Il controllo del riscaldamento in un edificio scolastico

In occasione di una nuova costruzione destinata a ospitare una struttura scolastica, è stato realizzato un impianto di building automation a standard KNX dai contenuti innovativi e sostenibili che consentirà nel corso del suo esercizio un consistente risparmio energetico e un’ottimizzazione della gestione.

Impianto invisibile

L'edificio necessita di un impianto per il solo riscaldamento; come terminale per lo scambio termico con gli ambienti è stato scelto un sistema a soffitto radiante costituito da pannelli metallici sospesi a formare un controsoffitto sul quale sono integrati circuiti idraulici percorsi da acqua riscaldata. I motivi di questa scelta sono molteplici: il progettista degli interni ha voluto eliminare i terminali a radiatori dalle aule guadagnando spazio ed evitando qualsiasi interferenza con l'attività quotidiana degli studenti; il progettista di impianti ha abbinato in modo ottimale la bassa temperatura dell'acqua richiesta dal soffitto radiante con la generazione mediante pompa di calore e ha realizzato un sistema che distribuisce uniformemente calore in tutti i punti degli ambienti.

Regolazione della temperatura ambiente con KNX

Coerentemente alla decisione di rendere invisibili i terminali dell'impianto termico, anche la soluzione di termoregolazione non è immediatamente visibile nelle aule; per questa funzione si è scelto infatti di utilizzare i pulsanti ekinex EK-E12-TP già previsti per il controllo manuale dell'illuminazione e degli oscuranti. I pulsanti contengono un sensore di temperatura e un regolatore di temperatura completo, permettendo la termoregolazione individuale degli ambienti, ma evitando di avere un termostato a vista continuamente manipolabile dagli studenti. Per ottimizzare la regolazione in ambienti piuttosto grandi come le aule, si utilizza una media pesata dei valori di temperatura misurati da due pulsanti situati da parti opposte dell'ambiente. Negli ambienti destinati al corpo docente, in infermeria, nell'ufficio di presidenza, in biblioteca e in alcuni ambienti comuni sono stati invece installati termostati ambiente ekinex EK-E72-TP; in biblioteca e negli ambienti comuni i termostati sono tuttavia configurati in modo che il setpoint possa essere variato di soli ±2°C rispetto al valore impostato in fase di configurazione. Completano il sistema di regolazione KNX gli attuatori ekinex EK-HE1-TP dedicati al controllo degli azionamenti elettrotermici installati sulle valvole di intercettazione dei singoli circuiti idraulici integrate nei collettori di distribuzione. 

Ambienti particolari: la palestra

In palestra il riscaldamento prevede necessariamente un sistema diverso rispetto agli altri ambienti; sono infatti presenti dei termoconvettori che forzano aria riscaldata nell'unico ambiente di grande volumetria. Qui il fenomeno di stratificazione della massa d'aria riscaldata, inevitabile data la notevole altezza, è stato attenuato sfruttando l'apposita funzione offerta dal termostato EK-E72-TP: grazie all'installazione di una sonda di temperatura KNX alcuni metri più in alto del termostato è possibile misurare costantemente il gradiente termico verticale e avviare dei ventilatori a bassa velocità al superamento della soglia impostata per forzare l'aria nella direzione opposta rispetti ai moti convettivi naturali, contenendo la differenza di temperatura in verticale. Qui si è proceduto anche a misurare separatamente i consumi elettrici, termici e di acqua sanitaria fredda e calda, dato che la struttura è data regolarmente in affitto a società sportive esterne ed è necessario valutare con precisione quali consumi siano a esse direttamente attribuibili. Allo scopo si sono installati contatori con interfaccia di comunicazione standard M-Bus; i dati vengono poi trasferiti su KNX mediante il Gateway ekinex EK-BM1-TP-20.

Risparmio energetico

Puntando al risparmio energetico, nelle aule sono stati installati a soffitto sensori di presenza ekinex EK-DB2-TP; se nessuno è più presente negli ambienti, dopo un certo intervallo di tempo i sensori provvedono non solo allo spegnimento automatico dell'illuminazione, ma anche alla commutazione del modo operativo del sistema di riscaldamento, operazione resa ragionevole dalla bassa inerzia caratteristica del controsoffitto scaldante metallico. In alcuni ambienti di passaggio si sono invece impiegati sensori di movimento EK-SM2-TP che accendono e spengono automaticamente i corpi illuminanti; è configurato un opportuno ritardo in spegnimento e l'accensione avviene solamente se la luce naturale disponibile è insufficiente.

Altre funzioni dell'impianto di building automation KNX

Il sistema di building automation KNX svolge numerose altre funzioni:

• interfacciamento con il sistema DALI (Digital Addressable Lighting Interface) per il controllo dell’illuminazione in aula magna e biblioteca con dimmerizzazione delle sorgenti luminose e gestione differenziata delle componenti diretta e indiretta;
• chiamata del personale assistente dalle aule e segnalazioni remote degli allarmi bagno;
• monitoraggio e controllo da postazione centrale;
• regolazione dell’inclinazione degli oscuranti lamellari a protezione delle superfici vetrate sul lato sud;
• comando del telo di protezione e degli oscuranti interni in aula magna;
• temporizzazione degli orari di funzionamento del riscaldamento e del ricircolo dell'acqua calda sanitaria.