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Highly Innovative building control Tools Tackling the energy performance GAP

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Un sistema middleware usa l’intelligenza artificiale per coordinare la gestione energetica di un edificio

Cosa succede se un edificio non possiede l’efficienza energetica che dovrebbe avere? Una innovativa piattaforma open source per la gestione dell’energia degli edifici, basata sull’intelligenza artificiale, effettua una diagnosi e risolve i problemi.

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Oggi gli edifici sono progettati scrupolosamente per essere efficienti dal punto di vista energetico. Eppure talvolta non fanno quanto ci si aspetta. Questa discrepanza viene chiamata «divario di prestazione energetica». La costruzione può essere inesatta, introducendo lacune indesiderate e altri difetti. Inoltre, una volta costruito l’edificio, il controllo della temperatura e i sistemi di aerazione potrebbero non funzionare esattamente come previsto. Anche gli inquilini potrebbero avere comportamenti imprevedibili. Fare in modo che gli edifici a risparmio energetico funzionino come previsto non è facile. Il progetto HIT2GAP (Highly Innovative building control Tools Tackling the energy performance GAP), finanziato dall’UE, ha sviluppato una nuova piattaforma di gestione energetica dell’edificio che tiene conto di complessi fattori per ridurre il divario di prestazione. Il sistema, che include moduli basati su algoritmi e tecniche dell’intelligenza artificiale (IA) come l’estrazione dei dati e l’estrazione di conoscenza, si concentra sulla fase operativa della vita di un edificio, ovvero il lungo periodo dopo la costruzione e prima della messa fuori servizio, durante il quale gli inquilini occupano l’edificio. Il progetto ha sviluppato un nuovo paradigma per le piattaforme di gestione energetica degli edifici e ha commercializzato il prodotto risultante.

La piattaforma middleware e il suo archivio di moduli

Si tratta di una piattaforma middleware open source chiamata BEMServer. Riceve informazioni misurate dai sistemi di gestione dell’edificio e altre infrastrutture di sensori. Dopo un’elaborazione centralizzata, vari moduli specifici accedono alle informazioni e forniscono informazioni concrete ai professionisti dell’edilizia e agli inquilini. Ad esempio, i moduli potrebbero identificare guasti o installazioni inadeguate degli impianti dell’edificio o allertare in caso di comportamenti non efficienti da parte degli utenti. Tutti i moduli si collegano al BEMServer. Possono scambiare informazioni con altri moduli, permettendo di creare nuovi set di dati e analisi combinate e quindi nuovi servizi avanzati.

Moduli creati dagli utenti

Eccezionalmente per HIT2GAP, i moduli possono essere creati da sviluppatori terzi. Poiché BEMServer è espressamente open-source, gli sviluppatori non hanno bisogno di ricreare funzionalità centrali del middleware. «È una piattaforma per costruttori» spiega la coordinatrice del progetto, Pascale Brassier, «simile al sistema operativo di iPhone, dove gli sviluppatori possono creare un software per la piattaforma adatto alle loro esigenze». Il sistema può quindi essere modificato e migliorato, e rimanere aggiornato alle tecnologie emergenti. I sistemi interamente commercializzati non possiedono questa flessibilità. Con il concetto HIT2GAP, gli utenti pagano solo i moduli e non il middleware BEMServer.

Potenziare la modellizzazione delle informazioni di costruzione grazie all’IA

Alcuni dei moduli utilizzano gli algoritmi dell’IA, incluso il modulo Rilevamento e Diagnosi dei guasti - Analisi delle componenti principali, che impiega l’accesso dati integrato di HIT2GAP per offrire capacità di monitoraggio avanzate che valutano il comportamento dell’edificio rispetto al funzionamento normale. Se il modulo rileva un guasto, permette di isolarlo e di mettere a fuoco le variabili che lo hanno causato, permettendo al personale di manutenzione di identificare più facilmente le cause o spiegare perché si è verificato il guasto. Nel frattempo, il Rilevamento e Diagnostica Guasti utilizza i metodi basati sull’apprendimento automatico che analizzano continuamente dati in serie temporali dal BEMServer e manda un messaggio agli operatori edili se rileva delle anomalie. Infine, un altro modulo che utilizza l’IA, ENIXO, è un’applicazione che produce raccomandazioni sulle situazioni di sprechi energetici nell’intero sistema e invia messaggi ai responsabili della struttura e ad altri utenti mirati attraverso l’uso del ragionamento semantico. «Ad oggi sono stati consegnati 12 moduli», spiega Brassier. «Il BEMServer è stato implementato in quattro siti pilota: Francia, Irlanda, Polonia e Spagna». Ogni sito pilota ha scelto i moduli più rilevanti per le proprie esigenze e per i vari problemi riscontrati nei loro edifici. Il BEMServer si è dimostrato funzionare come previsto, collegando edifici ai moduli di gestione delle informazioni. In fase di test, il sistema ha adeguatamente fornito numerosi avvisi e allarmi e ha aiutato i professionisti dell'edilizia nel processo decisionale. La documentazione per il sistema e per la maggior parte dei moduli è stata messa a disposizione degli sviluppatori.

Le prossime tappe di BEMServer

Prossimamente il team prevede di sviluppare ulteriori casi dimostrativi e di ampliare il BEMServer a nuove o migliori funzioni, comprese funzionalità centrali aggiuntive basate sull’IA. Gli sviluppi futuri riguarderanno le funzioni di pre-elaborazione avanzate in grado di rilevare e correggere errori di dati e così garantire un livello minimo di qualità dei dati. Il team prevede anche di migliorare l’esperienza dell’utente, includendo funzioni amministrative e di altro genere. Presto una seconda versione più commerciale sarà rilasciata sul mercato.

Parole chiave

HIT2GAP, edificio, divario di prestazione energetica, BEMServer, moduli, middleware, gestione energetica, gestione dell’edificio

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