Sistema di automazione degli edifici in Arabia Saudita | SENTRADO
Un caso di studio dettagliato della soluzione di automazione industriale di SENTRADO che fornisce risultati misurabili per le operazioni di automazione degli edifici in Arabia Saudita.
Contesto e obiettivi del progetto
SENTRADO ha fornito un sistema di gestione degli edifici (BMS) integrato per un grande complesso commerciale a Riyadh, in Arabia Saudita, composto da quattro torri per uffici, un podio commerciale e parcheggi sotterranei per un totale di oltre 180.000 metri quadrati di spazio climatizzato. Il cliente, un importante sviluppatore immobiliare, richiedeva una piattaforma unificata per gestire HVAC, illuminazione, metering energetico e controllo accessi in tutti gli edifici, rispettando al contempo i rigorosi regolamenti sull'efficienza energetica dell'Arabia Saudita e gli obiettivi di sostenibilità Vision 2030.
Il clima estremo di Riyadh, dove le temperature estive superano regolarmente i 45°C, rende l'aria condizionata il singolo maggiore consumatore di energia negli edifici commerciali. Lo sviluppatore aveva bisogno di un BMS in grado di ottimizzare in modo aggressivo l'erogazione del raffreddamento senza compromettere il comfort degli inquilini, fornendo al contempo i dati energetici granulari richiesti per il reporting del Saudi Energy Efficiency Center (SEEC) e la certificazione degli edifici verdi.
L'ambito di SENTRADO includeva la produzione di quadri BMS, la fornitura e la programmazione di controller DDC, il software della workstation centrale, l'integrazione con sistemi di terze parti (centrale frigorifera, illuminazione, ascensori, allarme antincendio) e la messa in servizio di tutte le sequenze di controllo in tutto il complesso.
Problemi che abbiamo dovuto risolvere
1. Carico di raffreddamento per climi estremi
Le temperature estive superiori ai 45°C di Riyad creano enormi carichi di raffreddamento che variano significativamente durante il giorno e in base all'orientamento degli edifici. Il funzionamento HVAC a orario fisso sprecava energia durante i periodi di bassa occupazione, mentre talvolta non riusciva a mantenere i setpoint durante il calore di picco pomeridiano.
2. Integrazione multi-sistema
Il complesso utilizza diversi fornitori per le unità di refrigerazione (Carrier), il controllo dell'illuminazione (Philips Dynalite), gli ascensori (KONE) e l'allarme antincendio (Siemens Cerberus). Il BMS doveva comunicare con tutti questi sistemi utilizzando BACnet/IP, Modbus e protocolli proprietari senza richiedere la sostituzione di alcun sistema esistente.
3. Conformità alla rendicontazione energetica
I regolamenti SEEC richiedono una reportistica dettagliata sui consumi energetici con sub-metering a livello di piano e di tenant. I contatori elettrici esistenti non avevano capacità di comunicazione e hanno dovuto essere aggiornati con moduli di uscita a impulsi o Modbus.
4. Comfort degli inquilini vs. Efficienza
Lo sviluppatore doveva ridurre i costi energetici mantenendo rigorosi standard di comfort (23±1°C, 50±5% UR) per soddisfare i tenant commerciali di alto livello. Ciò ha richiesto ventilazione basata sulla domanda, avvio/arresto ottimale e strategie di economizzatore ad entalpia.
5. Scalabilità per l'espansione futura
Il cliente ha pianificato una quinta torre entro tre anni. L'architettura del BMS doveva accogliere controller, punti e grafici aggiuntivi senza una grande riprogettazione o sostituzione dei server.
Il nostro approccio e architettura di sistema
SENTRADO ha progettato un BMS basato su BACnet/IP utilizzando controller DDC Siemens distribuiti in tutto il complesso, con ogni edificio dotato di una propria rete a livello di automazione collegata a un server BMS centrale tramite la dorsale IP dell'edificio. L'architettura del sistema segue il modello BMS a tre livelli: livello di campo (sensori e attuatori), livello di automazione (controller DDC) e livello di gestione (workstation centrali e client web). Questa segmentazione garantisce che il controllo locale continui anche se il server centrale o la rete non sono disponibili.
Le strategie di ottimizzazione HVAC includono l'avvio/arresto ottimale basato sulla temperatura dell'aria esterna e sulla massa termica dell'edificio, la ventilazione controllata dalla domanda tramite sensori di CO2 nelle zone occupate, il reset dell'acqua refrigerata in base alla reale domanda di raffreddamento e il reset della temperatura dell'aria di mandata. L'impianto del chiller è controllato come un sistema integrato con una sequenza che massimizza l'efficienza del chiller abbinando i chiller in funzione al carico, controllando la temperatura dell'acqua del condensatore in base alle condizioni di bulbo umido e bilanciando le velocità delle pompe utilizzando il controllo della pressione differenziale.
L'integrazione dell'illuminazione è stata realizzata tramite un gateway BACnet al sistema Philips Dynalite, consentendo il controllo programmato dell'illuminazione, la commutazione basata sull'occupazione e il daylight harvesting nelle zone perimetrali. I contatori di energia sono stati aggiornati con moduli di comunicazione Modbus, fornendo un sub-metering a livello di tenant con esportazione automatica dei dati di fatturazione. Il server BMS esegue Desigo CC con un client web che consente ai facility manager di monitorare e controllare il complesso da qualsiasi browser, con dashboard che mostrano le prestazioni energetiche in tempo reale, le metriche di comfort e lo stato delle apparecchiature.
Punti salienti dell'architettura di sistema
- Controller DDC Siemens su BACnet/IP in tutti gli edifici
- Ottimizzazione integrata dell'impianto di refrigerazione con sequenziamento per l'adattamento al carico
- Ventilazione controllata in base alla domanda basata sul rilevamento di CO2
- Algoritmi di apprendimento ottimali per start/stop e massa termica
- Integrazione di gateway BACnet con sistemi di illuminazione, ascensori e antincendio
- Sottomisurazione energetica a livello di locatario con esportazione automatica della fatturazione
- Piattaforma di gestione Desigo CC con accesso client web
- Architettura scalabile progettata per l'aggiunta della quinta torre
Parametri di sistema e configurazione
| Piattaforma BMS | Siemens Desigo CC |
| Controllori DDC | 24 × controller compatti Siemens PXC |
| Punti BMS totali | 4,200+ (AI: 680, AO: 320, BI: 1,800, BO: 1,400) |
| Protocollo di comunicazione | BACnet/IP / Modbus TCP / KNX |
| Workstation di gestione | 2 × Desigo CC + 5 client web |
| Quadri di controllo | 8 × quadri DDC IP44 |
| Edifici controllati | 4 torri + podio commerciale + parcheggio |
| Superficie totale | 180,000+ m² |
| Integrazione del chiller | Carrier AquaEdge tramite gateway BACnet |
| Integrazione dell'illuminazione | Philips Dynalite tramite BACnet/IP |
| Contatori di energia | Oltre 120 sotto-contatori con uscita Modbus |
| Risparmio energetico | 25% (verificato post-occupazione) |
Componenti chiave e hardware
Siemens PXC24 DDC
S55376-C125
Controller DDC compatto BACnet/IP
Siemens PXC16 DDC
S55376-C122
Controller DDC di zona più piccolo
Desigo CC Server
S55801-Y120
Piattaforma di gestione BMS
Sensore ambientale QFA3171
S55720-S171
Sensore ambiente per Temp/RH/CO2
Pressione QBE3000
S55720-S121
Sensore di pressione differenziale
Attuatore Siemens RAB11
S55720-S221
Attuatore per serrande per casse VAV
Router BACnet
S55801-Y115
Router da BACnet/IP a MSTP
SITOP PSU100C
6EP1332-5BA10
Alimentazione 24V DC per quadri DDC
Fasi del progetto
Progettazione BMS
6 settimaneElenco dei punti, sequenza delle operazioni, piano di rete
Produzione di quadri
4 settimane8 pannelli DDC assemblati e testati
Programmazione DDC
8 settimaneHVAC, illuminazione, sequenze energetiche e grafiche
Integrazione di terze parti
4 settimaneConfigurazione gateway per chiller, illuminazione, ascensori
Installazione
8 settimaneCoordinato con il programma di costruzione dell'edificio
Messa in servizio
6 settimaneControlli punto a punto, verifica delle sequenze, messa a punto
Periodo di ottimizzazione
12 settimaneRegolazione stagionale, supporto per l'insediamento dei tenant
Formazione e passaggio di consegne
2 settimaneFormazione del team dell'impianto, documentazione as-built
Risultati misurabili
Dati sulle prestazioni verificati dopo il commissioning del sistema e il funzionamento continuativo.
Riduzione verificata dei consumi energetici HVAC
Temperatura mantenuta entro il setpoint di ±1°C
Granularità energetica a livello di locatario
Piattaforma unica per l'intero complesso
Prima vs Dopo: Confronto Quantificato
| Metrico | Prima | Dopo | Modifica |
|---|---|---|---|
| Consumo energetico HVAC | Baseline (pianificazione fissa) | Riduzione verificata del 25% | −25% |
| Controllo della temperatura | Fluttuazione di ±3°C | 23°C ±1°C costante | Più stretto |
| Misurazione dell'energia | Solo a livello di edificio | Oltre 120 sottocontatori per i tenant | Granulare |
| Gestione degli edifici | 4 sistemi BMS separati | 1 piattaforma unificata | Consolidato |
| Risposta di manutenzione | Reattivo, reclami degli inquilini | Avvisi automatizzati predittivi | Proattivo |
Dati basati sui report di collaudo del progetto e su misurazioni operative sostenute. Il nome del cliente è disponibile sotto NDA.
Impatto sul risultato finale
Il sistema di automazione fornito ha superato tutti gli obiettivi di prestazione specificati nel contratto, raggiungendo una maggiore produttività, un minore consumo energetico e una migliore qualità del prodotto rispetto al funzionamento di base. Il cliente ha riportato un ritorno sull'investimento completo entro il periodo di ammortamento previsto e da allora ha incaricato SENTRADO per ulteriori fasi di espansione dell'impianto.
Prodotti e servizi correlati
Ha un progetto simile?
Che abbiate bisogno di una migrazione completa del DCS, quadri di comando PLC personalizzati o una soluzione di automazione chiavi in mano, i nostri ingegneri sono pronti ad aiutarvi. Richiedete una consulenza e un preventivo gratuiti oggi.