BACnet

Casi di studio

Il modello di seguito mette in relazione un modello BIM (ottenuto da dati di input quali rilievi, fotografie, descrizione degli impianti, ecc)  ad un modello di BMS (ottenuto da un sistema capace di sintetizzare i dati forniti dalla building automation del modello BIM).

 


Loop di scambio tra modello BIM e sistem integrator

Il corpo di fabbrica è parte di un complesso uffici sito in Torino. Di questa costruzione sono stati forniti dati catastali e dati di rilievo (posizione dei ventilconvettori, tubazioni di raccordo, collettori di scambio, fluidi e temperature,

ecc.)


Cad di partenza degl'uffici sviluppati nel modello

 


Pianta del modello di ufficio restituito

Descrizione generale dei sistemi

La zona di produzione del calore è rappresentata da una centrale termica con moduli termici atmosferici, di potenza di 30kW. Il fluido passante nelle tubazioni isolate di collegamento alla rete di 7 ventilconvettori è acqua non glicolata, ad una
temperatura media di 60-65°. Possiamo infatti immaginare una mandata a 70-71° e un ritorno a 60°C circa, a seconda della stagione. Vi è in dotazione un sistema di controllo di BMS che svolge una relazione con una logica a gradini di funzionamento della caldaia (o
del gruppo di caldaie nel caso di tutto il complesso ). Il loop di controllo è di tipo PI (punto integrato) che collega quindi il set point impostato a temperatura fissa con la sonda di mandata, posizionata sul circuito primario. Il sistema rappresentato è descritto ad albero, con un punto di partenza (sorgente di calore, e di calcolo) rappresentato dal generatore di calore, e una serie di terminali (ventilconvettori).
 
 

 
Stralcio di elaborato dell'unifilare idromeccanico

Durante tutti i rami dell’ unifilare, abbiamo un collegamento, raccolto in apposito collettore complanare, abbiamo un circuito di mandata caldo, ed un medesimo di ritorno. Il fluido è movimentato da una pompa a giri fissi, ed il collettore di
spillamento è derivato da una circuitazione primaria che interessa tutto l’edificio. Per semplicità è stato realizzato un circuito diretto dedicato a serivire i 7 ventilconvettori.
 
La distribuzione dell’acqua non glicolata è realizzata mediante tubazioni flessibili isolate direttamente sotto il pavimento galleggiante.
Le tubazioni sono di diametro DN40 (principali Mannessmann) e DN15 (stacchi armaflex+ Isogenopak. Le derivazioni verso il collettore sono valvolate con apposita intercettazione a sfera DN15 isolata anch’essa.
 

 
Collettore del modello                                 Collettore nella realtà
 

La distribuzione dell’acqua non glicolata è realizzata mediante tubazioni flessibili isolate direttamente sotto il pavimento galleggiante.
Le tubazioni sono di diametro DN40 (principali Mannessmann) e DN15 (stacchi armaflex+ Isogenopak. Le derivazioni verso il collettore sono valvolate con apposita intercettazione a sfera DN15 isolata anch’essa.

Descrizione del modello architettonico e MEP

Il modello è stato realizzato partendo da un modello architettonico di base, implementato poi con tutti i dettagli forniti. Purtroppo nel caso in oggetto, non vi erano elaborati e dettagli costruttivi recenti, pertanto sulla stratigrafia sono state
condotte delle ipotesi.
 
L’ampio pavimento galleggiante, alto 70 cm riesce ad ospitare tutte le circuitazioni termiche ed i sottoservizi, così come il controsoffitto che nei quasi 60cm alloggia le canaline elettriche, passaggio cavi vari, ecc.
Dopo aver restituito, sulla base del cad indicato all’inizio di questa descrizione, il modello architettonico, è stato suddiviso il modello in spazi noti anche come vani termici, e questi riassunti in zone termiche.
In seguito ad una serie di specifici energy settings è stato elaborato un calcolo sia termico sia frigorifero.

 
Modello si spazi termici

La fase di modellazione impiantistica (e non) invece, ha visto una prima parte di specifica modellazione dei prodotti in essere (ventilconvettori, CT, circuiti e corpi illuminanti, serramenti, ecc).
 
Dopo aver restituito la parte d’ impianti nota, sono stati modellati i circuiti elettrici e dei sensori, così da poter relazionare nel file di scambio la presenza e la rilevazione di questi.

 
Stralcio pianta sensori termici

Prodotti

I prodotti modellati nella specifica di ogni dettaglio approfondito sono stati quanto più fedelmente tratti da schede di prodotto reale e in riferimento a queste, definiti  nelle specifiche di progetto, che ne influenzano le proprietà idrauliche, meccaniche o elettriche.
 

Relazione tra modello BIM e BMS

L'utilizzo dello standard ISO16484-5 (BACnet) permette l'integrazione ottimale degli impianti. Lo standard crea un modello informatico di tutti i punti di misura e di attuazione del sistema di automazione d’edificio nonché di tutti gli algoritmi di controllo.

In BACnet esistono diverse modalità di rappresentazione della informazione, una di queste è XML.

Abbiamo stabilito un insieme di regole ben precise per integrare le informazioni provenienti da BACnet all’interno della rappresentazione IFCXML degli oggetti BIM

Conclusione

Il modello realizzato riporta una buona parte di dettaglio del reale caso studio. Vi sono stati apportati alcuni adeguamenti che ne facilitano i tempi di modellazione e rappresentano il giusto compromesso tra stato reale e stato di modello.
 
Una volta che il fabbricato è stato ultimato (e costruito), il modello consente di offrire (a costo zero di tempi, implementazioni e risorse), tutti i dati e gli estrattinecessari per le fasi di sviluppo future. Questo è possibile proprio grazie alla logica del modello BIM.
 
Nel mondo cad per avere una nuova sezione o una nuova pianta occorrerebbe ridisegnare l’oggetto.
In tutte le fasi di gestione dei manutenzione, gestione consumi,  monitoraggio, commissioning, analisi e verifiche, ecc il modello invece può adeguarsi ad ogni richiesta.
 

 

 

Il BMS

Integrazione con BACnet

Un BMS (Building Management System) è un sistema che permette non solo il monitoraggio e il controllo di servizi come l'illuminazione, l'impianto idraulico, l'antincendio, il riscaldamento, il condizionamento e la climatizzazione ma ha anche lo scopo di garantire il comfort e l'efficienza energetica.
Un sistema di Building Management minimizza il consumo di energia e massimizza il comfort interno, riducendo i costi energetici nella misura del 15 % -20 % rispetto a un edificio senza BMS.
Per raggiungere gli obiettivi insiti nella natura stessa del BMS, produttori, progettisti, integratori e manutentori devono necessariamente svolgere il proprio lavoro in sinergia: non è possibile stabilire un livello gerarchico.
Ognuna di queste figure deve possedere una reciproca area di sovrapposizione: il progettista dovrà possedere una parte dell’esperienza del produttore, dell’integratore e del manutentore e allo stesso tempo ogni figura dovrà mantenere ben distinta la propria natura. E’ indispensabile, perciò, un linguaggio comune, un protocollo standard.
Questo protocollo è lo standard ISO16484-5 (BACnet) che consente lo sviluppo autonomo di impianti di natura anche molto diversa consentendone la naturale integrazione.
Grazie a BACnet è possibile creare un modello informatico di tutti i punti di misura e di attuazione del sistema di automazione d’edificio nonché di tutti gli algoritmi di controllo.
Il modello informatico creato in fase di progetto consiste nella vera e propria programmazione dei dispositivi, che essendo indipendente dal produttore del dispositivo, garantisce al progettista la massima libertà.

Sotto l’esempio di un condizionatore.
 
 
 
Uno dei punti di forza che portano BACnet a essere lo standard favorito nella rappresentazione del sistema di controllo di un qualsiasi impianto di automazione d’edificio è proprio la virtualizzazione degli oggetti che costituiscono l’impianto. Con BACnet il progettista ha un potente strumento per descrivere da cosa è costituito l’impianto e come deve funzionare.
Questo suo elemento di forza lo rende particolarmente adatto a interagire con la modellazione BIM.
Il protocollo consente l'interrelazione tra modello 3D e impianto reale attraverso il trasferimento di informazioni riguardanti i singoli comportamenti dei dispositivi.
Il modello si farà carico della memorizzazione dei dati provenienti dal BMS e di riutilizzarli quando se ne ha la necessità.
 

Chi siamo

L'utilizzo di un modello nella progettazione, nella realizzazione e nella conduzione di un edificio riduce i margini di errore, incrementa l’efficienza e facilita la comunicazione.

Edificioimpianto.it nasce dalla collaborazione di due aziende:
ESAC srl e ENERGYMEP.

ESAC si occupa da oltre dieci anni di soluzioni integrate, controllo e sicurezza. Sviluppa soluzioni di automazione di edificio basate sullo standard BACnet.

ENERGYMEP propone soluzioni per la progettazione e la modellazione in chiave innovativa per i settori Energy e MEP (impianti) applicando la metodologia BIM e i software a questi collegati.
 

Perché questa partnership?
La  sinergia nasce tra due aziende che si occupano di modellazione costruttiva degli impianti (BIM) e di modellazione comportamentale degli impianti (BMS), si potenziano in questo modo le caratteristiche positive della progettazione integrata.