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A SMART SYSTEM FOR COMFORTABLE, LOWER-ENERGY AND HIGH AIR-QUALITY SCHOOL SPACES

Project
Il progetto proposto da Olimpia Splendid intende sviluppare e validare un nuovo paradigma di riqualificazione energetica degli edifici scolastici esistenti, basato su un approccio room-based, intelligente e a bassa invasività, particolarmente concepito per gli immobili storici o sottoposti a vincoli architettonici. Tali edifici rappresentano una quota rilevante del patrimonio scolastico nazionale ed europeo e costituiscono una delle principali criticità nel percorso di decarbonizzazione previsto dalla Direttiva Europea EPBD, poiché gli interventi tradizionali di riqualificazione profonda risultano frequentemente incompatibili con le esigenze di tutela del patrimonio, con la continuità delle attività didattiche e con la disponibilità di risorse economiche degli enti proprietari.
L'attuale modello di riqualificazione energetica degli edifici pubblici richiede infatti interventi estesi sull'involucro e sugli impianti centralizzati, con elevati costi economici, lunghi tempi di realizzazione e significativa interferenza con il normale utilizzo degli edifici. Il progetto propone invece un modello innovativo di riqualificazione incrementale, realizzabile progressivamente aula per aula, che consente di migliorare le prestazioni energetiche, ambientali e funzionali dell'edificio senza interrompere le attività scolastiche e con un impatto architettonico estremamente contenuto.
Le attività di Ricerca e Sviluppo saranno finalizzate alla progettazione di un nuovo sistema modulare single room, completamente elettrico e privo di unità esterna, che integrerà in un'unica piattaforma tecnologica una pompa di calore aria-aria ad alta efficienza, ventilazione meccanica controllata con recupero di calore, sensoristica ambientale distribuita e dispositivi intelligenti di regolazione. Il sistema sarà progettato per operare in stretta integrazione con i terminali dell'impianto di riscaldamento esistente, trasformando un'infrastruttura tradizionale in un sistema ibrido intelligente capace di adattarsi dinamicamente alle condizioni di utilizzo dell'edificio.
L'innovazione principale non risiede esclusivamente nello sviluppo del nuovo apparato impiantistico, ma nella definizione di una logica avanzata di gestione energetica capace di coordinare automaticamente il funzionamento della pompa di calore, della ventilazione meccanica e dei radiatori esistenti attraverso algoritmi di Intelligenza Artificiale. La piattaforma elaborerà continuamente i dati provenienti dalla rete di sensori installati nelle aule, acquisendo informazioni relative a temperatura, umidità, concentrazione di CO₂, qualità dell'aria, consumi energetici, rumorosità e modalità di occupazione degli ambienti, ottimizzando il funzionamento dell'intero sistema edificio-impianto in funzione delle condizioni reali di esercizio.
L'approccio ridurrà progressivamente il ricorso ai combustibili fossili, incrementando l'elettrificazione degli impianti e massimizzando il contributo dell'energia rinnovabile resa disponibile dalla tecnologia a pompa di calore, mantenendo al contempo i radiatori esistenti come supporto esclusivamente nelle condizioni di funzionamento che lo rendano realmente necessario. Il risultato sarà un sistema adattivo capace di ottimizzare simultaneamente consumi energetici, emissioni climalteranti, comfort termoigrometrico, comfort acustico e qualità dell'aria indoor.
Il sistema inoltre permetterà di aggiungere il servizio di raffrescamento, oggi quasi completamente assente negli edifici scolastici, sempre più necessario a causa dell’innalzamento delle temperature estive, ormai a livelli tali da rendere difficile lo svolgimento delle lezioni nella parte iniziale e nella parte finale dell’anno scolastico.
Il progetto prevede la realizzazione di una sperimentazione in ambiente reale su un edificio scolastico, nella quale saranno validate sia le prestazioni tecnologiche della soluzione sia i benefici energetici, ambientali e sanitari ottenibili.
Il partenariato integra competenze industriali, energetiche, digitali e scientifiche complementari. Olimpia Splendid svilupperà il nuovo sistema impiantistico e le logiche di integrazione con gli impianti esistenti;
Cogeme Energia assumerà un ruolo centrale nella fase di implementazione, validazione e monitoraggio del sistema, mettendo a disposizione competenze specialistiche sia impiantistiche sia energetiche. In particolare, curerà l’installazione e la corretta integrazione della componentistica dell’impianto e della relativa sensoristica, assicurando la piena operatività dell’infrastruttura necessaria alla raccolta dei dati prestazionali. Cogeme Energia sarà inoltre responsabile del monitoraggio da remoto dei consumi energetici nelle configurazioni pre e post intervento, provvedendo alla raccolta, analisi ed elaborazione dei dati e alla predisposizione della relativa reportistica tecnica, indispensabile per quantificare in modo oggettivo le prestazioni conseguite e i benefici energetici e ambientali generati dalle soluzioni sviluppate nell’ambito del progetto. Un ulteriore contributo qualificante sarà garantito dal coinvolgimento del proprio Esperto in Gestione dell’Energia (EGE) interno, che affiancherà Olimpia Splendid nella modellazione energetica del sistema edificio-impianto, supportando la definizione e il confronto degli scenari ante e post intervento e la validazione dei risultati prestazionali. Grazie a tale insieme di competenze, Cogeme Energia contribuirà quindi non solo alla realizzazione operativa degli interventi, ma anche alla misurazione, verifica e validazione sul campo dell’efficacia energetica e ambientale delle soluzioni innovative sviluppate, fornendo evidenze quantitative a supporto della loro successiva replicabilità e trasferibilità.
Gulliver realizzerà la piattaforma digitale, la rete di sensoristica IoT e gli algoritmi di Intelligenza Artificiale per il controllo adattivo del sistema; l'Università degli Studi di Brescia definirà e applicherà un protocollo scientifico di monitoraggio multidimensionale finalizzato a correlare i parametri ambientali con indicatori di comfort, qualità dell'aria, benessere e salubrità degli ambienti scolastici.
La validazione consentirà di dimostrare un nuovo modello di riqualificazione energetica altamente replicabile, applicabile non solo agli edifici scolastici ma, più in generale, agli edifici pubblici e del terziario caratterizzati da impianti obsoleti, vincoli architettonici o limitata possibilità di intervento sull'involucro edilizio. Il progetto genererà un'innovazione integrata di prodotto e di processo, contribuendo alla decarbonizzazione del patrimonio edilizio, alla diffusione di sistemi intelligenti per la gestione degli edifici e alla realizzazione di ambienti più efficienti, sani, resilienti e sostenibili, pienamente coerenti con gli obiettivi del Programma FESR e della Strategia di Specializzazione Intelligente di Regione Lombardia.
Edera si occuperà di valutare l’impatto che l’applicazione della soluzione può generare a livello regionale, favorendo inoltre la possibilità di replicare l’uso di tecnologie simili per il raggiungimento di obiettivi di efficientamento e riduzione delle emissioni su tutto il parco edilizio scolastico regionale. Edera si avvarrà dell’esperienza maturata dall’analisi di grandi gruppi di edifici nell’ambito di EnergieSprong Milano, progetto volto ad identificare e rendere operativo un modello di riqualificazione adatto al patrimonio ERP milanese che consenta al Comune di Milano di appaltare interventi di retrofit profondo e industrializzato replicabili su larga scala. Grazie a queste competenze, sarà in grado di identificare il potenziale di risparmio e la possibilità di integrazione della soluzione CLASS in processi più estesi di riqualificazione. L'esperienza per quanto riguarda gli ambiti di procurement permetterà inoltre di definire requisiti tecnici per la stesura di bandi di gara.
L’Università degli Studi di Brescia parteciperà al progetto con il Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione, il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Industriale, il Dipartimento di Specialità Medico-Chirurgiche, Scienze Radiologiche e Sanità Pubblica e il Dipartimento di Medicina Molecolare e Traslazionale, integrando competenze per la progettazione e la validazione scientifica della soluzione. Il contributo comprenderà la definizione e la qualificazione dell’infrastruttura di monitoraggio distribuito, con particolare attenzione alla qualità e alla calibrazione delle misure, all’affidabilità delle reti wireless, alla sicurezza delle comunicazioni e alla minimizzazione e anonimizzazione dei dati raccolti. Saranno inoltre sviluppate simulazioni dinamiche del sistema edificio-impianto per confrontare le prestazioni termoenergetiche ante e post-intervento. Tali simulazioni verranno integrate con analisi dei possibili interventi per la riduzione delle emissioni acustiche delle macchine, la determinazione del loro livello di potenza sonora e simulazioni dei parametri di qualità acustica delle aule prima e dopo l’installazione in modo da determinare il comfort acustico. Un protocollo scientifico di monitoraggio multidimensionale consentirà infine di correlare i parametri ambientali con indicatori di comfort, benessere percepito e salubrità, valutando i miglioramenti associati all’intervento. L’integrazione di tali attività permetterà di verificare l’efficacia del sistema nelle condizioni reali di utilizzo, considerando congiuntamente prestazioni tecnologiche, efficienza energetica e qualità degli ambienti scolastici.
  • Overview
  • Research

Overview

Contributor

GRINGOLI Francesco   Scientific Manager  

Leading department

Department of Information Engineering   Principale  

Term type

Bando Regione Lombardia

Financier

REGIONE LOMBARDIA

Partner (3)

COGEME S.P.A.
GULLIVER S.R.L.
Università degli Studi di BRESCIA

Research

Concepts (2)


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