Progettare con la domotica

Immaginiamo una casa, che interagisca con noi e che, recependo automaticamente le nostre esigenze ad esse risponda con prontezza. Una casa che regoli le luci in relazione alle nostre scelte, o che in inverno riscaldi automaticamente i locali dove soggiorniamo in modo da assicurare il massimo comfort. Una casa in cui possano essere predisposti a distanza con un telefonino, i sistemi di sicurezza, di irrigazione o più semplicemente in cui un determinato orario si accenda il forno per consentici di trovare un pasto caldo al ritorno dal lavoro. Immaginiamo le possibilità di risparmio energetico o i vantaggi per persone con disabilità di migliorare la propria qualità di vita attraverso sistemi flessibili orientati al miglioramento della fruibilità degli ambienti, in cui sistemi di interfaccia computerizzata vocale permettano di telefonare con comandi vocali che vengano captati da microfoni che attivano i dispositivi di comunicazione telefonica senza che sia presente nessun apparecchio telefonico. Una casa dove esercitare il telelavoro e sia aperta a  nuove possibilità di intrattenimento interattivo video e audio con Personal Computer dedicati ad applicazioni multimediali televisive che si interfaccino a vari livelli  ponendosi come supervisori di funzioni integrate. Immaginiamo, cioè, le infinite possibilità della domotica.
Il termine deriva dalla parola francese “domotique” ma è conosciuta anche come home- automation, cioè come la scienza che si occupa dell’integrazione dei dispositivi elettronici e dei sistemi di comunicazione e di controllo degli edifici. La tecnologia domotica, che ha coinvolto molti campi di ricerca diversi tra loro come l’evoluzione dei Personal Computer, delle tecnologie di trasmissione e delle reti, della TV e di internet, non ha ancora avuto molto successo in Italia, anche se si è già ampiamente diffusa in Europa. C’è da pensare che grazie alla diffusione delle innovative tecnologie dell’informazione e comunicazione e alla capacità di accumulo e di distribuzioni delle reti interne miniaturizzate, le applicazioni aumenteranno e la domotica entrerà a fare parte integrante della progettazione delle nostre case. Lo scarso successo in Italia dell’applicazione di questa innovativa tecnologia, è probabilmente dovuto alla poca conoscenza delle sue ampie possibilità applicative. Le sue origini si possono rintracciare nei primi tentativi di automatizzare determinate utili funzioni. Nel 1907 un hotel di Chicago fu dotato per la prima volta di un impianto di aria condizionata automatico ed attorno agli anni ’50, negli Stati Uniti si ebbe la produzione del primo dispositivo pratico di controllo multiplo degli edifici (il System 320). Questo nuovo sistema prevedeva l’uso dei primi display a cristalli liquidi dai quali ricevere tutte le informazioni sul funzionamento degli impianti in tempo reale. In breve i progressi in questo campo furono rapidissimi; nel 1966 l’ingegnere Jim Sutherland in collaborazione con la Westinghouse Corporation realizza l’ECHO IV (Electronic Computing Home Operator) che rappresenta il primo vero dispositivo di automazione domestica. Esso consisteva in un dispositivo che automatizzava funzioni che andavano dal semplice controllo della temperatura interna, all’accensione di singole apparecchiature. Intorno agli anni ‘70 si vennero a sviluppare i primi progetti di automatismi di gestione di impianti di allarme o altre funzionalità come l’accensione e lo spegnimento delle luci. Proprio nel 1970 nasce la Pico Electronics che utilizza la linea elettrica per le sue trasmissioni, e che diverrà la base del futuro sviluppo di X10 un cosiddetto standard (oggi il più usato nel campo della domotica). I sistemi domotici sono stati classificati fin dagli anni ’80, da illustri conoscitori della scienza domotica, in 5 aree che attengono a corpi disciplinari strutturati in termini progettuali e di prodotto, e cioè:

1.  Sicurezza attiva; (che riguarda sistemi di protezione allarme antieffrazione e controllo accessi e sistemi di protezione ambientale come antincendio e antiallagamento)

2. Microclima ambientale; (che riguarda il sistema di controllo degli impianti microclimatici,  regolazione di processo, attraverso l’interlacciamento degli impianti idrotermosanitari, di condizionamento o climatizzazione con strumentazione a microprocessore al posto dei sistemi analogici; programmi e procedure di risparmio energetico e telecontrollo a distanza; produzione di energia elettrica e calore come pannelli fotovoltaici, generatori eolici e solari).

3. Energia e illuminazione; (che riguarda misuratori digitali, punti luce e prese comandata e temporizzate, reti ad onde convogliate, disgiuntori biologici, controllo carichi elettrici, sistemi fotovoltaici, controllo parametri illuminotecnica, scenari illuminotecnica, ecc…)

4. Apparecchiature Elettrodomestiche; (che riguarda gli elettrodomestici che incorporano funzioni intelligenti e di telecontrollo come  telefoni cellulari, telecomandi radio/infrarossi, consolle videogiochi, vari sistemi di intrattenimento, computer palmari)

5. Telecomunicazioni; (che riguarda il sistema di telecomunicazione interno/esterno e di trasmissione come  tipologia e topologia della rete, eventuale LAN, sistema telefonico Isdn-xdsl-bandalarga f.o., wireless, home theatre, apparati satellitari mono e bidirezionali- decoder-, telefoniweb, hi-fi, ecc….)

Progettare un sistema domotico non coincide con progettare una abitazione domotica… la differenza sta nell’integrare sistemi di automazione domestica con la scienza dell’abitare. Le tecnologie devono essere integrate già in fase progettuale nella distribuzione planimetrica degli spazi e l’architettura del sistema domotico deve mirare alla organica funzionalità di sistemi diversi che si distinguono per criteri installativi e per componenti oltre che per i sistemi di trasmissione. E’ necessario adottare sempre le adeguate strategie che consentono di contenere i costi ed avere i massimi benefici. La domotica non deve essere cioè pensata a progetto compiuto. Per questo oggi un progettista al passo con i tempi deve possedere le necessarie conoscenze per una progettazione integrata con sistemi domotici, anche se è fondamentale avvalersi sempre del contributo di tecnici specialisti in domotica (come ad esempio l’integratore di sistemi o il costruttore di sistemi), per elaborare i progetti esecutivi e per poter effettuare gli studi di fattibilità suggerendo soluzioni adeguate anche per costi. La prima fase di progettazione di una abitazione integrata con sistemi domotici, consiste nell’approccio con la committenza. Più essa è edotta delle potenzialità di tali sistemi innovativi più sarà facile questa fase in cui bisognerà in primo luogo capire le effettive richieste della committenza in termine di richiesta di servizi. Successivamente all’analisi delle esigenze della committenza dovrà stilarsi uno studio di fattibilità in cui mettere tutte le basi necessarie per consentire alle imprese specializzate nell’installazione dei sistemi domotici di predisporre a loro volta il progetto. Nel caso in cui sia presente un sistemista domotico o integratore di sistemi (figura di solito interna alla società che fornisce il prodotto da installare) egli farà da interfaccia tra il progettista architettonico e l’installatore ed avrà il compito di tradurre esecutivamente il sistema proponendo prodotti o soluzioni specifiche.

Nel progettare una abitazione con sistemi domotici particolare attenzione si deve rivolgere ad i sistemi di precablaggio che consistono nella distribuzione delle tubazioni, delle canaline, torrette, ecc… è sempre  preferibile al momento del progetto esecutivo del cablaggio strutturato operare sulla scorta di un progetto di precablaggio che abbia  previsto un implementazione futura di tubi, canaline, quadri e montanti. Lo studio del precablaggio si realizza insieme al progetto nelle sue varie fasi ricercando sempre le soluzioni migliori per evitare sovrapposizioni o interferenze anche con i sistemi tradizionali. Sotto il punto di vista tecnico infatti, l’edificio progettato con queste nuove tecnologie subisce alcune importanti modificazioni. Il sistema di precablaggio strutturato dell’appartamento o dell’edificio è interfacciato con il cablaggio della città e cioè con le  reti interne tra edifici (LAN) e le reti esterne. Il precablaggio ha dunque una importanza fondamentale nella stesura del progetto perché serve oltre a predisporre i servizi implementabili il successivo vero e proprio cablaggio.

L’interfaccia utente per il colloquio con il sistema domotico è rappresentata dalla consolle domotica che  può essere unica o strutturata in apparecchi specializzati. Essa deve essere posta in un luogo accessibile e si rapporta direttamente con l’utente. Può essere rappresentata ad esempio da una televisione abilitata da specifici dispositivi o da un PC dotato di opportuni programmi di gestione o se a distanza da un cellulare o da un computer palmare. Il controllo remoto consente di inviare comandi SMS per predisporre determinate funzionalità ovunque ci si trovi. I vari dati, provenienti da un appartamento e riferiti ai diversi parametri che regolano le apparecchiature della casa, possono essere comunicati e memorizzati in un server remoto.
Mediante una comune telefonata o attraverso un PC collegato con Internet è oggi possibile accendere o spegnere il riscaldamento o il frigorifero, avviare a distanza la lavatrice o la lavastoviglie, verificare lo stato del sistema d’allarme, attivare l’impianto d’irrigazione del giardino o accedere a tutte le altre funzioni della casa. In ufficio, in viaggio, in vacanza si avrà il costante aggiornamento dello stato della propria abitazione, con tempestiva informazione in caso d’intrusione o di pericolo.

L’orientamento generale oggi è quello di una suddivisione dei componenti in relazione alle funzioni svolte che trovino una collocazione in più quadri generali specializzati e scatole di derivazioni apposite, intercomunicanti tra i vari dispositivi. La specializzazione funzionale, il miglior uso, la migliore manutenzione e intercambiabilità hanno infatti portato i progettisti a privilegiare la scelta più componenti specializzati. In alcuni sistemi maggiormente integrati con gli impianti elettrici, non si dispone di una vera e propria consolle di riferimento ma di alcune apparecchiature che svolgono specifiche funzioni locali. E’ possibile avere sub-sistemi centralizzati con la consolle domotica, come ad esempio una rete specializzata di controllo automazione e regolazione degli elettrodomestici. In termini d’infrastrutture della comunicazione la scelta fatta è stata quella di usare Internet come la portante del sistema. Nell’abitazione dotata di sistemi domotici, un modulo di comunicazioni, sarà in grado di connettersi a internet o attraverso la comune rete telefonica, o via ISDN o con collegamenti in banda di base. Un opportuno modulo, avrà la funzione d’interfaccia tra un sistema d’automazione dell’appartamento e Internet, attraverso un collegamento con una linea telefonica convenzionale.
Ma quali sono i costi per dotare di sistema domotico la propria abitazione? Si è stimato che per un piccolo appartamento (di circa 80 o 90 mq.) un sistema domotico predisposto anche per future applicazioni, che preveda l’approccio minimo e includa il sistema di sicurezza ambientale e sicurezza antintrusione esterna e gestione dell’impianto di riscaldamento ha un costo orientativo che si attesta intorno ad i 3000/4000 euro. Importanti aziende dispongono già da tempo di sistemi collaudati per applicazioni demotiche a vari livelli. Ad esempio alcune ditte hanno realizzato apparecchiature integrata di automazione domestica in grado di offrire delle ottime soluzioni in ambito di Sicurezza, Comfort ambientale, Risparmio energetico, Comunicazione e Controllo. Inoltre per facilitare agli utenti il controllo della casa a distanza, hanno ideato servizi con cui l’utente può controllare e gestire il proprio appartamento a distanza scegliendo il sistema di comunicazione a lui più congeniale. Per tali servizi sono stati realizzati appositi portali, costituiti da una struttura d’interazione verso la casa, in grado di comunicare attraverso qualsiasi sistema di comunicazione disponibile: linea telefonica, linea ADSL, linea a larga banda. Esso ha il compito di trasmettere gli ordini ricevuti dall’utente e di tenerlo aggiornato sulla sua abitazione, inviando a un cellulare remoto o sul computer allarmi e immagini. Tali portali lasciano la facoltà di utilizzare liberamente lo strumento di comunicazione più comodo per ricavare le informazioni disponibili sull’appartamento, garantendo la massima flessibilità operativa per cui  l’utente potrà essere messo in condizione di trasferire i comandi verso l’abitazione attraverso una vasta gamma di opzioni  come il comando vocale via telefono o attraverso un menù sul monitor del computer. Il software appositamente elaborato invierà all’impianto domestico i comandi e riceverà a sua volta  dall’abitazione le comunicazioni di allarme, lo stato degli impianti e eventualmente anche delle immagini. L’utente non è più vincolato, come in passato, ad un singolo mezzo di comunicazione e potrà ricevere segnalazioni d’allarme via SMS o via e-mail a seconda delle immediate necessità, e potrà inviare istruzioni di accensioni o spegnimenti di impianti mediante un PC collegato a Internet. Tutto ciò facendo uso di modelli facili e intuitivi perché studiati proprio per chi vuole disporre di un impianto di automazione domestica ma non ha molte conoscenze d’informatica.

A meno che non si tratti di una scelta precisa, oggi, un importante progetto architettonico che non prenda in considerazione le potenzialità offerte dalla tecnologia dove esse siano utili o addirittura indispensabili, non è considerabile al passo con i tempi. E’ ipotizzabile che in un prossimo futuro  si terrà sempre più conto delle tecnologie anche a livello dei progetti più comuni, come quelli degli edifici che generalmente ci ospitano. Le Società di Distribuzione dell’Energia, stanno orientandosi ad esempio a servizi nuovi, come la lettura a distanza dei contatori e l’attivazione remota delle utenze.
Quando poi saranno impiegate diffusamente le nanotecnologie potremo forse assistere a tutto ciò oggi riteniamo essere fantascienza, come pareti fatte di innovativi materiali programmati per assumere forme diverse che diventano trasparenti e sistemi intelligenti che asseconderanno ogni nostra esigenza. A tutto questo ci abitueremo gradualmente, e cose che oggi riteniamo inutili optional diverranno anch’esse praticamente indispensabili.