Bari: Nuove tecnologie e risparmio energetico, ecco le abitazioni del futuro che è già tra noi

In Italia il settore dell’edilizia civile assorbe oltre il 45% del fabbisogno energetico nazionale. Con una proiezione di crescita progressiva dei consumi, l’efficienza energetica negli edifici diventa un obiettivo nazionale di primaria importanza.

Nel nostro Paese sono stati posti al centro delle strategie di sviluppo due grandi obiettivi: la Transizione energetica e la Digitalizzazione. In questo scenario diventa necessario ripensare ai nuovi edifici.

L’architettura, la tecnica costruttiva, i materiali, le volumetrie, dovranno misurarsi e integrarsi sempre più con la nuova tecnologia. L’automazione dell’edificio diventerà sempre più presente, strategica nella progettazione di nuove costruzioni nella direzione delle cosiddette “passive house” o delle “net-zero house”.

I sistemi BACS (Builidings, Automatic Control Systems) applicati alle costruzioni comprendono tutti i prodotti, i software e i servizi tecnici che contribuiscono al funzionamento sicuro, economico ed efficiente sotto il profilo dell’energia.

Questi, governati per mezzo di controlli automatici, facilitano la gestione da parte dell’utente. Essi infatti, hanno il compito di far funzionare meglio e in modo più intelligente gli impianti tecnologici di un edificio rispondendo attivamente ai cambiamenti delle situazioni ambientali e di utilizzo.

I risparmi consentiti da un sistema BACS riguardano tutte le principali fonti di consumo di un edificio, ovvero riscaldamento, raffrescamento, ventilazione, illuminazione. In tal modo il sistema favorisce bassi consumi e facilità la tendenza al raggiungimento dell’autonomia energetica dello stesso manufatto.

Nel corso degli ultimi anni si è sempre più spesso riscontrato che il risparmio si consegue adottando componenti energeticamente efficienti gestiti attraverso un costante monitoraggio e controllo delle prestazioni al fine di ottimizzarne i consumi in base all’effettivo bisogno.

Gli smart buildings possono tener conto delle specifiche condizioni ambientali e di occupazione degli ambienti per garantire le migliori condizioni di vivibilità agli utenti e nel contempo mirare al contenimento energetico avvalendosi si sistemi di sensori e trasduttori guidati da logiche di analisi di dati storici e dati acquisiti in tempo reale per ottimizzare luminosità, rumorosità, qualità dell’aria e condizioni di comfort ambientale.

La sicurezza assume un ruolo centrale negli smart buildings e, se accoppiata a sistemi basati su tecniche di intelligenza artificiale, permette la realizzazione di sistemi atti a fornire strumenti adeguati per il monitoraggio, il controllo, l’accesso condizionato a specifiche aree dell’edificio.

Inoltre, la sicurezza intesa come salvaguardia delle vite assume un ruolo importante e ben si affianca a sistemi di monitoraggio distribuiti (IoT) per la realizzazione di impianti di “early warning” o di sistemi di intervento automatizzati.

Il punto di partenza è dotare gli edifici di sistemi in grado di gestire in modo ottimizzato l’integrazione tra le varie componenti tecnologiche in essi presenti.

Per rendere “smart” l’edificio vengono impiegati sensori per il monitoraggio dei consumi e del livello di confort indoor; sistemi di attuazione e sistemi di trasmissione dati ed un’infrastruttura ICT dove risiedono gli algoritmi di ottimizzazione.

Lo smart building rappresenta il mattoncino, l’unità di misura di una Comunità Energetica in quanto, mettendo a fattor comune i sistemi di generazione di energia di cui dispone con altri edifici tra loro interconnessi, permette una gestione intelligente e ottimizzata di interi quartieri che possono, eventualmente, comportarsi da vere e proprie isole energetiche e in qualche caso risultare sistemi di generazione di energia da immettere nella rete a beneficio di altre utenze.

Recentemente il perimetro di una Comunità Energetica è stato ampliato passando dalla cabina secondaria a quella primaria, perciò le comunità energetiche possono aggregare diversi piccoli comuni fino a interi quartieri metropolitani.

In prospettiva, le comunità energetiche saranno in grado di incentivare l’indipendenza energetica degli edifici, l’automazione e ottimizzazione della gestione dell’energia possibile grazie agli smart building.

Come sottolinea la International Energy Agency un pilastro fondamentale per la Transizione energetica è costituito dalla cosiddetta Clean Electrification nel settore residenziale e dei trasporti ovvero il ricorso alle tecnologie elettriche per la produzione locale di energia elettrica (ad esempio con il fotovoltaico) e l’utilizzo della stessa energia come vettore energetico principale nei consumi finali (riscaldamento o raffrescamento con le pompe di calore, trasporto con veicoli elettrici, etc.).

Tutto questo richiede, ovviamente, sistemi tecnologici in grado di utilizzare l’energia elettrica prodotta da fonti rinnovabili, caratterizzate da forte variabilità nel tempo, che siano in grado di gestirne la produzione e l’accumulo e distribuirla agli utilizzatori che la richiedano in maniera efficiente e affidabile: le cosiddette Smart Grids che fanno ampio ricorso alle elettro-tecnologie, all’automazione e ai sistemi di accumulo.

E’ necessario, inoltre, il ricorso a tecnologie ICT e tecniche di reasoning automatico che siano in grado di gestire la mole di dati acquisiti con continuità dai singoli componenti della Comunità Energetica e elaborarli per definire le azioni per massimizzare il comfort degli ambienti minimizzando i consumi energetici e, al contempo, tenere traccia delle transazioni energetiche tra gli attori della comunità energetica.

Il grande potenziale connesso all’analisi dei dati con tecniche di data analytics come il data mining, il machine learning e, più in generale, l’intelligenza artificiale, sta avendo un forte sviluppo anche nel campo dell’energetica degli edifici.

Sono perciò oggetto di studio e ricerca la modellazione inversa per la previsione o la stima della domanda di energia, l’ottimizzazione energetica dei sistemi in esercizio, l’individuazione automatica di anomalie energetiche o guasti agli elementi impiantistici, le analisi di prestazioni, la gestione dei processi direttamente legati al comportamento dell’occupante.

Questo articolato affascinante scenario rappresenta l’oggetto della giornata di studio che si svolgerà al Politecnico di Bari, martedì, 21 marzo 2023, presso la sede del rettorato (via Amendola, 126/b).

Il programma della giornata prevede. Ore 8,45. Apertura dei lavori: prof. Giuseppe Cafaro Intervengono: prof. Francesco Cupertino prof. Eugenio Di Sciascio prof. Umberto Fratino, ing. Pasquale Capezzuto.

Ore 09.30 “Building Management Systems – Honeywell, soluzioni per Smart Buildings Systems”, (ing. Mirco Amalfitano); “Applicazioni innovative dei sistemi di sicurezza” (p.i. Lino Lombardi).

Ore 10.00 “BIPV e BAPV: Definizioni, normativa ed applicazioni” (prof. Silvano Vergura);

Ore10.20 “Nuove tecnologie per l’involucro trasparente: ricerche in corso d’opera” (prof. Alessandro Cannavale);

Ore 10.40 “L’edificio in rete: Tecnologie low-power ed efficientamento energetico” (prof. Nicola Cordeschi);

Ore11.40 “Risparmio energetico e qualità indoor negli ambienti di vita e di lavoro” (prof. Francesco Martellotta);

Ore 12.00 “Il comfort negli ambienti di vita come driver per gli smart building e le comunità energetiche” (ing. Angelo Donvito);

Ore 12,20 “Security: La sicurezza negli edifici. Efficienza energetica e sicurezza antincendio delle facciate negli edifici civili” (arch. Rosa D’Eliseo, ing. Michele Rosati); “Monitoraggio dei sistemi di rivelazione incendi” (p.i. Alfredo Cuccurullo); “Assistenza e manutenzione dei sistemi antincendio”(dott.ssa Fabiola Ferro);

Ore15.00 “Sistemi energetici e Comunità Energetiche. Le CER e l’autoconsumo: Inquadramento ed alcune esperienze di ricerca” (prof. Massimo La Scala); “Obiettivi, strategie e strumenti ENEA per le CER” (arch. Antonella Tundo); “Recepimento Direttiva RED II: Novità per le Comunità Energetiche” (prof. Umberto Berardi”; “Intelligenza Artificiale per Edifici Intelligenti” (prof. Michele Ruta). L’evento sarà inoltre disponibile in streaming video sul canale istituzionale Youtube del Politecnico di Bari al seguente indirizzo web: https://www.youtube.com/@PolitecnicodiBariOfficial/streams.