Attività normativa
Il lavoro normativo su argomenti correlati al tema smart grid è in corso di sviluppo a livello mondiale (in IEC) da diversi anni, con risultati notevoli in termini di produzione di norme del settore e di prime realizzazioni per prodotti commerciali…

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La definizione “riqualificazione energetica globale” utilizzata spesso, anche nel rapporto…

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Definizione di edificio a energia quasi zero: “edificio ad altissima prestazione energetica, determinata conformemente all’allegato I (Calcolo della prestazione energetica degli edifici).
Il fabbisogno energetico molto basso o quasi nullo dovrebbe essere coperto in misura molto significativa da energia da fonti rinnovabili, compresa l’energia da fonti rinnovabili prodotta in loco o nelle vicinanze”.
Con questa definizione, la nuova direttiva sulla prestazione energetica nell’edilizia, approvata recentemente dal Parlamento Europeo, ci dice che quasi zero vuol dire “molto basso o quasi nullo”.
Tutti gli edifici costruiti dalla fine del 2020 “dovranno possedere elevati standard di risparmio energetico e dovranno essere alimentati in larga misura con forme di energia rinnovabili. I progetti di costruzione degli edifici delle autorità pubbliche dovranno dare l’esempio partendo due anni prima.
Una parte dei finanziamenti per queste innovazioni proverrà dal bilancio dell’Unione europea”.
La nuova direttiva prevede che gli Stati membri adottino misure atte a raggiungere requisiti di rendimento energetico a costi ottimali e secondo la metodologia comparativa, in base a un quadro che sarà definito dalla Commissione europea entro il 30 giugno 2011.

Una volta pubblicata sulla Gazzetta Ufficiale europea, gli Stati avranno tempo due anni per adeguare la loro legislazione alla direttiva.
Lasciamola per il momento da parte (il testo in italiano è disponibile nell’Area Abbonati di sistemibus. com) e occupiamoci della situazione attuale, per quanto riguarda la legislazione europea e nazionale sulla certificazione degli edifici.
Il primo passo significativo, in questo senso, è stato fatto con la Direttiva 93/76 /CEE, del 13 settembre 1993, intesa a…

La fotografia della situazione attuale, in merito a DLgs 19 agosto 2005 n.192, DLgs 29 dicembre 2006 n.311 e Legge 133 del 2008 è pubblicata alle pagine 7,8,9 e 10 di sistemi bus n.2/2010.  Abbonati subito!

Tre soluzioni decentralizzate

Per una buona regolazione termica degli ambienti, la disposizione degli apparecchi deve essere decentralizzata.
Una soluzione di tipo decentralizzato è rappresentata da un attuatore motorizzato montato sulla valvola del radiatore e collegato direttamente al bus.
Non è necessario il collegamento ad un’alimentazione ausiliaria; dato il basso assorbimento di corrente del motore è sufficiente l’alimentazione presente sulla linea bus.
L’attuatore funziona in combinazione con un termostato, che puo essere disposto nello stesso ambiente o nella zona; se in un ambiente vi sono più radiatori, piu attuatori possono essere subordinati allo stesso termostato.
Si puo realizzare una regolazione anche piuttosto sofisticata poichè si tratta di un azionamento di tipo “continuo”, che puo assumere tutte le posizioni intermedie fra 0 e 100% in funzione della grandezza di regolazione trasmessa dal termostato.
Questa caratteristica è utile per risparmiare energia quando il sistema viene interfacciato alla caldaia; solitamente infatti, la temperatura di mandata dell’acqua di riscaldamento viene determinata in base alIa sola temperatura esterna, senza tenere conto dell’effettiva richiesta di calore negli ambienti.
Per mezzo del bus, la posizione corrente degli azionamenti può essere comunicata al generatore; cosi se, ad esempio, tutti gli azionamenti si trovano parzialmente aperti (ad esempio al 30%), la temperatura di mandata può essere abbassata.
Sempre in tema di riduzione delconsumo di energia, una versione dotata di due ingressi binari permette il collegamento di contatti magnetici per la segnalazione dell’apertura di porte o finestre.
In questo caso, durante il ricambio di aria quotidiano è possibile forzare il passsaggio del modo di funzionamento del termostato ambiente da comfort a standby, in modo da evitare di sprecare inutilmente
energia. Alla chiusura della porta o della fineslra, la commutazione inversa ripristina automaticamente il modo comfort.

Montaggio sulla valvola

Una seconda soluzione prevede un apparecchio bus per montaggio diretto sulla valvola radiatore che comprende, in un solo dispositivo, le funzioni di attuatore per valvola e di termostato ambiente. L’appareccbio rileva la temperatura effettiiva ed effettua direttamente il controllo della valvola radiatore, per raggiungere la temperatura desiderata.
L’utente può intervenire in ogni momento, per variare la temperatura desiderata, mediante due pulsanti e verificare la situazione mediante i LED di segnalazione.

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Come stabilire a quale classe appartiene un edificio? Il procedimento è, inevitabilmente, ancora più empirico.
La norma EN 15232 riporta in una tabella le funzioni che caratterizzano le quattro classi di efficienza energetica, suddivise per: controllo del riscaldamento e raffrescamento, controllo della ventialazione e dell’aria condizionata, controllo dell’illuminazione, ecc.; nella tabella 1 a pag. 10, ne riportiamo solo una parte, riguardante il controllo dell’illuminazione e la gestione degli impianti tecnici.
La procedura per utilizzare…

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I componenti di un sistema bus sono innanzitutto sensori ed attuatori, che costituiscono la funzione “logica” dell’impianto, ma ci sono anche i dispositivi di sistema che garantiscono le funzioni ausiliarie, come alimentatori, accoppiatori e ripetitori di segnale; ci sono poi diversi apparecchi per il controllo e la gestione dell’impianto.
La Guida CEI 205-14 alla progettazione, installazione e collaudo degli impianti HBES, dedica un capitolo ai componenti del sistema.
Ricordiamo che un HBES (Home and Building Electronic System) è, per definizione, un sistema bus conforme alle norme CEI EN 50090.
Le indicazioni della Guida 205-14, come è detto nel sommario della stessa, possono essere estese anche “ai sistemi bus non normati dalla serie di Norme EN 50090”, quindi ai sistemi non HBES.
Questo è valido in generale, ma non per il capitolo dedicato ai componenti del sistema, dove si dice che tutti i prodotti descritti devono essere conformi alla Norma CEI EN 50090.
Anche in questo caso, però, la guida è utile, perchè fornisce un quadro completo delle potenzialità di un impianto realizzato con tecnica bus, anche se non HBES.
I componenti del sistema sono i seguenti:
1 – dispositivi di comando o sensori;
2 – dispositivi di uscita o attuatori;
3 – dispositivi di sistema;
4 – dispositivi di gestione e controllo;
5 – dispositivi di supervisione;
6 – dispositivi di interfaccia e gateway;
7 – morsetti o connettori;
8 – cavi di distribuzione del segnale e dell’alimentazione ai dispositivi.
Generalmente, i dispositivi possono funzionare con alimentazione diretta dalla linea bus a basso valore di corrente (da 1 a 10 mA).
Per non sovraccaricare l’alimentatore SELV della linea bus, alcuni dispositivi necessitano di una alimentazione ausiliaria (sempre SELV), normalmente indicata dal costruttore, che rende nullo o trascurabile il loro assorbimento dalla linea bus.
Si distinguono pertanto tre tipi di dispositivi:
- con alimentazione dalla linea bus, definita come corrente massima fornita al dispositivo nello stato di non-trasmissione;
- con alimentazione ausiliaria definita come tensione e corrente massima fornita da un alimentatore dedicato al singolo dispositivo;
in questo caso il componente, nello stato di nontrasmissione, assorbe corrente dalla rete 230 V c.a. attraverso un alimentatore SELV indicato dal costruttore o direttamente connesso alla rete 230 V c.a.
(la separazione di sicurezza è a bordo del dispositivo);
- con alimentazione sia dalla linea bus, sia ausiliaria.
La Guida CEI 205-14 ricorda che queste caratteristiche di alimentazione sono da tenere in considerazione in fase di scelta progettuale, perchè su tali valori di corrente assorbita dai dispositivi influiscono diverse variabili, quali per esempio la distanza dall’unità di alimentazione, il numero di apparecchi connessi sulla linea bus, la sezione del cavo utilizzato.
La caratteristica, tipica del sistema HBES, di poter coesistere con altre reti negli stessi spazi installativi, assieme alla flessibilità permessa dalla distribuzione a lopologia libera, permette di superare facilmente i vincoli posti dalla struttura edile…

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L’ingresso del complesso è presidiato da una struttura per portineria, sorveglianza e locali tecnici, dove è predisposto uno spazio installativo IS1.

Interfaccia con l’esterno

La spazio IS1 è dedicato ai punti di consegna delle linee telefoniche, della TV via cavo,mdell’energia elettrica.
Non necessariamente queste connessioni tra le linee esterne e le reti del complesso di edifici devono occupare fisicamente gli stessi spazi.
Per la ricezione della TV digitale terrestre e del segnale satellitare, ad esempio, è previsto uno spazio apposito, da considerare comunque IS1.
Nel nostro caso, data la complessità della distribuzione centralizzata, soprattutto del segnale satellitare, sono previsti spazi IS1 per ciascun edificio (il palazzo uffici e i quattro edifici residenziali).
Ogni villetta è invece dotata di parabola e antenna per la ricezione del segnale satellitare e del digitale terrestre.
Nel sottotetto, uno spazio IS1 contiene i dispositivi per la distribuzione dei segnali nei vari locali.
Per un impianto HBES di queste dimensioni è necessario un’interfaccia con un sistema di supervisione (bus/RS232) ed una…

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IN QUESTO NUMERO (1/2010):

Primo piano

PREDISPOSIZIONE INFRASTRUTTURE
Gli spazi installativi per un complesso di edifici
La distribuzione degli impianti HBES dallo spazio IS1, interfaccia tra esterno e complesso ai quadri IS4

SEPARAZIONE ELETTRICA
La coesistenza tra gli impianti
Separazione del cavo bus secondo le norme EN 50090

Normativa

NORMA UNI EN 15232
Efficienza energetica e building automation
Quattro classi di efficienza energetica (A, B, C, D) in base al livello di automazione degli edifici

Guide CEI

CEI 205-14
Componenti bus
Non solo sensori e attuatori: la Guida CEI 205-14 dedica un capitolo ai componenti di un sistema HBES

Applicazioni

PIU’ EFFICIENZA ENERGETICA
… con il controllo del riscaldamento
Tre soluzioni per una buona regolazione termica

e mail

… AL DIRETTORE – Sistemi bus e DM 37/08

Konnex (KNX) è uno standard di domotica aperto, coperto da royalty ed indipendente dalla piattaforma, approvato come standard europeo (EN 50090 – EN 13321-1) e mondiale (ISO/IEC 14543). Lo standard è stato sviluppato da KNX Association sulla base dell’esperienza dei suoi predecessori BatiBUS, EIB ed EHS.

Esistono tre modalità KNX:

• Automatic-Mode : riprende le specifiche di EHS
• Easy-Mode : riprende le specifiche di BatiBUS
• System-Mode : riprende le specifiche di EIB

Configurazione e Topologia

La configurazione minima del sistema KNX è rappresentata da un alinea; ad essa possono essere collegati fino ad un massimo di 64 apparecchi bus senza fare uso di ripetitori. Utilizzando dei ripetitori, fino ad un massimo di 3, è possibile collegare fino a 256 dispositivi.
Attraverso lo standard KNX è possibile collegare fino a 15 linee bus tra loro mediante accoppiatori di linea ed una linea dorsale (nota come “linea principale”); ogni linea andrà alimentata separatamente mediante un alimentatore KNX, se nella linea vi sono ripetitori si dovrà utilizzare un alimentatore per alimentare ogni tratta che parte da un ripetitore. Nella configurazione così creata (campo) sarà possibile collegare fino a 3600 appareccchi.
Il sistema bus KNX consente di utilizzare le più diffuse topologie di collegamento (filare,a ad albero, a stella, etc.). Ogni linea consente una lunghezzza di collegamento di 1000 metri, comprese tutte le diramazioni; due apparecchi KNX collegati alla stessa linea, possono essere installati ad una distanza massima tra loro di 700 metri, mentre ogni apparecchio non deve distare a più di 350 metri dall’alimentatore di linea.

Apparecchi sistema bus KNX

Ogni apparecchio compatibile con il sistema bus KNX, è composto da una interfaccia verso il bus (accoppiatore) ed una parte orientata all’applicazione per cui può essere impiegato. L’interfaccia vero il bus riceve dei telegrammi dalla linea bus, li decodifica e li passa alla parte applicativa dei dispositivi che provvede ad eseguirne il contenuto (ad esempio nel caso di comandi); viceversa la parte applicativa del dispositivo invia informazioni (ad esempio di stato) all’interfaccia bus che provvede alla loro codifica ed al successivo invio sulla linea bus.

• alimenatore sistema bus: dispositivo atto a generare e controllare la tensione di sistema necessaria per la linea bus; il dispositivo può integrare una bobina di accoppiamento al bus oppure la bobina può essere esterna all’alimentatore. La bobina integrata evita interferenze tra l’alimentazione ed i telegrammi circolanti sul bus; il tasto di reset integrato permette di riportare i componenti della linea alimentata al loro stato iniziale. La tensione di protezione di uscita deve essere SELV, 29 Vcc (più o meno 1 Vcc). La corrente di uscita deve essere sufficiente ad alimentare i dispositiv collegati al bus , inoltre l’alimentatore deve avere la protezione contro il corto circuito. L’alimentatore deve disporre di 3 LED di stato: sovraccarico (Rosso), stato di normale servizio (Verde), stato di reset (Rosso).
• accoppiatore linea/campo: dispositivo utilizzzato per il collegamento logico delle linee bus o di campi funzionali. Il dispositivo separa galvanicamente linee bus o interi campi funzionali. La separazione funzionale, indispensabile per ridurre il carico del bus, e quindi il “collasso”, è realizzata filtrando opportunamente il flusso di dati; il dispositivo è parametrizzabile separatamente nelle due direzioni, in modo che venga consentito il transito di tutti i telegrammi o di nessuno, o solo di alcuni, secondo la tabella di flitraggio impostabile dal software di configurazione ETS. Inoltre, è possibile decidere se inviare telegrammi di ripetizione, nel caso in cui un telegramma inviato non sia stato riconosciuto
• cavo BUS YCYM 1×2x0.8: il cavo da utilizzare per il sistema di controllo degli edifici KNX deve essere marcato KNX (o EIB) e deve essere del tipo YCYM 1×2x0.8 mm^2 oppure YCYM 2×2x0.8 mm^2, composto rispettivamente da una coppia o due coppie di conduttori twistati; la tensione di prova deve essere di 4 kV. Il cavo può essere disposto in una posizione adiacente al cavo energia fino a 400 Volt ed è indicato per montaggio sporgente o incassato, per la disposizione in tubi, in ambienti asciutti ed all’aperto, purchè protetti dall’irraggiamento solare diretto. Nel caso si utilizzi una sola coppia, il colore dei fili è rosso-nero, nel caso vi sia la seconda coppia, il colore dei fili di questa è giallo-bianco.
• interfaccia RS232 EIB o USB EIB: rappresenta il dispositivo di collegamento di un PC ad un sistema bus KNX, tramite un connettore a 9 poli Sub-D o connettore USB. Il dispositivo può essere connesso in qualunqu punto della rete KNX. Utilizzando software opportuni, conesnete

Mezzi trasmissivi

Lo standard KNX prevede diversi mezzi trasmissivi che possono essere utilizzati in combinazione con uno o più modi di configurazione in funzione della particolare applicazione.

-TP-0 (Twisted Pair, tipo 0): Mezzo trasmissivo basato su cavo a conduttori intrecciati con bitrate di 4800 bits/s, proveniente da BatiBUS. I prodotti certificati KNX TP-0 funzionano sulla stessa linea bus dei componenti certificati BatiBUS ma non scambiano informazioni con essi.

- TP-1 (Twisted Pair, tipo 1): Mezzo trasmissivo basato su cavo a conduttori intrecciati con bitrate di 9600 bit/s, proveniente da EIB. I prodotti certificati EIB e KNX TP-1 funzionano e comunicano fra di loro sulla stessa linea bus.

- PL-110 (Power Line, 110 kHz): Mezzo trasmissivo ad onda convogliata (power-line) con bitrate di 1200 bit/s, proveniente da EIB. I prodotti certificati EIB e KNX PL-110 funzionano e comunicano fra di loro sulla stessa rete di distribuzione dell’alimentazione elettrica.

- PL-132 (Power Line, 132 kHz): Mezzo trasmissivo ad onda convogliata (power-line) con bitrate di 2400 bits/s, proveniente da EHS dove viene tuttora utilizzato. I componenti certificati KNX PL-132 ed EHS 1.3a funzionano sulla stessa rete ma non comunicano fra loro senza un convertitore di protocollo dedicato.

- RF (Radio Frequency, 868 MHz): Mezzo trasmissivo in radiofrequenza con bitrate di 38.4 kbit/s, sviluppato direttamente all’interno della piattaforma standard KNX.

- Ethernet (KNXnet/IP): Mezzo trasmissivo diffuso che può essere utilizzato unitamente alle specifiche KNXnet/IP che permettono il tunneling di frame KNX incorporati in frame IP (Internet Protocol).

Modello client-server

Konnex utilizza il modello client-server, dividendo le entità coinvolte in 2 principali categorie:

- AR (Application Resource): ovvero il dispositivo vero e proprio che mette a disposizione un servizio, il server.
- AC (Application Control): ovvero l’entità che effettua richieste di servizio, il client.

Un dispositivo può essere allo stesso tempo AC e AR, per esempio un televisore può fornire il servizio ovvio e richiedere alle luci della stanza di regolare la loro intensità.

Applicazioni KNX

Un’applicazione KNX è formata da functional block (FB), ovvero unità di codice da eseguire abbastanza grandi da poter impegnare un’entità computazionale, e abbastanza piccole da non impegnarne più di una.
Il codice nei FB opera sui data-point che non sono altro che variabili condivise fra le varie applicazioni.