Smart Workplace. Micro-Climatization and Real-Time Digitalization Effects on Energy Efficiency Based in User Behavior

Smart Workplace. Micro-Climatizzazione e digitalizzazione in Real-Time: effetti sull’efficienza energetica nei luoghi di lavoro in relazione al comportamento d'utenza. La previsione di sistemi intelligenti di gestione energetica degli edifici - in particolare nei luoghi di lavoro - e l'utilizzo di building information modeling (BIM) in abbinamento a sistemi di sensori intelligenti, sono accreditati come strumenti di prezioso potenziale risparmio energetico. In questo quadro, tuttavia, per un architetto l’obiettivo principale è la comprensione dell’importanza, del funzionamento e dello sviluppo dei sistemi di digitalizzazione in tempo reale e di micro-climatizzazione utilizzabili. I sistemi di gestione intelligenti (IMSS) presentano infatti un notevole potenziale di risparmio energetico, ma non sono stati ancora pienamente applicati né agli edifici né tantomeno a scala urbana. Lo studio delle abitudini d’utenza sui posti di lavoro ha evidenziato come l’impiego di sistemi di sensori intelligenti per il controllo della qualità ambientale possa divenire un validissimo strumento per migliorare la qualità interna ambientale (IEQ) e così garantire un elevato comfort di utilizzo. Per la massima efficacia/applicabilità di queste strategie è stata condotta un’analisi sul rapporto costi-benefici che ha evidenziato la necessità di prevedere la scelta di tecnologie non eccessivamente sofisticate per quanto ad alte prestazioni. Il presente studio si è posto quindi come obiettivo di minimizzare il consumo di energia e – attraverso la comprensione e la memorizzazione del comportamento dell’utenza - di raggiungere il massimo comfort ambientale indoor. Per fare questo è stato parallelamente creato e messo a punto un sistema di scambio dati in tempo reale (Real Time) per quanto riguarda le funzioni delle tecnologie da impiegare. Tuttavia, il raggiungimento degli obiettivi sopra illustrati con sistemi di sensori intelligenti, richiede l’impiego di strumenti di simulazione digitale che svolgono un ruolo cruciale nella ricerca di soluzioni per problemi di ottimizzazione. Nonostante i progressi intervenuti nel campo delle tecnologie dell'informazione e della comunicazione (ICTs), esistono ancora limitazioni - come ad esempio una limitata possibilità di controllo e di monitoraggio delle condizioni ambientali - soprattutto se si considera che efficaci sistemi di visualizzazione in tempo reale dei comportamenti degli utenti non hanno ancora raggiunto piena maturità nella loro applicazione agli edifici. Obiettivo di questo lavoro è quindi quello di presentare i principali progressi intervenuti nell’ambito delle soluzioni di ottimizzazione del risparmio energetico ed in particolare delle strategie gestionali energetiche basate su tecnologie ICT. IV In questo contesto, viene proposta la progettazione di algoritmi di intelligenza artificiale (AI) e interfacce intelligenti messe a punto al fine di migliorare l'interazione tra utenti e il sistema di gestione energetica degli edifici (BEMSs). Il risultato della ricerca è lo sviluppo di un apparato di valutazione della qualità ambientale interna dei luoghi di lavoro basato su sistemi Arduino. L’apparato progettato permette la misurazione dell'umidità, della temperatura, la valutazione dei livelli sonori e d’illuminazione sul posto di lavoro. Il dispositivo può essere collegato ai computer degli utenti con un cavo micro-USB e offre la possibilità di rilevare il grado di soddisfazione degli utenti del comfort indoor tramite interfacce intelligenti e segnalazioni visive con luci a led. Il comportamento degli utenti si presenta come un fattore determinante per la progettazione di edifici ad alta efficienza: comportamenti diversificati possono condurre infatti a sensibili variazioni del consumo di energia. L’individuazione di comportamenti non energeticamente virtuosi devono essere rilevati per porre in essere efficaci strategie di compensazione e ottimizzazione. Questo lavoro cerca quindi di analizzare i modelli di comportamento degli utenti per orientare verso nuovi comportamenti virtuosi che possono incidere sulle condizioni di comfort e al contempo sull’efficienza energetica dello spazio. Per questo è stata sviluppata un’interfaccia intelligente in grado di salvare dati e modelli di comportamento degli utenti per migliorare il supporto per i futuri processi di adattamento. Secondo le ricerche e i risultati del presente lavoro, destinatari privilegiati sembrano essere diverse categorie di attori del processo e della gestione energetica dell’edificio. I risultati paiono d’interesse sia per architetti che per ingegneri e utilizzatori, ma anche per esperti e sviluppatori di building information modeling (BIM) e coloro che sono interessati a valutare l'ambiente costruito . Al fine di aumentare la consapevolezza del ruolo del comportamento degli utenti per l’ottimizzazione delle condizioni di efficienza energetica e comfort, il lavoro propone anche una strategia di combinazione di sistemi intelligenti open source (Arduino Systems) con algoritmi di intelligenza artificiale e interfacce intelligenti. La combinazione di tali programmi e sistemi con il building information modeling (BIM) ambientali del tipo open-source è in grado di migliorare non solo il processo di costruzione, ma anche di consentire l'esplorazione di approcci alternativi. Il lavoro approfondisce inoltre la potenziale applicazione di un sistema di gestione dell'energia del tipo smart micro scale a due ambienti di ufficio e si concentra sulla verifica del potenziale di prestazioni offerte dall’integrazione di questi sistemi intelligenti e sostenibili. V Spiega inoltre come il building information modeling (BIM) possa contribuire a facilitare revisione dei medodi utilizzati e dei risultati ottenuti. In conclusione, nel contesto della progettazione tecnologica, questo lavoro vuole introdurre una metodologia basata su un smart approach connotato da logiche comportamentali d’utenza. Logiche che, tradotte in algoritmi di ottimizzazione e abbinate a sistemi intelligenti a basso costo, rendono possibile il superamento del divario tra i sistemi di gestione degli edifici (BMSs) e gli utenti stessi.