La differenza tra sistemi di automazione wireless e cablati per gli edifici intelligenti

I sistemi di automazione sono tra le soluzioni più importanti per migliorare l’efficienza energetica degli edifici, ma anche aspetti come sicurezza, gestione operativa e il benessere degli inquilini. I vantaggi degli smart building, che integrano sensori IoT (Internet of Things) e intelligenza artificiale, sono ormai evidenti. Questo approccio, secondo quanto afferma lo studio Community Smart Building elaborato da The European House – Ambrosetti, ha infatti permesso in Italia un calo strutturale del fabbisogno energetico del 6-8% kWh/mq negli edifici coinvolti. La filiera estesa, poi, ha raggiunto un fatturato annuo di 174 miliardi di euro e un valore aggiunto per il sistema economico nazionale stimato di 38 miliardi.

L’evoluzione dei sistemi di automazione negli edifici è stata molto rapida e negli anni si è diversificata sostanzialmente in due approcci principali: da una parte ci sono gli apparati wireless, dall’altra il cablaggio degli edifici. L’utilizzo di una soluzione piuttosto che l’altra richiede una seria valutazione, in quanto le due tecnologie hanno profonde differenze in termini di prestazioni, costi, flessibilità e scalabilità. Questo vale sia per le nuove costruzioni, sia quando si pianificano interventi di riqualificazione.

I sistemi di automazione per gli edifici intelligenti o BACS (Building Automation and Control Systems) sono apparati progettati per monitorare e controllare in tempo reale il funzionamento degli impianti installati, favorendo la massima integrazione tra di loro e riducendo al minimo l’intervento umano. Si parla, ad esempio, degli impianti HVAC (termostato), che spesso superano il 40% dei consumi energetici della struttura, ma anche di sistemi di illuminazione, ventilazione e sicurezza, dispositivi elettronici e componenti come le schermature solari.

Il controllo di un sistema così complesso di apparati è affidato a un software in grado di centralizzare le informazioni, che necessita di una rete di comunicazione che colleghi tutti i diversi elementi, sia per la raccolta in tempo reale dei dati sia per fornire risposte adeguate in tempi rapidi. Questa rete si può quindi costruire tramite connessioni cablate o wireless.

I sistemi di automazione cablati utilizzano connessioni fisiche per collegare tra loro dispositivi, sensori, unità di controllo e attuatori sparsi per l’edificio. Tra le tecnologie di questa tipologia più diffuse troviamo bus dedicati come KNX, reti Ethernet e soluzioni proprietarie, che quindi trasmettono le informazioni passando dai cavi. Il vantaggio principale di questi sistemi è l’affidabilità. L’utilizzo dei cavi, infatti, riduce la possibilità di interferenze e assicura la continuità operativa. Un approccio di questo tipo risulta anche più performante dal lato sicurezza, in quanto l’accesso alla rete richiede una connessione fisica. L’esposizione agli attacchi informatici è quindi molto ridotta. Infine, i sistemi di automazione cablati sono pensati per gestire edifici complessi e consentono di integrare un numero elevato di dispositivi e sottosistemi, senza perdere in termini di organizzazione e controllo.

I sistemi di automazione cablati hanno anche alcune criticità. La prima è il costo dell’installazione più elevato a causa della necessità di opere murarie, posa dei cavi e tempi di realizzazione molto più lunghi rispetto alla tecnologia wireless. Le stesse caratteristiche, poi, rendono più difficili modifiche o ampliamenti dell’impianto, in quanto sono richiesti ulteriori interventi invasivi sull'infrastruttura. Per tutti questi motivi i sistemi di automazione cablati sono meno adatti in caso di interventi di riqualificazione dell’edificio, soprattutto se non si tratta di un progetto da cui partire da zero.

I sistemi di automazione wireless per smart building, al contrario di quelli cablati, utilizzano la comunicazione radio per connettere dispositivi, sensori, attuatori e unità di controllo. Le tecnologie più comuni di questa categoria prevedono protocolli come Zigbee, Z-Wave, Wi-Fi e Bluetooth. In base al sistema utilizzato, presentano profonde differenze in termini di consumi energetici, portata del segnale e velocità di trasmissione delle informazioni.

Il punto di forza dei sistemi di automazione wireless è la facilità di installazione, data l’assenza di cavi che riduce in modo significativo i tempi di intervento e le opere edilizie. Tale caratteristica li rende non solo più economici rispetto ai sistemi cablati, ma anche maggiormente flessibili. Questa tecnologia infatti consente di aggiungere, rimuovere o riconfigurare i sistemi e i dispositivi in funzione con estrema semplicità. I sistemi di automazione wireless, quindi, ben si adattano a essere integrati in edifici esistenti e nel caso di interventi di riqualificazione energetica o strutture con particolari vincoli architettonici, dove è molto più complesso intervenire sull’impianto elettrico.

Anche i sistemi di automazione wireless, però, hanno delle debolezze. La prima è l’affidabilità, in quanto la continuità della trasmissione radio non è sempre costante e può essere soggetta a interferenze. C’è poi da considerare l’aspetto della vulnerabilità a cyberattacchi. Per garantire la sicurezza si devono quindi adottare protocolli di crittografia e altre misure per proteggere il sistema dalle intrusioni.

I sistemi di automazione cablati e wireless non sono comunque tecnologie necessariamente alternative. Un sistema ibrido composto da una struttura principale cablata, che assicura affidabilità e performance elevate, può essere infatti reso più flessibile e intelligente con l’integrazione di sistemi periferici wireless. In questo modo è possibile anche ottimizzare i costi.