Dalla domotica ai Cognitive Building: l'evoluzione dell'intelligenza negli edifici

Alberto Servida - Università Degli Studi Di Genova

La Direttiva EPBD IV (Energy Performance of Building Directive) Evoluzione dei sistemi di automazione AI nei Cognitive Building

Introduzione

La recente Direttiva EPBD IV (Energy Performance of Building Directive) si propone di raggiungere l'obiettivo di decarbonizzazione del patrimonio edilizio europeo entro il 2050.

Gli obiettivi prefissati prevedono:
- edifici residenziali: riduzione dell'uso di energia primaria di almeno il 16% entro il 2030 (e del 20-22% entro il 2035);
- edifici non residenziali: requisiti minimi di prestazione energetica dovranno essere rispettati da almeno il 16% degli edifici entro il 2030 (e da almeno il 26% entro il 2033);
- La Direttiva richiede che i nuovi edifici siano ad emissioni zero dal 2030 (2028 per gli edifici pubblici).

Questi obiettivi sono raggiungibili solo attraverso una integrazione di sistemi di controllo, di supervisione e di connettività con le soluzioni migliori di efficienza energetica (impatto sulla progettazione sia degli "impianti" sia dell'involucro).

Infatti, la Direttiva EPBD IV impone l'obbligo graduale dei sistemi BACS (Building Automation Control Systems) e dell'SRI (Smart Readiness Index) per gli edifici più energivori.

La metrica SRI, introdotta dalla Direttiva EPBD III (2018), è un indice per valutare la predisposizione (readiness) degli edifici all'"intelligenza", ovvero, misurare la capacità dell'edificio di adattarsi alle esigenze sia dell'occupante (utilizzatore) sia della rete.

Obiettivi

- Aumentare la consapevolezza sui benefici delle tecnologie intelligenti (utenti e progettisti)
- Stimolare l'innovazione tecnologica e l'adozione di tecnologie intelligenti
- Rendere più tangibile per gli utenti e fornitori di servizi il valore aggiunto delle nuove tecnologie e degli edifici intelligenti

Evoluzione dei sistemi di automazione

Domotica
- Automazione elementare, sistemi isolati
- Esempi: luci con sensori di presenza, climatizzazione preimpostata

Building Automation
- Integrazione tra sottosistemi (per esempio, HVAC, sicurezza, illuminazione)
- Standard aperti (BACnet, KNX, LonWorks)
- Maggior efficienza e centralizzazione

Smart Building
- Integrazione Infrastrutture IT-based, IoT, cloud
- Integrazione con sistemi aziendali (prenotazioni, data visualization ...)
- Maggiore flessibilità e dati in tempo reale

Cognitive Building
- Edifici che "apprendono" e "prendono" decisioni proattive
- Differenza chiave: dall'analisi istantanea alla prognosi basata su sistemi AI
- Richiede piattaforme AI e un'ampia rete di sensori

I sistemi di automazione degli edifici hanno assunto negli ultimi anni sempre una maggiore importanza.

Questi sistemi hanno anche favorito lo sviluppo di una sensoristica sempre più efficiente e semplice da installare (non cablata).

Questo ci fa capire come lo sviluppo della tecnologia IoT abbia avuto un ruolo importante nello sviluppo degli edifici "intelligenti".

AI nei Cognitive Building

- Unsupervised learning: rilevazione anomalie
- Supervised learning: previsione consumi e gestione picchi energetici
- Reinforcement learning: ottimizzazione comfort ed energia

Applicazioni concrete

- Gestione energetica predittiva
- Utilizzo spazi e infrastrutture (mense, sale riunioni, parcheggi ...)
- Manutenzione predittiva
- Servizi a valore per utenti (prenotazioni, qualità aria, workspace ...)

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