L’uso di piattaforme DSS tra le strategie di gestione energetica degli edifici

L’esempio del progetto europeo OPTIMUS, Optimizing the energy Use in cities with smart decision support system

INTRODUZIONE
La Direttiva 2010/31/UE (1) promuove l’introduzione di sistemi di misurazione intelligenti quando un edificio è in fase di costruzione o è oggetto di una ristrutturazione importante affidando ai singoli stati la promozione e l’installazione di sistemi di controllo attivo come sistemi di automazione, controllo e monitoraggio finalizzati al risparmio energetico.

Il Decreto del Ministero dello Sviluppo economico 26 giugno 2015 (2) introduce, per edifici non residenziali di nuova costruzione o soggetti a ristrutturazione importante di primo livello, l’obbligo di installazione di un livello minimo di automazione attraverso l’installazione di Building Automation and Control System (BACS) per il controllo, la regolazione e la gestione delle tecnologie dell’edificio e degli impianti termici.

La gestione energetica degli edifici è quindi diventata essenziale per garantire la riduzione dei consumi energetici nel settore delle costruzioni ed è una procedura costantemente in evoluzione perché fortemente connessa con l’evoluzione della tecnologia sia in ambito elettronico che informatico.
Il risparmio energetico associato a strategie di gestione è molto vario e dipende da molteplici fattori. Diversi studi di ricerca a livello nazionale ed internazionale affrontano il tema e i risultati in termini di riduzione del consumo energetico possono raggiungere fino al 50% sul consumo totale di energia (3).
I sistemi di gestione energetica degli edifici permettono il controllo degli impianti a servizio dell’edificio (climatizzazione, ventilazione, illuminazione, ecc.) o anche il controllo degli occupanti e della loro interazione con l’edificio.

Il presente lavoro si colloca in questo ambito e ha l’obiettivo di descrivere alcune strategie di gestione energetica implementate ed applicate nell’ambito del progetto europeo OPTIMUS, nonché i rispettivi impatti in ambito energetico.

IL PROGETTO OPTIMUS
OPTIMUS (Optimizing the energy Use in cities with smart decision support system), (4) è un progetto europeo di durata triennale finanziato all’interno del settimo programma quadro (7th Framework Programme) ed è terminato nell’ottobre 2016.

Gli obiettivi generali del progetto sono lo sviluppo e l’applicazione di uno strumento di supporto decisionale (DSS) rivolto alle pubbliche amministrazioni al fine di ridurre il consumo energetico e le emissioni di CO2 del parco edilizio pubblico.

Il progetto è stato coordinato dalla National Technical University of Athens (NTUA) e ha visto la partecipazione, tra i partner italiani, del Politecnico di Torino.

Lo strumento di supporto decisionale (DSS) è una piattaforma informatica che permette di visualizzare, per ogni edificio oggetto di gestione, i dati monitorati (energetici, ambientali, climatici ecc.) e le azioni di risparmio energetico, descritte all’interno del motore di calcolo (DSS engine) a partire dai dati monitorati, attraverso modelli previsionali (di tipo black, grey e white box) e regole di inferenza (regole logiche, algoritmi).

In Figura 1 è mostrata l’interfaccia dello strumento per uno dei casi pilota del progetto, dove vengono visualizzati i dati monitorati (consumo globale di energia elettrica, produzione di energia da fonte rinnovabile, costi dell’energia e emissioni di CO₂).
Il DSS è rivolto principalmente ai soggetti cui spetta il compito della gestione energetica del patrimonio immobiliare (Energy Manager), ma è anche rivolto agli occupanti i quali possono contribuire, attraverso un comportamento virtuoso, al contenimento del consumo e della spesa energetica.

Le azioni suggerite dal DSS sono visualizzate con periodicità settimanale e possono essere accettate, rifiutate o ignorate: tale approccio distingue il DSS da uno strumento di tipo BACS (Building Automation and Control).

Le azioni suggerite sono rivolte alla gestione degli occupanti, alla gestione degli impianti di climatizzazione invernale ed estiva, al trattamento dell’aria e alla gestione degli impianti per la produzione di energia rinnovabile.
Tali azioni sono state applicate a quattro edifici pilota: il municipio e il teatro di Sant Cugat (Spagna), il municipio di Zaanstad (Olanda), la scuola Colombo-Pertini e il campus universitario di Savona.

Figura 1 – Interfaccia del DSS per Sant Cugat: visualizzazione dei dati energetico – ambientali monitorati.

Quali azioni di gestione energetica possono essere implementate?

Il DSS fornisce un set di azioni di gestione dell’edificio, che si possono suddividere nei seguenti ambiti:

- comportamento dell’occupante,
- funzionamento dell’impianto di riscaldamento e raffrescamento,
- funzionamento dell’impianto di ventilazione e trattamento dell’aria,
- produzione on site di energia da fonti rinnovabili.

Per ognuno di questi ambiti, il DSS suggerisce una o più azioni.

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All'interno l'analisi degli impatti energetici su due  edifici pubblici.