La crescita della popolazione e i cambiamenti demografici hanno portato a una carenza globale di alloggi. Il Regno Unito dovrà far fronte a una carenza di quattro milioni di unità abitative entro il 2031, il che significa che ogni anno dovranno essere costruite circa 340mila nuove unità abitative. E le case costruite dovranno soddisfare le richieste di automazione domestica e i crescenti vincoli ambientali. L’analisi di Giancarlo Elia Valori
I moderni metodi di costruzione e la tecnologia intelligente possono rivoluzionare il processo di costruzione e il nostro modo di vivere.
La crescita della popolazione e i cambiamenti demografici hanno portato a una carenza globale di alloggi. Secondo una ricerca condotta dalla Heriot-Watt University National Housing Federation e dalla Homeless Charity Crisis Organization (ente di beneficienza per i senza tetto), il Regno Unito dovrà far fronte a una carenza di quattro milioni di unità abitative entro il 2031, il che significa che ogni anno dovranno essere costruite circa 340mila nuove unità abitative. E le case costruite dovranno soddisfare le richieste di automazione domestica e i crescenti vincoli ambientali.
È improbabile che la tecnologia edilizia tradizionale soddisfi questa richiesta. Essa è relativamente costosa e troppo lenta per completare i regolamenti necessari. Inoltre, anche la qualità e le capacità delle tecniche di costruzione tradizionali sono limitate. L’unica soluzione è la produzione modulare basata sui principi dell’automazione di fabbrica. La soluzione utilizza controlli e sensori cordless e senza batteria per integrarsi perfettamente con la domotica.
Gli edifici modulari si basano su una combinazione di tecniche di costruzione chiamate Modern Method of Construction (Mmc). Essi includono l’uso di sistemi e componenti di pannellatura, come scatole per tetto e pavimento, componenti di fondazione in calcestruzzo prefabbricato, cablaggi prefabbricati, materiali compositi per l’ingegneria meccanica e tecnologie innovative.
Con l’apertura di diverse fabbriche, il Regno Unito ha iniziato a utilizzare Mmc per costruire case prefabbricate e case completamente attrezzate in forma modulare, che possono essere caricate su camion per il trasporto in tutto il paese. Questo tipo di montaggio in loco consente di completare la casa in giorni anziché in mesi, il che riduce notevolmente i costi. Gli edifici modulari sono diventati popolari in Europa. In Italia una ditta all’avanguardia è la RI Group di Trepuzzi (Lecce), anche attraverso installazioni sanitarie, ospedali da campo, logistica, servizi, uffici pubblici, di economica e rapida costruzione.
Si prevede che l’impatto della costruzione modulare avrà un impatto significativo e le fabbriche che producono fino a cinquemila case ogni anno potrebbero diventare i migliori costruttori del settore.
Gli standard di costruzione di queste nuove case tecnologiche sono superiori a quelli delle case tradizionali. Grazie a un migliore isolamento, la bolletta elettrica potrebbe essere solo la metà di quella di una casa tradizionale.
Le case modulari hanno cucine e bagni, e sono dotate di alimentazione e illuminazione tramite cavi di alimentazione, anch’essi modulari. e controlli wireless, oltre alla sempre più importante infrastruttura di rete e telecomunicazioni.
Il cablaggio strutturale e il cablaggio modulare derivano da installazioni elettriche e industriali commerciali per garantire un lavoro di installazione elettrica efficiente e minimo. Poiché la tecnologia cambia, questa installazione standard è adattabile e offre un alto grado di flessibilità.
L’esperienza nell’edilizia industriale e commerciale mostra che gli infissi tradizionali richiedono molta manodopera, sono piuttosto rigidi e ancora costosi. Al contrario, il cablaggio modulare prefabbricato in loco e il sistema IDC combinato con controller e sensori wireless possono essere completamente installati a basso costo. Queste sono tecnologie collaudate e stanno passando da scenari di uso commerciale a scenari di uso domestico.
Con l’aiuto del supporto per la progettazione Cad del cablaggio modulare, tutti i cavi di alimentazione sono stati predisposti nello spazio del soffitto o della parete. L’installazione di apparecchiature wireless per la raccolta dell’energia semplifica il processo di installazione poiché non sono necessari interruttori e installazione di condotti. Per il primo fissaggio elettrico attraverso la parete, il cavo impiega meno tempo perché non è necessario coordinare la posizione dell’interruttore con i bulloni a parete. Anche il livello di dipendenza delle attività di installazione in loco è stato ridotto. I sensori, gli interruttori e i controlli wireless per la raccolta di energia possono essere installati ovunque nell’edificio, anche in aree difficili da raggiungere.
Dopo l’installazione, verrà utilizzato il principio della raccolta di energia. Gli interruttori e i sensori sono alimentati dall’ambiente circostante e non è necessario sostituire le vecchie batterie e altre apparecchiature per la manutenzione. Inoltre, questa flessibilità e affidabilità consente di ampliare il sistema in qualsiasi momento.
La tecnologia costruttiva modulare gli consente di adattarsi a vari tipi di case e di soddisfare le esigenze della vita di oggi attraverso forme flessibili e varie decorazioni esterne. Non è esattamente la stessa cosa della vecchia casa prefabbricata/baracca, “ottriata” in Italia ai terremotati che da anni attendono una civile e dignitosa abitazione.
Fornendo una serie di pannelli decorativi esterni tradizionali e moderni, è possibile personalizzare anche la linea del tetto adatta alle usanze e architetture popolari locali.
Attraverso la combinazione di tecnologia di prodotto innovativa e buon design, l’obiettivo della casa intelligente è dare sicurezza e offrire comfort. Il solito requisito è posizionare l’interruttore della luce e il variatore di luminisità (o potenziometro) nel posto più conveniente. Indotti dall’energia cinetica raccolta dall’azionamento stesso dell’interruttore, essi possono essere posizionati ovunque.
Non richiedono cablaggio, ma possono inviare segnali wireless al ricevitore all’interno o vicino a luci o attacchi su guida Din (Istituto Tedesco per la Standardizzazione). Inoltre, non c’è bisogno di usare le batterie, non occorre sostituirle; sì facendo si risparmiano tutti i disagi e i rischi ambientali che possono essere causati dalla sostituzione delle predette.
Dopo che questo tipo di apparecchiature ha raggiunto una vasta gamma di applicazioni, l’illuminazione e l’intrattenimento domestico sceglieranno prodotti senza batteria. Oltre a controllare luminosità e colore, gli interruttori autoalimentati possono essere utilizzati anche per controllare sistemi audio o tende. Un’applicazione chiave della casa intelligente è l’interruttore che può spegnere/accendere i dispositivi che non utilizzano l’elettricità tradizionale quando si esce o si torna a casa.
La tecnologia di raccolta dell’energia supporta anche altre applicazioni basate su sensori. Ad esempio, i sensori autoalimentati possono essere collegati in modalità wireless ad un allarme antintrusione; inoltre, installando sensori tattili azionati dalla luce sulle finestre, è possibile spegnere l’illuminazione e il riscaldamento quando non c’è nessuno.
Un’altra fonte di energia è la differenza di temperatura tra il radiatore di riscaldamento e l’ambiente circostante. Questa raccolta di energia consente, ad esempio, a una valvola di riscaldamento autoalimentata di eseguire il controllo del riscaldamento tramite un regolatore della temperatura ambiente in base a condizioni specifiche.
Dalle fabbriche agli uffici, dagli edifici multifunzionali alle case intelligenti, la tecnologia di raccolta dell’energia wireless è stata testata in circa un milione di edifici in tutto il mondo. La maggior parte dei sensori, interruttori e altri dispositivi autoalimentati per la raccolta di energia può comunicare a una distanza massima di 30 metri in un edificio e superare lo standard wireless internazionale EnOcean che crittografa i messaggi al di sotto di 1 GHz, inviando un breve messaggio.
Ci sono anche alcuni dispositivi autoalimentati che integrano la tecnologia di raccolta dell’energia EnOcean e possono comunicare direttamente con le luci tramite il ben noto Bluetooth o Zigbee (standard di comunicazione wireless basato sulla specifica Ieee 802.15.4, curato dalla ZigBee Alliance). Ciò consente di utilizzare interruttori verdi e senza batteria, bensì sensori solari per controllare in modo flessibile altre applicazioni, come luci a Led o altoparlanti.
Ora che i sensori wireless per la raccolta dell’energia possono inquadrare i dati a casa, sarà un enorme passo avanti aggregare le informazioni ed eseguire analisi utili. Essi elaborano i dati attraverso l’Internet of Things (IoT): con questo termine o Internet delle Cose si intende quel percorso nello sviluppo tecnologico in base al quale, attraverso la rete Internet, potenzialmente ogni oggetto dell’esperienza quotidiana acquista una sua identità nel cyberspazio.
Come detto, l’IoT si basa sull’idea di oggetti “intelligenti” tra loro interconnessi in modo da scambiare le informazioni possedute, raccolte e/o elaborate.
In più usa l’Intelligenza Artificiale (IA) per tenere traccia dei modelli di vita e delle attività nelle case modulari. L’analisi energetica è un’applicazione che attualmente può aiutare i proprietari a ridurre ulteriormente il consumo di energia attraverso l’IA.
Guardando al futuro, la combinazione di IoT e IA porterà molti vantaggi. I dati geografici, le informazioni meteorologiche e climatiche, nonché le attività, il consumo di acqua ed energia e altri fattori saranno molto utili per pianificatori, organizzazioni edilizie, costruttori e padrone di casa.
L’architettura percepita rappresenta la prossima generazione di sistemi edilizi sostenibili. Gli edifici intelligenti saranno presto in grado di integrare da soli i dispositivi IoT, generare grandi quantità di informazioni e utilizzarli per ottimizzare gli edifici. Ciò fornisce una dimensione completamente nuova al servizio e al modello di business ed economia domestica.
Ciò è particolarmente rilevante per l’invecchiamento della popolazione, poiché queste tecnologie intelligenti possono cambiare radicalmente gli stili di vita degli anziani e delle loro famiglie. Si prevede che apporterà benefici trasformativi in termini di salute e benessere.
Gli elementi chiave di una tale casa includono connessioni intelligenti, non invasive e sicure con amici, familiari, medici generici, infermieri e operatori sanitari, che comportano la cura dei residenti. La tecnologia basata su sensori senza batteria collegati all’IoT aiuterà a prevenire incidenti domestici, derivati da utensili da cucina e bagni traboccanti, ecc., e a tenere il passo delle interazioni degli inquilini con il personale sanitario.
