell’impianto HVAC in rapporto alle previsioni meteo e alla qualità dell’aria interna.
I dati acquisiti in tempo reale dai sensori distribuiti nell’edificio su parametri come temperatura, umidità, qualità dell’aria, presenza umana, consumo energetico, stato degli impianti, sono fondamentali per consentire al BMS di tenere costantemente sotto controllo il funzionamento del sistema di smart building. Identificando in anticipo anomalie o guasti imminenti che potrebbero compromettere la fornitura di energia o servizi, il BMS consente di attuare politiche di manutenzione predittiva. La predictive maintenance aiuta a ridurre i tempi di fermo degli impianti e i costi di riparazione, conservando le attrezzature in condizioni ottimali e contribuendo a migliorare la resilienza e la continuità operativa. Ciò si rivela particolarmente utile nel caso di infrastrutture obsolete, dove i componenti possono avere una minore affidabilità. Il BMS facilita inoltre l’acquisizione dei dati di efficientamento energetico degli edifici, elaborando reportistica dettagliata, utile a documentare la conformità con le normative di settore in materia di efficienza energetica e sostenibilità.
BMS per ammodernare reti energetiche obsolete
Un BMS è anche in grado di rendere più ‘intelligenti’ le infrastrutture energetiche obsolete, integrandole in una smart grid moderna: infatti, pur non gestendo direttamente il flusso di energia sulla rete di distribuzione o trasmissione, il BMS può funzionare come interfaccia intelligente tra gli impianti e le infrastrutture interne dell'edificio, o della centrale, e la smart grid esterna. Se serve immettere capacità in rete, il BMS monitorando e ottimizzando i consumi energetici interni dei vari sistemi e impianti può liberare energia da immettere nella smart grid. Oppure, può monitorare l’energia rinnovabile prodotta in loco e usarla per i fabbisogni interni, riducendo il prelievo dalla rete.
Pur essendo il BMS il fulcro di un sistema di smart building, l’edificio intelligente può integrarsi anche con reti di sensori IoT (Internet of Things) che alimentano l’applicazione con ulteriori dati. Inoltre, per archiviare e analizzare i grandi volumi di dati raccolti, lo smart building può utilizzare piattaforme cloud dotate di funzionalità di intelligenza artificiale (AI) e machine learning (ML) che consentono di eseguire ottimizzazioni continue e analisi predittive più sofisticate di quelle di un BMS stand-alone.