Sempre più diffuso è il concetto di smart building, termine molto ampio e che quindi abbraccia molteplici aspetti. Come definizione generale, possiamo dire che uno smart building è un edificio intelligente con la capacità, attraverso l'uso di diversi sistemi o tecnologie, di adattare il proprio funzionamento alle condizioni interne ed esterne in modo automatizzato.
Fondamentalmente, tali condizioni possono essere date da due aspetti:
- Condizioni ambientali: le condizioni meteorologiche (temperatura, umidità relativa, velocità del vento, irraggiamento solare…) influenzano il fabbisogno energetico dell’edificio e le sue condizioni di comfort.
- Condizioni d’uso: l’uso che viene fatto dell’edificio può variare in modo significativo, il che dà luogo a cambiamenti in molti parametri come la generazione di inquinanti nell’aria interna, la necessità di illuminazione, apporti gratuiti, ecc. Un esempio di variazione delle condizioni d’uso sono i cambiamenti che si hanno nell’occupazione dell’edificio.
Un edificio intelligente è in grado di adattare il funzionamento dei propri impianti alle variazioni precedentemente indicate. Si stanno sviluppando materiali in grado di adattare anche il proprio comportamento fisico, come ad esempio i materiali a cambiamento di fase, che possono cambiare il loro stato (solido o liquido) in base alla temperatura dell’ambiente e funzionare immagazzinando o rilasciando energia all’edificio.
Sistemi di ventilazione negli edifici intelligenti
I sistemi di ventilazione negli edifici intelligenti sono tra i più importanti poiché influenzano direttamente la qualità dell’aria interna, il fabbisogno termico dell’edificio e l’efficienza energetica.
Un edificio dotato di un sistema di ventilazione intelligente basa il proprio funzionamento su tre principi o componenti fondamentali, illustrati in dettaglio di seguito.
1. Ventilazione a domanda controllata
La ventilazione a domanda controllata (DCV Demand Controlled Ventilation) consente di adattare la portata di ventilazione alle reali esigenze dell’edificio, che variano a seconda della sua occupazione.
In fase di progettazione, un edificio viene progettato con un sistema di ventilazione in grado di soddisfare le esigenze quando l’occupazione è massima, ma questa occupazione varia durante le ore di utilizzo, rendendo prioritario quindi adattare la ventilazione alla domanda effettiva.
2. Recupero di calore ed energia
L’aria estratta dall’edificio è alle condizioni di temperatura e umidità dell’interno dell’edificio, per portarla a queste condizioni è stata utilizzata energia. Le esigenze sanitarie impongono di rinnovare parte dell’aria dell’edificio utilizzando l’aria esterna, che non è nelle condizioni richieste e richiede l’impiego di energia per adeguarla alle esigenze interne all’edificio. I recuperatori di calore o recuperatori di energia (a seconda che siano recuperatori di calore o di entalpia) consentono di trasferire parte dell’energia dell’aria estratta dall’edificio all’aria di ventilazione immessa, con il conseguente notevole risparmio energetico.
3. Motori ad alta efficienza energetica con regolazione della velocità
Per far funzionare un sistema di ventilazione e poter far fluire l’aria attraverso i condotti, i componenti e le unità, vengono utilizzati ventilatori azionati da motori elettrici. L’utilizzo di motori elettrici ad alta efficienza energetica consente un risparmio energetico di circa il 20% nel funzionamento a pieno carico rispetto ad un motore elettrico convenzionale. Il grande vantaggio aggiuntivo è che questi motori, in combinazione con un regolatore di frequenza, possono funzionare a velocità variabile a seconda della portata d’aria necessaria. Nel funzionamento a flusso variabile, utilizzando la regolazione della velocità, il risparmio energetico piò raggiungere circa l’80% rispetto al funzionamento a pieno carico. Questi motori, abbinati ai sistemi DCV, consentono di adattare la loro velocità e il loro consumo di energia alla portata d’aria effettivamente richiesta nell’edificio, garantendo un notevole risparmio energetico.
L’utilizzo combinato di queste tre tecnologie, che interagiscono tra di loro per massimizzare l’efficienza (variazione della velocità del ventilatore in funzione delle esigenze di ventilazione e di recupero del calore), garantisce una soluzione intelligente nel campo della ventilazione dell’edificio.
È anche importante ricordare che la ventilazione dell’edificio ha un impatto diretto su altri sistemi e consumi energetici come il combustibile o l’elettricità utilizzati per la climatizzazione dell’aria, quindi questo impianto è fondamentale per concepire un edificio che possa essere considerato intelligente.
