Building automation di nuova generazione

Il mercato globale dei sistemi di controllo per la building automation (BACS) è stimato oggi a circa 82 miliardi di dollari, con previsioni di crescita del 7,9% (76). Nonostante questa crescita, l'attuale generazione di BACS non è ancora pronta per le sfide e le complessità che derivano dalla necessità di ottimizzare il comfort, la sicurezza e l'efficienza energetica in tutti i settori della building automation.

L'attuale generazione di BACS è tipicamente progettata per gestire in modo indipendente funzioni specifiche come HVAC, illuminazione o sicurezza, con conseguenti operazioni frammentate, disagi e inefficienze. Per affrontare queste sfide, il BACS dovrà gestire l'ottimizzazione simultanea di più domini edilizi, una sfida spesso non superata dall'attuale BACS a causa della natura isolata dei domini edilizi. Inoltre, man mano che gli edifici incorporano tecnologie più avanzate, aumenta la complessità della gestione centralizzata di sistemi diversi, che spesso richiedono conoscenze specialistiche per ogni sottosistema. I sistemi centralizzati, pur offrendo un'interfaccia di controllo unificata, spesso faticano a gestire questa complessità. Questi vincoli evidenziano la necessità di un BACS di nuova generazione che risponda alle molteplici esigenze degli edifici moderni.

Il BACS di prossima generazione combinerà un'integrazione di sistema più profonda prevedendo una crescente decentralizzazione e intelligenza all'avanguardia. Questa tendenza può essere suddivisa in tre temi interconnessi: la dualità tra integrazione e separazione, architetture di sistema più piatte e il ruolo trasformativo dell'intelligenza artificiale (IA).

La dualità tra integrazione e separazione è al centro di questa evoluzione. Da un lato, c'è una spinta a unificare i mercati verticali della building automation, quali HVAC, illuminazione e sicurezza, in piattaforme interconnesse. I sistemi integrati migliorano la gestione dell'energia, snelliscono le operazioni e semplificano il monitoraggio grazie al controllo centralizzato. D'altra parte, i sottosistemi indipendenti stanno emergendo come una valida alternativa per affrontare la crescente complessità del sistema. Questi sistemi funzionano in modo decentralizzato e autonomo, offrendo una maggiore affidabilità, un'installazione e una manutenzione semplificate e una maggiore flessibilità per gli aggiornamenti. Questo duplice approccio consente agli edifici di bilanciare l'integrazione con l'autonomia in base ai requisiti specifici.

Lo sviluppo di architetture BACS più semplici, basate su una tecnologia di comunicazione standardizzata e migliorata, è un'altra caratteristica di questa tendenza. I BACS tradizionali si affidano fortemente a sistemi centralizzati per elaborare i dati e prendere decisioni. L'ascesa dell'IP come protocollo standard, insieme all'edge computing, trasforma questo processo decisionale centralizzato in un processo decisionale decentralizzato. L'edge computing spinge l'intelligenza ai margini della rete dell'edificio, consentendo di elaborare i dati e prendere decisioni direttamente a livello di sottosistema. Questa topologia non si basa più su un BACS centrale, il che aumenta la resilienza e le prestazioni complessive del sistema riducendo le complessità e le latenze. Consente l'ottimizzazione in tempo reale e le funzioni incentrate sull'utente a livello di sottosistema. Ad esempio, i sottosistemi HVAC abilitati all'IoT possono regolare dinamicamente le prestazioni in risposta alle variazioni dell'occupazione o delle condizioni ambiente di una stanza, migliorando l'efficienza e la resilienza senza la necessità di un processo decisionale BACS centralizzato.

Infine, l'intelligenza artificiale sta trasformando la building automation consentendo un'ottimizzazione in tempo reale e basata sui dati. I sistemi di intelligenza artificiale analizzano le informazioni raccolte dai sensori IoT per prevedere e regolare l'utilizzo di energia, garantendo un bilanciamento tra il comfort degli occupanti e l'efficienza energetica. L'ottimizzazione basata sull'intelligenza artificiale si adatta a variabili come l'occupazione, le previsioni meteorologiche e i modelli di domanda energetica. Questa capacità non solo migliora il comfort, ma può anche ridurre il consumo energetico di circa un quarto, a seconda della qualità del sistema installato e della sua manutenzione (spesso la qualità dei sistemi si deteriora nel corso della vita a causa di attività di manutenzione poco accurate). Riconoscendo il suo ruolo cruciale nel miglioramento dell'efficienza e nella riduzione dei costi operativi, si prevede che nei prossimi anni il BACS abilitato all'intelligenza artificiale sarà implementato in oltre il 60% degli edifici commerciali, garantendo il funzionamento regolare ed efficiente dei sistemi e riducendo al minimo i tempi di inattività e i costi del ciclo di vita (77).