La costruzione di nuovi edifici o la ristrutturazione di strutture esistenti comporta l’installazione di impianti tecnologici sempre più complessi e costosi. Durante gli ultimi decenni la percentuale d’incidenza della componente tecnologica sul costruito è cresciuta fino a toccare quote del 25-30% del costo generale della struttura.
Data la varietà di impianti installati risulta oramai fondamentale dotare le strutture di sistemi dedicati al controllo di tutte le componenti tecnologiche e all’automazione delle stesse.
Nascono così i concetti di Automazione (BAC) e Supervisione degli impianti (BMS).
L’Automazione (BAC o Building Automation and Control) è l’insieme di tecnologie e sistemi integrati che permettono il controllo automatico e centralizzato degli impianti di un edificio, come riscaldamento, ventilazione, condizionamento (HVAC), illuminazione, sicurezza e gestione energetica.
Monitoring and supervision (BMS, or Building Management System) involves the monitoring and management of a building’s mechanical and electrical equipment, including power supply systems, HVAC, lighting, fire protection and security systems.
La Supervisione (BMS o Building Management System) controlla e monitora le apparecchiature meccaniche ed elettriche dell’edificio, quali sistemi di alimentazione, sistemi HVAC (riscaldamento, ventilazione, condizionamento dell’aria), illuminazione, protezione antincendio e sistemi di sicurezza.
Il BAC/BMS agisce su tre livelli principali, che ne permettono il funzionamento:
- Livello di campo: all’interno degli ambienti vengono posizionati sensori con il compito di rilevare il maggior numero di dati possibile come temperatura, umidità, concentrazioni di CO2, presenza di persone, lux interni, fumo negli ambienti, etc.
- Livello di controllo: il sistema viene dotato di regole preimpostate, decise dal team di progettazione, le quali vengono attuate al verificarsi di certe condizioni. Ad esempio al rilevamento di fumo in un certo ambiente, l’impianto di rivelazione fa scattare l’allarme antincendio oppure all’abbassamento di un certo setpoint di temperatura o lux, la climatizzazione viene riaccesa o la luminosità delle luci viene aumentata
- Livello di supervisione: tramite software l’utente si interfaccia con questo sistema, il quale permette di controllare i processi automatici già in atto oppure di fornire comandi in modo manuale.
I facility managers possono ottenere preziose informazioni da ogni aspetto dell’operatività dei propri edifici tramite questi strumenti, con molteplici fini come l’ottimizzazione delle manutenzioni, il monitoraggio dei consumi, l’abbassamento delle emissioni di CO2 oppure il conseguimento del massimo livello di comfort e sicurezza per gli occupanti.
Una progettazione accurata, unitamente alla programmazione software, è in grado di garantire il raggiungimento di questi obiettivi.
Dato l’utilizzo variabile di un edificio, al cui interno il numero di persone è spesso in cambiamento e sono richieste diverse esigenze in vari ambienti, come condizioni di comfort per la climatizzazione e luce, il BMS è in grado di evitare sprechi energetici e ridurre i consumi.
Ad esempio in una palazzina uffici, in un albergo o in una SPA, al cui interno i flussi di persone variano durante la giornata, il sistema è in grado autonomamente di regolare la climatizzazione in base alla presenza o meno di ospiti oppure di settare la modalità “energy savings” in caso di periodo notturno o di ambienti non utilizzati. L’impiego di sensori in punti strategici dei locali permette l’accensione delle luci solo in caso di necessità, durante il passaggio o la permanenza delle persone. Questa infrastruttura di sensori in campo e software permette inoltre la gestione di condizioni particolari come gli scenari di luce dedicati o la preparazione predittiva degli ambienti, con il fine di garantire alti livelli di comfort interno oppure esperienze uniche agli ospiti.
La raccolta di dati è un altro dato fondamentale. Grazie alla presenza di un flusso continuo di informazioni in ingresso, il sistema è in grado di creare una banca dati, utile per possibili future azioni, controlli e decisioni.
La presenza di contatori elettrici, idrici e termici (identificati in parte come singoli vettori energetici) permette il monitoraggio delle singole zone e la creazione di eventuali avvisi. La costruzione di un database storico funge anche da baseline per determinare eventuali anomalie o scostamenti rispetto a uno standard consolidato.
Un aumento anomalo dei consumi, un funzionamento troppo prolungato di un generatore, una ventilazione attiva in assenza di occupanti o una temperatura interna non coerente con il setpoint possono essere rilevati automaticamente dal sistema.
Il BMS diventa quindi anche uno strumento di analisi; non si limita a comandare gli impianti, ma permette di verificare nel tempo se le strategie di regolazione adottate stanno producendo gli effetti previsti.
In questo senso, il controllo dell’edificio può essere visto come un processo continuo: il sistema raccoglie i dati, li analizza, applica le logiche di regolazione e successivamente verifica il risultato ottenuto.
Particolarmente interessante è inoltre l’integrazione del BAC/BMS con gli impianti di produzione da fonti rinnovabili. In presenza di un impianto fotovoltaico, ad esempio, il sistema può utilizzare le informazioni relative alla produzione elettrica per modificare il funzionamento di determinati carichi, privilegiando il consumo dell’energia nel momento in cui questa è disponibile oppure prediligerne l’accumulo in batterie.
L’obiettivo non è quindi semplicemente quello di ridurre il consumo energetico, ma di rendere il funzionamento dell’edificio maggiormente coerente con le condizioni reali di utilizzo e con l’energia effettivamente disponibile.
L’evoluzione dei sistemi BMS porta progressivamente a superare il concetto di semplice supervisione degli impianti; un sistema moderno può infatti diventare lo strumento attraverso il quale il gestore acquisisce una visione complessiva del comportamento dell’edificio.
Il dialogo tra le componenti impiantistiche fa si che l’edificio possa essere visto come attivo, in grado di prendere decisioni autonome e capace di sollevare l’utente da azioni fastidiose che possono essere affidate alla sola sfera tecnologica.
È proprio questa la funzione che il BMS può assumere: diventare lo strumento di controllo e gestione della parte attiva dell’edificio, quella costituita dagli impianti e dai dispositivi che consentono alla struttura di adattarsi continuamente alle esigenze degli utenti, alle condizioni ambientali e alla disponibilità di energia.
Il BAC/BMS non sostituisce quindi la progettazione degli impianti, ma ne rappresenta l’evoluzione verso una gestione integrata, nella quale le diverse tecnologie non vengono più considerate come sistemi indipendenti, ma come parti di un unico sistema attivo.
Nicolò Andreoli
Classe 1993, laurea magistrale in Environmental Engineering conseguita presso l’Università degli Studi di Padova nel 2019, iscritto all’albo A degli ingegneri di Verona. Prosegue la carriera del padre Arrigo Andreoli, ingegnere di riferimento del Nord Italia nell’ambito della progettazione di impianti tecnologici.
Nicolò si occupa del coordinamento di un team di progettisti meccanici ed elettrici, sviluppando commesse dalla fase di concept fino alla realizzazione, con un focus costante sulle tematiche di sostenibilità, riduzione delle emissioni e implementazione delle energie rinnovabili.
Specializzato nelle direzioni lavori impiantistica di cantieri di medie dimensioni (5-10.000 mq), Nicolò propone all’interno dello Studio un approccio molto pratico nella risoluzione delle problematiche, proponendo ottimizzazioni predittive in favore dell’investimento del Cliente.
