SMART BUILDING 3.0
L’INTELLIGENZA E L’EFFICIENZA DELL’EDIFICIO ‘TUTTO ELETTRICO’
Fiera Milano | 8 maggio 2014
Le tecnologie per efficienza energetica, sicurezza, fruibilità e comfort,
interconnessione: il ‘sistema nervoso’ dell’edificio intelligente
Daniele Pennati – ANIE BUILDING
Federazione ANIE rappresenta all’interno del Sistema Confindustria
circa 1200 imprese ELETTROTECNICHE ed ELETTRONICHE attive in
Italia con:
63 miliardi di fatturato
29 miliardi di esportazioni
425 mila addetti
4% del fatturato investito in R&S
Cavi e conduttori elettrici- AICE - Associazione Italiana Industrie Cavi e Conduttori Elettrici
Energia - ANIE Energia
Sicurezza e automazione edifici - ANIE Sicurezza - Associazione Italiana Sicurezza e
Automazione Edifici
Illuminazione - ASSIL - Associazione Nazionale Produttori Illuminazione
Ascensori e scale mobili - ASSOASCENSORI - Associazione Nazionale Industrie Ascensori e
Scale Mobili
Apparecchi domestici e professionali - CECED Italia - Associazione Nazionale Produttori di
Apparecchi Domestici e Professionali
Componenti e sistemi per impianti - CSI - Associazione Componenti e Sistemi per Impianti
Automazione e misura - ANIE Automazione - Automazione Manifatturiera e di Processo
Componenti Elettronici - ANIE Componenti Elettronici
Industria ferroviaria - ASSIFER - Associazione Industrie Ferroviarie
Organi di trasmissione e ingranaggi - ASSIOT - Associazione Italiana Costruttori Organi di
Trasmissione ed Ingranaggi
ANIE Building ha l’obiettivo di:
•evidenziare il ruolo centrale delle tecnologie elettriche
ed elettroniche per l’edificio moderno;
•sottolineare il valore crescente dell’integrazione
funzionale per la necessaria evoluzione smart degli
edifici;
•contribuire alla definizione di policy sostenibili, in
termini di realizzabilità ed investimenti, per un reale
ammodernamento dell’installato esistente, secondo
criteri di qualità, sicurezza, efficienza energetica,
efficacia sociale
energie rinnovabili
mobilità elettrica
ascensori e scale mobili
ventilazione
building automation
termoregolazione
fotovoltaico
illuminazione
sistema di accumulo
cavi
trasformatori
gruppi di continuità
controllo accessi
distribuzione di energia
telemisura
telecontrollo
telesorveglianza
elettrodomestici
antintrusione
antincendio
7
5,50%
35,90%
23,20%
Nel nostro Paese i consumi che possono
essere fatti risalire agli edifici rappresentano
circa il 36% del consumo complessivo
(41% media europea).
32,90%
2,50%
Industria
Agricoltura
Altro
Trasporti
Residenziale+Terziario
MISE 2010-EER POLIMI 2011
8
BMS
CHE COS’È?
È un sistema integrato capace
fornire agli utenti (persone che
abitano o lavorano) condizioni
fruizione ottimali e sostenibili di tutte
funzioni e i servizi disponibili
di
ci
di
le
COMPONENTI, PRODOTTI E TECNOLOGIE
• Le strutture edili (involucro e materiali)
•Tutti gli impianti e i sistemi: impianti elettrico e di termoregolazione e
climatizzazione, cablaggio, distribuzione energia, antintrusione,
protezione incendio, rete dati, sistema per il recupero del ciclo chiuso
delle acque, ascensori, elettrodomestici, illuminazione, energie
rinnovabili, stoccaggio energia.
UN UNICO SISTEMA INTEGRATO
ƒI dispositivi sono interconnessi in rete,
ƒSi scambiano informazioni (comandi, stati e
misure)
GRAZIE ALLA TECNOLOGIA
ƒDispositivi intelligenti:
‰
Funzioni evolute: ottimizzazione dei controlli
‰ Intelligenza decentralizzata: specializzazione +
affidabilità
ƒ Comunicazione tra i dispositivi:
‰
‰
Integrazione
Coordinamento
L’Edificio moderno: innovazione, sicurezza, qualità
INNOVAZIONE
La legislazione richiede performance sempre più spinte
agli edifici, sia in fase di nuova costruzione sia di rinnovo:
solo una maggiore penetrazione di prodotti, tecnologie e
soluzioni costruttive più performanti può garantire una
risposta
alla
ormai
imprescindibile
esigenza
di
innovazione nelle costruzioni moderne
SICUREZZA
• Strutturale (conformità alle norme tecniche, criteri antisismici)
• Impiantistica (adeguamento tecnico, conformità alle norme e leggi, verifiche e manutenzioni)
•Funzionale (interconnessione tecnologica per nuovi bisogni dell’utenza, accessibilità, utenza
debole)
L’Edificio moderno: innovazione, sicurezza, qualità
QUALITÀ
Edificio come sistema dinamico, attivo, sicuro, in
grado di corrispondere le esigenze e migliorare la
qualità della vita degli utenti, assicurando la
sostenibilità energetica e fornendo servizi di
elevato livello qualitativo
SMART BUILDING: le applicazioni
GESTIONE ENERGIA
SMART METERING
(Misura consumi)
RISCALDAMENTO
RAFFRESCAMENTO
VENTILAZIONE
ILLUMINAZIONE
RINNOVABILI
ENERGY STORAGE
E-MOBILITY
CONTROLLO ACCESSI
VIDEOCITOFONIA
AUTOMAZIONI
ANTINTRUSIONE
ASCENSORI
SCALE MOBILI
CABLAGGIO
ENTERTAINMENT
ALLARMI TECNICI
(fughe GAS e H2O)
SUPERVISIONE E
CONTROLLO
(locale e via internet)
AMBIENT ASSISTED
LIVING
Domani
Oggi
Generazione
Trasmissione (alta tensione)
Distribuzione (media tensione)
17
Sistemi di controllo attivi (H&B Automation) negli edifici
Gestione della temperatura
Gestione dell’illuminazione
Gestione delle
schermature
Gestione dei
carichi e dei
consumi
Pannelli di
distribuzione
Protezione e
connessione per
pannelli fotovoltaici
Punti di ricarica
per veicoli elettrici
Building: terminale intelligente della Smart grid
Smart Building
Il nuovo paradigma del sistema
elettrico porterà all’affermazione
dell’edificio intelligente, in grado
di colloquiare con le utility per:
PV
In-home
display
HEMS
Gateway
Energy
Management
Cloud
Router
Utility
Smartplug
Elettrodomestici
Smartstrip
Interfacce
utente
RESS
EV
-recepire gli stimoli di Demand
Response;
-gestire intelligentemente i carichi
ed ottimizzare generazione e
autoconsumo
tramite
gli
accumuli
(*) HEMS: Home Energy Management Systems
UNI EN 15232 2a ed.
La Norma UNI EN 15232 è stata creata per
stabilire convenzioni e metodi per la stima
dell'incidenza dei sistemi di automazione e
controllo (BACS) e la gestione tecnica degli
edifici (TBM) sulle prestazioni energetiche
degli edifici .
1a ed. nov. 2007
2a ed. gen. 2012
20
I sistemi considerati dalla EN15232
EN 15232
Energy performance of buildings
Impact of Building Automation, Controls and Building Management
Technical Home and Building Management
Raffrescamento
Riscaldamento
Acqua
calda sanitaria
Ventilazione
Condizionamento
Illuminazione
Schermature
solari
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EN 15232 BACS - TBM
BACS
Prodotti e servizi di ingegneria per i
controlli automatici, il monitoraggio,
l‘operatività, l‘ottimizzazione per ottenere
il funzionamento dei servizi dell‘edificio
energeticamente efficienti, sicuri,
economici
TBM – Technical Home & Building
Management
Processi e servizi relativi alla operatività e
gestione dell‘edificio e dei suoi impianti
tecnici attraverso le interrelazioni tra le
differenti discipline e sistemi.
22
EN 15232
Le Classi di efficienza BACS per il residenziale e non residenziale
Sistemi BACS e TBM ad elevate prestazioni
energetiche
Sistemi BACS e TBM avanzati
A
B
EN 15232
Sistemi BACS standard
C
Sistemi BACS energeticamente non
efficienti
BAC
BACS
TBM
D
Building Automation and Controls
Building Automation and Control System
Technical & Home Building Management
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Building automation ed efficienza energetica
No BACS
BACS senza monitoraggio
dei consumi energetici
BACS con
monitoraggio
dei consumi
energetici
BACS con misure
aggiuntive
nel corso della vita dell’edificio
0
t
24
L’importanza della gestione,
misura e controllo dei consumi
• Attraverso le funzioni di monitoraggio e gestione dei consumi energetici
l’utente è in grado di individuare il consumo di ciascun carico così da sfruttare
al meglio i propri consumi;
• L’utente è coinvolto in comportamenti virtuosi in un’ottica di risparmio
energetico ed efficienza energetica degli edifici;
Risparmio
per
riscaldamento/raffrescamento
edifici
residenziali: da un minimo del 9% a un massimo del 26%
Risparmio per consumo di energia elettrica: da un minimo del
7% a un massimo del 15%
Investimento
TERRENO 24%
PROGETTO 8 %
TERMOIDRAULICA 13 %
FINITURE 10 %
COPERTURA e
INFISSI 12%
OPERE MURARIE
31%
IMPIANTO ELETTRICO 2%
UN AUMENTO DEL BUDGET DEDICATO ALL’EVOLUZIONE DELL’IMPIANTO
ELETTRICO INCIDE POCO SULL’INVESTIMENTO TOTALE MA ALZA
NOTEVOLMENTE LA QUALITA’ E LE PRESTAZIONI DELL’EDIFICIO
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VMC: la Ventilazione meccanica controllata
Migliora la prestazione energetica degli immobili
e dà valore aggiunto alla costruzione;
Consente il risparmio di energia termica;
Garantisce il controllo della qualità e quantità
dell’aria 24 ore su 24;
Permette il controllo dell’umidità ambientale;
Migliora il comfort acustico;
Integrabile con sistemi di H&Building Automation
Energie rinnovabili nell’edificio: il fotovoltaico
Sistemi di accumulo e FV in ambito residenziale
Soluzione RESS per impianto FV nuovo non incentivato
•Residential Electrochemical Storage System
•Il contatore di produzione non è necessario se l’impianto FV ha potenza
< 20kW e non è incentivato
Building: generazione e consumo a confronto
•Lo scenario futuro per i Paesi
Europei prevede un aumento
della penetrazione elettrica,
coerentemente con un sistema
ad alto tasso di rinnovabili
elettriche
distribuite,
con
conseguente disponibilità di
energia in eccesso a costo nullo
•È
necessario
favorire
la
diffusione
di
tecnologie
innovative quali pompe di
calore,
storage
e
auto
elettrica, eliminando gli ostacoli
attuali (es. limiti di potenza e
tariffe crescenti coi consumi)
Gli elettrodomestici
1992 – 2012:
Direttiva Energy Label sugli Elettrodomestici
1992
2012
Spinta amaggiore
efficienza
Consumo di Energia
Ì Lavatrici e Lavastoviglie
Ì Frigoriferi
- 60%
- 75%
Illuminazione Smart per Edifici di Qualità
Sistemi di illuminazione efficienti significa maggiore
qualità della luce;
La luce giusta determina un ambiente sano in cui le
emozioni, la sicurezza e la produttività sono stimolati;
Tecnologie di illuminazione efficienti riducono
consumi e aumentano il comfort visivo;
i
La progettazione illuminotecnica è un valore aggiunto e
aumenta la sicurezza e l’ottimizzazione energetica
degli impianti;
Illuminazione integrata con i sistemi di Home & Building
Automation
Illuminazione Integrata
Una luce non invasiva, funzionale e il più possibile naturale influisce favorevolmente sull'umore di
chi lavora e sulla sua salute, contribuisce ad una maggiore sostenibilità e, se integrata in un sistema
completo di Building Automation o con i sistemi DALI per il controllo e la gestione, migliora la
sicurezza.
Gli elettrodomestici
prestazione
Quale Futuro?
Ì Necessario pensare diversamente
Ì Pensare al sistema (Casa-Città-Rete)
TempoCosto
Curva di Innovazione
Gli elettrodomestici
Quale Futuro Sistemi integrati: un esempio concreto
A+
A++
-12%
-6 €/year
48 €/year
-24 to-42%
-11 to-20 €/year
• Acqua calda
• Solare
Ascensori e scale mobili
Comfort
Accessibilità
Prestazioni
energetiche
Sicurezza
La Sicurezza: un approccio di sistema
La trasmissione di tutte le informazioni tra le postazioni server e client di gestione, i video
server e i controllori da campo per la raccolta degli allarmi avviene tramite rete Ethernet
geografica o locale, cablata o senza fili (WAN, LAN, wifi LAN)
Il cablaggio strutturato
Il cablaggio strutturato rappresenta una soluzione impiantistica distribuita nei
vari ambienti di un edificio o di gruppi di edifici, realizzato con componenti passivi
(es. connettori, cavi) che formano i vari collegamenti, sia in rame sia in fibra ottica, e
completato da componenti attivi (es. hub, switch,…);
Tale infrastruttura è indipendente dalla specifica applicazione; anzi, è capace di
supportare diverse tipologie di protocolli;
L’impiego della fibra ottica è raccomandato per la realizzazione delle dorsali, mentre
il cablaggio orizzontale è normalmente realizzato con componenti in rame.
La corretta scelta del Cavo:
garanzia di sicurezza e qualità
L’utilizzo di cavi sicuri e di qualità è fondamentale per garantire il perfetto
funzionamento degli impianti, sia di potenza che di segnale;
Rischio incendio: i cavi elettrici sono raramente la causa di un incendio, ma
quando vi sono coinvolti possono costituire un elemento di grave pericolo in ragione
della loro elevata quantità e della loro diffusione in tutti gli ambienti dell’edificio;
L’innovazione nel settore Cavi ha prodotto la messa a disposizione sul mercato dei
«Low Fire Hazard», particolare famiglia di cavi che:
Non propagano l’incendio
Sono a basso rilascio di calore
Sono a bassa emissione di fumo e gas tossici
La logica integrata: Security e Safety
In caso di incendio:
Verifica automatica della presenza di personale
interno ed esterno
Visualizzazione automatica zona interessata
Che cosa è uno Smart & Green Building?
E’ un edificio con un’attiva e propria logica di funzionamento rivolta ad assicurare i più elevati
livelli di comfort, sicurezza, risparmio energetico, produttività
E’ realizzato con soluzioni architettonico-ingegneristiche innovative e materiali eco-sostenibili
E’ in grado di gestire in maniera integrata e interoperabile tutti gli impianti dell’infrastruttura
tecnologica per ottimizzarne il funzionamento ai fini del comfort, della sicurezza, e
dell’efficienza energetica
E’ parte attiva di una smart grid in un contesto urbano, in grado di stabilire e mantenere in
tempo reale una comunicazione bilaterale con le utilities e i fornitori indipendenti di energia.
E’ in grado di gestire, immagazzinare, generare e scambiare energia elettrica e termica
intelligentemente garantendo in ogni istante comfort, sicurezza, efficienza energetica e
proffittabilità.
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