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Il presente elaborato affronta alcuni aspetti relativi all’efficienza energetica nel settore civile, a cui si imputano, al livello globale, quasi un terzo dei consumi finali di energia. Nell’Unione Europea il settore civile ha, ormai da anni, superato il comparto industriale e quello dei trasporti, mentre nel nostro Paese questo primato è ancor più evidente e gli edifici risultano responsabili di oltre il 44% dei consumi energetici.
Le strategie mirate a ridurre gli importanti livelli di consumo che contraddistinguono questo settore sono molteplici e riguardano diversi fattori, quali gli interventi sull’involucro edilizio e sugli impianti attraverso la definizione di requisiti minimi per nuove costruzioni o ristrutturazioni e riqualificazioni, o ancora all’introduzione dell’obbligo di attestazione della prestazione energetica. Tra queste strategie, di particolare rilievo è anche il ricorso ai sistemi di automazione e controllo dell’edificio, o Building Management Systems (BMS), che stanno assumendo un ruolo sempre più attivo in questa sfida, merito in parte del progresso tecnologico ed in parte di un graduale cambiamento di rotta sulle politiche adottate da molti paesi e finalizzate all’efficientamento ed alla riduzione dei consumi energetici.
La tesi si sviluppa in tre capitoli. Nel primo capitolo introduttivo, vengono presentati alcuni dati sui consumi energetici nel settore civile, con lo scopo di evidenziare i potenziali margini di intervento possibili in questo ambito. L’introduzione contiene anche una sintesi dell’excursus normativo e legislativo che ha portato alla definizione di uno standard dedicato appositamente alla quantificazione dell’impatto che un sistema di automazione e controllo può avere sull’edificio: la normativa UNI EN ISO 52120.
Il secondo capitolo è dedicato alla descrizione dei sistemi di Building Management, con particolare riferimento all’area degli impianti di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell’aria (HVAC). Si è scelto di chiarire anzitutto il significato di alcuni termini ricorrenti nel campo dell’automazione civile, dandone una definizione il più possibile chiara, per poi affrontare un richiamo di concetti ritenuti propedeutici ad una corretta comprensione della parte successiva: la trasmissione dei dati, i tipi di interfacce e mezzi trasmissivi, le possibili topologie di rete ed i protocolli di comunicazione. Successivamente, viene presentata la struttura generale di un sistema di Building Management e dei dispositivi che ne costituiscono l’architettura, delle funzioni alle quali è tipicamente chiamato a rispondere, delle caratteristiche o criticità che presenta e dei benefici che può portare all’edificio e agli occupanti. Seguono un breve approfondimento dei principali protocolli di comunicazione aperti (sia cablati che wireless) ed una panoramica riguardo ai più importanti software di supervisione presenti sul mercato, che include alcune considerazioni frutto delle informazioni raccolte. Questo capitolo si conclude con una descrizione più dettagliata della prima parte della normativa UNI EN ISO 52120 e del concetto di Smart Readiness Indicator (SRI), elementi già citati nella parte introduttiva della tesi.
Nel terzo capitolo dell’elaborato vengono presentati, confrontati e commentati i dati raccolti per caratterizzare, dal punto di vista energetico, un campione di edifici dell’Ateneo pisano (circa quaranta strutture). I dati esaminati riguardano i consumi energetici reali, sia assoluti che specifici (espressi per unità di superficie e volume) relativi agli anni 2019 – 2020 – 2021 e suddivisi per vettore energetico; la tipologia di servizi presenti e le superfici interessate da detti servizi; le potenze installate; le destinazioni d’uso prevalenti e gli attuali sistemi di gestione e regolazione degli impianti. I dati sono stati reperiti dalla lettura delle fatturazioni delle forniture di gas naturale e di energia elettrica, dalla consultazione dei libretti di impianto, dagli Attestati di Prestazione Energetica (ove presenti) e dai sopralluoghi svolti sul campo. Il capitolo si conclude con un’analisi più approfondita di due casi studio scelti dal campione di edifici precedentemente presentato. Lo scopo di quest’ultima parte è quello di mostrare come, attraverso l’analisi ed il trattamento dei dati, si possano ricavare preziose informazioni sul tipo di utenza e sulle condizioni di esercizio degli impianti e quindi proporre degli interventi migliorativi da poter mettere in atto. Seguono infine alcune considerazioni conclusive.
Si precisa che questa tesi nasce e si sviluppa grazie all’assegnazione di una borsa di ricerca e alla contemporanea attività di tirocinio curricolare svolta presso l’ufficio tecnico dell’Università di Pisa “Direzione Edilizia”. Quest’ultimo fatto mi ha permesso di ricevere un supporto costante nella stesura del lavoro, di svolgere numerosi sopralluoghi sul campo e di avere accesso a tutte le informazioni e dati di cui avevo bisogno.