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.

Negli edifici del terziario gli impianti tecnici devono oggi gestire una complessa combinazione di funzioni: riscaldamento, raffrescamento, ventilazione, umidificazione, deumidificazione e rinnovo dell’aria. Per garantire condizioni ottimali di comfort e benessere agli occupanti, questi sistemi devono adattarsi continuamente alla stagione, alle condizioni climatiche esterne, ai parametri ambientali interni e alle esigenze specifiche degli utenti, operando al tempo stesso nel rispetto di stringenti obiettivi di efficienza energetica.

In questo scenario, il controllo puntuale dei parametri ambientali diventa fondamentale. Il multisensore di qualità dell’aria EK-ES3-TP rappresenta una soluzione evoluta per il monitoraggio e la gestione intelligente degli ambienti: un unico dispositivo compatto integra infatti la rilevazione della temperatura, dell’umidità relativa, della concentrazione di CO₂ e della qualità dell’aria, mettendo queste informazioni a disposizione del sistema di automazione dell’edificio attraverso lo standard aperto e interoperabile KNX.

Grazie alla sua capacità di dialogare nativamente con tutti i dispositivi del mondo KNX, EK-ES3-TP permette di realizzare strategie di controllo integrate, evitando la presenza di molteplici sensori separati e riducendo la complessità dell’impianto. Le funzioni di monitoraggio ambientale possono essere combinate con quelle di regolazione per intervenire automaticamente sui sistemi di ventilazione, climatizzazione e trattamento dell’aria in funzione delle reali condizioni dell’ambiente.

In un solo apparecchio estremamente compatto, collegato semplicemente tramite un cavo bus a due conduttori, vengono quindi concentrate numerose funzioni normalmente affidate a dispositivi distinti. La presenza di soglie configurabili, regolatori e porte logiche consente inoltre di elaborare le informazioni provenienti dai diversi componenti dell’impianto ekinex, creando logiche avanzate di controllo della ventilazione basate sull’effettivo fabbisogno (DCV – Demand Controlled Ventilation).

Il risultato è un ambiente più salubre e confortevole, con una qualità dell’aria costantemente monitorata e un utilizzo più efficiente dell’energia, grazie alla possibilità di attivare il rinnovo dell’aria solo quando realmente necessario.

Quante volte negli edifici capita di vedere luci accese o sistemi di climatizzazione in funzione in assenza di persone? In molte situazioni il solo comando manuale delle utenze non è sufficiente per garantire un utilizzo efficiente dell’energia. Per ridurre gli sprechi, ottimizzare il funzionamento degli impianti e prolungare la vita utile delle apparecchiature è fondamentale integrare sistemi automatici capaci di rilevare in modo preciso la presenza e il movimento delle persone all’interno degli ambienti.

I nuovi sensori di presenza e movimento ekinex KNX rappresentano una soluzione evoluta per il controllo intelligente degli spazi. Disponibili per installazione a soffitto o a parete, integrano tecnologie avanzate di rilevamento e permettono di gestire automaticamente diverse funzioni dell’edificio, dall’illuminazione alla climatizzazione, fino alle logiche più evolute di automazione degli ambienti.

In caso di assenza prolungata, i sensori possono comandare lo spegnimento o la riduzione delle utenze con tempi di ritardo configurabili in base alla funzione controllata. L’illuminazione, ad esempio, può essere disattivata poco dopo l’uscita delle persone dall’ambiente, mentre per i sistemi HVAC è possibile impostare tempi più lunghi, mantenendo le condizioni di comfort durante brevi periodi di assenza e riducendo progressivamente il consumo energetico in caso di occupazione intermittente.

Grazie alla piena integrazione nello standard aperto e interoperabile KNX, i sensori ekinex possono dialogare con tutti i dispositivi dell’impianto, creando scenari personalizzati e logiche automatiche basate sulle reali condizioni di utilizzo degli spazi. In questo modo ogni ambiente diventa più efficiente, confortevole e sostenibile, adattando il funzionamento degli impianti alla presenza effettiva degli occupanti.