La direttiva 2018/844 compie un passo importante nella direzione degli edifici intelligenti, in continuità con numerosi provvedimenti che l'Unione Europea ha adottato in anni recenti. 

La direttiva ha modificato le precedenti direttive sulla prestazione energetica nell'edilizia (2010/31/UE) e sull'efficienza energetica (2012/27/UE), richiedendo che i grandi edifici a destinazione non residenziale siano dotati di sistemi di automazione e controllo entro il 2025. Il confine per essere considerati ”grandi edifici” è, in questo caso, la potenza nominale utile degli impianti di condizionamento dell’aria (o degli impianti combinati di condizionamento dell'aria e di ventilazione) che deve risultare superiore a 290 kW.

Nella direttiva l'attenzione del Parlamento Europeo e del Consiglio è stata posta sui benefici di carattere energetico che porta l'impiego dell'automazione e controllo degli edifici. L’Unione Europea punta infatti a un sistema energetico sostenibile entro il 2050 con l'obiettivo di decarbonizzare il parco immobiliare, al quale è riconducibile circa il 36% di tutte le emissioni di CO2. 

Per questo motivo, i sistemi di automazione e controllo devono monitorare, registrare e analizzare l'impiego dell'energia degli edifici, consentendo in ogni momento di adeguarne l'uso. Per ridurre il consumo di energia, si raccomanda poi di rilevare le perdite di efficienza e informare tempestivamente il responsabile delle strutture o della gestione dell’edificio. 

Un punto fondamentale è infine l'impiego di sistemi ”aperti”. Si richiede infatti che questi sistemi permettano la comunicazione con gli impianti e le altre apparecchiature interne all'edificio e che siano interoperabili con le tecnologie, i sistemi e i dispositivi di fabbricanti diversi.

In un edificio del terziario l'illuminazione riveste un ruolo molto importante; in primo luogo deve ovviamente soddisfare le esigenze visive fondamentali all'interno degli edifici, garantire l'illuminamento corretto delle postazioni lavorative ed evitare l’abbagliamento. Sempre più spesso l'illuminazione è utilizzata anche per esaltare le caratteristiche architettoniche interne ed esterne dell'edificio. 

La luce tuttavia ha anche effetti emotivi e biologici ed è un fattore determinante per il benessere, l'umore e la salute delle persone. Questo avviene semplicemente, poiché la luce regola l'orologio interno degli esseri umani. HCL, Human Centric Lighting, parte da questo aspetto e mette le persone al centro del progetto di illuminazione degli edifici. Lo scopo è quello di avvicinarsi il più possibile agli effetti della luce naturale anche negli ambienti interni, integrandola a seconda delle necessità con luce artificiale di intensità e colore opportuni. 

Tradurre il principio HCL in un vero e proprio impianto d'illuminazione per il terziario è oggi possibile e conveniente, grazie alla disponibilità di sorgenti luminose regolabili in intensità e colore, come i LED di ultima generazione, e di dispositivi di controllo per la building automation. In questo modo, la luce artificiale supporta al meglio il ritmo biologico di coloro che passano l'intera giornata all'interno degli edifici, ne migliora il benessere e la salute e favorisce la concentrazione sul lavoro.

Gli edifici costruiti o ristrutturati secondo le prescrizioni di legge più recenti offrono un notevole potenziale di incremento dell’efficienza energetica, ma per poterlo cogliere appieno è necessario ottimizzare il funzionamento dei vari impianti tecnici. A ciò provvedono i sistemi di automazione dell’edificio. 

In base alla norma UNI EN 15232, in fase di progettazione è possibile valutare il risparmio di energia ottenibile dall’adozione di livelli crescenti di automazione e collocare l’edificio in una delle quattro classi di efficienza energetica definite: dalla A (più efficiente) alla D (meno efficiente).

Classe A: comprende gli edifici ad alte prestazioni energetiche, dotati di sistemi di controllo e di automazione (BACS) e di gestione degli impianti tecnici (TBM) caratterizzati da elevati livelli di precisione e di completezza del controllo automatico.

Il Decreto interministeriale 26 giugno 2015 (noto come “Requisiti minimi”) ha portato un'importante novità, prescrivendo per gli edifici non residenziali un livello minimo di automazione corrispondente alla Classe B per il controllo, la regolazione e la gestione delle tecnologie dell’edificio e degli impianti termici (BACS).

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BIM è l’acronimo di Building Information Modeling e indica una metodologia volta a ottimizzare e gestire al meglio le fasi di progettazione e costruzione di un edificio. BIM è usato per seguire un metodo di lavoro che prevede la generazione di un modello dell’edificio in grado di gestire anche i dati dell’intero ciclo di vita attraverso modelli multi-dimensionali virtuali generati in digitale per mezzo di software specifici.

Ekinex è pronta per l'era BIM. La libreria BIM dei prodotti è disponibile nel formato Autodesk Revit® 2016/2019 per il download dal sito www.ekinex.com. Il software ekinex BIM Content Creator rappresenta un vero e proprio configuratore avanzato della gamma prodotti che si arricchirà in futuro di aggiornamenti e ampliamenti.

Il beneficio principale dato dall’adozione della metodologia BIM è la rappresentazione 3D in fase di progettazione che velocizza i processi, riduce i tempi di consegna e consente di individuare prima errori e inesattezze. La maggiore efficienza nella condivisione delle informazioni e un controllo più puntuale su tutti i processi coinvolti, permettono inoltre di contenere i costi e programmare con anticipo gli interventi di manutenzione.

Il BIM è un processo standard per tutti gli edifici e si sta integrando nella legislazione di tutta l’Europa a seguito del recepimento della Direttiva 2014/24/UE sugli appalti pubblici che prescrive il suo inserimento nelle procedure di procurement degli Stati Membri. 

In Italia il recepimento della direttiva è avvenuto con il Decreto numero 560 del 1° dicembre 2017 che ha stabilito le modalità e i tempi di progressiva introduzione dei metodi e degli strumenti elettronici di modellazione per l’edilizia e le infrastrutture. Il decreto prevede l’obbligatorietà di operare con la metodologia BIM dal 1° gennaio 2019 per le opere di importo oltre i 100 milioni di euro e a seguire dal 2019 al 2025 verrà introdotta in Italia l’obbligatorietà per tutti gli appalti per le nuove opere pubbliche.

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Controllo in base al valore di CO2 o di TVOC?
La scelta del parametro di controllo del rinnovo dell'aria dipende principalmente dalla destinazione d’uso degli ambienti. Laddove la variabilità nel tasso di occupazione sia molto elevata o poco prevedibile (come in sale riunioni, aule scolastiche o piccoli ambienti commerciali) la CO2 rappresenta l’indicatore più utilizzato in quanto la sua concentrazione (misurata in p.p.m. o parti per milione) è direttamente collegata all’attività umana e, in particolare, alla respirazione. Sebbene la CO2 non sia dannosa per la salute umana (se non in concentrazioni molto elevate, ma difficilmente raggiungibili), essa ha un impatto diretto sulla capacità di concentrazione e sulla produttività degli occupanti. 

Quando invece il numero di persone negli ambienti è prevedibile e limitato, può essere più significativa la rilevazione dei composti organici volatili (o VOC da Volatile Organic Compounds), un insieme di sostanze chimiche di natura organica emesse continuativamente da arredi, vernici, solventi per la pulizia, adesivi o altri materiali di sintesi a causa della loro elevata volatilità. Il parametro di riferimento diventa allora la concentrazione di TVOC (Total Volatile Organic compound), generalmente misurata in p.p.b. (parts per billion).

Alcuni anni fa la la Direttiva 2010/31/UE sulla prestazione energetica nell'edilizia introdusse il concetto di nZEB (da «nearly Zero Energy Building») o edifici a energia quasi-zero. E prescrisse anche una road-map: a partire dal 31 dicembre 2018, gli edifici di nuova costruzione occupati da enti pubblici (e di proprietà di questi ultimi) sarebbero stati nZEB, mentre dal 31 dicembre 2020 l'obbligo sarebbe stato esteso a tutti gli edifici di nuova costruzione.

Che cosa si intende per edificio a energia quasi-zero
Nella direttiva è definito come «...un edificio ad altissima prestazione energetica per il quale il fabbisogno energetico è molto basso o quasi nullo e dovrebbe essere coperto in misura molto significativa da energia da fonti rinnovabili, compresa l’energia da fonti rinnovabili prodotta in loco o nelle vicinanze». Da un lato, quindi, occorre ridurre la quantità di energia utilizzata per le funzioni principali dell'edificio: il riscaldamento, il raffrescamento, la ventilazione, la produzione di acqua calda e l'illuminazione degli ambienti. Dall'altro, bisogna fare un ricorso maggiore alle fonti rinnovabili e, in particolare, a quelle disponibili in prossimità dell'edificio.

Quali tecnologie per un edificio nZEB
Per la realizzazione di un edificio nZEB si fa ricorso di volta in volta a una combinazione di tecnologie che deriva non solo dalla disponibilità di risorse economiche, ma anche da fattori climatici e comportamentali. Alla base ci sono naturalmente le tecnologie passive che riguardano l'involucro dell'edificio, come l'isolamento, i serramenti a elevate prestazioni o l'inerzia termica della massa. Ma importanza crescente hanno oggi le tecnologie attive, come lo sfruttamento della luce solare per l'illuminazione e degli apporti gratuiti di calore per il riscaldamento, il free-cooling, le fonti rinnovabili (fotovoltaico, solare termico, microeolico, biomasse) o il recupero di efficienza degli impianti HVAC. Tutte queste tecnologie devono funzionare in modo integrato e coordinato e gli utenti finali devono essere informati sulla loro efficienza e convenienza: per questo, in un edificio nZEB è sempre più importante il ruolo svolto dalla building automation.

Il Modulo uffici Ekinex EK-HU1-TP permette la gestione completa delle funzioni di un ambiente uffici per mezzo di un unico apparecchio KNX. Per soddisfare le esigenze di minimizzare l'ingombro dei dispositivi d'installazione all'interno dei quadri elettrici, si sono concentrate in un unico dispositivo estremamente compatto (8 unità modulari, 144 mm di larghezza) numerose funzioni di comando, controllo e segnalazione che solitamente richiedono l'impiego di più prodotti:

• riscaldamento, raffrescamento e ventilazione mediante unità a fan-coil;
• illuminazione (ON/OFF diretto mediante le uscite);
• ombreggiamento (tende o tapparelle motorizzate);
• comando ON/OFF di apparecchi elettrici (mediante prese comandate).

Il dispositivo offre numerose possibilità di funzionamento in abbinamento a dispositivi Ekinex KNX o tradizionali (non bus). La regolazione climatica, ad esempio, può avvenire in combinazione con termostati e multisensori Ekinex, con pulsanti Ekinex dotati di sonda di temperatura e funzione termostato, con interfacce Ekinex dotate di ingressi per sonde NTC e funzione termostato. In alternativa, è possibile configurare un ingresso del Modulo uffici per il collegamento di una sonda NTC e utilizzare il regolatore climatico integrato nel dispositivo. In questo modo, al progettista dell'impianto è lasciata la massima flessibilità per scegliere la soluzione tecnica più adatta alla singolo ambiente uffici e al tipo di utenti finali. 

Negli edifici del terziario gli impianti devono sempre svolgere una complessa serie di funzioni quali il riscaldamento, il raffrescamento, la ventilazione, l'umidificazione, la deumidificazione e il rinnovo dell'aria. Nel fare questo, devono tenere conto della stagione, delle condizioni esterne e interne, delle preferenze individuali degli utenti finali e rispondere a imprescindibili requisiti di efficienza energetica.

Per evitare la proliferazione nello stesso ambiente di una serie di sensori e dispositivi di controllo diversi e, spesso, incompatibili fra loro, il multisensore EK-ET2-TP offre un duplice ordine di vantaggi. In primo luogo, è sviluppato secondo lo standard aperto e interoperabile KNX e può quindi dialogare in modo nativo con tutto il mondo dei prodotti KNX. Secondariamente, combina le funzioni di un sensore di temperatura, di umidità relativa e di qualità dell'aria con quelle di un termostato ambiente e di un regolatore a soglia per l'umidità e la concentrazione di CO2.

In un solo apparecchio estremamente compatto - che richiede il solo collegamento di un cavo bus a due conduttori - sono quindi concentrate una gran quantità e varietà di funzioni e di opzioni che normalmente richiederebbero un'intera serie di dispositivi. E che, in più, offre una dotazione di porte logiche che permette di combinare fra di loro una serie di informazioni messe a disposizione dai vari apparecchi ekinex per realizzare un controllo della ventilazione in funzione dell'effettivo fabbisogno (DCV, Demand Controlled Ventilation), ottenendo al tempo stesso un'elevata qualità dell'aria e un impiego efficiente dell'energia.

Quante volte negli edifici capita di vedere delle luci accese o la climatizzazione in funzione in assenza di persone? Vi sono casi nei quali il solo comando manuale delle utenze non è sufficiente. Per evitare di sprecare energia e prolungare la vita utile delle apparecchiature è opportuno disporre anche di un controllo di tipo automatico che rilevi la presenza e/o il movimento delle persone. In caso di assenza prolungata, i sensori disattivano con un ritardo impostabile le utenze, al rientro delle persone nell'ambiente provvedono automaticamente alla loro riattivazione.

I sensori EK-Dx2-TP (per montaggio a soffitto) ed EK-SM2-TP (per montaggio a parete) svolgono esattamente questa funzione. E mettono a disposizione ritardi diversi a seconda della funzione da controllare. L'illuminazione può essere disattivata immediatamente dopo l'uscita delle persone dall'ambiente, mentre per la climatizzazione si possono impostare ritardi più lunghi; in questo caso le condizioni di comfort climatico rimangono inalterate anche durante brevi assenze. In caso di assenze prolungate, si richiama un'attenuazione del modo operativo, ad esempio da comfort a stand-by.