Intelligenza distribuita per l’efficienza energetica

L’innovativo sistema per la gestione integrata, efficiente e sicura del Grattacielo Piemonte è affidato a un BEMS ad alto contenuto tecnologico, che facilita lo sviluppo di strategie innovative per il risparmio energetico.

Sviluppato e fornito da Kieback&Peter, il BEMS in dotazione al Grattacielo Piemonte si distingue per il concept all’avanguardia e per l’impiego di soluzioni tecnologicamente avanzate, che lo rendono un’interessante best practice nell’ambito degli edifici pubblici di nuova costruzione.

L’edificio in sintesi

Situato nei pressi del Lingotto, a sud del centro storico, Grattacielo Piemonte mette a disposizione circa 80.000 m2 di superficie utile alle oltre 2.000 persone ospitate quotidianamente, che possono raggiungerlo facilmente grazie a brevi percorsi diretti alle vicine stazioni ferroviaria e metropolitana.

Con i suoi 43 piani fuori terra, la torre che accoglie gli uffici è fra le costruzioni più alte d’Italia (205 m), parte integrante di un intervento più ampio che comprende la corte ipogea (2 livelli sotterranei per funzioni di supporto e tecniche), il centro servizi (centro congressi con auditorium da 300 posti, sale riunioni, ecc.), l’edificio polifunzionale (relazioni con il pubblico) e il giardino soprastante i parcheggi interrati.

Il volume parallelepipedo della torre è racchiuso da un curtain wall a doppia pelle, affiancato sul prospetto est da un’imponente hall a tutta altezza che sottolinea l’ingresso principale. Sul prospetto rivolto a sud quattro campate della facciata continua sono equipaggiate con superfici fotovoltaiche (circa 1.000 m2). La vegetazione è presente al piede, nella corte interrata, e in elevazione, con giardini pensili distribuiti sul prospetto nord e all’ultimo piano.

Grattacielo Piemonte è stato concepito per massimizzare l’efficienza energetica. Si distinguono il ricorso alla geotermia a bassa entalpia, con 150 sonde profonde 150 m che possono produrre fino a 1 MW, al solare fotovoltaico, con altri campi situati sulle coperture degli edifici, e alla riduzione del consumo idrico, mediante raccolta e riuso delle precipitazioni per l’irrigazione e gli usi tecnici.

La produzione dei fluidi termovettori è affidata a pompe di calore acqua/acqua e aria/aria. La rete aeraulica è articolata in rami primari, con UTA che trattano l’aria al set-point standard, e secondari, con UTA installate ai vari piani per la finitura in base ai fattori ambientali locali (esposizione solare, carichi interni). Kieback&Peter ha svolto un ruolo fondamentale per la messa a punto di un BEMS perfettamente rispondente a queste complesse esigenze.

Smart building verticale

L’ing. Marco Causio è Responsabile tecnico di Kieback&Peter Italia e coordina il team dedicato al BEMS: «Il “cervello” della ge­stione tecnica ed energetica del Grattacielo Piemonte è basato sul sistema Qanteon, che garantisce ai gestori un controllo effi­cace, la disponibilità di informazioni e report e la visibilità di tutti gli aspetti critici».

Quali sono le principali caratteristiche?

«Si tratta di un BEMS aperto, flessibile e modulare, orientato alla semplicità d’uso, scalabile per tutti i tipi di edifici e altamente adattabile alle diverse esigenze. Ogni parte del sistema è protet­ta da protocolli di sicurezza, che tutelano anche trasparenza e riservatezza di organizzazioni e utenti.

In questo caso l’edificio è gestito come uno smart building, con tutti i sistemi sullo stesso network, affidando all’intelligenza di­stribuita in campo il monitoraggio e l’ottimizzazione del funzio­namento, con possibilità di controllo in loco e in remoto.

L’infra­struttura di comunicazione utilizza BACnet MS/TP su RS485 anziché IP, aggregando fino a 30 controllori per gruppo. La ri­duzione del numero di indirizzi IP e la possibilità di espansione tramite router, con creazione di loop IP multipli, consente una manutenzione semplificata e conferisce al sistema un’elevata resilienza.

Le soluzioni per la building automation comprendo­no principalmente la gestione automatizzata degli impianti MEP, l’automazione d’ambiente (controllo integrato di clima e luce, valvole, servocomandi e sensori), la contabilizzazione dei consu­mi (calore, acqua, elettricità) e la sicurezza».

Funzionalità integrate

Il BEMS si occupa di supervisione, controllo e monitoraggio de­gli impianti meccanici ed elettrici, di alcuni impianti speciali, dell’automazione degli ambienti e dell’integrazione funzionale e gestionale dei sistemi di terzi. In fase d’esercizio il sistema è supportato da un approccio manutentivo orientato al migliora­mento continuo, per contribuire al miglioramento dell’efficienza, della sicurezza e della sostenibilità nel tempo.

In ambito HVAC il BEMS opera attraverso sottocentrali DDC distribuite, dotate di moduli I/O e metering I/O, per il controllo completo degli impianti di climatizzazione, ventilazione e idrico-sanitari, fra cui le sotto­centrali al servizio dei diversi edifici e le reti di distribuzione. La produzione centralizzata dei fluidi, ad esempio, è demandata al sistema dei generatori termofrigoriferi, che è stato perfettamen­te integrato nell’architettura del BEMS a vantaggio dell’efficien­te distribuzione e regolazione delle condizioni operative nei vari spazi dell’edificio.

Ambiente per ambiente, il funzionamento degli impianti è com­pletamente automatizzato, in base alle rilevazioni dei sensori di presenza e luminosità che attivano scenari dinamici per comfort e risparmio energetico. Gli utenti dispongono di comandi ma­nuali solo per regolare le tende interne, in base alle necessità.

L’impiego di sensori e interruttori wireless Enocean senza batterie – facilmente installabili, removibili e riutilizzabili – e di regolatori BACnet MS/TP posizionati a soffitto – che gestiscono ventilconvettori, ventilazione e illuminazione artificiale – asseconda la modularità degli spazi. La logica master/slave tra controllori ambientali consente un’elevata scalabilità e flessibilità.

Controllers DALI gestiscono i circuiti dedicati l’illuminazione ordinaria e di emergenza nei corridoi. Le caratteristiche dei dati richiesti hanno condotto a una gestione individuale e altamente personalizzata, con configurazioni specifiche per ogni singolo corpo illuminante.

Rete digitale

Quali sono le funzionalità più interessanti del BEMS?

«Qanteon è certificato per la gestione dell’energia secondo ISO 50001. Funzionalità dedicate (analisi dei consumi, valutazione Italiadi costi ed emissioni, confronto con altri edifici, firma energetica, mappatura del calore, curve di tendenza, ecc.) supportano lo sviluppo di strategie per l’incremento dell’efficienza energetica, punto di partenza per il monitoraggio in ottica ESG.

La piattaforma di programmazione permette inoltre il debug in tempo reale, la simulazioni su controller virtuali e la verifica delle logiche senza necessità di accesso fisico ai dispositivi, offrendo un vantaggio significativo durante il commissioning e le attività di manutenzione. Il progetto per Grattacielo Piemonte conferma le potenzialità della partnership con Kieback&Peter per edifici ad alta complessità».

Quali difficoltà avete incontrato e come sono state risolte?

«Grattacielo Piemonte è un edificio esteso e complesso, che ha richiesto un impegno notevole per lo sviluppo progettuale, l’installazione e la messa a punto del BEMS. La varietà dei protocolli presenti (BACnet, API REST, DALI, Enocean, LON, LoRaWan, M-Bus, Modbus per impianti HVAC) testimonia l’elevata interoperabilità del sistema.

Per la parte dedicata all’automazione attualmente il BEMS lavora con oltre 34.000 punti controllati, 80 stazioni, 380 moduli di I/O, 330 controllori DDC, 180 quadri di controllo e 330 centralini, più 21.500 data point hardware e 15.000 data point software. Al livello ambiente i punti controllati sono oltre 33.000, con 1.450 controllori DDC, 900 centralini e 40.000 data point.

Dal punto di vista tecnico – conclude Marco Causio – la difficoltà principale è consistita nel progettare e disegnare il software per ogni controller, in modo che potesse adattarsi a una gestione flessibile degli spazi e delle applicazioni. Abbiamo quindi studiato il progetto nel dettaglio e creato una serie di software tipici, per modificare il comportamento in base ai parametri forniti dal cliente. Per il resto non abbiamo registrato difficoltà particolari».