Domotica e Risparmio energetico, tesina

LA DOMOTICA E IL

RISPARMIO

ENERGETICO

UN FUTURO MIGLIORE

Alessio Pascon 5^Btc

Esame di Stato

Premessa storica

La premessa storica ai processi di

automazione e controllo della casa risale al

periodo a cavallo tra l’‘800 e il’‘900. In tale

epoca è stato possibile diffondere nelle

società industriali l'energia elettrica sui

territori nazionali, contestualmente

all'invenzione della lampadina e dei primi

manodomestici a cui furono applicati i primi

motorini elettrodomestici. Tutte le invenzioni di quel periodo si possono

ritrovare nei moderni elettrodomestici, in origine certamente meno evolute,

ma con gli stessi scopi applicativi come ad esempio i ventilatori il ferro da

stiro e successivamente i fornelli e le stufe elettriche. Parallelamente al

processo di “meccanizzazione” della casa, con un incessante aumento di

prototipi e oggetti di serie, si svilupparono il movimento moderno e la

nascita dell’industrial Design nella Bauhaus di Gropius. La casa elettrica in

Italia è stata presentata da SCAEM, nel 1930, a Monza e progettata dal

Gruppo Sette, composto di giovani architetti italiani. Questo progetto

rappresenta il primo vero prototipo

su cui I'abitazione razionale e le

tecnologie domestiche

impiantistiche si misurano in una

dimensione dell’abitare che,

sebbene sia intesa come "casa

vacanza", in realtà prefigura lo

standard della casa di tutti i giorni.

Il prototipo, infatti, non era alla

portata di tutte le tasche ma

annunciava I'evoluzione che poi ci sarebbe stata con il boom economico a

cavallo del 1960. Il primo progetto di casa intelligente, in cui sono

dispiegate in grande quantità le tecnologie informatiche in funzione di un

nuovo modo di abitare, è la casa di Ahwatukee, realizzata a cavallo tra gli

anni '70 e '80. Questo edificio, frutto dell'innovazione tecnologica dei

microchip, si presenta come effettivo precursore delle innovazioni odierne

che utilizzano tecnologie simili più raffinate, standardizzate e miniaturizzate.

In Europa, tra le più indicative realizzazioni di questo Progetto, si può citare

I'operazione DORIS in Alsazia per

conto del H.L.M. di Strasburgo, in cui

quarantadue alloggi sono stati realizzarci

con il sistema Syforic e Shlumberger,

basato su funzioni di sicurezza, confort

ambientali e teleallarmi. Nel 1983,

nell'ambito delle evocazioni espositive di

scenari futuri alla Triennale di Milano,

Ugo la Pietra presentò "La casa

telematica", realizzata con divisori

attrezzati per la sicurezza e controllo 1

dell'ambiente (confort e illuminazione) e provvista dei più avanzati sistemi

di telecomunicazione quali videocitofono, videotext e teletext. Interessante

è la possibilità, attraverso un'impiantistica sofisticata e robotizzata

inglobata negli arredi, di autoprodurre alghe alimentari, verdura e piante,

attraverso sistemi idroponici e illuminazione artificiale. La risposta

giapponese all'evoluzione dell'abitazione si è inizialmente concentrata con

la Next house tra il 1982 e il 1985: sperimentazione di tecnologie domotiche

con attenzione alla razionalizzazione dell’energia e del confort abilitativi. In

Giappone la TRON House di Ken Sakamura, su una superficie di 230 metri

quadrati inaugurata nel 1989, rappresenta la punta più avanzata di quel

periodo a livello mondiale potendo usufruire di tecnologie già parzialmente

sperimentate nelle applicazioni elettroniche e telematiche con il

dispiegamento di più di mille microchip e soluzioni spaziotemporali

dell'abitazione che ancora oggi possiamo ritrovare nelle odierne

applicazioni. 2

La domotica è il Complesso di tecnologie informatiche ed elettroniche

applicate alla gestione delle apparecchiature domestiche. Essa prevede

sistemi di controllo automatizzati, che mirano a migliorare le prestazioni

degli apparecchi domestici, semplificarne le modalità di utilizzo,

aumentarne la sicurezza, ridurre i consumi energetici e, nel complesso,

innalzare il livello di comfort dell’abitazione.

Quando, alla fine degli anni Ottanta, furono messe a punto le reti

informatiche locali, divenne possibile creare all'interno degli edifici un

sistema standardizzato di collegamenti, in grado di far comunicare fra loro

dispositivi di tipo diverso. Utilizzando la rete, un dispositivo di comando può

trasferire le informazioni a un apparecchio posto in qualunque punto

dell’edificio, mentre un sensore può inviare un allarme al dispositivo di

segnalazione, che a sua volta può trasmetterlo direttamente a una

centralina esterna per la sicurezza. In una rete così realizzata, i dispositivi

terminali di ricezione e invio dei dati possono essere spostati, o possono

aumentare di numero, a seconda delle esigenze dell'utente, pur

mantenendo invariata la struttura dell’installazione.

La diffusione di questi sistemi è ancora molto limitata, soprattutto a causa

dei costi elevati. Si trovano, con funzioni piuttosto circoscritte, nei grossi

impianti alberghieri di recente costruzione, negli aeroporti (ad esempio, è

informatizzato in questo senso il sistema di recupero dei bagagli

all’aeroporto di Malpensa 2000), nelle stazioni, nei luoghi destinati a servizi

collettivi.

Un impianto domotico dovrebbe presentare le seguenti

caratteristiche:

Semplicità: il sistema domotico è diretto ad un pubblico vasto e non

professionale, per questo deve essere semplice da usare secondo modalità

naturali, univoche e universalmente riconosciute attraverso un'interfaccia 3

“user friendly”, deve inoltre essere sicuro e non deve presentare pericoli per

chi non ne conosce o comprende le potenzialità.

Continuità di funzionamento: il sistema deve essere costruito pensando

al fatto che dovrà offrire un servizio continuativo e per questo praticamente

immune da guasti o semplice da riparare anche per personale non esperto

o, nel caso, necessitare di tempi brevi per la rimessa in funzione.

Affidabilità: il sistema funziona sempre, senza richiedere particolari

attenzioni; anche in caso di guasti esso deve essere in grado di fornire il

servizio per il quale è stato progettato o uno simile in caso di funzionamento

ridotto, deve essere inoltre in grado di segnalarne il mancato funzionamento

e di generare un report delle eventuali anomalie.

Basso costo: affinché un sistema domotico sia alla portata di tutti deve

avere un costo contenuto, inteso come economicità delle periferiche

(sensori, attuatori, ecc.) e della rete di interconnessione tra i diversi moduli

funzionali.

Le tecnologie per la domotica permettono inoltre di ottenere alcuni vantaggi

quali ad esempio:

Risparmio energetico: un sistema completamente automatizzato dovrà

evitare i costi generati da sprechi energetici dovuti a dimenticanze o ad

altre situazioni, monitorando continuativamente i consumi e gestendo le

priorità di accensione degli elettrodomestici.

Automatizzazione di azioni quotidiane: un sistema di home automation

deve semplificare alcune azioni quotidiane, soprattutto quelle ripetitive, non

deve in alcun modo complicarle.

Tutte queste caratteristiche, se non sviluppate singolarmente ma nel loro

insieme, portano alla creazione di un sistema domotico integrato che può

semplificare la vita all'interno delle abitazioni. La casa diventa intelligente

non perché vi sono installati sistemi intelligenti, ma perché il sistema

intelligente di cui è dotata è capace di controllare e gestire in modo facile il

funzionamento degli impianti presenti. Attualmente le apparecchiature

tecnologiche sono poco integrate tra loro e il controllo è ancora ampiamente

manuale, nella casa domotica gli apparati sono comandati da un unico

sistema automatizzato che ne realizza un controllo intelligente.

La domotica, inoltre, si propone come sistema per rendere relativamente

autosufficienti anziani e disabili: attrezzando l’abitazione con strumenti ed

elettrodomestici robotizzati, un computer centrale e un sistema di

videocamere, ad esempio, un individuo costretto all’immobilità può

muoversi virtualmente nell’abitazione mediante il comando a distanza degli

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apparecchi elettrici ed elettronici, delle porte, delle finestre e

dell’illuminazione.

La parte della quale oggigiorno si sente parlare più spesso é la domotica

applicata nella riduzione dei consumi energetici e quindi nel risparmio

energetico, attraverso cinque aspetti fondamentali:

Il controllo intelligente del clima

- Il controllo intelligente dell’illuminazione

- Il controllo intelligente di finestre e tapparelle

- Il controllo intelligente degli elettrodomestici

- i dispositivi di comando (che ne permettono il funzionamento),

-

Il controllo intelligente del clima.

Il progetto deve prevedere una gestione indipendente del clima in ogni

ambiente dell'abitazione; per questa ragione devono essere installati in

tutte le stanze termostati da parete con display per il controllo locale della

temperatura. Grazie ai termostati, si possono impostare temperature

differenti a seconda dell’uso dell’abitazione nei diversi momenti della

giornata: infatti, si può decidere di riscaldare solo alcune stanze

differenziando automaticamente la temperatura tra un ambiente e l’altro.

Nel caso l’impianto di riscaldamento/raffreddamento sia in funzione,

l’apertura delle finestre causa una dispersione di calore in inverno e di

fresco in estate. In fase di progetto deve essere prevista l’installazione di

specifici contatti magnetici su tutti gli infissi che interagiscono con il sistema

domotico: l’impianto di riscaldamento/raffreddamento della singola stanza si

attiverà/disattiverà, evitando così inutili sprechi di energia in caso di

apertura di porte o finestre per un tempo prolungato.

Il controllo intelligente dell'illuminazione.

Gli impianti tecnologici dell’abitazione possono essere automatizzati

introducendo rivelatori di presenza distribuiti puntualmente in tutti gli

ambienti.

In tutte le zone dell'abitazione vengono automatizzate l’accensione e lo

spegnimento delle luci in funzione del passaggio delle persone. In questo

modo ci sarà consumo di elettricità ridotto solo in caso di reale presenza di

persone.

Il controllo intelligente di finestre e tapparelle.

Il controllo delle tapparelle (schermature) può essere motorizzato e azionato

automaticamente dai rilevatori di presenza, che, in funzione

dell’illuminamento esterno, alzano le tapparelle per massimizzare il

contributo energetico gratuito dell’irraggiame