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Prestazioni energetiche degli edifici, i migliori strumenti per l'analisi di dati

Dai contatori intelligenti ai sistemi di building information modelling. Tutte le tecnologie che che consentono di gestire e controllare i dati per migliorare le performance di un edificio

venerdì 25 settembre 2015 - Erika Seghetti

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Il settore legato al miglioramento delle prestazioni energetiche degli edifici è in costante evoluzione, grazie sopratutto allo sviluppo di dispositivi in grado di gestire ed analizzare dati sensibili. Il contributo offerto dalle nuove strumentazioni è particolarmente incisivo perché si riflette in modo gerarchico. L'utilizzo di strumenti web-based per la generazione di certificati di prestazione energetica (EPC), ad esempio, facilita lo sviluppo di dati aggregati che a loro volta supportano lo sviluppo di modelli realistici del consumo energetico di intere città e territori.

Allo stato attuale quali sono i data tools, che integrano sia una componente software sia una hardware, che consentono di monitorare un sistema-edificio e di migliorarne, quindi, le prestazioni energetiche?

RACCOLTA AUTOMATICA DI DATI

Contatori intelligenti

Lo strumento più ovvio per la raccolta dei dati energetici di un edificio è il contatore in rete. La lettura aumatica permette di registrare il consumo energetico in base al quale vengono prodotte le bollette. I contatori intelligenti di ultima generazione fanno molto di più: registrano il consumo di energia elettrica a intervalli di un'ora, un'ora e mezza, così come le interruzioni di corrente o i problemi nella qualità dell'alimentazione. Questi dispositivi consentono anche la comunicazione bidirezionale con il sistema centrale, per rispondere alle richieste di dati in tempo reale.??Alcuni edifici sono dotati internamente di monitor che registrano gli andamenti energetici o di 'spine intelligenti' che  sono in grado di elaborare dati molto più dettagliati sul consumo. Tali dati vengono solitamente utilizzati nei locali, attraverso sistemi di Building Management (BMS) o Building Automation (BAS), che attualmente consentono una connessione ad internet anche da remoto e permettono il collegamento di interi edifici, blocchi e quartiere a centri di assistenza tecnica, per un intervento immediato.


La piattaforma Dig di Intelen è un esempio di questo approccio locale / centrale: consente agli utilizzatori di energia di monitorare il proprio consumo in modo dettagliato e alle utilities di acquisire informazioni sulle abitudini dei propri clienti.

Termografia

In un contesto differente, gli ispettori di energia possono utilizzare la termografia per identificare parti dell'involucro edilizio che potrebbero trarre beneficio da un migliore isolamento. E' attualmente possibile utilizzare dispositivi di imaging termico che registrano tutte le informazioni necessarie per abbinare con precisione ogni immagine alla  superficie corrispondente in base al planning progettuale. Inoltre possono essere utilizzate foto georeferenziate  per documentare aspetti specifici dell'edificio, compresa la qualità delle opere, come ad esempio le installazione di isolamento e correzione di ponti termici.

Anche i droni possono essere impiegati per eseguire la scansione automatica di un edificio completo, sia esternamente che internamente, attraverso telecamere termiche o visivi. Sebbene queste applicazioni siano ancora in fase pilota, sono indicative delle potenzialità della tecnologia, che è sempre più a portata dell'utilizzatore (basti pensare alle applicazioni per smartphone che consentono di effettuare fotografie termiche).

Dare un senso delle informazioni

L'enorme quantità di dati raccolti attraverso i metodi citati richiede nuovi approcci di elaborazione delle informazioni. Un esempio fra tutti è quello del Building Information Modeling (BIM). Il Bim può essere pensato come un prototipo virtuale di un edificio - o di un sistema infrastrutturale e addirittura di un'intera città- che ne integra tutti gli aspetti più significativi: elementi costruttivi,  materiali, sistemi, reti, impianti. Il modello può essere utilizzato per simulare il comportamento dell'edificio in tutti i suoi aspetti, facilitando i processi decisionali sia in fase di progettazione sia in quella di messa in servizio.

Attualmente esistono diversi programmi di progettazione compatibili con la struttura Bim, il più famoso dei quali è sicuramente il software Revit di Autodesk, in grado di integrare tutte le informazioni e i dati.


Un esempio di strumento BIM focalizzato sul rendimento energetico è la piattaforma cloud gEnergy, sviluppato sul programma di simulazione energetica EnergyPlus. Lo strumento aiuta gli utenti ad applicare ai propri progetti le migliori soluzioni in termini energetici, verificate attraverso la simulazione dinamica e l'integrazione di dati reali.

Integrare le informazioni

Le possibilità offerte dalla 'realtà aumentata'. L'individuazione dello scarto fra i rendimenti energetici simulati e reali di un edificio è oggetto del modello Energy Performance Augmented Reality (EPAR), secondo cui informazioni e dati provenienti da dispositivi e fonti diverse possono, se letti in modo corretto, portare ad un quadro più esaustivo e corretto di indagine. Gli utenti possono ormai raccoglienre un gran numero di immagini digitali e termiche degli edifici, queste possono essere raccolte e confrontate con i modelli di prestazione enrgetica degli edifici generati utilizzando modelli di analisi fluidodinamica computazionale (brevemente detta CFD, Computational Fluid Dynamics). I risultati che si ottengono dalla sovrapposizione di dati sono i cosiddetti modelli EPAR.

Il progetto di ricerca Insiter, parte di Horizon 2020, punta a raggiungere risultati per migliorare l'efficienza energetica degli edifici utilizzando tutte le potenzialità del BIM e quelle dell'augmented reality. Stessa cosa vale per  l'US National Renewable Energy Laboratory che sta lavorando sullo sviluppo di uno strumento, denominato Augmented Reality Building Operations Tool (Arbot), per supportare i tecnici nelle indagini diagnostiche.
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