Building automation: per una scuola innovativa e sostenibile

By at 7 ottobre, 2011, 4:47 pm

Un touch screen dotato di una grafica di facile lettura e interpretazione, a misura di bambino, è l’idea vincente che ha creato un valore aggiuntivo per un moderno sistema di building automation installato nella scuola elementare di Piobesi Torinese, trasformando una soluzione tecnologica “invisibile” in un efficace strumento educativo e didattico.

Il touch screen è collocato in evidenza nell’atrio e gli alunni, anche quelli di età inferiore, possono facilmente conoscere come stanno funzionando gli impianti della scuola secondo innovativi criteri di efficienza energetica, imparando così l’importanza di un uso più consapevole dell’energia.
Il contenimento dei consumi energetici e la valorizzazione delle energie rinnovabili sono stati, infatti, gli elementi primari su cui si è basato lo sviluppo del progetto del nuovo complesso scolastico, per la cui costruzione sono stati previlegiati materiali naturali come legno, calce idraulica naturale, vernici a base vegetale e minerale. Le tecnologie impiantistiche introdotte nell’edificio comprendono pannelli solari termici e fotovoltaici, teleriscaldamento, accumulo di acqua meteorica – per un piccolo laghetto didattico e l’irrigazione del giardino – e il sistema di building automation, realizzato secondo lo standard internazionale KNX utilizzando componenti ABB.
Di ABB sono stati installati anche i quadri di distribuzione in bassa tensione, i dispositivi della serie civile Élos e i quadretti elettrici collocati nei diversi ambienti, ottenendo in tal modo una perfetta uniformità funzionale ed estetica dell’impianto.
Completato nel corso del 2010, il progetto per la scuola di Piobesi Torinese ha già dimostrato la sua validità sia per quanto concerne l’agevolazione nella gestione dell’edificio, come conferma lo stesso personale addetto, sia per quanto riguarda l’interesse suscitato negli scolari che lo hanno seguito con entusiasmo fin dalle prime fasi operative; entusiasmo comprovato anche dalle frasi appositamente scritte dai ragazzi a proposito della nuova scuola, in cui si nota come l’innovazione sia apprezzata e percepita come “naturale” dalle nuove generazioni.

Illuminazione a elevata efficienza energetica
Il sistema di building automation, progettato e realizzato dallo studio Pinerolo Ingegneria e messo in servizio da Domotica Labs di Cuneo, gestisce e controlla tutta l’illuminazione sia interna che esterna, il sistema di orologi e campanelle, il sistema di generazione dell’energia e il riscaldamento. Si interfaccia, inoltre, con gli altri impianti tecnologici al fine di visualizzarne stati ed eventuali allarmi.
Il controllo dell’illuminazione è una delle funzioni fondamentali per garantire un elevato risparmio energetico, perché in questo modo l’impianto si autoregola, evitando i consumi eccessivi e gli sprechi.

Nelle aule sono presenti un pulsante per selezionare la modalità di funzionamento automatico o manuale e un doppio pulsante per la gestione manuale della percentuale della luce emessa dalle plafoniere (0-100%).
Quando è selezionato il funzionamento in automatico, la logica provvede a disabilitare il pulsante di regolazione manuale e il controllo viene acquisito da un sensore di movimento e da un sensore di luminosità. Quando il sensore di movimento rileva un movimento nella stanza si accendono le luci e si attiva un temporizzatore che le spegne dopo tre minuti dall’ultimo movimento rilevato.
Il sensore di luminosità rileva la quantità di luce presente in aula e regola in automatico l’intensità luminosa emessa dalle lampade. Ciò significa che al variare delle condizioni esterne di luminosità (nuvole, sole ecc.), all’interno dell’aula si mantiene sempre l’esatto livello di illuminamento predisposto in fase di programmazione.
Selezionando il funzionamento manuale si disabilita il controllo mediante i sensori di movimento e di luminosità e si abilita il doppio pulsante di regolazione. Un altro temporizzatore permette di selezionare il modo di funzionamento automatico a orari prefissati (per esempio al termine delle lezioni, alle 14 e alle 22); in tal modo eventuali luci rimaste in manuale vengono automaticamente sottoposte al controllo automatico.
Per i locali di servizio e tecnici, dove non è previsto il funzionamento in automatico, un temporizzatore esegue lo spegnimento diretto delle luci a orari prefissati. Durante la notte, infatti, il sistema mantiene spenti tutti gli apparecchi illuminanti esclusi quelli per l’illuminazione notturna dei corridoi, che è comunque ridotta al 15%.
Il comando dell’impianto d’illuminazione esterna viene gestito dal sistema mediante un interruttore crepuscolare e secondo orari prestabiliti, con due modalità di funzionamento rispettivamente serale e notturna; in questo secondo caso con accensioni ridotte al 50% del totale.

Le altre funzioni del sistema di automazione e supervisione
Le campanelle di inizio/fine lezione e gli orologi collocati negli ambienti comuni sono gestiti dal sistema di building automation che ne garantisce la sincronizzazione. A tale scopo, un orologio sincronizzatore capta il segnale orario di Francoforte DCF77 e provvede, una volta al giorno, a sincronizzare attraverso il sistema KNX gli altri orologi presenti nella scuola. È lo stesso orologio che fornisce i riferimenti orari per il suono delle campanelle.
Al sistema è demandato anche il comando dell’impianto di irrigazione del giardino mediante il controllo ad orari prestabiliti delle elettrovalvole del circuito idraulico e della relativa pompa. Gli orari sono liberamente modificabili tramite il touch screen.
Il sistema di building automation si interfaccia, inoltre, con gli altri impianti tecnologici dell’edificio, a scopo di gestione e supervisione.
Gestisce, infatti, il riscaldamento, di cui raccoglie e visualizza i principali dati e parametri; in particolare vengono evidenziati gli stati di funzionamento dei componenti dell’impianto ed eventuali anomalie e guasti.
Viene gestita l’interfaccia con l’impianto antifurto in modo tale da visualizzare lo stato della centrale (guasta o inserita) e provvedere allo spegnimento delle luci quando l’impianto antifurto viene inserito. Si evitano in questo modo gli sprechi di energia causati da apparecchi d’illuminazione accidentalmente dimenticati accesi magari in locali all’interno dei quali non si accede per lunghi periodi (es. magazzini e locali tecnici)
Il sistema raccoglie lo stato e gli eventuali allarmi provenienti dall’impianto di rivelazione fumi; in particolare riporta le segnalazioni di impianto inserito, centrale in avaria, centrale in allarme.
Una nota particolare merita l’interfaccia con l’impianto fotovoltaico. E’ stato infatti realizzato un piccolo impianto fotovoltaico (di potenza 1kWp) con lo scopo di far conoscere  agli alunni e far toccare loro con mano gli impianti ad energia rinnovabile.
I moduli fotovoltaici sono stati disposti sotto forma di vele sull’albero di un galeone posto nel giardino e affacciato sul laghetto. Attraverso il touch screen gli allievi possono vedere quanta energia sta producendo l’impianto e quale sia la quantità di anidride carbonica risparmiata e non riversata in ambiente. Anche in questo caso si adottano immagini grafiche e simboli che possano essere facilmente compresi dagli alunni.
Le funzioni di supervisione svolte dal sistema KNX hanno lo scopo primario di monitorare lo stato operativo di tutti gli impianti installati e la loro efficienza energetica globale ma, come detto, hanno anche permesso di creare un originale quanto importante strumento didattico per gli alunni della scuola. Consentono altresì al personale autorizzato di comandare, direttamente dal posto di presidio dell’edificio, accensioni e spegnimenti secondo gli scenari predisposti e di settare parametri in base a opportuni livelli di password.
La visualizzazione delle informazioni avviene tramite mappe grafiche che presentano le planimetrie dei locali; le operazioni vengono effettuate attraverso “bottoni” presenti sulla schermate. In particolare, nell’ottica di un controllo dei consumi per una corretta gestione energetica, sono rese disponibili le principali grandezze misurate sull’attività dell’impianto fotovoltaico e i valori rilevati dai contatori che conteggiano, rispettivamente, le ore di accensione delle lampade grazie all’energia generata dalla fonte rinnovabile e le ore in cui l’alimentazione proviene dalla rete pubblica.

Categories : Componenti e sistemi


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