La tecnologia delle costruzioni è stata un obiettivo primario dell'ingegneria fin dalle prime civiltà umane permanenti, migliaia di anni fa. Con l'incremento della popolazione, è cresciuta l'esigenza di materiali da costruzione migliori, di un uso più efficiente degli spazi e di sistemi occupazionali maggiormente ottimizzati. Queste tecnologie sono diventate sempre più complesse e avanzate.
Molte sono state le tappe importanti nella tecnologia delle costruzioni, come l'invenzione del cemento e dell'acciaio, la creazione del ciclo di refrigerazione (che fa funzionare i sistemi di condizionamento dell'aria), l'isolamento ad alta efficienza e le applicazioni degli edifici intelligenti.
Per edifici intelligenti si intende una classe non ufficiale di edifici dotati di tecnologie avanzate di sensori, controllo, gestione e calcolo che puntano ad aumentare l'efficienza, ridurre i costi e accrescere l'usabilità degli edifici. Questo articolo prende in esame le tecnologie per gli edifici intelligenti e individua gli impatti positivi e i vantaggi del loro utilizzo nell'era moderna.
Efficienza degli edifici intelligenti
Il vantaggio principale dell'utilizzo della tecnologia IoT per gli edifici intelligenti è la sua capacità di creare sistemi più efficienti in un edificio. Con tutti i sistemi dell'edificio collegati a un'unica rete IoT intelligente, un edificio intelligente può garantire efficienza ottimizzata per ridurre al minimo il consumo di corrente e i tempi di inattività dovuti alla manutenzione.
Illuminazione
Prima dell'avvento della tecnologia degli edifici intelligenti, l'illuminazione all'interno di un edificio era controllata da interruttori manuali, che richiedevano l'accensione e lo spegnimento da parte degli operatori. Negli edifici intelligenti le luci intelligenti possono essere controllate dalla semplice presenza delle persone.
In un edificio adibito a uffici, che in genere è occupato per sole 12 ore al giorno, lasciare accidentalmente le luci accese può comportare consumo energetico inefficiente dell'edificio e riduzione della durata del prodotto. Nei moderni edifici intelligenti, l'illuminazione dei singoli spazi può essere controllata in modo indipendente da un sistema per edifici intelligenti o da sensori di illuminazione specifici per ogni spazio, in modo da spegnere tutti gli impianti di illuminazione non in uso.
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Climatizzazione
Anche i sistemi meccanici, come i sottosistemi di condizionamento e riscaldamento degli edifici, consumano enormi quantità di corrente. Sono caratterizzati da componenti estremamente complessi che, se si rompono, possono provocare gravi disagi al personale addetto alla manutenzione e agli occupanti dell'edificio. Questi sistemi sono spesso centralizzati e servono singoli spazi o l'intero edificio.
Quando questi spazi non sono utilizzati, i sistemi continuano a consumare corrente per servire lo spazio, il che può essere estremamente inefficiente e causare un'inutile usura dei componenti. Inoltre, alcuni sistemi avanzati per edifici intelligenti sono in grado di rilevare anomalie nel funzionamento del sistema, in modo da segnalare la necessità imminente di un intervento di manutenzione.
Ad esempio, i diversi spazi di un edificio possono raggiungere temperature molto diverse a seconda della costruzione o dell'orientamento verso il sole. Può essere capitato a tutti di sedersi da soli in una grande e vecchia sala conferenze e di avere avvertito decisamente freddo. Negli edifici tradizionali i sistemi meccanici non erano eccessivamente sofisticati e l'impianto di condizionamento era probabilmente progettato per gestire l'occupazione massima, con il raffreddamento dell'ambiente a una temperatura confortevole per un gran numero di occupanti, ma risultando eccessivamente raffreddato per una singola persona.
Gli edifici intelligenti utilizzano una grande quantità di sensori, come quelli per la temperatura e l'umidità, la luce e i sensori occupazionali, per contrastare il sovrautilizzo, come nell'esempio della grande e vecchia sala conferenze. Questi sensori ottimizzano l'utilizzo dei sistemi meccanici ed elettrici dell'edificio. Una maggiore efficienza può ridurre notevolmente il consumo di corrente e limitare l'usura di sistemi complessi e costosi, prolungando così la durata dei componenti dell'edificio.
Costo degli edifici intelligenti
Sebbene la riduzione del consumo energetico comporti enormi vantaggi per le aziende energetiche, la rete elettrica e il pianeta, l'aspetto più interessante dell'aumento dell'efficienza degli edifici (per i proprietari) è la riduzione dei costi. In alcuni settori il consumo di corrente non si limita ai sistemi che gestiscono l'edificio, ma può essere influenzato anche dalle apparecchiature presenti all'interno dell'edificio.
Negli edifici di produzione industriale, le grandi apparecchiature consumano enormi quantità di corrente quando sono in funzione. A seconda delle norme locali in materia di consumo di corrente, si può incorrere in determinati aumenti di prezzo "per fasce orarie" se un edificio supera il consumo energetico previsto in determinate ore del giorno o in un determinato periodo di tempo.
Gli edifici intelligenti possono ridurre il rischio di penali per i costi legati alle fasce orarie, monitorando in modo intelligente il consumo di corrente durante il giorno e moderando l'utilizzo per rientrare nei limiti consentiti. Gli edifici intelligenti possono modulare i sistemi di riscaldamento e raffreddamento degli edifici per evitare queste sanzioni, come il raffreddamento eccessivo o l'accumulo di corrente nelle "ore di inattività" per poi spegnere il sistema di raffreddamento mentre i sistemi di produzione sono in funzione. Questi sistemi di monitoraggio degli edifici intelligenti possono offrire un enorme vantaggio in termini di risparmio per il proprietario dell'edificio, anche se la quantità netta di corrente utilizzata dall'edificio può essere la stessa.
Usabilità degli edifici intelligenti
Gli edifici intelligenti più avanzati al mondo, gli edifici cognitivi, sono all'avanguardia nella tecnologia per edifici intelligenti. Gli edifici cognitivi possono offrire incredibili vantaggi di usabilità agli occupanti. Ad esempio, l'edificio della sede centrale di Deloitte nei Paesi Bassi, The Edge, ha agito come strumento di reclutamento per attirare i potenziali dipendenti.
Gli edifici cognitivi possono assegnare il parcheggio in base alle date di arrivo e partenza, consentire agli occupanti di selezionare le impostazioni di illuminazione e riscaldamento/raffreddamento preferite, collegare automaticamente i dispositivi multimediali, ottimizzare l'occupazione dell'edificio per adattarlo al meglio alle esigenze degli utenti e molto altro ancora. Sebbene gli edifici intelligenti cognitivi esistano da poco, i vantaggi che offrono ai singoli occupanti potrebbero alimentare la rivoluzione degli edifici intelligenti anche in futuro.
Vantaggi degli edifici intelligenti IoT
Il vantaggio degli edifici intelligenti rispetto a quelli tradizionali può essere racchiuso in un'unica parola: ottimizzazione. I sistemi intelligenti IoT possono monitorare, tracciare, controllare e ottimizzare i sistemi di un edificio intelligente per aumentare l'efficienza energetica, ridurre i costi di gestione e fornire standard di usabilità professionale all'avanguardia. Oltre a questo, gli edifici intelligenti IoT sono il risultato di un vasto numero di tecnologie diverse. Inoltre, la sfida ingegneristica di progettare un sistema IoT per edifici intelligenti è vantaggiosa per altri settori che possono riutilizzare i processi di creazione di tecnologie per edifici intelligenti.
