Cosa sono gli edifici intelligenti?

Basandosi sui progressi nelle tecnologie dell'Internet of Things (IoT) e dell'intelligenza artificiale (AI), le piattaforme per edifici intelligenti automatizzano i processi manuali, ottimizzano le prestazioni, aumentano il comfort e aiutano a ridurre i costi energetici.

Il termine "edificio intelligente" è apparso per la prima volta negli anni 2000 per descrivere l'impatto dell'ascesa delle infrastrutture di rete (e, in seguito, dell'uso dei dispositivi IoT) sulla progettazione degli edifici commerciali.

Sebbene queste tecnologie siano ancora alla base degli edifici intelligenti odierni, si sono evolute per assumere nuove funzionalità principalmente associate agli algoritmi di machine learning (ML). Gli algoritmi di ML sono insieme di regole che permettono ai sistemi di AI di riconoscere i pattern nei dati di addestramento e utilizzarli per fare previsioni accurate su nuovi dati.

Con l'evolversi delle tecnologie di reti, IoT, AI e machine learning (ML), la domanda di edifici intelligenti che possano utilizzare gli ultimi progressi continua a crescere. Secondo un recente report, si prevede che il mercato globale degli edifici intelligenti aumenterà di 76,8 miliardi di dollari nei prossimi 5 anni, un tasso di crescita annuale composto (CAGR) di 11,3%^.1

Gli edifici intelligenti si basano su una rete sofisticata di dispositivi e sensori che possono automatizzare le attività manuali, snellire i processi e aiutare i team a ridurre il consumo di energia e i costi operativi. Ecco uno sguardo più approfondito ai componenti e agli elementi di design che sostengono la funzionalità degli edifici intelligenti.

• Reti: le reti, note anche come reti informatiche, consentono le funzionalità di comunicazione e condivisione dei dati su cui si basano gli edifici intelligenti. In genere, gli edifici intelligenti utilizzano un'unica rete centralizzata per spostare i dati in tempo reale tra sistemi, applicazioni e dispositivi come smartphone, PC e sistemi di gestione degli edifici.

• Sistemi di gestione degli edifici (BMS): i sistemi di gestione degli edifici (BMS) sono sistemi di controllo che centralizzano gli aspetti della gestione degli edifici come l'illuminazione, la manutenzione, la climatizzazione e la sicurezza su una piattaforma software. Negli edifici intelligenti, i BMS sono fondamentali per l'efficace razionalizzazione e automazione dei processi che rendono gli edifici intelligenti così preziosi. BMS aiuta i manager a coordinare e controllare più sottosistemi in un edificio da un'unica interfaccia intuitiva.

• Sistemi di automazione degli edifici (BAS): i sistemi di automazione degli edifici, noti come BAS, sono piattaforme software che offrono funzionalità simili ai BMS, ma più focalizzate sulla funzionalità principale dell'automazione. Basandosi su avanzate funzionalità di AI e ML, i BAS stanno trasformando i tradizionali processi manuali di operazioni come riscaldamento, manutenzione e ventilazione in compiti completamente automatizzati e iper-efficienti eseguiti dal software.

• Dispositivi Internet of Things (IoT): i dispositivi IoT sono dispositivi fisici, integrati con sensori, software e connettività di rete, che possono raccogliere dati e condividerli su internet. In un edificio intelligente, i dispositivi IoT aiutano piattaforme software come BMS e BAS a monitorare e controllare una gamma di condizioni all'interno dell'edificio, come temperatura, occupazione, qualità dell'aria e consumo energetico.

• Algoritmi di machine learning: gli algoritmi di machine learning automatizzano l'analisi delle tendenze dai dati degli edifici e aiutano i manager a prendere decisioni più informate sull'uso dell'energia, sull'occupazione e sulla sicurezza.

• Strumenti di cybersecurity: gli edifici intelligenti si affidano fortemente a internet e ad altre reti per trasportare informazioni sensibili, una caratteristica che li rende bersagli attraenti per i criminali informatici. Le tecnologie avanzate per gli edifici intelligenti odierni distribuiscono una serie di strumenti di cybersecurity, come firewall, sistemi di rilevamento e prevenzione delle intrusioni (IDPS) e protocolli di comunicazione sicuri (SCP) per proteggere i dati sensibili.

L'architettura degli edifici intelligenti è una pratica progettuale che utilizza sistemi interconnessi (o livelli) che Condividi dati in tempo reale tramite reti per rendere gli edifici moderni più sicuri ed efficienti. Il design degli edifici intelligenti incorpora cinque livelli principali: Fisico, rete, dati, applicazione e utente.

• Livello fisico: il livello fisico di un edificio intelligente è costituito da componenti fisici come pareti, stanze, porte e sistemi meccanici ed elettrici. Mentre il livello fisico richiedeva un input manuale, gli edifici intelligenti moderni automatizzano molti dei suoi aspetti, come il controllo dei sistemi HVAC, l'illuminazione e il monitoraggio della sicurezza.

• Rete: il livello di rete di un edificio intelligente è costituito da componenti dell'infrastruttura IT che consentono la condivisione in tempo reale dei dati tra utenti e dispositivi. Tra gli esempi rientrano componenti di rete cablate e wireless come cavi Ethernet, router Wi-Fi e protocolli che migliorano la sicurezza della rete.

• Dati: il livello dei dati in un edificio intelligente è quello in cui i dati vengono raccolti, memorizzati, gestiti ed elaborati. Le pratiche di edge computing permettono di elaborare i dati più vicino alla loro origine piuttosto che in un data center, mentre per lo storage e l'analisi si utilizzano piattaforme basate su cloud.

• Applicazione: il livello applicativo supporta le funzioni chiave dello smart building, come la fornitura di insight, il miglioramento dei processi e l'automazione delle attività. Le funzionalità BMS e BAM sono integrate nel livello applicativo, abilitando funzionalità come la manutenzione predittiva, il controllo del comfort e il monitoraggio in tempo reale delle condizioni dell'edificio.

• Interfaccia utente: il livello dell'interfaccia utente in un edificio intelligente è il luogo in cui i manager dell'edificio e i team delle operazioni tengono traccia dei dati in tempo reale sull'uso dell'energia, sulla qualità dell'aria e sull'utilizzo degli spazi. Le interfacce utente sono solitamente piattaforme software che visualizzano informazioni su una dashboard e consentono ai team di scegliere quali aspetti operativi della gestione dell'edificio desiderano automatizzare.

Attraverso il loro ampio utilizzo di tecnologia IoT e automazione, gli edifici intelligenti aiutano le imprese a ottimizzare i processi, ridurre il consumo energetico e abbassare i costi associati alla gestione degli edifici. Ecco uno sguardo ad alcuni dei vantaggi più importanti degli edifici intelligenti a livello aziendale.

Gli edifici intelligenti aumentano l'efficienza energetica per le aziende che li gestiscono, contribuendo a ottimizzare il riscaldamento, l'illuminazione e il controllo della qualità dell'aria. Grazie al collegamento di sistemi HVAC, di illuminazione e sensori di presenza, i sistemi di smart building possono rilevare automaticamente quali spazi di un edificio vengono utilizzati. Possono anche regolare la temperatura e l'illuminazione in quelle stanze per conservare le risorse.

Questo approccio aiuta le grandi imprese a diventare più efficienti dal punto di vista energetico e a ridurre costi e sprechi in modo da poter raggiungere i propri obiettivi di sostenibilità. Secondo un recente rapporto, gli edifici rappresentano il 30% del consumo energetico globale e più della metà dell'elettricità utilizzata.² La progettazione di edifici intelligenti aiuta a mitigare questo problema.

Con sistemi automatizzati di riscaldamento, raffreddamento e qualità dell'aria, gli edifici intelligenti contribuiscono a creare un ambiente di lavoro confortevole per tutti i dipendenti. Le moderne piattaforme per edifici intelligenti permettono agli utenti di personalizzare le proprie preferenze in termini di temperatura, illuminazione e flusso d'aria all'interno di una singola stanza. Questo approccio altamente personalizzabile permette di modificare le condizioni della stanza in base alle esigenze degli occupanti. 

Sfruttando i dati in tempo reale, alcuni dei sistemi intelligenti più avanzati possono regolare il flusso d'aria e i sistemi di filtrazione per mantenere sani livelli di CO2 e particelle. Questi sistemi possono anche regolare l'illuminazione nelle stanze in modo che imiti la luce naturale in modo da supportare il ritmo circadiano dell'utente.

Gli edifici intelligenti offrono ai responsabili delle strutture una visione unificata delle operazioni dell'edificio, permettendo loro di individuare i problemi e affrontarli in modo proattivo. In passato, i responsabili delle strutture praticavano la manutenzione reattiva, permettendo ai componenti di guastarsi prima di essere riparati. Ma con i dati in tempo reale e le funzionalità di monitoraggio automatizzato delle moderne piattaforme di smart building, praticano la manutenzione predittiva.

La manutenzione predittiva, ovvero l'uso di dati in tempo reale per individuare e risolvere i problemi di manutenzione prima che i componenti si guastino, aumenta i cicli di vita degli asset e aiuta le organizzazioni a evitare tempi di inattività costosi.

Le funzionalità di automazione delle attuali piattaforme per edifici intelligenti aiutano le organizzazioni a ridurre i costi energetici e operativi e a individuare opportunità per migliorare i processi. I sistemi di gestione degli edifici e dell'energia raccolgono e analizzano i dati storici in modo che i manager possano ottimizzare il consumo di energia in base al periodo dell'anno o del giorno, all'occupazione e ad altri fattori.

I sistemi automatizzati controllano l'illuminazione e i sistemi HVAC che riducono lo spreco di energia quando gli spazi non sono occupati, la necessità di manodopera e il costo complessivo delle procedure di manutenzione.

Gli edifici intelligenti aiutano le organizzazioni a monitorare da vicino le emissioni e l'utilizzo di energia, in modo da poter monitorare i progressi verso gli obiettivi di sostenibilità. Analizzando i dati raccolti da dispositivi IoT come termostati intelligenti e sistemi HVAC, BMS e BAS offrono agli stakeholder un quadro in tempo reale di come stanno funzionando i loro edifici. I dati in tempo reale forniti dai sistemi IoT aiutano gli stakeholder a prendere decisioni critiche riguardo all'adattamento degli edifici esistenti con componenti e processi più efficienti dal punto di vista energetico.

Inoltre, per le organizzazioni globali che devono rispettare le normative in più di un territorio, gli edifici intelligenti automatizzano la conformità attraverso la raccolta e il monitoraggio dei dati. Inoltre, possono anche generare report.

A livello aziendale, la tecnologia smart building sta trasformando il modo in cui le aziende gestiscono i loro edifici commerciali e altre strutture. Ecco cinque casi d'uso degli edifici intelligenti da considerare quando si valuta la tecnologia per le esigenze aziendali.

1. Analisi delle operazioni: le piattaforme di smart building possono analizzare i dati dell'edificio e aiutare le imprese a migliorare i loro processi operativi principali. Raccogliere e analizzare volumi di dati raccolti da IoT aiuta a velocizzare insight su come BMS e BAS funzionano e a scoprire opportunità di miglioramento.
2. Sicurezza e protezione: BMS, BAS e altri sistemi di smart building aiutano le organizzazioni a migliorare le misure di sicurezza e protezione degli edifici. Sistemi intelligenti e profondamente integrati monitorano e regolano i controlli di accesso, assicurando l'accesso solo a individui autorizzati. E i sistemi di sicurezza AI monitorano e rilevano potenziali minacce e possono persino automatizzare le risposte alle emergenze.
3. Monitoraggio dell'utilizzo dell'energia in tempo reale: gli edifici intelligenti avanzati e i sistemi che li alimentano possono automatizzare molti aspetti dell'utilizzo dell'energia. Le funzionalità automatizzate di risposta alla domanda possono persino ridurre i carichi energetici durante i periodi di picco e fornire fonti di energia rinnovabile per ridurre l'impatto climatico.
4. Gestione dell'occupazione: molte organizzazioni che possiedono e gestiscono edifici intelligenti li equipaggiano con sensori di occupazione, dispositivi IoT che forniscono un'immagine in tempo reale di dove si trovano le persone all'interno di un edificio. Questo processo consente ai responsabili delle strutture di prendere decisioni più informate su come allocare le risorse e di ottenere preziosi insight su come gli occupanti interagiscono con gli spazi che gestiscono.
5. Monitoraggio della qualità dell'aria: i sensori di qualità dell'aria negli edifici intelligenti aiutano i supervisori a monitorare e regolare la qualità dell'aria in base all'occupazione e alle necessità. I sistemi avanzati possono persino fare delle correlazioni tra questi fattori, informando come e quando effettuare la manutenzione dei sistemi HVAC, la cui manutenzione è vitale per la qualità dell'aria.

I progressi nell'AI e nell'IoT hanno reso gli edifici intelligenti più autonomi e snelli, una tendenza che non mostra segni di rallentamento. La crescita dell'edge computing, della robotica e delle reti IoT ha aggiunto nuove funzionalità, rendendo le piattaforme di smart building alcune delle applicazioni più avanzate disponibili.

Ecco uno sguardo a tre aree che saranno critiche per continuare lo sviluppo del settore.

Lo sviluppo dei sistemi di AI continua ad avere un impatto profondo sulla tecnologia degli edifici intelligenti. Lo fa trasformando questi sistemi, da semplici macchine capaci di svolgere un solo compito a piattaforme avanzate e sfaccettate che possono affrontare molteplici compiti per perseguire un unico obiettivo.

Man mano che i sistemi AI diventano più autonomi, le attività che possono svolgere diventano più complesse, riducendo ulteriormente la necessità di lavoro manuale nelle operazioni edilizie.

Non solo gli edifici stanno diventando più intelligenti grazie ai progressi tecnologici, ma anche intere città. Con il progredire di questa evoluzione, ci aspettiamo che i distretti commerciali delle aree urbane condividano reti e risorse e diventino ancora più profondamente integrati di quanto non lo siano attualmente.

È probabile che presto più edifici intelligenti condividano un'infrastruttura digitale unificata che potrà essere controllata da un'unica piattaforma per ottimizzare i processi, ridurre l'energia e abbassare i costi.

I progressi nelle funzionalità tecnologiche comportano maggiori rischi insieme ai potenziali vantaggi: man mano che gli edifici diventano più dipendenti dalle tecnologie digitali, diventano anche più vulnerabili agli attacchi informatici.

La cybersecurity, la pratica di proteggere persone, sistemi e dati dagli attacchi informatici, diventerà molto probabilmente una priorità ancora maggiore rispetto a quanto non sia ora per le organizzazioni che investono in edifici intelligenti.