Building Management System

PROGETTAZIONE EVOLUTA
Building Management
System
Gabriele Landi, Gabriele Raffellini
Dalla progettazione BMS edifici intelligenti che
assicurano efficienza energetica e manutentiva,
sostenibilità ambientale, comfort per gli
occupanti. E un buon investimento finanziario
Il Sieeb a Pechino. Nei moderni edifici ecologici ed efficienti energicamente, con una diffusa utilizzazione delle fonti di energia rinnovabile,
con sistemi cogenerativi, con controlli sulla luce solare ed artificiale, il
BMS è determinante per il corretto funzionamento e per il rapido rientro economico dell’investimento.
I
l tema dell’efficienza e sostenibilità
ambientale applicato agli edifici,
rappresenta uno degli aspetti
prioritari delle attuali politiche mondiali ed europee. La riduzione delle emissioni ed il raggiungimento degli obiettivi del Protocollo di Kyoto stanno divenendo parte integrante della vita e del
lavoro quotidiano dei tecnici. Le Direttive Europee e le applicazioni legislative nei singoli paesi dell’Unione, in Italia
il superamento della Legge 10/91 con i
D.Lgs. 192/2005 e 311/2006, comportano una nuova visione dell’edificio che
non può più prescindere dalla “sostenibilità ambientale” di tutti i suoi componenti. L’involucro e l’impiantistica
sono chiamati a rispondere a specifiche precise ed inoltre a coesistere in
maniera sempre più stretta per ottenere le prestazioni richieste. L’ideazione dell’edificio con questi obiettivi prestazionali modifica il moderno ruolo
del tecnico ed il lavoro quotidiano di
“ingegneria” cerca fra mille compromessi di massimizzarne i risultati attraverso la creatività e le tecnologie.
Abbiamo così espresso la definizione
della “ingegneria del BMS”, cioè l’abilità
progettuale di definire il miglior sistema di Building Management sulla base
delle specifiche prestazionali ottenibili.
La progettazione del BMS
Il sistema-edificio contiene tecnologie
impiantistiche e richiede processi
gestionali di Facility & Energy Management (FM&E). In fase progettuale è
necessario definire le migliori soluzioni
tecniche per i componenti impiantistici
e per gli strumenti di gestione. Le tecnologie IT di Information Technology
per edifici consentono di fornire le
soluzioni che siano in grado di “regolare” gli impianti e di “assistere” i processi gestionali, di fornire cioè una “intelligenza”, la cui progettazione deve essere corretta come per qualsiasi altro
componente dell’edificio. Le componenti impiantistiche di un edificio sono
storicamente suddivise in due settori.
Impianti Meccanici HVAC: Riscaldamento; Ventilazione; Condizionamento;
Refrigerazione. Impianti Elettrici e Speciali: Distribuzione energia; Illuminazione; Security & Safety; Comunicazioni.
Entrambi i settori impiantistici nei
moderni edifici richiedono sistemi
BMS di automazione e supervisione,
che nel caso degli impianti meccanici
sono chiamati di regolazione. Le tecnologie attuali consentono architetture
dei sistemi integrati di controllo che
prevedono piattaforme comuni standard ed Aperte, in grado di gestire sia
gli impianti meccanici che quelli elettrici e speciali. A volte il dialogo non sufficiente fra la progettazione meccanica
e quella elettrica, la non conoscenza
degli standard Aperti, esigenze parziali,
etc. portano a scelte progettuali settoriali che creano una errata coesistenza
di sistemi simili e non integrati fra di
loro; ciò è causa di problemi ed extracosti in fase gestionale e manutentiva.
Un altro errore progettuale può essere l’inserimento di sistemi di controllo
non correttamente dimensionati, in
Il Polo Fieristico di Morbegno integra in un unico sistema di BMS tutti gli impianti del complesso (meccanici,
elettrici, illuminazione, rivelazione incendio, contabilizzazione energia), con gestione locale e remota presso
gli uffici della Provincia.
grado magari di fornire quantità enormi di dati ed automazioni che rischiano di essere inutilizzati o male interpretati. L’ingegneria del BMS è quindi
un momento importante per definire
le corrette e migliori modalità di controllo e gestione che accompagneranno tutta la vita dell’edificio.
Il contributo del BMS per il
miglioramento della prestazione
energetica dell’edificio
L’efficienza energetica degli edifici a
Sistemi BMS Aperti
I Sistemi per la regolazione e supervisione degli impianti per edifici si
basano sull’utilizzo di uno o più bus
di comunicazione per il collegamento
fra i diversi dispositivi di controllo
dei sottosistemi impiantistici.
Progetto&Pubblico Luglio 2007 • 31
PROGETTAZIONE EVOLUTA
livello europeo è oggetto della Direttiva 2002/91/CE (European EPBD
Energy Performance of Building Directive). La Comunità Europea ha incaricato il CEN di produrre tutte le norme necessarie per l’attuazione della
Direttiva e per questo è stato creato il
Project Group on EPBD, che ha presentato il documento cosiddetto “umbrella document” che raggruppa tutti i
progetti di norma in corso.
Specificatamente per i sistemi BMS,
è allo studio da par te del Comitato
Tecnico CEN/TC 247 il progetto di
norma prEN 15232 - Calculation
methods for energy efficiency improvements by the application of integrated building automation systems.
Nella bozza si prevedono 4 classi di
efficienza delle funzioni:
Classe D - dotazione BMS non efficiente (i nuovi edifici non possono
avere tale classe)
Classe C - dotazione BMS standard
Classe B - dotazione BMS avanzata
Classe A - dotazione BMS ad alto
livello di performance energetica
La Classe del sistema di BMS
contr ibuirà al calcolo della prestazione energetica dell’edificio in
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termini di kWh / m 2·anno.
Il payback del BMS
Determinare il payback del BMS consente di effettuare le scelte progettuali
opportune sulla base della tipologia di
edificio e degli obiettivi prestazionali.
Il Centro Studi di Schneider Electric
Nella realizzazione di importanti complessi sportivi, le
articolate esigenze di Facility & Energy Management,
comfort e qualità dell'aria, sicurezza, richiedono la realizzazione di un unico sistema di gestione dell'intero
complesso, aperto ed integrato.
tac ha elaborato un metodo di calcolo
che associa parametri alle caratteristiche di edificio, ambientali ed ai sistemi
Le parole chiave
BMS (Building Management System) – Sistema per la gestione integrata dell’impiantistica dell’edificio, con componenti di building automation e software di
supervisione.
Regolazione HVAC – Sistema di gestione dell’impiantistica meccanica e del
comfort climatico dell’edificio.
Telecontrollo – Sistema di gestione dell’impiantistica, tipicamente da remoto.
HVAC (Heating Ventilation & Air-Conditioning) – Impiantistica meccanica
dell’edificio.
FM (Facility Management) - Organizzazione e gestione dei servizi non strategici - o non core business - di un'azienda. Quando avviene in modo integrato si
dice anche "Integrated Facility Management"(IFM).
EM (Energy Management) – Attività responsabile per la conservazione e l’uso
razionale dell’energia, in termini di gestione consumi ed attività ricorrenti, analisi
ed ottimizzazione dei contratti di approvvigionamento, definizione dei possibili
interventi di efficienza / risparmio energetico ed utilizzo di fonti rinnovabili.
FM&E (Facility & Energy Management) – Attività integrata di Facility Management ed Energy Management.
BMS, per valutare i Risparmi tangibili
(Gestione generale: gestione carichi
elettrici; manutenzione guasti; manutenzione preventiva; supervisione; analisi e reportistica; funzioni di sicurezza;
Gestione Sistemi HVAC: gestione oraria; gestione su richiesta; efficienza del
sistema di controllo; Apporti di riscaldamento gratuiti: illuminazione; apparecchiature) ed i Risparmi intangibili
(Miglioramento del comfort; Miglioramento dell’accessibilità; Miglioramento
dell’immagine aziendale; Miglioramento
della flessibilità; Efficienza energetica
dall’esperienza di utilizzo; Modifica dei
termini assicurativi). Il calcolo di questi
risparmi è confrontato con il Costo
del sistema di BMS, definito da: Componenti - Installazione e commissioning - Training del personale - Operation & Maintenance. Il confronto fra
Risparmi e Costi è determinato sulla
base di un indice finanziario attualizzato (NPV Net Present Value). Il metodo
di calcolo del NPV è stato utilizzato su
casi esempio, in particolare per quattro città (Stoccolma, Bruxelles, Barcellona e Singapore), considerando edifici
direzionali di tipo nuovo e ristrutturazioni. In tutti ed otto i casi, il NPV ha
dato risultati positivi ed interessanti.
Migliorare in termini di Facility &
Energy Management gli edifici con il
contributo dei sistemi BMS è quindi
possibile.
Questo in un certo senso lo si sapeva
già, in quanto nei moderni contratti di
gestione calore, l’utilizzo dei sistemi di
supervisione e telecontrollo è oramai
generalizzato e le società di Facility
Management sempre più si avvalgono
degli strumenti tecnologici di Building
Management.
Nell’ottica di una più diffusa utilizzazione delle fonti di energia rinnovabili per
il soddisfacimento delle esigenze energetiche degli edifici, il BMS risulta uno
strumento essenziale. Spesso infatti le
fonti rinnovabili, per le proprie caratteristiche intrinseche, non sono disponibili in misura sufficiente alle necessità
Riferimenti a Norme e Leggi nazionali in tema di
efficienza e sostenibilità negli edifici
- D.Lgs. 19 agosto 2005, n. 192, recante attuazione della direttiva 2002/91/CE
relativa al rendimento energetico nell'edilizia.
- D.Lgs. 29 dicembre 2006, n.311 - Disposizioni correttive ed integrative al
decreto legislativo 19 agosto 2005, n. 192, recante attuazione della direttiva
2002/91/CE, relativa al rendimento energetico nell'edilizia.
- Legge 27 dicembre 2006, n. 296 (legge finanziaria 2007) comma 344 e seg.
- D.M. 19 febbraio 2007 (decreto attuativo di alcuni articoli della Finanziaria)
- Legge 10/91
- DPR 412/93
dell’edificio in ogni momento. Ciò rende necessario il ricorso ad accorgimenti impiantistici (accumuli energetici), e a più sorgenti energetiche da utilizzare a seconda dell’ora del giorno,
della stagione, etc. È proprio nella
gestione delle diverse fonti disponibili
in un certo momento e delle corrispondenti esigenze dell’edificio che il
BMS può essere determinante per il
corretto funzionamento di realizzazioni di questo tipo e, di conseguenza, per
il rapido rientro economico dell’investimento iniziale.
Sistemi BMS Aperti
I Sistemi per la regolazione e supervisione degli impianti per edifici si basano
sull’utilizzo di uno o più bus di comunicazione per il collegamento fra i diversi
dispositivi di controllo dei sottosistemi
impiantistici.
I Sistemi BMS Aperti:
• sono realizzati con bus di comunicazione Aperto
• rispondono a Standard Internazionali
• non sono proprietari di Aziende
costruttrici
• l’infrastruttura (“architettura”) del
sistema è basata su una tecnologia standardizzata per cui è nativo Aperto, per
operarvi occorre conoscere lo Standard e non le specifiche del costruttore
• nell’architettura del sistema vi possono essere componenti di marche diverse interagenti tra loro
I vantaggi dei Sistemi BMS Aperti sono:
• omogeneità fra i componenti dei
sistemi di controllo degli impianti
• interoperabilità e quindi possibilità di
sostituzione dei componenti fra prodotti di aziende diverse
• indipendenza dall’azienda produttrice
dei sistemi e dei componenti hardware
e software
• indipendenza dall’azienda integratrice
dei sistemi
• unica interfaccia uomo-macchina
• valorizzazione delle risorse umane:
- minore impegno a comprendere gli
eventi
- maggiore focalizzazione sulle procedure conseguenti
- semplificazione nell’addestramento
- intercambiabilità dei ruoli
• risparmi manutentivi:
- programmazione e periodicità degli
interventi
- riduzione delle tipologie di apparecchiature
- attenuazione dell’obsolescenza degli
impianti
Un esempio nei Sistemi BMS Aperti è
Schneider Electric, che attraverso la
divisione TAC è un fornitore di primo
piano a livello mondiale nel settore
delle soluzioni di building automation
basate su standard aperti e integrati
per gli edifici.
Gabriele Landi, ingegnere, è presidente di
Novanet srl, società di ingegneria impiantistica
Gabriele Raffellini, ingegnere, è docente a contratto presso l’Università di Firenze.ecnolo
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