SOSTENIBILITÀ

Risparmio energetico: le tecnologie per ridurre i consumi e l’impatto degli edifici

Dagli impianti di produzione alternativa ai sensori per il monitoraggio e la gestione degli ambienti. Sono numerose le soluzioni innovative che permettono di ottimizzare consumi di energia e mitigare l’impatto ambientale. Ma adesso c’è anche la necessità di fronteggiare il caro energia. I casi in Italia

27 Mar 2022
Il progetto della Smart city Chorus life a Bergamo

Gli edifici consumano il 40% dell’energia utilizzata a livello globale e quelli di grandi dimensioni producono anidride carbonica per il circa il 30% delle emissioni totali. Intervenire quindi sulle costruzioni diventa sempre più necessario per raggiungere obiettivi di sostenibilità, ancora di più in questa fase di caro energia causato dalla guerra fra Russia e Ucraina.

Rendere più green gli immobili si traduce in un vantaggio sia per l’ambiente sia per i gestori di grandi portafogli. Lo smart building è quindi un obiettivo strategico per l’industria del Real Estate e per la finanza che la sostiene.

Quali sono le soluzioni tecnologie che possono portare a significativi risparmi di energia? Innanzitutto bisogna distinguere fra hardware e software.

Tra i sistemi hardware, ci sono ad esempio gli impianti fotovoltaici, i dispositivi di accumulo dell’energia, le pompe di calore, le caldaie a condensazione, gli impianti solari termici, e altri ancora. Questi strumenti, integrati a piattaforme software in Cloud oppure On-premise attraverso componenti di sensoristica, possono essere gestiti in maniera intelligente all’interno del building, ottimizzando i consumi energetici, tagliando sprechi e costi in bolletta.

Le automation technology: il sistema nervoso degli smart building

Le tecnologie che impattano positivamente sui consumi energetici vanno, quindi, dalla generazione dell’energia all’efficienza energetica fino alla safety & security e al comfort, il benessere di chi usa gli spazi. Queste ‘Automation technologie’ comprendono la sensoristica connessa agli impianti e per la raccolta dati, oltre agli attuatori, che eseguono sugli impianti i comandi elaborati dalle piattaforme di controllo e gestione. Piattaforme che comprendono i mezzi di comunicazione, wireless o cablati, e che permettono la comunicazione tra sensori, attuatori e la stessa piattaforma di controllo.

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I sensori più comuni che costituiscono la componente Automation technologies della struttura fisica di uno Smart building sono: sensori acustici, di temperatura, di pressione, di prossimità. Ma anche sensori ottici, di umidità, luminosità e irraggiamento. I sensori sono ‘gli occhi’, ‘le orecchie’, il ‘sistema nervoso’ degli Smart building, così come di ogni sistema Smart e tecnologicamente evoluto. E la sensoristica si sta sviluppando molto anche nel mondo del PropTech, insieme alle startup specializzate.

Le piattaforme per il controllo degli smart building

Ci sono 3 tipi di piattaforme per il controllo degli impianti all’interno di uno smart building: “una è la piattaforma Public cloud, con i software cloud pubblici che sono il tipo più comune di sistemi di distribuzione cloud computing”, spiega Federico Frattini, docente del Politecnico di Milano e co-fondantore dell’Energy and strategy group del politecnico milanese: “In un cloud pubblico tutto l’hardware, il software e le altre infrastrutture di servizio sono di proprietà del provider dei servizi cloud, che si occupa anche della loro gestione. In questo modo, le risorse cloud, come server e archiviazione, vengono distribuite attraverso Internet”. Microsoft Azure costituisce un esempio di cloud pubblico.

Ci sono poi le piattaforme private cloud: un cloud privato è costituito da risorse di cloud computing usate esclusivamente da un’azienda o da un’organizzazione. Il cloud privato può essere situato fisicamente nel data center locale dell’organizzazione oppure può essere ospitato da un provider di servizi. In un cloud privato, in ogni caso, i servizi e l’infrastruttura vengono sempre gestiti in una rete privata, l’hardware e il software sono dedicati esclusivamente alla rispettiva organizzazione.

Le tipologie di rete per la gestione dello smart building

C’è poi una terza possibilità: piattaforme on-premise, e in questo caso il software on-premise consiste nell’installazione ed esecuzione del software direttamente su macchina locale, intesa sia come singola postazione di lavoro sia come server raggiungibile esclusivamente dall’interno della rete aziendale.

Le diverse tipologie di rete possono essere poi classificate anche secondo due dimensioni differenti: “la tipologia di collegamento, che dipende dal tipo di collegamento utilizzato per installare la rete, differenziando quindi tra reti cablate, o wired, reti wireless, reti ibride oppure Powerline”, sottolinea Ivan Cavella, esperto dell’Energy and strategy group del Politecnico di Milano.

“E poi c’è da considerare il raggio di copertura: che dipende dal raggio di distanza entro il quale la rete riesce a permettere la comunicazione e la trasmissione di dati e informazioni”. Secondo questo criterio, le tipologie di rete possono essere classificate in Pan, Lan, Can, Man e Van (tutte sigle piuttosto oscure per i non addetti ai lavori).

I possibili servizi smart all’interno degli edifici

L’architettura digitale di uno Smart building permette la raccolta e la lettura dei dati provenienti da spazi e strutture, e consente l’erogazione di un’ampia serie servizi all’interno degli immobili: servizi in ambito energy, gestione e efficientamento dell’energia all’interno del building; servizi in ambito comfort, miglioramento del comfort e delle condizioni di utilizzo del building; in ambito safety, prevenzione e gestione dei rischi che possono compromettere l’incolumità degli occupanti presenti nel building; in ambito security, prevenzione e gestione dei rischi che possono compromettere la sicurezza e la protezione degli asset che costituiscono il building stesso o che in esso sono ospitati; servizi in ambito Health, mantenimento e miglioramento della salute degli occupanti del building.

Per fornire tutti questi tipi di servizi e applicazioni sono indispensabili soluzioni di Data computing: “è il livello logico nel quale si realizzano l’elaborazione e l’archiviazione delle informazioni. Ciò consente di analizzare e trasformare elevati volumi di dati, tra loro eterogenei, ottenendo migliori prestazioni e risposte in tempo reale”, rimarca Cavella, “a questo livello, i dati devono essere decodificati e filtrati per poter essere indirizzati a livelli di elaborazione più elevati”.

Esempi di come hanno risparmiato energia in Italia

Ecco alcuni esempi di come in diverse città di Italia hanno cercato di risparmiare energia.

Un caso: il progetto Chorus life a Bergamo

Il progetto Chorus life si sta sviluppando in un’area vicino al centro di Bergamo con l’obiettivo di dare forma a un nuovo modello di città, dove diverse generazioni di residenti potranno vivere, socializzare e crescere insieme condividendo gli stessi spazi, dove ogni barriera viene annullata per favorire l’integrazione fra gli individui, e nel rispetto dell’ambiente.

Si tratta di un nuovo modello di Smart city, caratterizzato dalla presenza di 80 moduli abitativi che prevedono monolocali, bilocali e trilocali, adatti ad accogliere studenti, giovani, famiglie e anziani, che presentano un’offerta integrata e scalabile di servizi abitativi, di fornitura di energia, manutenzione e sicurezza.

Smart grid e Global system model

È stato progettato un sistema di Smart grid che distribuirà l’energia secondo il fabbisogno reale, evitando gli sprechi e abbattendo l’impatto ambientale della casa e della Smart city.

Il controllo di Chorus Life, di tutti i suoi spazi, strutture e funzioni, è affidato al Gsm, Global system model. Un sistema elettromeccatronico di gestione di tutti i parametri tecnici, energetici e di sicurezza del nuovo quartiere Hi-tech, che coordinerà anche la comunicazione mobile, favorendo lo scambio tra fisico e virtuale. Il sistema Gsm, che integra le tecnologie digitali e di rete più innovative, nasce da una collaborazione tra Gewiss, Siemens e Microsoft, per consentire anche una gestione ottimale dei consumi energetici degli edifici.

Smart building e risparmio energetico a Milano

A Milano un altro progetto di Smart building è quello realizzato per il palazzo in via Bernardino Verro 78 b/c, che è stato rinnovato con interventi di ristrutturazione ed efficientamento, passando dalla classe energetica D a B. Una riqualificazione che consentirà alle famiglie un risparmio energetico complessivo in bolletta condominiale fino al 52%, e il condominio eviterà l’emissione di 65 tonnellate di CO2 annue.

È stato installato un innovativo sistema IoT di gestione dell’energia, sviluppato da Future Energy, che raccoglie i dati di comfort all’interno e all’esterno degli edifici, per misurare i consumi e la produzione di energia a livello di distretto, e rendere tutto il sistema più efficiente.

Un altro esempio di Smart building è rappresentato dalla sede di Engie in zona Milano Bicocca: si tratta di 15mila mq distribuiti su sei piani, in classe energetica AA, con un sistema di illuminazione a Led che sfrutta la luce solare esterna limitando i consumi energetici. L’adozione di soluzioni energetiche e ambientali permette a Engie un abbattimento delle emissioni di CO2 di 850 tonnellate all’anno, e una riduzione del 30% dei consumi energetici.

Il parco tecnologico Techpark di Bolzano

Un altro caso virtuoso di abbinamento tra nuove tecnologie ed efficienza energetica è quello del Techpark di Bolzano, un parco tecnologico di 27mila metri quadri realizzato su un’area industriale dismessa, che ospita uffici e laboratori.

Con le soluzioni tecnologiche adottate – come pompe di calore, illuminazione a Led e una piattaforma di gestione dei consumi – è possibile gestire gli impianti e raccogliere i dati di funzionamento, con la possibilità di sfruttare un’unica centrale termica per il fabbisogno di tutti gli edifici.

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Stefano Casini

Giornalista specializzato nei settori dell'Economia, imprese, tecnologie e innovazione. In oltre 20 anni di attività, ho lavorato per Panorama Economy, Il Mondo, Gruppo Mediolanum, Università Iulm. Mi piacciono i progetti innovativi, il teatro e la cucina come una volta.

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