Come gestire l’energia negli impianti sportivi?

Gli impianti sportivi sono strutture profondamente energivore per le loro caratteristiche strutturali e di utilizzo, tuttavia ad oggi non esistono sul mercato soluzioni ICT (Information and Communication Technology), in particolare BMS (Building Management System), sviluppate ad hoc per gli impianti sportivi.

In Europa il mondo dello sport comprende circa 1,5 milioni di immobili e il 10% circa del consumo energetico associato al settore delle costruzioni, il quale a sua volta è responsabile del consumo di circa il 40% dell’energia impiegata in tutta Europa. Si prevede che questi consumi saranno in forte crescita, e che i consumi del 2005 aumenteranno, al 2025, del 45%. Per rispettare gli ambiziosi obiettivi di risparmio energetico che l’Europa si è posta per il 2020 è perciò fondamentale non trascurare il settore degli impianti sportivi.

Gestire l’energia con il progetto Europeo SportE2

L’obiettivo del risparmio energetico può essere raggiunto attraverso interventi di diversa natura. Da un lato si può intervenire sull’aspetto costruttivo ed impiantistico incrementando le prestazioni dell’involucro edilizio o rinnovando gli impianti. Dall’altro lato è possibile innalzare il contenuto tecnologico dell’edificio sfruttando le grandi potenziali degli strumenti ICT per avere il controllo ottimale dell’edificio. In questo secondo filone si inserisce il progetto Europeo SportE2 con l’obiettivo di sviluppare un mix di strumenti in grado di poter far risparmiare energia, denaro, emissioni di CO² e tempo al gestore dell’impianto sportivo. Infatti SportE² è un sistema sviluppato nell’ambito del progetto Europeo Energy Efficiency for Sport Facilities per lo sviluppo di soluzioni ICT (Information and Communication Technologies) in grado di ottimizzare la generazione, lo scambio e il consumo di energia all’interno delle strutture sportive.

Gli impianti sportivi presentano delle peculiarità che li differenziano dagli edifici commerciali sia da un punto di vista dei profili energetici di utilizzo che delle specifiche di comfort. Generalmente sono costituiti da più ambienti con finalità differenti, ad esempio campi indoor con gradinate, piscine, palestre, spogliatoi aree di ristoro e così via. Ognuna di queste aree ha delle funzionalità caratteristiche e la necessità di essere gestita in funzione dell’attività svolta. Non da meno bisogna considerare la complessità degli impianti di trattamento dell’aria, dell’acqua e la molteplicità di vettori energetici coinvolti per garantire il corretto funzionamento dell’impianto ed il benessere degli utenti.

Quest’ultimo aspetto è cruciale per poter bilanciare il consumo di energia mantenendo le condizioni ottimali in cui far svolgere l’attività sportiva. Valutare le condizioni di comfort (sia termoigrometrico che visivo) è una delle sfide da affrontare se si vuole gestire in maniera ottimale l’edificio. In questo caso occorre fare frontea condizioni molto specifiche quali sono i grandi spazi da climatizzare, il benessere dei bagnanti dentro e fuori vasca, la qualità dell’aria e dell’acqua, solo per citarne alcune. Il controllo ottimale non può prescindere da questi aspetti.

Per affrontare questi problemi con un approccio olistico, SportE²ha sviluppato quattro moduli integrati e scalabili basati su soluzioni ICT:

1. SportE² HOW Monitoraggio Intelligente
2. SportE² WHEN Controllo Integrato
3. SportE² WHY Ottimizzazione
4. SportE² WHERE Gestione Multistruttura

A chi è rivolto il progetto e come funziona

SportE² si rivolge principalmente ai gestori e proprietari di impianti sportivi, pubblici e privati, proponendo una soluzione che sia in grado di fornire loro un insieme di strumenti che gli permettano da un lato di capire come l’energia viene usata all’interno dell’edificio e nelle diverse aree, dall’altro lato di avere un sistema di automazione in grado di ottimizzarne la gestione.

I benefici sono dell’ordine del 30% del risparmio energetico che si traduce immediatamente in un analogo risparmio sulla bolletta energetica dell’impianto sportivo, nel caso di strutture di costruzione meno recente e con maggiori margini di miglioramento, i risparmi potranno essere significativamente superiori.

Il primo modulo è quello di smart metering (How), che fondamentalmente è un sistema hardware e software per monitorare i dati di consumo energetico e comfort da reti di sensori (contatori di elettricità, gas, energia termica ed acqua, sensori di temperatura, umidità,luminosità,ecc.) installate nell’impianto sportivo.

Tale rete viene progettata su misura per ogni impianto e grazie ad un mix di tecnologie wireless e wired si adatta ad ogni tipo di edificio (sia nuovo che esistente) e di diversa complessità per garantire il giusto livello di accuratezza. Tale accuratezza può essere ottenuta con il supporto di un software sviluppato dall’Università Politecnica delle Marche in grado di determinare il posizionamento ottimale dei sensori nell’edificio.

In questo modo, il modulo How è in grado di fornire al gestore dell’impianto una serie di dati con la giusta visualizzazione per poterlo informare su come sta operando il suo edificio, qual è il livello di comfort dei suoi utenti e a quale costo. Un gestore “informato” in questo modo può trasformarsi in un gestore capace di modificare il proprio operato con azioni mirate e verificarne l’efficacia o l’impatto sulla propria bolletta.Oltre ad informare il gestore, il sistema SportE² prevede un sistema di controllo integrato, chiamato modulo When, che permette di gestire la struttura anche da remoto utilizzando interfacce utente particolarmente user friendly, consentendo l’accesso ai dati anche da parte di gestoriche non necessitano di una elevata conoscenza dei sistemi informatici.

E’ sufficiente una connessione web per poter agire sui sistemi di pompaggio e trattamento dell’acqua di piscina, sulle unità di trattamento dell’aria, sull’illuminazione oppure per adattare la schedulazione dell’impianto in funzione degli eventi che si svolgeranno nelle diverse aree funzionali.

La building automation semplifica le operazioni del gestore e fornisce gli strumenti per avere un controllo più reattivo e raffinato superando il controllo macchinoso dovuto alla necessità di operare manualmente su ogni impianto. Tuttavia, in molti casi, il solo controllo basato sulle scelte del gestore non è sufficiente per ottenere il massimo risparmio nella gestione degli edifici.

Per questa ragione è stato sviluppato il modulo di ottimizzazione, chiamato Why, e basato su un sistema di Cloud Computing per poter determinare ed attuare i set-point ottimali degli impianti. Il modulo include l’applicazione di reti neurali, allenate con dati simulati e misurati dell’edificio, per predire il comportamento dell’impianto con le condizioni attuali, determinare ed aggiornare automaticamente i set-point di controllo dell’impianto.

Ciò permette, ad esempio, di modificare il funzionamento delle ventilazione in funzione delle condizioni climatiche e della presenza di utenti tenendo conto dell’inerzia del sistema di climatizzazione. Oppure, è possibile massimizzare l’uso dell’energia termica proveniente dall’impianto termico solare riducendo l’impatto energetico del necessario rinnovo di acqua delle piscine previsto dalle norme sanitarie.

Molto spesso le società che gestiscono più impianti sportivi non hanno la possibilità e gli strumenti per monitorare e comparare i diversi impianti gestiti. Perciò, il modulo Where fornisce un tool per poterli confrontare attraverso un sistema di benchmarking per vedere dove è necessario intervenire.

Il confronto si basa sulla misura ed il calcolo di indicatori di prestazioni specifici per porre l’attenzione del gestore sulle caratteristiche rilevanti del funzionamento. Gli indicatori sono infatti calcolati tenendo conto dei maggiori fattori di normalizzazione quali il clima, le dimensioni geometriche e l’occupazione.

La modularità del sistema SportE2 consente di comporre il BMS per adattarlo alle peculiarità di ogni edificio (sia nuovo che esistente) con i moduli necessari. Inoltre essendo un sistema altamente interoperabile, consente l’integrazione di sensori e attuatori di diversi produttori e con diversi protocolli di comunicazione, oppure l’integrazione con eventuali soluzioni BMS già presenti.

Le eccellenze italiane che partecipano al progetto

Il consorzio che compone il progetto SportE² è formato da eccellenze Italiane:

• D’Appolonia: società di ingegneria leader nell’innovazione e nella ricerca, in particolari nei sistemi ICT per l’efficienza energetica degli edifici. Donato Zangani è il Coordinatore del progetto.
• Università Politecnica delle Marche: gruppo di Misure Meccaniche e Termiche. Il Prof. Gian Marco Revel è il coordinatore scientifico del progetto oltre ad essere il coordinatore della Piattaforma Tecnologica Italiana delle Costruzioni.
• STARING dell’ing. Pierluigi Marzorati ex giocatore della Nazionale Italiana di basket e membro della Hall of Faame FIBA, è uno studio specializzato in efficienza energetica degli impianti sportivi.
• Schneider Electric: multinazionale con oltre 2.500 addetti in Italia offre servizi integrati di gestione dell’energia. IvanMangialenti è Business Manager mercato Costruzioni con oltre 30 anni di esperienza.
• Associazione Sportiva Fidia: dal 1983 centro di riferimento per l’attività sportiva nel Comune di Cesano (Roma).

Gli altri partner del progetto sono:

• ISA – Intelligent Sensing Anywhere: società portoghese specializzata nello sviluppo di sistemi di monitoraggio.
• Tecnalia: centro di ricerca con sede a Bilbao (Spagna) che opera nell’ambito delle tecnologie per il settore delle costruzioni.
• Cardiff University: la School of Engineering si occupa di sistemie strategie di ottimizzazioneper l’efficienza energetica degli edifici.
• Energia Propria: ESCO portoghese che si occupa della gestione di impianti, tra cui uno dei tre pilot case del progetto.
• Emtesport: società spagnola che gestisce circa 20 impianti sportivi, tra cui l’impianto di Etxebarri dove il sistema SportE2 è stato integrato un BMS esistente.

Il progetto SportE²è finanziato dalla Commissione EU nell’ambito del 7° Programma Quadro, contratto n° 260124.

Per approfondimenti:

Prof. Ing. Gian Marco Revel
Università Politecnica delle Marche
Dipartimento di Ingegneria Industriale e Scienze Matematiche
Via Brecce Bianche, 60131 Ancona, ITALY.

Email: [email protected]
tel. +39 071 2204518
fax +39 071 2204801

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