Il paradigma dello smart building si basa sull’impiego della tecnologia nel mondo dell’edilizia, per contribuire a garantire la sostenibilità ambientale, riducendo al contempo il consumo di energia ed i costi, oltre ad offrire alle imprese un maggiore controllo sugli elementi delle loro strutture.
Introduzione al concetto di smart building
Le imprese devono costantemente cercare soluzioni per mantenere le operazioni fluide e contribuire alla sostenibilità globale. La tecnologia nell’edilizia, soprannominata “smart building”, sta trasformando la progettazione e la costruzione delle strutture. Vediamo di seguito di cosa si tratta.
Cos’è uno smart building
Lo smart building è una struttura dotata di tecnologie avanzate e sistemi interconnessi che ottimizzano l’efficienza energetica, migliorano il comfort degli occupanti, semplificano le operazioni e forniscono automazione e controllo intelligenti. Si tratta di installare sensori interconnessi su sistemi essenziali dell’edificio – i.e. alimentazione, illuminazione, sicurezza, contatori dell’acqua, riscaldamento, raffreddamento e allarmi – creando una rete che consente ai gestori dell’edificio il monitoraggio e controllo efficace, oltre a creare un ambiente sostenibile, efficiente e sicuro che soddisfi le esigenze sia degli occupanti sia dell’edificio stesso.
Caratteristiche principali di un edificio intelligente
L’infrastruttura degli edifici intelligenti è costituita da vari elementi interconnessi che consentono operazioni intelligenti e funzionalità avanzate, quali:
- Sensori e attuatori -Gli edifici intelligenti sono dotati di sensori che raccolgono dati su vari aspetti, come temperatura, umidità, occupazione, livelli di luce, qualità dell’aria e consumo energetico. Mentre gli attuatori rispondono ai dati raccolti dai sensori per controllare diversi sistemi dell’edificio, come la regolazione delle impostazioni HVAC o l’accensione/spegnimento delle luci.
- Sistema di gestione dell’edificio (Building Management System -BMS) – Il BMS funge da hub di controllo centrale di un edificio intelligente ed integra dati da sensori e da dispositivi, consentendo ai responsabili dell’edificio di monitorare e gestire vari sistemi ed operazioni.
- Infrastruttura di connettività – Una connettività solida e affidabile è essenziale per la trasmissione di dati tra vari dispositivi e sistemi all’interno dell’ecosistema degli edifici intelligenti. Tale infrastruttura può includere Ethernet cablata, Wi-Fi, reti cellulari o altri protocolli di comunicazione.
- Cloud computing e archiviazione dati – Le piattaforme basate su cloud forniscono archiviazione scalabile e potenza di calcolo per elaborare e analizzare l’enorme quantità di dati generati dai sensori degli edifici intelligenti. Inoltre, il cloud computing consente l’accesso ai dati in tempo reale e l’analisi da qualsiasi posizione.
- Analisi dei dati e intelligenza artificiale (IA) – L’analisi avanzata dei dati e gli algoritmi di IA elaborano i dati raccolti dai sensori per ottenere informazioni, identificare modelli ed ottimizzare le prestazioni dell’edificio. Inoltre, l’analisi predittiva basata sull’IA aiuta a prendere decisioni basate sui dati e a migliorare l’efficienza complessiva.
- Sistemi di gestione dell’energia – Gli edifici intelligenti si concentrano sull’efficienza energetica e sulla sostenibilità. I sistemi di gestione dell’energia analizzano i dati per ottimizzare il consumo energetico, ridurre gli sprechi ed integrare fonti di energia rinnovabile come pannelli solari e turbine eoliche.
- Interfacce uomo-macchina (Human Machine Interfaces -HMI) – Le HMI forniscono una modalità di interazione con i sistemi di smart building user-friendly per gli occupanti o per i gestori di edifici. Tali interfacce possono includere app mobili, pannelli touch, comandi vocali o assistenti virtuali.
- Sistemi di manutenzione predittiva – Gli edifici intelligenti utilizzano tecniche di manutenzione predittiva per monitorare costantemente lo stato di salute e le prestazioni delle apparecchiature. La manutenzione predittiva aiuta a rilevare potenziali problemi prima che causino costosi guasti, riducendo al minimo i tempi di inattività e i costi di manutenzione.
- Funzionalità di comfort e benessere – Gli edifici intelligenti spesso incorporano funzionalità che danno priorità al comfort e al benessere degli occupanti. Ciò può includere impostazioni ambientali personalizzate, sistemi di illuminazione circadiana (i.e. sistemi di controllo intelligente dell’illuminazione che possono aiutare a impostare la luce giusta al momento e nel posto giusto, riducendo i livelli di stress ed integrando i ritmi circadiani) e monitoraggio della qualità dell’aria interna.
- Automazione e controlli intelligenti – La tecnologia di automazioneconsente agli edifici intelligenti di automatizzare varie attività e processi, riducendo l’intervento manuale e migliorando l’efficienza complessiva. Di fatto, i sistemi automatizzati possono regolare le impostazioni in base ai modelli di occupazione, all’ora del giorno o a fattori ambientali esterni.
- Sistemi di sicurezza e controllo degli accessi – Gli edifici intelligenti implementano sistemi di sicurezza sofisticati, tra cui telecamere di sorveglianza, dispositivi di controllo degli accessi e autenticazione biometrica, per garantire la sicurezza degli occupanti e dei beni.
Vantaggi degli smart building per le imprese
Le aziende di diversi settori possono trarre numerosi vantaggi dall’adozione delle tecnologie per gli smart building, tra cui:
- Maggiore efficienza energetica – Sistemi avanzati di gestione energetica, controlli automatizzati e analisi dei dati in tempo reale contribuiscono ad ottimizzare il consumo energetico. Le imprese possono, quindi, ridurre significativamente i consumi energetici e i costi operativi implementando strategie come illuminazione intelligente, ottimizzazione HVAC e programmi di risposta alla domanda.
- Risparmio dei costi – Il miglioramento dell’efficienza energetica si traduce direttamente in risparmi dei costi per le aziende. Ovvero, gli smart building contribuiscono a ridurre le bollette energetiche, le spese di manutenzione ed i costi operativi complessivi, ottimizzando l’utilizzo delle risorse e riducendo gli sprechi.
- Maggiore comfort e produttività degli occupanti – Gli edifici intelligenti creano un ambiente interno confortevole e salutare per dipendenti, clienti e visitatori. Illuminazione ottimizzata, controllo della temperatura e gestione della qualità dell’aria interna contribuiscono ad aumentare la soddisfazione e la produttività degli occupanti. Inoltre, i livelli di comfort migliorati possono avere un impatto positivo sul morale ed il benessere dei dipendenti, portando a prestazioni migliori ed alla riduzione dell’assenteismo.
- Flessibilità e adattabilità – È doveroso evidenziare che la flessibilità è particolarmente preziosa per le imprese con spazi di lavoro dinamici e richieste operative in continua evoluzione. Pertanto, gli smart building sono progettati per essere flessibili e adattabili. Le organizzazioni, grazie alle applicazioni intelligenti, possono facilmente riconfigurare gli spazi, regolare le impostazioni di illuminazione e di temperatura, oltre a personalizzare gli ambienti per soddisfare requisiti specifici.
- Maggiore sicurezza – L’integrazione di sofisticati sistemi di sicurezza, di telecamere di sorveglianza, di controlli di accesso e di allarmi garantisce un’infrastruttura di sicurezza robusta. Le imprese possono monitorare i propri locali in tempo reale, prevenire accessi non autorizzati, rilevare e rispondere rapidamente alle minacce alla sicurezza e, al contempo, garantire la sicurezza di occupanti e di beni.
- Manutenzione predittiva – L’utilizzo dell’analisi dei dati e degli algoritmi di IA permette di monitorare le prestazioni di apparecchiature e dei sistemi. Le organizzazioni, rilevando anomalie e identificando potenziali guasti in anticipo, possono implementare strategie di manutenzione predittiva che riducono i tempi di fermo, migliorano le prestazioni degli edifici, evitando costosi guasti alle apparecchiature.
- Sostenibilità e responsabilità ambientale – Gli smart building sviluppano la visibilità in termini di energia e di impronta di carbonio, oltre a favorire il raggiungimento degli obiettivi di sostenibilità grazie all’uso di fonti di energia rinnovabile e all’ottimizzazione dei consumi. Le organizzazioni, adottando queste soluzioni, possono potenziare i loro sforzi di responsabilità sociale, rispettare le normative ambientali e rafforzare la propria immagine come organizzazioni attente all’ambiente.
- Decisioni basate sui dati – Grazie agli edifici intelligenti, le organizzazioni possono raccogliere una vasta mole di dati che, una volta analizzati, forniscono preziose informazioni sulle operazioni edilizie. Ciò permette di individuare aree di miglioramento e di prendere decisioni consapevoli per ottimizzare sia l’allocazione delle risorse sia l’efficienza operativa.
- Vantaggio competitivo e differenziazione del marchio – L’adozione di tecnologie per gli smart building può conferire alle organizzazioni un vantaggio competitivo, differenziandole sul mercato e dimostrando un forte impegno per la sostenibilità e il comfort degli occupanti. Tale approccio contribuisce ad attirare clienti sensibili all’ambiente, talenti qualificati ed investitori interessati a organizzazioni innovative e responsabili.
- Innovazione per il futuro – Investire in tecnologie per gli smart building assicura alle imprese una preparazione per il futuro, grazie all’integrazione di sistemi flessibili in grado di adattarsi alle nuove tendenze. Tale approccio garantisce longevità e scalabilità in un contesto digitale in continua evoluzione, offrendo alle organizzazioni la capacità di restare competitive nel lungo termine.
Tecnologie abilitanti per gli smart building
Di seguito una descrizione delle principali tecnologie che contribuiscono al funzionamento degli smart building.
Internet of Things (IoT) e sensoristica – Si tratta di elementi che costituiscono un punto di svolta per la gestione intelligente degli edifici. L’impiego dell’IoT nel settore edile comporta l’implementazione di dispositivi connessi – quali sensori ed apparecchiature IoT – in varie sezioni di un edificio o su sistemi tecnici. I dispositivi IoT raccolgono e trasmettono principalmente dati diversi, fungendo da canale vitale per la trasmissione di informazioni pertinenti. Di fatto, i sistemi IoT, comunicando tramite gateway IoT con sistemi di gestione – quali un BMS (Building Management System), un BOS (Building Operating System), un BIS (Building Information System) o un EMS (Energy Management System) – semplificano funzioni essenziali come la visualizzazione, l’analisi, il controllo e la previsione dei dati, oltre ad aumentare l’intelligenza e l’efficienza degli edifici.
I sensori e le apparecchiature IoT nel settore edile comprendono un’ampia gamma di dispositivi progettati per misurare e controllare vari aspetti dell’ambiente costruito. Tra questi vi sono:
- Sensori di temperatura che monitorano e regolano il calore negli spazi interni.
- Contatori elettrici e i contatori secondari che sono fondamentali per monitorare il consumo di energia.
- Sensori di occupazione e di CO2 che sono essenziali per ottimizzare l’utilizzo degli spazi e gestire la qualità dell’aria interna.
- Sensori di composti organici volatili (Voc – Volatile organic compound) e le valvole termostatiche che contribuiscono a migliorare la qualità dell’aria e il comfort termico.
- Sensori di luminosità che regolano l’illuminazione in base alle reali esigenze, risparmiando energia e migliorando, al contempo, l’esperienza degli occupanti.
Building automation system (BAS)
Si tratta di una rete di dispositivi intelligenti e connessi che controllano e monitorano l’ambiente dell’edificio. Il sistema apporta modifiche automatizzate per migliorare il comfort degli occupanti, ottimizzare l’uso dell’energia e gestire efficacemente le operazioni dell’edificio. Il BAS, fungendo da sistema nervoso centrale di una proprietà immobiliare, incorpora vari sottosistemi, quali il riscaldamento, la ventilazione, l’aria condizionata (HVAC), l’illuminazione e la sicurezza per funzionare in sinergia.
I dispositivi di input e output, solitamente, si collegano a un controller e a un’interfaccia utente, lavorando sinergicamente per raccogliere, elaborare e regolare le informazioni.
Normalmente, i BAS sono costituiti da cinque componenti principali:
- Dispositivi di input (sensori), i.e. misurano i dati
- Controllori, i.e. il “cervello” del sistema che decide come rispondere ai dati
- Dispositivi di output (attuatori) , i.e.eseguono le risposte programmate del controllore
- Protocolli di comunicazione, i.e.un linguaggio che consente alle parti di “parlare” tra loro
- Interfacce utente (User interfaces – UI), i.e. schermate e dashboard per rivedere i report sui dati dell’edificio.
Intelligenza artificiale (IA) e machine learning (ML)
L’integrazione di modelli analitici di IA e ML con dispositivi IoT permette alle imprese di ottimizzare le prestazioni degli edifici. Si ritiene che, in futuro, l’uso dell’IA e del ML sia destinato a crescere costantemente, grazie alla capacità di apprendimento continuo di questi sistemi. Inoltre, man mano che vengono acquisiti e analizzati dati sempre più numerosi, le tecnologie basate su IA e ML diventeranno sempre più efficienti, creando ambienti intelligenti, reattivi e orientati alle esigenze degli utenti.
Esempi di aziende che utilizzano lo smart building
Di seguito alcuni esempi di aziende che utilizzano lo smart building.
- Google – Google mira a raggiungere emissioni nette zero entro il 2030 sia nelle operazioni dirette sia nella catena del valore. Inoltre, l’azienda, grazie a strategie di smart building, mira a far funzionare i suoi data center, i server e gli uffici con energia senza carbonio 24/7, gestendo direttamente le proprie strutture mediante l’impiego di refrigeranti naturali, controllo intelligente della temperatura e dell’illuminazione per utilizzare la minor quantità di energia possibile.
- Amazon – La nuova sede centrale di Amazon, ad Arlignton in Virginia, è il progetto aziendale di punta per il Climate Pledge. Si tratta del più grande edificio di nuova costruzione al mondo ad aver ottenuto la certificazione LEED Platinum (v4 Building Design + Construction) e mira a diventare carbon neutral entro il 2040. Inoltre, l’utilizzo della tecnologia CarbonCure ha permesso di introdurre anidride carbonica riciclata nel calcestruzzo fresco per ridurne l’impronta di carbonio senza comprometterne le prestazioni. Ancora, Amazon utilizza una piattaforma di dati BMS modernizzata che fornisce un servizio cloud-native per la sostenibilità degli edifici (i.e. energia, emissioni, aria, acqua) e un servizio di manutenzione per le parti interessate. L’azienda ha creato anche soluzioni Sustainable Building su AWS che integrano sistemi edilizi, asset e sensori eterogenei per fornire una visione del portafoglio di edifici aziendali. Le organizzazioni, grazie a queste soluzioni, hanno accesso a informazioni e dati di intelligence quasi in tempo reale per operazioni quotidiane efficienti che supportano la loro capacità di tracciare e gestire gli obiettivi di sostenibilità.
- Siemens – Siemens ha creato soluzioni digitali avanzate basate sull’IoT per soddisfare le varie esigenze aziendali. La Total Building Solution rappresenta un sistema completo e integrato per la gestione e realizzazione degli impianti, ottimizzando sicurezza, comfort ed efficienza energetica. Si tratta di una soluzione scalabile ed interoperabile che si adatta a qualsiasi edificio e utilizza protocolli di comunicazione standard, oltre ad offrire una piattaforma unificata di supervisione. La soluzione Siemens integra anche il controllo degli impianti HVAC, elettrici, ambientali, nonché dei sistemi di sicurezza, protezione antincendio e gestione dell’evacuazione. Inoltre, grazie alla piattaforma Desigo CC, tutti gli impianti vengono gestiti in modo intelligente, assicurando elevati standard di sicurezza, sostenibilità e comfort.
- Intesa Sanpaolo – Il gruppo bancario Intesa Sanpaolo sta attuando significativi investimenti per promuovere la sostenibilità degli edifici attraverso diverse iniziative e strumenti finanziari, tra cui:
- S-Loan Progetti Green – Sono stati stanziati oltre 7,5 miliardi di euro per finanziare progetti di sostenibilità ambientale ed energetica, tra cui l’installazione di impianti fotovoltaici e la riqualificazione energetica degli edifici, con condizioni agevolate e incentivi. In questo programma rientra anche il Sustainability-linked Loan, destinato a sostenere COIMA, Covivio e Prada Holding nel progetto di rigenerazione urbana dello Scalo di Porta Romana a Milano, in vista delle Olimpiadi invernali del 2026.
- Programma “Il tuo futuro è la nostra impresa” – Si tratta di un fondo di 120 miliardi di euro per sostenere lo sviluppo di vantaggi competitivi in chiave sostenibile e per supportare gli obiettivi del Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR).
- Incentivi Comunità Energetiche Rinnovabili (CER) – Un’offerta di finanziamenti per la creazione di CER , dove gruppi di famiglie, imprese ed enti possono unirsi per autoprodurre e condividere energia da fonti rinnovabili. Inoltre, Intesa Sanpaolo, attraverso il proprio Innovation Center, si fa promotrice dell’edilizia sostenibile attraverso diverse iniziative e progetti innovativi.
- Covivio: progetti di edilizia sostenibile – Covivio è un protagonista di rilievo nel settore dell’edilizia sostenibile a livello europeo, impegnato nello sviluppo e nella gestione di progetti immobiliari che rispettano rigorosi standard di sostenibilità ambientale, sociale ed economica. I suoi edifici si distinguono per un’elevata connettività e servizi personalizzati che migliorano l’esperienza digitale degli utenti, garantendo al contempo una gestione efficiente grazie all’uso di sistemi BIM. Questi sistemi consentono la produzione di energia tramite impianti che sfruttano fonti rinnovabili, come solare termico e fotovoltaico, oltre a raccogliere e riutilizzare le acque meteoriche, contribuendo a ridurre le emissioni di CO2 del 40% per riscaldamento e raffrescamento. Covivio è anche coinvolta in vari progetti di rigenerazione urbana a Milano, tra cui il riqualificato scalo ferroviario di Porta Romana, in vista delle Olimpiadi invernali Milano-Cortina 2026.
Conclusioni
Integrazione e innovazione sono due concetti fondamentali per comprendere il futuro di edifici sempre più dotati di sistemi intelligenti automatizzati e tra loro interconnessi. Il settore dello smart building è destinato a sviluppare sempre più protocolli e sistemi di sicurezza solidi per proteggersi dalle minacce informatiche, oltre a superare la sfida dell’integrazione dei sistemi legacy con le nuove tecnologie. Di fatto, molti edifici esistenti hanno sistemi obsoleti che non sono compatibili con le moderne tecnologie intelligenti. Il mercato sta affrontando questa sfida sviluppando tecnologie più flessibili e adattabili che possono essere integrate con sistemi esistenti, assicurando che anche gli edifici più vecchi possano trarre vantaggio dalla tecnologia intelligente.
I progressi nell’IoT, nell’IA, nel cloud computing e nell’analisi dei dati in tempo reale hanno creato le premesse per un’era in cui gli edifici non sono solo strutture, ma ecosistemi intelligenti. Si ritiene che in futuro gli smart building continueranno a evolversi, abbracciando tecnologie più avanzate e diventando sempre più autosufficienti e reattivi alle esigenze dei loro occupanti.
Concludendo, gli smart building, insieme a efficienza e sostenibilità, introducono un nuovo modo di guardare al settore delle costruzioni: un approccio che può collegare due facce della stessa medaglia, i.e. smart e green. Ovvero, le tecnologie integrate negli edifici possono davvero aiutarci a ottenere quel Green Deal che trasformerà l’Europa in un’economia moderna, efficiente e competitiva.
