Il futuro dell’automazione e della sostenibilità degli edifici

20/11/2017 2577

Intervista a Marco Filippi, Professore Emerito di Fisica Tecnica Ambientale del Politecnico di Torino e coordinatore CTI CT 272

1) Prof. Filippi, vista la sua lunga esperienza nel settore energetico, quale scenario si prefigura per il futuro dell'efficienza energetica e della sostenibilità degli edifici?

Per quanto riguarda la progettazione e la nuova costruzione di edifici energeticamente efficienti penso che non si possa andare oltre l’obiettivo dell’edificio a energia quasi zero delineato dalle più recenti normative di settore. Nei prossimi anni l’attenzione si sposterà, inevitabilmente, sul contenimento dei consumi energetici in esercizio. In argomento vi è ancora molto da fare sia sul piano tecnico, dotando gli edifici di sistemi ICT per il monitoraggio e la contabilizzazione dell’energia, sul piano organizzativo, qualificando i servizi di gestione dell’energia, e sul piano normativo, incentivando l’adozione di forme di certificazione energetica basate sui consumi storici degli edifici anziché su quelli teorici.
Per quanto riguarda la sostenibilità, come è noto, a partire dalla metà degli anni ’90 si è sviluppato il concetto di “costruzione sostenibile”, intesa come una costruzione caratterizzata non solo dal contenimento dei consumi energetici, dall’elevata efficienza energetica e dallo sfruttamento delle energie rinnovabili, ma anche da efficienza idrica, efficienza nell’uso delle risorse materiali, riduzione delle emissioni in ambiente (gas climalteranti, rifiuti, etc.) lungo tutto il ciclo di vita. Per diffondere la pratica della costruzione sostenibile sono nate, a scala internazionale, comunità imprenditoriali e professionali che si sono impegnate a promuovere strategie progettuali e costruttive appropriate. L’applicazione di tali procedure è su base volontaria, ma in Italia il numero di committenti che ad esse fa riferimento sta crescendo di anno in anno, specie nel settore terziario. Credo che il futuro vedrà sempre più costruzioni sostenibili certificate. In merito non va poi dimenticato che in Italia, con il D.M. 24/12/2015, sono stati pubblicati i “Criteri ambientali minimi per l'affidamento di servizi di progettazione e lavori per la nuova costruzione, ristrutturazione e manutenzione di edifici per la gestione dei cantieri della pubblica amministrazione” (CAM) e che le pubbliche amministrazioni devono far riferimento ad essi nella stesura dei documenti di gara, indicando il maggior punteggio da assegnare alle offerte che presentano un minor impatto sulla salute e sull’ambiente. I CAM sono stati recepiti nel Codice degli Appalti (D.Lgs. 50/2016), all’art.34. e aggiornati con il D.Lgs. 11/01/2017.

2) In qualità di coordinatore del Comitato Tecnico del CTI sui sistemi di automazione e controllo per la gestione dell’energia e del comfort negli edifici, come ritiene che la Building Automation possa influenzare la progettazione sostenibile?

I sistemi di automazione e controllo degli edifici (Building Automation and Controls Systems – BACS), sia che operino da soli, regolando e controllando singoli sistemi impiantistici, sia che interagiscano fra di loro nel contesto di un Building Energy Management System (BEMS), consentono di ottenere le attese condizioni di comfort termico, di comfort visivo e di qualità dell’aria e, allo stesso tempo, di usare meno energia e quindi di ridurre le bollette energetiche. Essi garantiscono il mantenimento, in esercizio, delle condizioni di funzionamento e degli obiettivi di consumo energetico e di comfort attesi o, comunque, di rilevare malfunzionamenti che impediscono il raggiungimento di tali obiettivi. Consentono inoltre di guidare l’adozione di misure correttive riguardanti le modalità di gestione del sistema edificio-impianti (quali ad esempio gli orari di accensione degli impianti di climatizzazione e di illuminazione, il continuo adattamento alla domanda delle portate dei circuiti idronici e aeraulici, i tassi di ventilazione variabili in ragione della concentrazione di inquinanti in ambiente, le limitazioni di emissione di energia termica o frigorifera negli ambienti non occupati ecc.).
Poiché è previsto a livello europeo che nel 2018 la normativa di calcolo del fabbisogno energetico evolva, passando dal calcolo in regime quasi stazionario proprio delle UNI TS 11300 alla simulazione oraria, i progettisti potranno verificare in fase previsionale gli effetti positivi che i BACS sono in grado di generare e quindi li adotteranno in sempre maggiore misura.

3) Nell’ottica di risparmiare energia e ridurre i costi operativi degli edifici ritiene che la Building Automation possa essere una esclusiva solo delle nuove realizzazioni o si può pensare ad una applicazione anche nel recupero degli edifici esistenti?

Come è noto, in Italia gli edifici incidono sui consumi finali di energia per circa il 40% e si valuta che 2/3 di tali edifici saranno in funzione oltre il 2050; di qui la necessità di intervenire sulla riqualificazione energetica del patrimonio edilizio esistente. Peraltro la normativa sulle nuove costruzioni è ormai abbastanza stringente, facendo riferimento all’edificio a energia quasi zero.
Confrontati con gli interventi di riqualificazione energetica correnti, di tipo edilizio (isolamenti) o impiantistico (sostituzione di generatori di calore), gli interventi che riguardano l’adozione di BACS comportano investimenti assai più bassi, tipicamente 30 €/m2 negli edifici del terziario e 12 €/m2 negli edifici residenziali, con risparmi energetici valutabili intorno al 20-30% e tempi di ritorno intorno ai 3 anni. È pertanto mia opinione che occorra incentivare soprattutto questi ultimi; mentre ancora così non è per la resistenza da parte degli enti preposti nel riconoscere i vantaggi oggettivi che essi comportano.

4) Gli analisti stimano che il mercato dei sistemi di automazione degli edifici crescerà molto, nel mondo, nei prossimi anni. Ritiene che in Italia i professionisti siano pronti per la sfida della Building Automation? Ci sono le figure professionali formate e capaci ad operare in tal senso?

I paesi europei che producono sistemi di automazione e controllo sono prevalentemente la Germania, la Svizzera, la Francia e l’Italia ed il mercato è in crescita. Si stima che in Europa al 2030 potrebbero essere creati 250.000 posti di lavoro direttamente connessi alla produzione, alla vendita e all’assistenza post-vendita di tali sistemi.
La proposta di revisione della EPBD da parte della Commissione Europea è chiaramente indirizzata a considerare i sistemi di automazione e controllo come una tecnologia chiave per ottenere un effettivo contenimento dei consumi energetici degli edifici. Si sta infatti lavorando per l’introduzione di una certificazione di Smartness degli edifici che accompagni la certificazione energetica.
Nell’ambito del Comitato Tecnico del CTI sui sistemi di automazione e controllo per la gestione dell’energia e del comfort negli edifici abbiamo elaborato la UNI/TS 11651 “Procedura di asseverazione per i sistemi di automazione e controllo dell’edificio (BACS)” ed in data 19 ottobre 2017 è stata pubblicata a catalogo UNI la norma EN 15232-1:2017 “Prestazione energetica degli edifici - Parte 1: Impatto dell'automazione, del controllo e della gestione tecnica degli edifici” che sostituisce la precedente UNI_EN 15232 e che specifica: una lista strutturata delle funzioni di controllo, automazione e gestione tecnica degli edifici che contribuiscono alla prestazione energetica degli stessi; - un metodo per definire i requisiti minimi o ogni altra specifica riguardante le funzioni di controllo, automazione e gestione tecnica degli edifici che contribuiscono all'efficienza energetica di un edificio, implementabili in edifici di diversa complessità; un metodo semplificato per arrivare ad una prima stima dell’impatto delle suddette funzioni su edifici e profili d'uso rappresentativi; i metodi dettagliati per valutare l’impatto di queste funzioni su un determinato edificio.
Con il recepimento della suddetta EN 15232-1 il Comitato si è messo al lavoro, con l’apporto di esperti del Comitato Elettrotecnico Italiano, per redigere una “Guida all’impiego dei sistemi di automazione degli impianti tecnici negli edifici” con l’identificazione degli schemi funzionali e la stima del contributo alla riduzione del fabbisogno energetico di un edificio. È mia opinione che tale Guida potrà fornire un concreto supporto ai progettisti.

5) Nell’ambito dell’efficienza energetica e della sostenibilità degli edifici stanno acquisendo sempre più importanza aspetti quali BIM, Building Automation, Sistemi di gestione, Impianti a basso impatto ambientale: a Suo avviso sono elementi sufficienti per parlare di Edilizia 4.0 o è ancora troppo presto?

La progettazione di una costruzione sostenibile è caratterizzata dalla presenza di una pluralità di competenze disciplinari e da un approccio progettuale integrato e quindi il Building Information Modelling, che consente una comunicazione standardizzata e rapida fra i diversi professionisti, diviene la base del dialogo fra competenze diverse. Peraltro il BIM si sta evolvendo e inglobando software di modellazione energetica e di previsione delle condizioni ambientali (termiche, illuminotecniche ed acustiche) utili per affrontare le nuove sfide progettuali riguardanti l’analisi in regime dinamico orario del comportamento del sistema edificio-impianti, la previsione dei consumi energetici e la Life Cost Analysis, cioè la stima del costo globale nel ciclo di vita.
La realizzazione di una costruzione sostenibile e il concreto raggiungimento di obiettivi energetici e ambientali comporta, necessariamente, l’adozione di un processo di costruzione integrato, che preveda la collaborazione “orizzontale” di imprese con diverse competenze costruttive – edilizia, impianti elettrici, impianti meccanici, impianti speciali (sicurezza, comunicazione, sorveglianza ecc.) e ciò riguarda un settore attualmente frammentato, con scarsa comunicazione tra i diversi attori coinvolti (pur in presenza di una crescente complessità dei manufatti) e con scarso controllo sulla gestione dei tempi di realizzazione e di previsione del budget. In tale contesto il BIM è lo strumento più moderno per facilitare la comunicazione e trasferire le conoscenze fra i diversi operatori, in quanto ogni elemento dell’elaborato del progetto esecutivo/costruttivo è di per sé contenitore di un elevato numero di informazioni che vanno dalle caratteristiche tecnico funzionali del componente/unità tecnologica, alle istruzioni di montaggio, ai certificati di prodotto, alle indicazioni per la manutenzione programmata, alle necessarie informazioni per l’intervento su guasto (utili per la successiva gestione in esercizio). Esso consente di condividere in tempo reale informazioni e conoscenze.
La digitalizzazione renderà il settore dell’edilizia più intelligente non solo grazie a strumenti quali il BIM; strumenti quali la realtà aumentata, la realtà virtuale e l’IOT (Internet Of Things) consentiranno di migliorare la collaborazione nella filiera, dalla costruzione alla gestione, e si svilupperanno applicazioni digitali per il controllo della qualità, per il coordinamento dei lavori in cantiere e per garantire alle imprese risultati concreti, economici e competitivi. Un interessante progresso nel campo delle costruzioni è poi l’introduzione del Lean Construction Management, una metodologia gestionale già diffusa nel mondo industriale e finalizzata ad aumentare l’efficienza dei processi produttivi e lungo la catena dei fornitori, in modo da minimizzare lo spreco di tempo e materiali e generare la massima creazione possibile di valore.
Con queste premesse possiamo sicuramente parlare di Edilizia 4.0 ed è da tempo che l’industria delle costruzioni attende una iniziativa di incentivazione delle imprese da parte del Governo italiano, in analogia a quanto fatto per il programma Industria 4.0.