Presentazione a supporto dell'intervento di Tundo al workshop "Sostenibilità in edilizia: stato dell'arte e prospettive future" del 12 maggio 2022 ore 14:30 Bari

1. Antonella Tundo TERIN-SEN-SCC
Dal ’prodotto-edificio’ al ’sistema-città’
Bari, 12 maggio 2022
La valutazione della sostenibilità degli edifici: stato dell’arte e prospettive future
Workshop 12 maggio 2022 ore 14.30 - 16.30 Sala LEONARDO

2. 2
Dal ’prodotto-edificio’ al ’sistema-città ’ - Antonella Tundo 12/05/2022
Introduzione e indice
• Step1_
• La direttiva EPBD (2018/844) e la introduzione degli indicatori di intelligenza
degli edifici
• Gli Smart Readness Indicators
• Step2_ Gli edifici cognitivi verso La sostenibilità olistica
• Step3_ Dagli edifici interconnessi alla gestione dei dati
• Step4_Le piattaforme interoperabili ENEA
• Dhomus
• SCP
• Step5_J-KPI (holistic-Key performance indicator)
• Step6_ La norma UNI GL03

3. Goals energetici al 2030 – Step1 GLI SRI
La direttiva 2018/844/UE sulla prestazione energetica degli
edifici pubblici e privati (Energy Performance Building
Directive - EPBD) ha sottolineato fortemente il potenziale delle
tecnologie intelligenti nel settore dell'edilizia, per
migliorare sia l'efficienza energetica che il benessere delle
persone
La direttiva ha introdotto il concetto di "Indicatore di
Prontezza Intelligente" (SRI) in regime comune facoltativo
dell'UE che valuterà la prontezza tecnologica degli edifici ad
interagire con i propri occupanti e con le reti energetiche
connesse operando in in modo più efficiente
Gli edifici intelligenti sono stati inoltre identificati e
riconosciuti come fattori chiave per i futuri sistemi
energetici per i quali ci sarà una quota maggiore di energie
rinnovabili, fornitura distribuita, e flessibilità energetica
sul versante della domanda (versus Comunità Energetiche
Rinnovabili)
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Ottimizzazione dello stoccaggio (verde) dell’energia
Ottimizzazione dell’uso dell’energia come produzione
(Locale) e flessibilità
Diagnosi automatica e manutenzione predittiva
Miglioramento del comfort per gli utenti attraverso
l’automazione e relativi risparmi energetici
https://energy.ec.europa.eu/topics/energy-efficiency/energy-efficient-buildings/smart-readiness-indicator_en

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Le tre funzionalità chiave
I sette criteri di impatto
Goals energetici al 2030 – GLI SRI
Fonte: Ville/VITO technical studies for the European Commission (2020)
Goals energetici al 2030 – Step1 GLI SRI

5. Goals energetici al 2030 – Step1 GLI SRI
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I 9 domini tecnici
(Servizi smart a «bordo» dell’edificio)
Ambiti di valutazione
Fonte: Ville/VITO technical studies for the European Commission
Punteggi ottenuti nella matrice tra i
servizi dei 9 Domini tecnici e i 7criteri di
impatto (fino a 57 punti)
100% = massima prontezza di intelligenza
0%= minia prontezza di intelligenza

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Goals energetici al 2030 – Step1 GLI SRI
Punteggio complessivo %
risulta dall’aggregazione
dei punteggi complessivi
delle 3 funzionalità chiave

7. Goals energetici al 2030 – Step1 GLI SRI
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ALDREN BRP elements and modules
Front page of the ALDREN-EPC
Greslou O., Zirngibl J., Rivallain M., “ALDREN – A voluntary and modular European framework to support Deep Renovation in the
Building sector”, REHVA journal, August 2020
ALliance for Deep RENovation in Buildings
Fonte: The ALDREN projechttps://aldren.eu/

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Goals energetici al 2030/Step3 –
Gli edifici cognitivi: driver dell’approccio olistico alla sostenibilità
• Sistemi di reti di sensori
• Dispositivi IOT
• Grande disponibilità di dati
• Reti di comunicazione per la gestione
dei dati
• Intelligenza artificiale per migliorare
le caratteristiche degli edifici e loro
funzionalità
• Digital Twins: ambiente reale &
ambiente virtuale
Fonte autodesk
Gli scenari urbani

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DEFINIZIONE
• Edifici capaci di comprendere i
comportamenti degli utenti ed
adottare strategie adattive utili a
migliorare le condizioni d’uso, la
sicurezza e la manutenzione degli edifici
stessi
• Sviluppa modelli comportamentali di
implementazione di logiche adattive e
predittive delle interazione fra gli edifici
e le persone
• Si rivolgono al gestore e agli utenti finali
Fonte: Progetto COGITO: UN SISTEMA DINAMICO E COGNITIVO PER CONSENTIRE AGLI EDIFICI DI
APPRENDERE E ADATTARSI
Goals energetici al 2030/Step3 –
Gli edifici cognitivi: driver dell’approccio olistico alla sostenibilità

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Fonte: G.Bernardini, «Il comportamento umano come base per progettare il
«Cognitive building» (2021)
ENERGIA E SOSTENIBILITA
COMFORT
Goals energetici al 2030/ Step3
L’ edificio cognitivo: integrazione building-fattore umano
Efficientamento energetico
Riduzione impatto ambientale
Demand side managment
Presenza di Gas
o sostanze nocive
effrazioni
Evacuazione
Comfort termo igrometrico
Comfort luminoso
Comfort acustico
Indoor Air Quality
Parametri ambientali
e
comportamenti utenti

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Step3 L’ edificio cognitivo: elaborazione dati
Ottimizzazione/predizione
Il sistema riesce a
misurare la quantita di
sostanze nocive nell’aria
( VOC, C02) produce dati
Il sistema calcola
esattamente quando
ventilare prevedendo i
livelli di saturazione dei
VOC e la CO2,
Il sistema apre
automaticamente con
sistemi motorizzati
Il sistema indica quando
chiudere la finestra
Il sistema chiude
automaticamente con
sistemi motorizzati
Algoritmo
intelligente di
ottimizzazione di
apertura/chiusura
finestre
Il sistema indica quando
aprire la finestra
monitoraggio
Valutazioni
Attuazioni
intelligenti;
alert agli utenti
Esempio:
Obiettivo: ottimizzazione dei ricambi d’aria in ambienti indoor
Tecnologie: Sensori di CO2, Voc, apertura porte, finestre)
Metodo di calcolo: algoritmi addestrati all’ottimizzazione della valutazione
ricambi d’aria
Tecnologie
Sistema di
sensori,
dispositivi IOT

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Step 4 L’ edificio cognitivo: elaborazione dati
Fonte: Sistema Fybra per IAQ
Esempio-scuola Bolzano

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Step4 Il prodotto edificio
Le sorgenti dati dentro gli edifici e le interazione con l’utente:
DHOMUS (ENEA)
DHOMUS, acronimo di Data HOMes and USers, è una piattaforma
dedicata agli utenti residenziali.
Raccolta, aggregazione e analisi dei dati provenienti dagli utenti residenziali,
per fornire feedback educativi all’utente ed incentivare un uso consapevole e
virtuoso dell’energia.
Piattaforma aperta, interoperabile, in grado di scambiare informazioni e dati
con applicazioni esterne: Mercato energetico (distributore, fornitore di
energia), Amministratori Comunali, Aziende fornitrici di servizi, Aggregatori,
Energy Community.
Differenti tipologie di utenti: differenti interfacce dedicate per:
• Utente generico, utente smart home
• Aggregatore/Supervisore.
https://dhomus.smartenergycommunity.enea.it

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Il prodotto edificio: La Smart Home di ENEA
https://www.smarthome.enea.it
Energy Awareness : -10% (up to -20%)

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IL 90% delle informazioni che provengono dai dati non si utilizzano
I nuovi edifici che oggi si realizzano si caratterizzano per avere sistemi BAC o BACS però queste informazioni
non vengono utilizzate per migliorare le caratteristiche degli edifici, la vivibilità e non vengono utilizzati per i
servizi ai cittadini
Gli edifici esistenti potrebbero utilizzare i dati per gestioni multilivello e metriche integrate per la sostenibilità
I dati e le criticità

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Dal prodotto Edificio al prodotto città:
La smart city come percorso verso un concetto olistico di sostenibilità
NON esiste una definizione universalmente
riconosciuta della Smart City!
Per ENEA la smart city è uno dei possibili percorsi verso la
città sostenibile a 360 gradi che, grazie alle tecnologie e alla
governance integrata dei dati urbani, è in grado di incontrare
più efficacemente le specifiche esigenze dei suoi cittadini in
funzione delle peculiarità e vocazioni del suo contesto
territoriale di riferimento.
E’ una città intelligente capace di amministrarsi e svilupparsi
in modo sostenibile, che mette a sistema e a fattor comune
tecnologie, dati, informazioni e servizi da cui trae le
valutazioni strategiche a supporto delle scelte
amministrative, gestionali ed evolutive.
La smart city non è la città reale ideale
La smart city è un percorso verso la sostenibilità

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Dalla Smart City allo Smart Management di Città:
gli strumenti a supporto (ENEA)
• Tecnologie, dati e integrazione dei dati
• Piattaforme ed algoritmi
• Informazioni, interoperabilità-piattaforme
• Servizi Smart (sviluppati sulla integrazione ottimizzata e/o
messa a fattor comune di dati con altri servizi e tecnologie),
per ottenere prestazioni e risultati
• Grado di sostenibilità e di soddisfazione dei cittadini e dei
servizi di cui dispongono
• Modello gestionale fondato sulla governance integrata dei dati
e quindi sulla conoscenza strutturata e quantitativa di quelle
che sono le effettive esigenze ed indicatori di risultato ante-
post degli interventi realizzati
“Urban Dynamic Check Up Model”, “Carta d’identità” nell’ambito della quale ritrovare, in modo sintetico ma
esaustivo, i dati salienti che li caratterizzano e che servono a guidare le scelte strategiche di sviluppo urbano. (ENEA)

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Contesti Applicativi verticali negli edifici e nella città (fonte ENEA)
Caratteristiche:
• Gestione autonoma dei dati provenienti dalla propria rete di sensori o sorgenti dei dati
• Possiede una propria sintassi ed una semantica per la rappresentazione e persistenza
• Applica propri algoritmi
• Offre servizi all’utente
Le soluzioni verticali preesistenti nelle città
Soluzione:
Piattaforma SCP (Smart City Platform Specification for interoperability layer) per utilizzare il linguaggio comune e abilitare la
comunicazione interoperabile tra soluzioni eterogenee
Rischio:
parlare lingue diverse
impossibilità di poter confrontare
dati eterogenei

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Smart City Platform:
Il Modello ENEA per una piattaforma interoperabile
Obiettivo:
• Mettere a disposizione dei cittadini, delle
municipalità e dei diversi stakeholder
strumenti in grado di raccogliere i dati dalla
città e armonizzarli attraverso un linguaggio
comune per una riqualificazione dei contesti
urbani e territoriali in chiave sostenibile
• Abilitare la comunicazione tra attori e
piattaforme diverse, interpretando dati
eterogenei in maniera corretta e senza
ambiguità, mantenendo le soluzioni
tecnologiche esistenti e rendendo
interoperabili i diversi sistemi di raccolta e
gestione dati
https://smartcityplatform.enea.it

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Soluzioni verticali e piattaforme orizzontali di gestione urbana alle varie scale (fonte ENEA)
SCP
Il Modello ENEA per una piattaforma interoperabile a scala urbana
o distrettuale o regionale - Architettura
Prototipo di piattaforma su scala cittadina/distrettuale
(Smart City Platform) SCP su cui confluiscono i dati
dalle differenti soluzioni (Soluzioni Verticali) presenti nella
città.
Scopo:
Fornire uno strumento alle municipalità, svincolato da
soluzioni proprietarie chiuse. (piattaforma di scambio dei
dati in tempo reale di valore (KPI - Key Performance
Indicators) dotati di garanzia ed affidabilità per:
• Gestiscono dei sevizi urbani
• Supporto delle programmazione d’interventi di sviluppo
• Monitoraggio
• Efficienza e prestazioni delle infrastrutture
• Sviluppo di nuovi servizi e prodotti basati sulla
rielaborazione dei dati per i cittadini e per l’incubazione
dei nuove attività ( Start up)
https://smartcityplatform.enea.it

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ISCP:
proposta ENEA per una piattaforma orizzontale di gestione a
scala nazionale
Prototipo di piattaforma su scala nazionale ("inter Smart City Platform", iSCP) per il recupero di dati
da differenti Smart City e per comunicare con altre piattaforme agenti su scala nazionale.

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Step5_ Il Framework degli H-KPI: obiettivi di sostenibilità olistica
Obiettivi globali per il sistema degli H-Kpi della Smart city
L’approccio fornisce la basi per metriche
quantitative per misurare la Smartness
intesa come Smart Cities and Communities
1_Dati: il primo step tecnologico
2_relazione dei dati al livello dei Servizi
3_Relazione dati al livello 3 dei Benefici
Fonte: NIST (National Institute of Standards and Technology ) Special Publication 1900-206 Smart Cities and Communities: A Key Performance Indicators Framework (2022)

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Step5_ Il Framework degli H-KPI : i 3 livelli di analisi ed interazioni
fra i livelli
Livelli di analisi
Relazioni ed interazioni tra i livelli
Livello 1- le tecnologie
Livello 2- i servizi
Livello 3- i benefici
• Le piattaforme forniscono dati, aggregazione di dati
• I servizi sono un set di relazioni fra i dati richiesti
• I Benefici sono una composizione di relazioni o servizi
Fonte: NIST (National Institute of Standards and Technology )Special Publication 1900-206
Smart Cities and Communities: A Key Performance Indicators Framework (2022)

24. In questa visione, nell’ambito della si è avviata la costituzione
del Gruppo di Lavoro GL03 “Infrastrutture e servizi delle
città e comunità intelligenti” incentrato alla definizione della
Norma: “Integrazione e interconnessione degli edifici nelle
Citta’ Sostenibili - un modello metodologico di
riferimento” per un approccio olistico di concertazione alla
progettazione, gestione e uso degli edifici nelle città».
Scopo della norma:
La norma fornirà le indicazioni per l’integrazione e
l’interconnessione dell’edificio con le reti materiali e
immateriali della città, con le reti energetiche e le ICT, con il
distretto energetico o le comunità energetiche e i distretti
sostenibili, secondo i paradigmi della Smart Energy, della
transizione energetica e digitale, della sostenibilità ambientale,
sociale ed economica.
Step6_Verso una Norma tecnica della Commissione Tecnica UNI/CT058 «Città,
comunità ed infrastrutture sostenibili”- Il progetto di norma del GL03
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Dal ’prodotto-edificio’ al ’sistema-città ’ - Antonella Tundo 12/05/2022

25. Antonella Tundo
TERIN-SEN-SCC
ENEA
antonella.tundo@enea.it
+39 345231755
+39 0831201630