Edilizia 4.0

Progettare e realizzare edifici per il benessere delle persone

La tecnologia permette di progettare e riqualificare gli edifici per garantire il benessere delle persone. Dal comfort termico all’illuminazione, ecco come progettare edifici sostenibili ed efficienti.

Indice degli argomenti

Il benessere psicofisico delle persone è oggi al centro del discorso comune, delle strategie aziendali e delle prospettive di sviluppo economico, al punto da essere ritenuto una vera e propria leva per la generazione di valore. Questo market driver era già presente prima della pandemia da Covid-19: quello che tutti abbiamo vissuto durante e dopo il lockdown non ha fatto altro che accelerare un processo che era già in corso. Passiamo in ambienti chiusi il 70% della nostra vita, in ufficio, a scuola, a casa. L’OMS ci dice che l’inquinamento dell’aria indoor e outdoor è uno dei più importanti fattori di rischio per la salute. Migliorare la qualità della vita in questi ambienti, garantire un maggiore benessere e comfort, assicurando nel contempo l’efficienza energetica e operativa: queste sono le sfide che gli operatori del settore degli edifici devono affrontare. Sia nell’affrontare progetti di sviluppo ex-novo, che nelle riqualificazioni.

Misurare le emissioni, i consumi e il benessere

Di fondamentale importanza è la misura: per progettare e realizzare edifici sani è necessario misurare le emissioni, i consumi, il benessere. In questo modo non solo è possibile comparare i differenti consumi tra edifici green e non green, ma è possibile misurare l’impatto sui costi di gestione degli edifici e del personale. Non dimentichiamo che, nel caso di un edificio ad uso uffici, la voce di costo maggiore legata ad una superficie è il costo del lavoro. Una nota ricerca di JLL esprime il costo al mq attraverso la proporzione “30 – 300 – 3.000” dove la prima voce sta per il costo in Euro dell’energia, la seconda per quello dell’affitto e la terza per il personale. Quindi misurare il “well-being” è fondamentale per ottimizzare l’investimento più importante dell’azienda: le sue persone! Ricordiamo che più benessere equivale a maggiore produttività, meno assenteismo, meno costi sociali dovuti (anche, purtroppo) a malattie ed infezioni che si trasmettono nell’ambiente di lavoro.

La certificazione Well

Uno dei metodi oggi in uso per la misura del benessere, soprattutto in ambito real estate, è il protocollo di certificazione WELL, gestito dal WELL Building Institute (IWBI). Il protocollo certifica il livello di benessere assicurato dagli edifici considerando alcune aree tematiche che vengono monitorate e certificate adottando un approccio olistico: l’integrazione delle diverse componenti è la chiave per determinare una valutazione complessiva del benessere. Al centro della certificazione WELL sta la persona: l’edificio è inteso come un organismo che risponde alle necessità fisiologiche e sociali espresse dai suoi occupanti. La metafora è potente, e rappresenta una decisa evoluzione oltre le metodiche BREEAM e LEED che erano incentrate sulla performance energetica e sull’impatto ambientale – elementi comunque imprescindibili anche per WELL. L'importanza del comfort termico e visivo negi spazi di lavoro e negli edifici

Cosa valuta la certificazione Well

Le aree tematiche oggetto di valutazione includono:
  • Benessere psicofisico, che indaga la relazione uomo-natura e la consapevolezza del proprio stato di salute e benessere da parte delle persone
  • Comfort acustico, termico, visivo
  • Movimento, per ridurre la sedentarietà attraverso la progettazione di ambienti che facilitino il movimento al loro interno
  • Illuminazione: massimizzare l’uso di luce naturale a seconda delle caratteristiche dell’attività da svolgere nell’edificio
  • Alimentazione, per promuovere la consapevolezza alimentare e la generazione di buone abitudini)
  • Acqua, per renderla sempre disponibile, controllandone la qualità
  • Aria, per garantire un’alta qualità dell’aria, con filtri che eliminino i materiali volatili tossici.
Una progettazione orientata al well-being è in grado di contrastare lo stress che le persone vivono negli edifici in cui lavorano, di assicurare un maggiore comfort e, quindi, una migliore produttività. Questo significa una maggiore soddisfazione da parte delle persone, ma anche la possibilità per le aziende di attrarre i talenti migliori e puntare così alla leadership del proprio settore.

Il comfort termico negli edifici: 5 modi per ottenerlo

L’involucro esterno dell’edificio è il filtro principale che mette in comunicazione chi sta dentro (noi) con quel che sta fuori (temperatura, umidità, etc). In linea generale esistono varie soluzioni valide per una corretta progettazione del comfort termico, a seconda del clima (latitudine) e della tipologia d’uso dell’edificio (casa, ospedale, scuola, ufficio). Semplificando, esiste un modus operandi che è quello di considerare questi cinque punti principali:
  1. Isolamento, per ridurre le dispersioni di calore in inverno e proteggere dal caldo in estate
  2. Apporto solare, controllando il rapporto tra superfici opache e trasparenti nell’involucro esterno
  3. Inerzia termica, che si misura sui materiali da costruzione e più è alta meglio sopporta le variazioni di temperatura
  4. Tenuta all’aria e la ventilazione, che permettono di agire sullo scambio di aria esterno/interno
  5. Regolazione degli impianti HVAC, che deve permettere in tempi rapidi l’adeguamento dei valori di temperatura, umidità e CO2 rilasciati dagli impianti negli ambienti in relazione alla presenza delle persone, alla tipologia delle attività svolte, all’apporto esterno e a quello della struttura.
L'importanza ne comfort termico negli edifici e negli uffici Progettare bene un edificio dal punto di vista del comfort termico significa eliminare la necessità di riscaldamenti e raffrescamenti aggiuntivi che determinano costi maggiori e alzano il livello di inquinamento. Ma significa anche essere in grado di adattare il funzionamento degli impianti in relazione a mutate esigenze generale: ad esempio, nell’era della pandemia, si richiede una ri-regolazione dei setpoint di ventilazione in modo tale da escludere il ricircolo dell’aria interna e generare una sovrappressione interna.

La digitalizzazione degli impianti HVAC

Un sistema di automazione della gestione degli impianti HVAC come EcoStruxure for Building Operation di Schneider Electric,  connettendo tra loro regolatori ed attuatori HVAC alla rete di sensori ambientali, è in grado di riprogrammare la regolazione in modo semplice e sicuro, da una centrale software in loco o remota. Con un clic si determinano le migliori condizioni indoor per limitare la diffusione di agenti patogeni, a parità di comfort termico. Pensiamo alle scuole in Italia: se avessero impianti di climatizzazione e ventilazione adeguati, e sistemi di regolazione automatica della temperatura e del ricambio d’aria, sarebbe oggi possibile garantire un ricambio dell’aria nelle aule più veloce, evitando l’apertura di porte e finestre che espongono alunni ed insegnanti a sbalzi di temperatura. Un altro effetto di fondamentale importanza che deriva da un’adeguata ventilazione è la diminuzione del tasso di CO2 nell’aria: la concentrazione di CO2 è direttamente correlata al livello di attenzione degli occupanti. Un livello di CO2 maggiore di 1.000 ppm provoca sonnolenza, scarsi di concentrazione, perdita di attenzione, aumento della frequenza cardiaca e leggera nausea.

Human centric lighting: progettare per il comfort visivo

La luce solare permette di vedere, scalda, stimola la produzione di vitamina D e di endorfine, generando quella sensazione di benessere che avvertiamo come “buonumore”. Da quando l’essere umano ha cominciato a svolgere attività anche in assenza di luce solare, abbiamo avuto a che fare con la luce artificiale, non sempre innocua: può infatti generare stanchezza agli occhi, mal di testa, etc. Progettare per il comfort visivo significa controllare e garantire in fase di progetto, esecuzione e gestione di impianto che la quantità di luce artificiale negli ambienti sia corretta: poca luce o troppa luce sono sempre un problema e forti o frequenti cambiamenti di luce possono essere difficili da gestire per l’occhio umano, che deve continuamente adattarsi. Di non minore importanza è la qualità della luce artificiale negli ambienti: fonte, distribuzione, tono, colore, intensità, sono tutti fattori che incidono su comfort e discomfort. Quattro fattori che incidono nella progettazione del comfort visivo:
  1. Avere una vista verso l’esterno, usando ad esempio ampie vetrate
  2. Avere sufficiente luce naturale negli ambienti, curando il rapporto tra superfici opache e trasparenti
  3. Garantire un’illuminazione adeguata alle diverse attività, una distribuzione uniforme della luce ed il giusto equilibrio tra luce naturale e artificiale, senza abbagli e forti contrasti
  4. Creare spazi esteticamente piacevoli.

L’importanza della regolazione luminosa

La regolazione luminosa è quindi di fondamentale importanza. Uno degli standard aperti più in uso, KNX, combina le funzionalità di regolazione e controllo di un edificio, anche secondo i protocolli DALI e DALI2, in un solo sistema di automazione: diminuiscono così i tempi di installazione e i costi operativi, mentre aumentano flessibilità dell’installazione e adattabilità del sistema ai cambiamenti futuri dell’edificio. Inoltre, lo standard di regolazione della luce DALI2 e l’utilizzo di corpi illuminanti a standard D4i permette di regolare la luce artificiale sia dal punto di vista della componente cromatica che da quello della temperatura di colore. Queste caratteristiche rendono la luce artificiale molto simile a quella naturale, anche nella regolazione che può riprodurre il ritmo circadiano della luce solare. È la cosiddetta “Human Centric Lighting”: anche qui la persona e il suo benessere è al centro della progettazione dell’edificio. Per comprendere come fare, è possibile scaricare la nuova guida alla progettazione KNX DALI di Schneider Electric.

L’integrazione tra automazione e tecnologie IoT

Il comfort luminoso deriva dunque dall’integrazione tra sistemi di automazione, che ottimizzano la gestione energetica, tecnologie IoT e una rete di sensori in campo che misurano parametri di benessere. I sistemi digitali garantiscono al tempo stesso un miglioramento delle performance e un ritorno dell’investimento ottimale: cosa questa particolarmente importante dal momento che per inseguire il comfort non si devono generare inefficienze.

Monitoraggio e gestione anche da remoto

L’automazione del sistema può essere assicurata tramite la programmazione di Wiser for KNX, il controllore multi-protocollo di Schneider Electric che consente di gestire le funzioni di un edificio, anche a distanza (luci, oscuranti, riscaldamento, condizionamento), e monitorare i consumi di energia. Si possono creare funzioni logiche per aumentare ed ottimizzare il comfort domestico e meglio gestire l’efficienza energetica. Il tutto è controllato dall’utente con un’interfaccia grafica facile da usare. Wiser for KNX è integrabile in sistemi di automazione dell’edificio più complessi, in base alla sua predisposizione al collegamento tramite protocollo ModBus, Bacnet e IP. In questo modo per esempio, la regolazione e il controllo dell’illuminazione diventano un sottosistema dell’automazione globale di edificio che gestisce il comfort termico: è questo  EcoStruxure for Building, che integra tutte le funzioni del comfort: controllo e regolazione di luci ed oscuranti, di temperatura e umidità, di anidride carbonica, VOC e altre sostanzi inquinanti (fumo, formaldeide, PM 2,5…). Grazie alla sua l’architettura IoT gestisce l’automazione dell’edificio. Per concludere: esistono diverse tipologie di comfort, che assicurano diversi livelli di benessere. Imparare a misurare questo benessere, a monitorarlo costantemente è la sfida di questi anni: costruire valore attraverso scelte progettuali sagge, coordinate e vincenti. La leva è dunque quella della progettazione integrata orientata alla salubrità degli edifici e alla sostenibilità: per costruire valore integrando competenze, processi e tecnologie in grado di dare agli edifici un “valore di futuro”. Buildings of the future.

L’autore del post: Matteo Verdoni

Matteo Verdoni nel corso della sua carriera ha ricoperto varie responsabilità in ambito Marketing e Comunicazione, in particolare per i settori Real Estate, Healthcare, Data Center e Retail e per i canali Progettisti, Impiantisti e Integratori di Sistemi. Dal 2012 partecipa alle attività di REbuilding network, la prima rete di aziende nata in Italia per lo sviluppo della riqualificazione sostenibile degli edifici. Ha collaborato a vari Progetti Europei nel contesto del Programma Horizon 2020. È appassionato di Corporate and Social Responsibility, media digitali (e analogici) e musica. In Schneider Electric si occupa di Content Marketing per la divisione Digital Energy. Matteo Verdoni si è laureato presso la facoltà di Filosofia dell’Università Statale di Milano, e non ha mai smesso di imparare.

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