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Digitalizzazione in costruzione

Tecnologie IoT per la gestione energetica degli smart building

Negli ultimi anni si è assistito ad una progressiva integrazione dei sistemi ICT con le infrastrutture cittadine, al fine di massimizzare l’utilizzo delle risorse, in primis quelle energetiche. Una gestione ottimale dell’energia richiede l’integrazione dei cittadini nel processo di controllo e un opportuno livello di astrazione dei sistemi fisici che compongono un edificio, fornito dai sistemi EMS (Energy Management System) grazie alle tecnologie IoT.

Le abitazioni private stanno rivestendo una sempre maggior importanza per l’ottimizzazione dei consumi energetici a livello cittadino, grazie alla diffusione delle rinnovabili (impianti fotovoltaici e solari termici) a livello domestico. Gli operatori, che a livello cittadino, si occupano della gestione delle infrastrutture energetiche (reti elettriche, gas naturale e teleriscaldamento), devono avere una interfaccia, quanto più astratta possibile, verso i sistemi fisici rappresentati dagli edifici.
I cosiddetti Smart Building sono edifici caratterizzati da una massiccia integrazione di sistemi ICT (Information and Communications Technology) e che forniscono l’adeguato livello di astrazione per permettere la loro interfaccia verso sistemi esterni, quali i sistemi di controllo degli operatori delle infrastrutture cittadine. 

Nei sistemi di gestione energetica, il livello di astrazione degli Smart Building è rappresentato dagli EMS (Energy Management System) che sono sistemi in grado di fornire un’immagine precisa dell’impatto energetico degli edifici e di agire sugli impianti domestici per limitare i consumi. Nei sistemi EMS più recenti, l’architettura è realizzata seguendo un approccio Internet of Things (IoT).
I sensori che servono per la digitalizzazione dei parametri dell’edificio, e gli attuatori utilizzati sui diversi impianti, sono integrati attraverso Webservice REST, rendendo il sistema estremamente flessibile ed espandibile. Qualora l’architettura dell’EMS stesso venga sviluppata seguendo i principi definiti dal framework IoT-A, il sistema diventa flessibile e facilmente espandibile ed integrabile con altri sistemi informativi. 

Il framework IoT-A promuove un elevato livello di interoperabilità, sia a livello di comunicazione che di servizi e di informazioni tra diverse piattaforme installate nello stesso sistema, e definisce un modello di riferimento che fornisce tutti i concetti e le definizioni su cui costruire l’architettura IoT. 

Presso il campus di Ingegneria dell’Università di Brescia è stato realizzato e sperimentato un prototipo di EMS, utilizzato per la gestione delle risorse energetiche di un edificio del campus. In questo caso l’architettura è stata realizzata seguendo i principi di progettazione definiti dal framework IoT-A. Il sistema fornisce un livello di astrazione dei parametri energetici degli edifici e dello stato attuale degli impianti e permette una facile integrazione con i sistemi informativi esterni all’edificio stesso, quali i sistemi di controllo della rete di distribuzione elettrica. In questo modo è possibile realizzare sistemi di sistemi, tra di loro interconnessi, che sono alla base della realizzazione delle Smart Cities.

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Ingegnere, PhD, Ricercatore presso il Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Università degli Studi di Brescia

Vincenzo Panasiti

Architetto, Project BIM Coordinator presso Citterio-Viel Partners

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