Cos’è un edificio intelligente e come funziona?

Un edificio intelligente è un edificio i cui sistemi sono connessi e le cui informazioni sono sufficientemente affidabili da modificare il modo in cui viene gestita la risorsa. Le connessioni non sono il punto; ciò che rendono possibile è. I servizi possono seguire la domanda effettiva, i difetti emergono prima che diventino reclami e gli operatori ottengono un quadro onesto delle prestazioni. Quindi il punto utile da cui iniziare sono le priorità operative del proprietario; il catalogo tecnologico può aspettare. Un edificio diventa più intelligente solo quando i suoi sistemi lavorano insieme verso un risultato definito da qualcuno.

Che cosa dovrebbe migliorare l'edificio?

Tre proprietari possono chiedere un edificio intelligente e intendere tre cose diverse. Un'università potrebbe volere che le aule di insegnamento siano condizionate a seconda che qualcuno vi sia effettivamente presente. Il proprietario di un ufficio potrebbe volere che i guasti alle apparecchiature vengano identificati prima che lo stesso inquilino presenti un reclamo per la terza volta. Uno sviluppatore potrebbe desiderare che i futuri inquilini colleghino i propri servizi senza eliminare l'infrastruttura di base. Scegliere una piattaforma per tutte e tre prima che qualcuno abbia esaminato come verranno gestiti gli edifici è un modo affidabile per impegnare il budget prima che il valore sia chiaro.

È utile scrivere ciascun obiettivo come una dichiarazione operativa: chi ha bisogno di sapere cosa, cosa dovrebbe accadere dopo e come si saprà che ha funzionato. "Rendere l'edificio intelligente" non risponde a nessuna di queste domande. "Fornire al tecnico in servizio un elenco prioritario di guasti persistenti di temperatura, ciascuno collegato all'apparecchiatura giusta" risponde a tutti e tre.

Come le informazioni si trasformano in azione

I controlli dell'edificio coordinano le apparecchiature per mantenere le condizioni confortevoli e l'aria interna sana, gestendo al tempo stesso il consumo e i costi dell'energia. Il US Department of Energy (DOE) traccia il modo in cui i controlli sono passati dai termostati e dagli attuatori pneumatici ai sistemi digitali collegati in rete e come il networking ha reso possibile il monitoraggio e il controllo remoto. Si rileva inoltre che i sistemi di gestione e controllo dell’energia possono fornire una diagnostica automatizzata dei guasti. Un edificio intelligente organizza tale capacità attorno a una semplice catena di cinque passaggi:

1. Osserva: raccogli le misurazioni o gli eventi necessari per un determinato caso d'uso, attingendo ai sistemi esistenti laddove sono sufficientemente buoni.
2. Comprendere: sapere quale stanza, risorsa o sistema descrive una lettura, se è attuale e se ci si può fidare.
3. Decidere: applicare una regola concordata, un metodo analitico o il giudizio di una persona.
4. Agire: avvisare la persona responsabile, avviare un compito operativo o emettere un comando di controllo autorizzato.
5. Verifica: conferma che l'azione è avvenuta e che le condizioni successive restano accettabili.

La catena dovrebbe essere specificata e testata dall'inizio alla fine, perché ogni collegamento può fallire da solo. Un sensore sui cui dati nessuno è responsabile di agire non dà al proprietario altro che un altro dispositivo da manutenere. Un comando "inviato con successo" non dimostra che una valvola si sia mossa o che una stanza abbia raggiunto la temperatura richiesta. I test di accettazione dovrebbero dimostrare il risultato atteso nel punto in cui è importante per l'operatore.

Le parti che lo fanno funzionare

Dietro la catena si trovano cinque strati, ciascuno con una domanda a cui il proprietario dovrebbe rispondere prima di acquistare qualsiasi cosa.

Tra questi, il significato dei dati è quello più spesso trascurato. Un valore di temperatura è molto più utile quando se ne conoscono la posizione, l'unità, la data e l'ora e la relazione con l'apparecchiatura. Il lavoro di DOE sulle piattaforme di controllo descrive il ruolo dei modelli semantici, come quello proposto da ASHRAE, Standard 223P, nel descrivere le apparecchiature e le relazioni tra apparecchiature, spazi, sensori e attuatori. Con un modello di questo tipo in atto, i software di controllo e analisi possono scoprire i sistemi di un edificio e configurarsi su di essi, riducendo la necessità di costose mappature manuali dei punti in loco.

Il BMS che già possiedi

Prima di aggiungere un altro livello di software, esamina attentamente il sistema di gestione dell'edificio (BMS) già installato. Le sue funzioni di monitoraggio e controllo possono soddisfare da sole molte delle priorità del proprietario. Il mandato più ampio deve quindi coprire solo i risultati che dipendono da altri sistemi e dire chi è responsabile di tali connessioni. L’ambito dovrebbe seguire il divario scoperto dalla revisione.

Il test più semplice è chiedere al fornitore esistente di dimostrare le funzioni richieste e l'accesso ai dati. Se il BMS svolge già il lavoro, qualsiasi piattaforma aggiuntiva necessita di una propria giustificazione. Se le informazioni devono servire a diverse applicazioni o fornitori, la questione diventa come rimarranno accessibili quando un prodotto viene sostituito.

Un edificio intelligente ha bisogno dell’intelligenza artificiale o di un gemello digitale?

Non necessariamente. L’intelligenza artificiale e i gemelli digitali dovrebbero guadagnarsi un posto nel brief come qualsiasi altra cosa. La prima domanda è se una regola di controllo chiara o una migliore procedura operativa potrebbero risolvere il problema. Analisi più sofisticate sono giustificate quando la decisione le richiede realmente, i dati di input sono utilizzabili e il team può verificare il risultato e lo sforzo di mantenere tale capacità rientra nel caso di investimento fin dall’inizio.

Cosa succede quando qualcosa fallisce

La guida NIST alla sicurezza tecnologica operativa (SP 800-82) cita i sistemi di automazione degli edifici tra i sistemi trattati e ne sottolinea i requisiti di prestazione, affidabilità e sicurezza. Le decisioni sulla sicurezza informatica in un edificio intelligente devono quindi tenere conto del funzionamento fisico, non solo della protezione delle informazioni.

Per ogni connessione proposta, chiedi cosa succede quando un sensore si guasta, un'integrazione si interrompe o un servizio esterno va offline. Quali funzioni proseguono in locale? Quali allarmi compaiono e chi ripristina il servizio? Le responsabilità essenziali in materia di protezione e sicurezza della vita dovrebbero essere dichiarate esplicitamente. Per quanto attraente sia l'interfaccia, non può compensare una risposta poco chiara al fallimento.

A partire da un edificio esistente

Il risparmio energetico dipende da dove inizia l’edificio: dalla sua occupazione, dalle sue apparecchiature e dalla qualità con cui i suoi sistemi vengono messi in servizio e mantenuti. Il miglioramento può essere giudicato solo rispetto a un riferimento che tenga conto dei variazioni meteorologiche, dell’occupazione e degli orari di funzionamento. Il International Performance Measurement and Verification Protocol (IPMVP) definisce questo approccio: i risparmi non possono essere misurati direttamente, quindi il consumo prima e dopo una misura viene confrontato, con adeguati aggiustamenti per le mutate condizioni.

In un edificio esistente, il primo passo più rivelatore è il dialogo con le persone che raccolgono i reclami, gestiscono gli allarmi e pagano le bollette, seguito da un'indagine del sistema e da una verifica che i dati rappresentativi siano effettivamente raggiungibili. I risultati indicano un progetto pilota mirato con un proprietario responsabile e controlli di accettazione chiari, e l’espansione dovrebbe attendere finché il progetto pilota non si sarà rivelato utile e le sue esigenze di supporto non saranno comprese. Prima dell'avvio del progetto pilota, il proprietario dovrebbe essere in grado di confermare che: