Building automation ed efficienza energetica Bologna ott … - Pennati... · · 2009-11-113...

Building automation ed efficienza energetica

Università di Bologna

26 ottobre 2009

Relatore ing. Daniele PennatiSiemens Building Technologies

Building automation ed efficienza energetica author daniele pennati - Bologna 26-ottobre-2009 -2

Ripartizione dei consumi in Europa per settore

28%

31%

41% TrasportiIndustriaEdifici


Ripartizione dei consumi finali negli edifici

Source: European Commission slide show April 2001. DG for Energy and Transport.http://www.europa.eu.int/com/energy/library/en_bat_si_en.pdf

Space heating 52%

Cooking 5%Other

16%Water heating 9%

Lighting 14%

Cooling 4%

Energy Consumption by End Use in EU Tertiary Buildings


BMSBMS

IlluminazioneDistribuzione

elettrica MT/BT

Sistemiantintrusione

e TVCC

Sistemirivelazione incendi

e spegnimento

Controlloaccessi

Rivelazione presenze

Controllointegratoambiente

Building automation ed efficienza energetica

TermoregolazioneClimatizzazione

Distribuzione fluidi


Building automation ed efficienza energetica Termoregolazione,condizionamento,distribuzione fluidi


Building automation ed efficienza energetica Distribuzione elettrica MT/BT


Building automation ed efficienza energeticaSistemi di illuminazione e controllo integrato ambiente


BMSBMS

Building automation ed efficienza energeticaControllo,automazione,supervisione


Potenziali di risparmi energetici attraverso sistemi di building automation

Ospedali Hotel Residenziale Ristoranti Scuole-Uni Uffici Retail

T.14% E.4% T.32% E.10% T.19% E.8% T.32% E.8% T.20% E.14% T.30% E.13% T.40% E.9%


EN 15232 Energy performance of buildings –Impact of Building Automation, Controls and Building Management.

La Norma EN 15232 specifica:

Le funzioni di building automation che hanno un effetto sulle prestazioni energetiche dell‘edificioUn metodo per definire i requisiti minimi relativi ad un sistema di building automation che deve essere realizzato per un edificio o un compleso di edificiMetodi dettagliati per valutare l‘effetto di queste funzioni in un determinato edificio.Un metodo semplificato per ottenere una prima valutazione degli effetti di queste funzioni su una determinata tipologia di edifici.



La Norma EN 15232 è rivolta à:Proprietari di edifici, ingegneri,architetti che sono chiamati a definire le funzioni BAC per i nuovi edifici e per il rinnovamento di quelli esistentiLe pubbliche autorità per:

• la definizione die minimi requisiti per BAC

• la definizione di specifiche procedure di ispezione per la verifica dei livelli di BAC

• la definizione di metodi di calcolo che prendano in considerazione l‘effetto di BAC sulle prestazioni e l‘efficienza energetica degli edifici

I tecnici per verificare che l‘effetto di tutti i BAC siano stati considerati per la valutazione dell‘efficienza energetica dell‘edificio.


Segnali richiesta energia

Locali

Utilizzatore

Utilizzatore

Utilizzatore

Utilizzatore

Utilizzatore

Produzione

Distribuzione

Controllodel fabbisogno

Domanda/Fornitura di energia


Le funzioni BAC della EN 15232 si basano su questo modello:

controllo della fornitura di energia in funzione della domanda


EN 15232 Controllo integrato ambiente

Demand control

Conference room OfficeWork area with machines


EN 15232 : Le classi di efficienza (energetica) del sistema di controllo e automazione (BACS)

Sistemi BACS e TBM ad elevate prestazioni energetiche

Sistemi BACS e TBM avanzati

Sistemi BACS standard

BAC Building Automation and ControlsBACS Building Automation and Control SystemTBM Technical Building Management System

Sistemi BACS energeticamente non efficienti


Individual room control with communication between controllers and to BACS3

Non residentialResidential

D ABCABCD

Definition of classes

Indoor temperature control2

No automatic control0

Outside temperature compensated control1

No automatic control0

Central automatic control1

Individual room automatic control by thermostatic valves or electronic controller2

Integrated individual room control including demand control (by occupancy, air quality, etc.)4

Control of distribution network hot water temperature (supply or return)Similar function can be applied to the control of direct electric heating networks

Emission controlThe control system is installed at the emitter or room level, for case 1 one system can control several rooms

Heating control

Automatic control

EN 15232 : Lista delle unzioni di automazione e assegnazione delle clasi di efficienza


EN 15232Determinazione dell’effetto dei sistemi BACS e TBMbasata sui fattori di efficienza BAC - f BAC -


Classe

EnergiaTermica

EnergiaElettrica

Edifici non residenziali

Ospedali

Scuole UNI

Biblioteche

Uffici

EN 15232I fattori di efficienza BAC - f BAC -

Uffici


Il profilo di utilizzo dellatipologia di edificioU

ffici


EN 15232I profili di utilizzo per il calcolo dei fBAC

Uffi

ci

Hot

el

Scuo

le

Ris

tora

nti

Cen

tri c

omm

erci

ali

Uffi

ci

Osp

edal

i

Profili di utilizzo secondo EN 15217


Controllo integrato ambiente



Controllo impianto di illuminazione• ON/OFF• Regolazione intensità

Controllo impianto di riscaldamento/climatizzazione

• ON/OFF• Regolazione

temperatura/umidità/ ventilazione

• Standby• Economy• Protezione edificio


Controllo dell’impianto di illuminazione

Ai fini di una riduzione dei consumi energetici l’illuminazione artificiale di un ambiente può essere regolata automaticamente in funzione di tre fattori:

il periodo della giornata (tempo)la quantità di luce naturale

proveniente dall’esterno (daylight dependent lighting control )l’occupazione dell’ambiente

(presenza)


Controllo dell’impianto di illuminazione in funzione del tempo

Ipotetico profilo di utilizzo dell’impianto di illuminazione senza sistema di automazione

07:00 18:00 21:00

0


Controllo dell’impianto di illuminazione in funzione del tempo

Effetto sul risparmio energetico di un controllo dipendente dal tempo dell’impianto di illuminazione.

07:00 18:00 21:00

0

1

8%


Esistono due metodi per il controllo dell’impianto di illuminazione in funzione della presenza della luce diurna in ambiente:

il controllo a livello costante dell’intensità luminosa attraverso un sensore di luminosità collocato in ambiente.

il controllo dell’intensità luminosa attraverso un sensore di luminositàcollocato all’esterno che prende in considerazione anche l’orientamento e la geometria delle finestre ed eventuali possibili ombreggiamenti causati da oggetti esterni (edifici,alberi)

Controllo dell’impianto di illuminazione in funzione della luce esterna - daylight dependent lighting control -


Sensore di luminosità esterno

Sensore di luminositàinterno

Sensore di luminosità esterno

Sensore di luminositàinternoSensore di luminositàinterno



1. Corpo luci 2. Corpo luci 3. Corpo luci

Componente presenteluce diurna

Empfänger

500 lx gewünschte Beleuchtungsstärke

erforderlichesKunstlicht

26 % 48 % 70 %

z.B. 100 %z.B. 70 %

500 lux cost

Componente necessarialuce artificiale

Sensore lum.

1. Corpo luci 2. Corpo luci 3. Corpo luci

Componente presenteluce diurna

Empfänger

500 lx gewünschte Beleuchtungsstärke

erforderlichesKunstlicht

26 % 48 % 70 %

z.B. 100 %z.B. 70 %

500 lux cost

Componente necessarialuce artificiale

Sensore lum.



0%zona 1

zona 2

zona 3

30%

90%

La figura indica la situazione di un impianto di illuminazione reale con controllo in funzione della luce diurna dove il corpo luci nella zona 1 èspento mentre quello della zona 2 funziona al 30% con un conseguente importante risparmio energetico



07:00 21:00

0

Controllo dell’impianto di illuminazione in funzione della luce diurna

1

2

18:00

Effetto sul risparmio energetico di un daylight dependent lighting control

17…24%8%


Controllo dell’impianto di illuminazione in funzione dell’occupazione ambiente


Controllo dell’impianto di illuminazione in funzione dell’occupazione ambiente

07:00 21:00

1

2

3

18:00

0

Effetto sul risparmio energetico di un controllo luci in funzione dell‘occupazione dell‘ambiente

2

9%

17…24%8%


Sources for the calculation: DIN V 18599, Osram, Intep Integrale Planungs GmbH

1 2 3 4 5 6 Anni

Costi di investimentoaddizionali

Soluzione KNX

4.7

Controllo dell’impianto di illuminazione in funzione del tempo – Ritorno dell’investimento -


1 2 3 4 5 6 Anni


Soluzione KNX

4.3 anni


Controllo dell’impianto di illuminazione in funzione del tempo e delle luce diurna – Ritorno dell’investimento -


1 2 3 4 5 6 anni


Soluzione KNX

3.3 anni


Controllo dell’impianto di illuminazione in funzione del tempo, delle luce diurna e occupazione – Ritorno dell’investimento -



Riduzione dei costi energetici attraverso il controlloautomatizzato dell‘impianto di illuminazione

0100%

82%

65%

56%

ON / OFF generale centralizzato

Daylight controll

Occupazione

Riduzione costi energia :

44%

1

23


Controllo dell’impianto diella termoregolazione-climatizzazione


Edificio in uso

Programma orario occupazione edificio

06:00 22:00

Edificio non in uso

Protezione edificio

Occupato

Stand by08:00 18:00

Programma orario occupazione ambiente

Ufficio con rilevatore di presenza

Occupato

Non occupato

Non occupato

Modalità operativaComfortStand byEconomy

Protezione edificio

Controllo dell’impianto di termoregolazione-climatizzazione


I modi operativi del controllore dipendono sia dai programmi orari di occupazione dell’edificio edificio e dell’ambiente ,sia da elementi locali quali unità ambiente,contatti finestra,rivelatore di presenza

Controllore RXC

Rivelatore di presenza

Unità ambiente

Contatto finestra

Programma orario occupazione edificio.

Programma orario occupazione ambiente

Sistema di controllo integrato ambiente: climatizzazione,illuminazione


Multisensore: presenza+illuminazione

Campo di azione 360°

10…1000 lux

Controllore modulare per regolazione integrata ambiente

LON bus

Sistema 4 tubi con regolazione a 3 velocitàe 3 modi operativi

On/Off e dimmerizzazioneautomatca

Unità di controllo ambiente

Sistema di controllo integrato ambiente: climatizzazione,illuminazione


Le funzioni

Controllo e regolazione automatica temperatura,umidità

Controllo e regolazione automatica impianto di illuminazione

Impostazione di scenari prestabiliti

Spegnimento e accensione automatica in funzione di sensoripresenza,sensori finestra, orario lavoro programmato

Impostazione set point e programmazione oraria a livello centralizzato

Gestione via WEB

Controllo e regolazione automatica frangisole

Controllo,regolazione automatica utenze finali di climatizzazione

Funzionamento stand alone o in rete

Controllo integrato ambiente: clima & lightingArchitettura del sistema di controllo,automazione,supervisione


Impianti tecnologici


BMSBMS

I/O

Il sistema tecnologicoArchitettura del sistema di controllo, automazione, supervisione

DESIGO PXDESIGO PX


Le funzioni

Controllo temperature

Stato pompe Rilevazione ore di funzionamento Commutazione automatica

Programmi orari di funzionamento

Gestione e indirizzamento allarmi.

Analisi trend - Registrazione dei consumi - Reports

Allocazione sui centri di costo

Comandi centralizzati a distanza degli impianti

Controllo dei gruppi frigo,caldaie,UTA,CDZ

Pianificazione manutenzione

Controllo,automazione,supervisioneImpianti HVAC

DESIGO PXDESIGO PX


BMSBMS

I/O

Il sistema di distribuzione MT/BTArchitettura del sistema di controllo,automazione,supervisione


Le funzioni

Rilevazione stato interruttori:aperto,chiuso,scattato

Diagnosi tipo di guasto

Monitoraggio qualità dell‘alimentazione CEI EN 50160

Continuità di esercizio.

Analisi trend e registrazione dei consumi

Allocazione sui centri di costo

Comandi centralizzati a distanza degli impianti

Gestione carichi

Pianificazione manutenzione

Controllo,automazione,supervisione sistema di distribuzione MT/BT


Building automation ed efficienza energeticaTotal Building Solution

BMSBMS

DESIGO PXDESIGO PX

Distribuzione elettricaMT/BT

Impianti di termoregolazione HVAC e contabilizzazione


Impianto di protezione incendio Impianti di sicurezza


BMSBMS

SupervisioneSupervisione

AutomazioneAutomazione

CampoCampo

Il sistema di controllo automazione supervisionearchitettura e protocolli di comunicazione


DESIGODESIGOBMSBMS

DESIGODESIGO

DESIGODESIGO DESIGODESIGO

Il sistema di supervisione


GreenBuilding Programme

GreenBuilding Programme è un programma della Commissione Europea con adesione volontaria e gratuita che intende promuovere gli investimenti e la consapevolezza per l’aumento dell’efficienza energetica e l’utilizzo di fonti di energia rinnovabili degli edifici del terziario


Siemens GreenBuilding Endorser

Le fasi per l’ottenimento della qualifica di GreenBuilding Endorser

Formulazione del piano di promozione e delle attività a supporto di GreenBuilding.

Presentazione delle attività implementate a favore di almeno un’organizzazione per l’ottenimento della qualifica di GreenBuilding Partner.

Approvazione del piano di promozione da parte della Commissione. La Commisione assegna la qualifica di Endorser.

Esecuzione del piano di promozione e del rapporto annuale delle attività svolte.

Rinnovo da parte della Commissione della qualifica di Endorser su analisi del rapporto annuale e della documentazione comprovante le attività implementate a favore di almeno un’ulteriore organizzazione per l’ottenimento della qualifica di GreenBuilding Partner

Le fasi per l’ottenimento della qualifica di GreenBuilding Partner

Audit energetico dell’edificio o degli edifici dell’organizzazione

Formulazione del piano di azione rivolto a definire le misure da adottare per la riduzione dei consumi energetici pari almeno al 25%

Approvazione del piano di azione da parte della Commissione in accordo con il Centro Nazione di Contatto (eERG). La Commisione assegna all’Organizzazione la qualifica di Partner.

Esecuzione del piano di azione e rapporto alla Commisione e al Centro Nazionale di Contatto.


SIEMENS GreenBuildingEndorser

PerformanceContracting

AmmodernamentoOttimizzazioneEnergy Management

effetti

finanziamento

Riduzione costienergetici,operativi

Siemens GreenBuilding Endorser


Performance contracting

Ammodernamento degli impianti tecnologici

Riduzione dei costi di gestione sia in termini di consumi energetici sia in termini operativi

Aumento del comfort ambientale con conseguenti benefici sulla produttività

Aumento del valore dell’immobile

Investimento finanziato e garantito dai risparmi energetici ottenuti

Qualifica come GreenBuilding Partner con riduzione dei consumi di almeno il 25% , nel caso di partecipazione al programma GreenBuilding.


Il modello Performance Contracting -Costi Energetici ed operativi

Costi energetici edoperativi

Prima del Contratto

Analisi, PianificazioneModernizzazione

Costo del capitaleService ManutenzioneControllo EnergiaOttimizzazioneMonitoring

Accumulo risparmi

RisparmiGarantiti

Durante il Contratto


Profitto delCliente

Al termine del Contratto



Green Building Siemens I BT/Building Automation Winner award

1’500+ energy projects since 1994

7’500+ buildings updated with latest energy saving technologies

1’’5 EUR total saving achieved for customers

700’000 tones CO2 reduction per year(= 230’000 cars driven 20’000 Km per year)

Achievements

Greenbuilding Award 2008

EU commission commended Building Technologies for outstanding achievements in support of its GreenBuilding Program

BAU winner of the 2006, 2007 and 2008 European Energy Service Award


Contributo globale di Siemensper il risparmio energetico

Più di 1.500 progetti nel settore energetico dal 1994, per un risparmio totale di circa EUR 1.5 billioni in 10 anni

Riduzione annua totale di emmissioni di CO2 pari a: 750.000 tonnellatecorrispondenti alle emmissioni di 230.000 auto percorrenti 20,000/anno

Siemens è membro attivo di:

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