L’efficienza energetica, la rilevazione dati ed l’analisi dei consumi. Case history: la scuola dell’infanzia di Castelnuovo del Garda

Una struttura energicamente passiva: la scuola dell’infanzia di Castelnuovo del Garda

Costruito su un’area di 30.000 mq, l’edificio è in grado di accogliere fino a 200 bambini e, nel caso in cui sia riscaldato con generatori di calore a gas metano, è pienamente rispondente alla classe energetica A. Considerando la produzione con pompe di calore alimentate da impianto fotovoltaico la struttura si può considerare “energeticamente passiva”.
Le soluzioni tecniche adottate nella scuola garantiscono altissime prestazioni termiche e l’edificio risponde ai più elevati standard di sicurezza e di risparmio energetico grazie anche alla gestione e alla spinta integrazione tra gli impianti. La parola chiave per questa ottimizzazione energetica? Protocollo KNX e supervisione smart attraverso un software dedicato.

In che modo è possibile fare una stima dell’effettivo risparmio conseguito?

In questo ci aiuta la normativa per l’efficienza energetica EN15232, recepita in Italia dalla guida tecnica CEI 205-18, che offre gli strumenti per stimare l’impatto dei sistemi di controllo e gestione sull’efficienza energetica attiva degli edifici.

La normativa identifica 4 classi di efficienza energetica per gli edifici (A, B, C, D) sulla base del livello delle funzioni di automazione e di integrazione degli impianti e pone in evidenza come l’inserimento negli edifici (residenziale e terziario) di Sistemi di Controllo ed Automazione comporti in generale una riduzione dei consumi energetici.

La quantificazione del risparmio energetico è effettuata tramite una procedura di calcolo dell’efficienza energetica su base statistica e consente di fare una stima, con un’ottima approssimazione, utile sia nella fase iniziale di progetto che nella fase di verifica. Le simulazioni, effettuate su locali standard di riferimento, considerano tempi di occupazione, profilo utente, tempo atmosferico, esposizione solare, etc...

Nel caso specifico della scuola dell’infanzia di Castelnuovo del Garda tutti gli interventi di efficientamento energetico sono stati progettati e realizzati per rispondere ai requisiti di edificio in classe A. Grazie all’implementazione del progetto di ristrutturazione energetica implementato, rispettati i parametri, si ottiene un risparmio complessivo sull’energia termica del 33% e sull’energia elettrica del 20%.
In questa valutazione rientrano gli impianti tecnici di riscaldamento, raffrescamento, ventilazione, illuminazione, il controllo delle schermature solari, il controllo con sistemi di automazione dell’edificio e la gestione centralizzata.

Le due novità introdotte

Tra gli interventi di risparmio energetico che sono stati realizzati, oltre all’installazione di un impianto fotovoltaico collegato a pompe di calore, ciò che ha contribuito a portare la scuola veneta al massimo dell’efficienza energetica è un sistema composto dallo standard di comunicazione KNX unitamente a un software di monitoraggio e di gestione dell’energia che consente di realizzare un concreto e percepibile risparmio energetico degli edifici.

Il protocollo di comunicazione

Per la gestione automatizzata degli impianti tecnologici della scuola si è scelto di utilizzare lo standard di comunicazione KNX, , lo standard mondiale aperto per la Building Automation, conforme alle principali normative europee ed internazionali in grado di offrire un’ampia gamma di dispositivi di marchi differenti per l’integrazione di sistemi basati su protocolli diversi, adattabile alle diverse esigenze ed eventuali sviluppi futuri.

I prodotti che sfruttano lo standard KNX possono essere combinati e gestiti in modo integrato, in genere il KNX permette di controllare:

• I sistemi di illuminazione;
• L’impianto di riscaldamento/ventilazione;
• Gli allarmi;
• La gestione dell’energia, dell’elettricità e del gas;
• Gli impianti audio e video.

Un software di gestione

Per agevolare il controllo degli impianti della scuola, garantendone un monitoraggio intuitivo e semplice è installato su un Panel PC un software di gestione dell’energia, tra l’altro compatibile con qualsiasi dispositivo dotato di browser web. Uno strumento che offre all’utente la possibilità di accedere a tutte le funzioni dell’impianto, anche da remoto, tramite pagine web.
Questo programma raccoglie i valori relativi alle temperature, all’umidità e alla CO2 per ogni ambiente e li confronta con i dati relativi al consumo energetico. Dall’analisi dei dati è così possibile individuare eventuali sprechi ad esempio analizzando la situazione ambientale in corrispondenza dei picchi di consumo o in corrispondenza di particolari fasi della giornata in cui gli ambienti non sono frequentati.
Attraverso pochi passaggi, semplicemente dal proprio pc è quindi possibile visualizzare lo stato delle luci, regolare l’intensità luminosa, impostare il set point di temperatura desiderato per ogni ambiente, visualizzare i parametri ambientali come la luminosità, il livello di CO2, l’umidità relativa, le temperature e i consumi energetici.

Quali accorgimenti sono stati applicati nel caso della scuola di Castelnuovo del Garda?

L’impianto KNX installato nella scuola è dotato di diverse tipologie di sensori configurati per interagire tra loro e garantire un’alta efficienza energetica ed il miglior comfort ambientale.
La climatizzazione è controllata da sensori installati a parete ad un’altezza di circa 150 cm in grado di rilevare la temperatura, la concentrazione di CO2 e l’umidità relativa dell’aria.
I sensori di luminosità, di presenza e movimento rilevano la presenza di persone all’interno della stanza e, qualora la luce naturale proveniente dalle finestre non fosse sufficiente, regolano l’apporto di luce artificiale accendendo le luci all’intensità luminosa necessaria per raggiungere la soglia minima definita da progetto.

La stazione meteo installata sulla copertura trasmette al sistema le informazioni ambientali e climatiche esterne. Di conseguenza, con la rilevazione del valore minimo di luminosità si attivano in automatico le luci esterne e con la rilevazione di pioggia si interagisce con l’impianto d’irrigazione.

Gli strumenti di misurazione delle grandezze elettriche, installati nei quattro quadri elettrici, raccolgono le informazioni sui consumi energetici dell’edificio e li trasmettono al software per l’efficienza energetica prescelto, in questo caso CubeEnergy di CubeSuite, dal quale è possibile monitorare i consumi in diverse condizioni ambientali e climatiche ed individuare gli sprechi.

Il progetto si è rivelato fin dall’inizio articolato ed ha richiesto la collaborazione e coordinazione di diversi esperti, ciascuno specializzato nel proprio settore. Il confronto continuo e costruttivo tra i professionisti è stato lo strumento fondamentale per l’integrazione efficace dei sistemi che costituiscono la scuola. La parte più delicata del processo si è presentata invece nella fase di start-up e, in particolare, ha riguardato l’avviamento dell’impianto di termoregolazione che, vista la complessità realizzativa, ha richiesto una maggiore attenzione e un monitoraggio iniziale continuo per una corretta regolazione dei parametri.