La progettazione integrata degli impianti per la domotica Ing. Paolo Mongiovì Verona - 12 Ottobre 2010 1 Multidisciplinarietà • L’evoluzione impiantistica comprende interconnessioni tra differenti funzioni Sistemi di sicurezza Impianti elettrici Climatizzazione Comunicazioni Verona - 12 Ottobre 2010 Impianti idraulici 2 Domotica: Integrazione Integrare vuole dire: - Trasformare la sommatoria dei singoli prodotti in un sistema omogeneo - Rendere i diversi sistemi reciprocamente compatibili, fisicamente e logicamente - Uniformare il cablaggio, le tecniche di trasmissione e di comunicazione Verona - 12 Ottobre 2010 3 Domotica: Integrazione - II vantaggio di un sistema integrato è tanto maggiore quanto prima si inserisce nella progettazione - Utilizzando le capacità di gestione e programmazione di un sistema integrato, possono risparmiarsi tanti costi legati all’inserimento di funzioni in ciascun impianto - Le possibilità applicative e la facilità d’uso sono maggiori con un’unica interfaccia utente Verona - 12 Ottobre 2010 4 Domotica: Integrazione Livelli di integrazione • basso (sistema intelligente con sensori/attuatori) • medio (sistema intelligente con componenti intelligenti) • alto (più sistemi intelligenti) Verona - 12 Ottobre 2010 Comunicazione con sensori sicurezza, elettrovalvole Comunicazione con termostati elettronici Comunicazione con sistemi gestione luci 5 Le fasi di un progetto di Domotica Scelta dei requisiti del sistema Rapporto cliente/installatore Progetto del sistema domotico System Integrator • Analisi delle esigenze dell’utente • Valutazione degli impianti e dei loro componenti • Definizione delle funzionalità del sistema • Scelta della centrale di controllo e dei componenti • Stesura del layout degli impianti • Mappa dei segnali (ingressi e dei comandi (uscite) • Schema delle connessioni • Specifiche di programmazione del sistema Verona - 12 Ottobre 2010 6 FASI DI PROGETTO Ciascuna delle fasi di progetto assume un’importanza e un peso diverso a secondo: • delle dimensioni dell’abitazione • del numero e caratteristiche degli impianti • delle funzionalità da realizzare Verona - 12 Ottobre 2010 7 FASI DI PROGETTO Il progettista ha il compito di: studiare le caratteristiche del luogo e dell’abitazione capire quali siano le reali esigenze degli utenti conoscere l’entità dell’investimento che il committente intende destinare identificare le tipologie delle applicazioni da realizzare Verona - 12 Ottobre 2010 8 ANALISI DELLE ESIGENZE DELL’UTENTE • • • • Se trattasi d’immobile ubicato in luogo isolato o in un centro abitato Se trattasi di una abitazione singola (villa) o in condominio Se il luogo presenta fenomeni aeraulici (fulmini) significativi Se sono possibili interruzioni da parte del distributore dell’energia elettrica Verona - 12 Ottobre 2010 9 ANALISI DELLE ESIGENZE DELL’UTENTE Dell’estensione e delle caratteristiche dei locali Della presenza di persone anziane, disabili, bambini, personale di servizio, animali Delle aree funzionali da implementare: (COMFORT AMBIENTALE, COMUNICAZIONE E INFORMAZIONE, SICUREZZA, GESTIONE LUCI ED APPARECCHI ELETTRICI, AUDIO - VIDEO ) Verona - 12 Ottobre 2010 10 ANALISI DELLE ESIGENZE DELL’UTENTE • Data la molteplicità di interfacce utente oggi disponibili (consolle, telefono, PC, touch-screen, internet) è opportuno identificare fin dall’inizio le modalità preferite di interazione col sistema Verona - 12 Ottobre 2010 11 ANALISI DELLE ESIGENZE DELL’UTENTE Bisogna anche suggerire al committente, per quelle funzionalità che non ha intenzione di sviluppare subito, di creare le predisposizioni Per poterle realizzare in un secondo tempo senza aggravio dei costi per modifiche agli impianti e senza pesanti oneri per opere murarie Verona - 12 Ottobre 2010 12 SCELTA DEL SISTEMA E DEI SUOI COMPONENTI • Chiarite le esigenze del committente è possibile effettuare la scelta dei componenti da integrare. • Ciò significa definire la configurazione del sistema centrale di controllo, il numero e le tipologie dei componenti previsti Verona - 12 Ottobre 2010 13 Si tratta quindi di scegliere: • la centrale di controllo, le eventuali espansioni e le interfacce utente • i vari tipi di sensori per i controlli degli impianti di sicurezza, di climatizzazione, d’illuminazione, ecc. • i moduli di controllo per gli apparecchi di illuminazione • i moduli di controllo per le motorizzazioni di porte, finestre, cancelli, tende, ecc. Verona - 12 Ottobre 2010 14 • gli apparecchi per i comandi di valvole, condizionatori, caldaia, pompe, ecc. • i componenti degli impianti audio-video, telefonia e dati • i componenti per il controllo degli elettrodomestici (lavatrice, lavastoviglie, forno, televisori, ecc.) • i componenti per i servizi di teleassistenza, telesorveglianza, manutenzioni Verona - 12 Ottobre 2010 15 SISTEMI DI COMUNICAZIONE La comunicazione tra i vari componenti può utilizzare segnali e mezzi di diversa natura, quali per esempio: Bus; Onda convogliata; Radio; Raggi infrarossi • La scelta è determinata sia dalla tipologia del sistema di controllo e dei componenti utilizzati che dalle caratteristiche funzionali da realizzare. Verona - 12 Ottobre 2010 16 Le fasi di installazione di un Sistema Domotico Verona - 12 Ottobre 2010 17 Le fasi di installazione di un Sistema Domotico Pianificazione dell’installazione Posa tubazioni e scatole di distribuzione Infilaggio dei cavi Installazione centrale e componenti Configurazione e programmazione del sistema Avviamento e collaudo Istruzione dell’utente Verona - 12 Ottobre 2010 18 Pianificazione dei lavori • E’ di fondamentale importanza creare una sinergia tra i vari professionisti (muratore, elettricista, idraulico..) per non creare ritardi nell’esecuzione generale dei lavori Nuova figura nel panorama dell’impiantistica : il system integrator Nuovo ruolo dell’installatore Verona - 12 Ottobre 2010 19 Istruzione dell’utente Istruzione dell’utente Per ogni modello viene fornito : 1) Manuale di installazione 2) Manuale utente 3 ) Guida rapida per l’utente 4) Istruzioni personalizzate per l’utente Verona - 12 Ottobre 2010 20 Suggerimenti per una installazione di successo • • • • • • • • • Progettazione integrata degli impianti Pianificazione e controllo dei lavori Coordinamento degli installatori Struttura della distribuzione Coinvolgimento dell’utente nelle applicazioni Facili interfacce utente Largo uso di scenari (macroistruzioni) Interazione tramite messaggi esplicativi Istruzioni d’uso personalizzate Verona - 12 Ottobre 2010 21 L’efficienza energetica con i sistemi domotici Verona - 12 Ottobre 2010 22 INTRODUZIONE Il Italia il 31% dell'energia elettrica e il 44% dell'energia termica (combustibili) vengono utilizzati in ambito residenziale, in uffici e aree commerciali (dati elaborati da ENEA per il Ministero dell'Industria) Buona parte di queste fonti energetiche sono destinate alla climatizzazione dei locali (riscaldamento invernale e raffrescamento estivo) Verona - 12 Ottobre 2010 23 Altre voci di spesa Altra voce importante di spesa energetica è rappresentata dagli elettrodomestici ed apparati elettrici ed elettronici come tv, radio, computer ecc. L'illuminazione rappresenta una piccola quota dei consumi totali (circa il 2%) ma non irrilevante, in quanto rappresenta comunque il 15% dei costi dell'energia elettrica mediamente utilizzata in interni civili. Verona - 12 Ottobre 2010 24 CONSUMI DI ENERGIA NELLE ABITAZIONI In termini percentuali i consumi finali di energia all’interno delle abitazioni sono così suddivisi: • • • • energia elettrica per illuminazione usi termici per cucinare ed elettrodomestici produzione di acqua calda consumi per riscaldamento ambienti 2% 5% 15% 78% Se poi si ha un impianto di climatizzazione estiva si deve aggiungere circa un 25% in più di consumi energetici Verona - 12 Ottobre 2010 25 FABBISOGNI ENERGETICI NELLE ABITAZIONI Attualmente in Italia il fabbisogno energetico negli edifici è quantificabile mediamente in 300 kWh/m2 per anno e il 78% viene riversato all’esterno sotto forma di dispersioni termiche. Per un appartamento di 100 m2 il fabbisogno energetico annuo è di circa 30.000 kWh che equivale alla combustione di circa 3.035 m3 di metano che con il prezzo di circa 0,65 €/m3, equivale a circa 2.000 €/anno. Verona - 12 Ottobre 2010 26 CONFRONTO CON I CONSUMI DI ALTRI PAESI Confrontando i consumi energetici degli edifici in Italia, rispetto a quelli della Svezia e della Germania notiamo che: - in Svezia lo standard per l’isolamento termico degli edifici è stabilito per legge a valori inferiori a 60 kWh/m2 per anno - in Germania a valori inferiori a 200 kWh/m2 per anno - in Italia si raggiungono punte anche di 500 kWh/m2 per anno Verona - 12 Ottobre 2010 27 LA CLIMATIZZAZIONE CON IL SISTEMA DOMOTICO La climatizzazione degli ambienti domestici è sicuramente il settore che assorbe i maggiori costi di gestione di un’abitazione. E’ pertanto importante una progettazione attenta della tipologia d’impianto per sfruttare al meglio le potenzialità di un sistema domotico, che può consentire l’ottenimento di risparmi energetici importanti fino al 30-35% su elettricità e gas. Verona - 12 Ottobre 2010 28 INVESTIMENTI IMMOBILIARI NELLE RISTRUTTURAZIONI • In Italia il 60% degli investimenti immobiliari si riferisce alle ristrutturazioni, il dato salirà all'80% nei prossimi anni • Oltre ad una buona coibentazione dell’involucro edilizio è molto vantaggioso investire qualcosa in più per gli impianti di climatizzazione • Per esempio suddividendo i circuiti di distribuzione a zone (realizzando almeno due circuiti suddivisi in zona giorno e zona notte) con l’installazione di opportune elettrovalvole e sensori per il controllo delle temperature Verona - 12 Ottobre 2010 29 COMPONENTI PER LA TERMOREGOLAZIONE • La situazione italiana evidenzia un ritardo nello sviluppo delle applicazioni di termoregolazione, solo un terzo degli impianti di riscaldamento autonomi esistenti è dotato di un minimo di strumentazione automatica • Il controllo automatico, attuato mediante un sistema di sensori, consente interventi di termoregolazione domestica, in funzione dei mutamenti ambientali, e la verifica costante dei consumi • Le funzioni associabili ai vari elementi - elettrovalvola, termostato, sensore di stanza o di zona - possono essere le più varie: dalla programmazione degli orari di riscaldamento al rilevamento di situazioni particolari (per esempio l’apertura di una finestra, l’uscita di casa, la presenza in casa, ecc.) Verona - 12 Ottobre 2010 30 IL TERMOSTATO ELETTRONICO COMUNICANTE • Si tratta di un dispositivo ad elevate prestazioni in grado di gestire autonomamente i cicli di temperatura per controllare gli apparati di riscaldamento, condizionamento, ventilazione, sia di comunicare con la centrale domotica per fornire i dati di funzionamento • Esso è anche in grado di ricevere comandi dall’esterno, mediante telefono, per modificare la temperatura prevista dai cicli preimpostati o per modificare il modo e lo stato di funzionamento • In fase di installazione sono configurati alcuni parametri di funzionamento per ottimizzare il rendimento energetico, quali: temperature massime e minime impostabili, massimo orario di cicli on/off Verona - 12 Ottobre 2010 31 Il controllo della temperatura tramite termostato elettronico comunicante L’utilizzo del termostato elettronico comunicante con la centrale domotica, permette di ottenere la migliore regolazione della temperatura negli ambienti, con considerevoli risparmi sui consumi di energia E’ possibile modificare in modo dinamico la temperatura richiesta secondo le necessità dell’utente o per una data situazione, indipendentemente dai cicli preimpostati, stabilendo la priorità dell’una o dell’altra condizione L’utente, realizzando per esempio la funzione “uscita” ottiene automaticamente, tramite comando inviato dalla centrale domotica al termostato, di abbassare la temperatura ad un determinato valore e di riprendere i normali cicli programmati al suo rientro con la funzione “entrata” Verona - 12 Ottobre 2010 32 VANTAGGI DELLA DIVISIONE A ZONE DELL’IMPIANTO Per esempio, dividendo in due zone di temperatura l’abitazione, la zona notte può essere climatizzata solo in determinate ore rispetto alla zona giorno Un altro possibile modo per ottenere risparmi energetici è quello di spegnere il riscaldamento/condizionamento quando per esempio si apre una finestra (controllo per evento o dinamico) Il contatto magnetico sulla finestra, impiegato per l’impianto antintrusione, assume un’altra funzione che è quella di segnalare alla centrale domotica lo stato di apertura della finestra, la centrale spegne il riscaldamento o il condizionamento mediante la semplice chiusura dell’elettrovalvola di quella zona o spegnendo la caldaia o il condizionatore fino a quando la finestra rimarrà aperta, evitando di disperdere l’energia all’esterno Verona - 12 Ottobre 2010 33 ALTRI RISPARMI DI ENERGIA PER GLI USI D’ILLUMINAZIONE Un sistema domotico è in grado di ricevere informazioni da sensori ed eseguire quindi dei comandi (accendere/spegnere, aumentare/diminuire l’illuminazione) A tale riguardo le forme di spreco energetico più comuni che si verificano all’interno di un alloggio, sono per esempio le luci accese in locali dove non vi è presenza di persone dopo un certo tempo di permanenza Sono entrato in bagno e uscendo non ho spento la luce; oppure, sono passato in cucina a prendere una bibita in frigo e anche qui mi sono dimenticato di spegnere la luce; lo stesso si verifica spesso transitando in un corridoio, in camera, ecc. Verona - 12 Ottobre 2010 34 L’USO DI SENSORI PER RISPARMIARE SULL’ILLUMINAZIONE Se per esempio sono installati dei sensori volumetrici dell’impianto antintrusione, quando si è in casa e il sistema d’allarme è quindi disinserito, gli stessi sensori possono utilizzarsi per segnalare alla centrale domotica la presenza o l’assenza di una persona in un ambiente In tal caso quando la centrale domotica riceve dal sensore l’informazione di non presenza di persone in un certo ambiente, verifica se la luce è accesa e se lo è la spegne automaticamente Verona - 12 Ottobre 2010 35 RISPARMI SULLE BOLLETTE SFRUTTANDO LA TARIFFA MULTIORARIA In questo caso si abilita la presa della lavatrice e/o della lavastoviglie solo in determinate ore per sfruttare la tariffazione bi-oraria notturna o multioraria per risparmiare sui costi dell’energia Si può quindi fare andare gli elettrodomestici, una volta caricati e programmati dopo una certa ora in cui scatta la tariffa più bassa Verona - 12 Ottobre 2010 36 RISPARMIO DI ENERGIA NELLA GESTIONE DI IMPIANTI COMPLESSI Ancor più importanti risparmi possono essere ottenuti nella gestione dell’integrazione d’impianti complessi sfruttando la capacità di gestione dinamica degli eventi di una centrale domotica Si pensi per esempio ad abitazioni nelle quali vengono usati pannelli solari termici per la produzione di acqua calda, pannelli solari fotovoltaici per la produzione di energia elettrica, sistemi di termoregolazione e termoventilazione che utilizzano volani termici e che sfruttano la circolazione dell’aria attraverso serrande di ventilazione motorizzate Verona - 12 Ottobre 2010 37 RISPARMIO DI ENERGIA NELLA GESTIONE DELL’ENERGIA SOLARE Altri casi riguardano per esempio la gestione di schermi termici attivi quando c’è presenza d’irraggiamento solare o sistemi d’accumulo passivi, quando manca l’irraggiamento solare devono essere protetti da teli motorizzati per evitare il rilascio dell’energia verso l’esterno Dei sensori di temperatura o di luminosità possono essere usati per chiudere/aprire in automatico tende, tapparelle, persiane, o ottimizzare l’orientamento di pannelli solari motorizzati in ragione dei periodi dell’anno. Queste operazioni possono essere facilmente gestite da una centrale domotica, con risparmi e/o guadagni di energia. Verona - 12 Ottobre 2010 38 Domotica di base e Domotica avanzata DOMOTICA DI BASE funzionalità utili a tutti (sicurezza antintrusione, sicurezza ambientale, comfort ambientale, automazioni, etc.) valore medio impianto 3.000 € DOMOTICA AVANZATA personalizzazione superiore e completezza di offerta specialistica (telesorveglianza, audio, video, etc.) valore medio impianto 15.000 € Verona - 12 Ottobre 2010 39 Il mercato della domotica in Italia • Nuove abitazioni: 300.000 circa • Abitazioni ristrutturate: 700.000 circa • Impianti domotici (35.500 nel 2009): 9 90% in abitazioni nuove o ristrutturate 9 10% in abitazioni esistenti • Impianti di sicurezza in 40% delle abitazioni nuove o ristrutturate: 400.000 Verona - 12 Ottobre 2010 40 Previsione di crescita del mercato • Mercato della domotica nel 2005: 42 M€ • Mercato della domotica nel 2012: 373 M€ • Risultato 2009: 147 M€ 9 95 M€ impianti base 9 47 M€ impianti avanzati • Trend di crescita intorno al 35% anno • N.B. Sono inseriti solo i prodotti specifici della domotica Verona - 12 Ottobre 2010 41 Le applicazioni più richieste • • • • • Sicurezza antintrusione Sicurezza ambientale Comfort ambientale Telesorveglianza Controllo da internet Verona - 12 Ottobre 2010 42 Un falso problema Sistemi distribuiti o sistemi centralizzati ? • Tutti i sistemi hanno funzioni distribuite e funzioni centralizzate • Alcuni sistemi sono con funzioni più distribuite, altri con funzioni più centralizzate • Sono normalmente centralizzate: l’alimentazione, gli scenari, le interfacce utente, l’accesso telefonico, l’accesso da internet, … • I sistemi di sicurezza sono normalmente centralizzati e garantiscono un’elevata affidabilità • Va quindi valutata l’architettura e l’affidabilità complessiva Verona - 12 Ottobre 2010 43 Fattori di successo Velocità di diffusione della cultura Massiccia azione comunicativa Accettazione vantaggi e benefici Standardizzazione dei sistemi Integrazione dell’offerta e dei servizi Formazione degli operatori Verona - 12 Ottobre 2010 44 Piazza Luigi di Savoia, 24 20124 - Milano Tel. 02-66988330, fax 02-67381819 www.assodomotica.it [email protected] Verona - 12 Ottobre 2010 45
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