CASA
(IX, p. 255; App. I, p. 374; II, I, p. 521; III, I, p. 315; IV, I, p. 382)
Tecnologie per la casa. − Negli ultimi anni si è verificata una profonda trasformazione nel modo di abitare. La c. si è gradualmente riempita di apparecchi, tra loro indipendenti, i quali hanno sostituito l'uomo nell'esecuzione di importanti funzioni (v. elettrici, apparecchi, XIII, p. 699; App. III, i, p. 527; IV, i, p. 665). Questa situazione è stata provocata da: aumento rilevante del benessere; miglioramento della qualità della vita e minore disponibilità verso i lavori domestici; esigenza di maggiori informazioni e di comunicazioni con il mondo esterno; ottimizzazione dell'impiego di energia; miglioramento di sicurezza, affidabilità e prestazioni dei vari apparecchi. Gli apparecchi sono progettati e realizzati utilizzando tecniche, mezzi, componenti evoluti, normalmente disponibili sul mercato anche per altri impieghi. Ma l'utente tende verso una sempre maggiore efficienza e razionalità, spingendo così verso l'integrazione degli apparecchi in un sistema unico: il ''sistema domestico''.
I primi accenni di automazione della c. si sono avuti intorno agli anni Trenta in USA, e subito dopo in Europa, con i lavabiancheria e i lavastoviglie. Intorno agli anni Cinquanta sono nate le prime macchine con più programmi, diventate con il tempo sempre più sofisticate e automatizzate. In Italia i primi segnali di questa evoluzione si sono avuti con l'allestimento della ''Casa Elettrica'' della Triennale di Milano del 1933. Nel 1983, sempre alla Triennale, è stata esposta la ''Casa Elettronica'', ora siamo alla ''Casa Automatica''.
La casa oggi. − In un'abitazione attuale particolarmente ''evoluta'' si possono individuare le seguenti funzioni: a) gestione dell'ambiente (distribuzione dell'energia, climatizzazione, riscaldamento dell'acqua, illuminazione, ecc.); b) informazioni, comunicazioni e intrattenimento (verso l'esterno via telefono, all'interno con citofoni, interfonici, videocitofoni, intrattenimento con mezzi audio-visivi); c) gestione degli apparecchi domestici; d) sicurezza (protezione delle persone contro elettrocuzioni, aggressioni, fughe di gas, incendi; protezione dei beni contro il furto, gli allagamenti, gli incendi, i terremoti; assistenza alle persone ammalate). Oggi però ancora poche abitazioni dispongono di tutti i mezzi necessari per realizzare le funzioni suddette.
a) Gestione dell'ambiente. Importante per la possibilità di un'adeguata gestione della c. è stata l'entrata in funzione dell'impianto elettrico, dapprima ridotto a pochi elementi essenziali, e poi gradualmente adeguato alle crescenti esigenze delle famiglie, con particolare riferimento all'impiego sempre più diffuso degli elettrodomestici. Sono stati adottati nuovi metodi di installazione con canalizzazioni annegate nel pavimento (fig. 1) e nelle pareti, queste ultime talvolta di tipo prefabbricato (fig. 2). Le funzioni assolte dall'impianto elettrico sono però vistosamente aumentate con il diffondersi dell'elettronica, che ha fatto il primo ingressso nella c. con il telefono, con la radio e successivamente con il televisore. Oggi le apparecchiature elettroniche sono ampiamente diffuse in tutte le abitazioni. L'impianto elettrico è diventato il sistema vitale di alimentazione della c., dal quale traggono energia gran parte degli apparecchi e dei sottosistemi domestici. L'energia elettrica è normalmente fornita dalla rete locale.
Un impianto elettrico tipo, per un'abitazione di circa 120 m2, potrebbe essere dotato dei seguenti dispositivi:
− un interruttore generale munito di sganciatori elettromagnetici contro i corto circuiti, di sganciatori termici contro i sovraccarichi, e di relè differenziale (spesso noto come salvavita), con sensibilità elevata (30 mA), contro le folgorazioni provocate da correnti di dispersione conseguenti a guasti, contatti, difetti d'isolamento;
− più linee per l'alimentazione delle varie funzioni e dei vari settori della c., ciascuna protetta da interruttori con sganciatori elettromagnetici e termici e in alcuni casi (per es. quando sono derivati apparecchi elettrodomestici) con sganciatore differenziale ad altissima sensibilità (10 mA);
− una serie di punti luce, prese a spina, interruttori, deviatori, pulsanti;
− centralini, scatole porta apparecchi, scatole di derivazione, canalizzazioni varie.
Gli alloggiamenti terminali dell'impianto elettrico (scatole incassate) possono essere utilizzati per installare apparecchi accessori con funzioni ben diverse dall'accendere e spegnere la luce, come (fig. 3): rilevatori di fumo o di gas; apparecchi di controllo, come i termoregolatori (per una climatizzazione efficace di ogni ambiente, con possibilità di regolazione giorno-notte), i programmatori a microprocessore per comandare con ciclo settimanale accensione e spegnimento di carichi elettrici; temporizzatori (luci scale, scalda-vivande); apparecchi per aumentare la comodità, come varia-luce per la regolazione continua dell'intensità luminosa; lampade di emergenza estraibili, ad accensione automatica in caso di mancanza di energia; orologio digitale; stazione meteo (con termometro, barometro e igrometro per la segnalazione di temperatura, pressione e umidità); telecomandi a raggi infrarossi, con possibilità di comandare e regolare a distanza per es. il livello di luminosità delle lampade.
Ai crescenti consumi e alle aumentate esigenze di climatizzazione si fa fronte con una serie di provvedimenti che tendono al risparmio di energia, come: appropriata ubicazione della c. (rispetto al sole); masse per l'accumulo di calore; finestre con doppi vetri, ricoperte da pellicole speciali e tende nell'interspazio per migliorare l'effetto serra e l'isolamento termico; ricircolazione d'aria nei soffitti per il recupero del calore delle lampade; isolamento termico di tutta la c.; circolazione razionale dell'aria nella casa.
Dispositivi elettronici (simili a calcolatori di processo) regolano tutto l'impianto di climatizzazione e di riscaldamento dell'acqua secondo gli orari giornalieri e stagionali prefissati, controllano gli eventi anormali (come per es. sovrapressioni e sovratemperature) intervenendo opportunamente e segnalando i guasti, riducono la temperatura durante la notte, mettono in azione lo scaldacqua utilizzando le tariffe orarie (dove esistono).
Cresce l'impiego di lampade d'illuminazione a elevato rendimento. A seconda dei locali si usano faretti con lampade alogene, fluorescenti, incandescenti. È possibile, per scopi decorativi, realizzare effetti luce (anche con comando a distanza a raggi infrarossi) variando la tonalità, l'intensità, l'orientamento, il colore.
b) Informazioni, comunicazioni e intrattenimento. La c. può essere dotata di: radio; sistemi stereofonici con altoparlanti ad alta fedeltà; amplificatori; sintonizzatori; giradischi normali e laser; registratori normali e automatici di trasmissioni; video-camere; collegamenti con cavo coassiale con i vari locali; sistemi di proiezione televisiva su schermo gigante; antenne normali e per trasmissioni via satellite.
Il telefono, specie dopo la deregolamentazione in atto nella CEE, può svolgere un numero più elevato di funzioni, come: memorizzazione dei numeri telefonici; segreteria telefonica; ricomposizione automatica del numero memorizzato; combinazione con registratori o con telefax.
c) Gestione degli apparecchi domestici. La c. si è gradualmente arricchita di apparecchi capaci di svolgere le più complesse funzioni. Oggi si passa dal forno a micro-onde, regolabile secondo il tipo di cibo, alla macchina da cucire a più programmi di lavorazione. Oltre ai più comuni elettrodomestici, sono oggi diffusi anche apparecchi per ginnastica, apparecchi elettromedicali, mezzi idro-sanitari (doccia, bagno, ecc.), spesso dotati di programmi elettronici, che consentono la scelta dei cicli più appropriati di funzionamento.
d) Sicurezza e normativa. Nel sistema c. la sicurezza ha un'importanza fondamentale. Essa deve essere soprattutto attuata contro: l'elettrocuzione; l'intrusione e il furto; i danni provocati da incendi, fughe di gas, acqua o da altre cause. In Italia l'ente che ha il compito di disporre le norme per gli impianti e i prodotti elettrotecnici è il CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano), fondato nel 1907. Le Norme CEI, in base alla legge 186 del 1968, sono riconosciute come un esempio molto importante, anche se non esclusivo, di ''regola d'arte''.
Il CEI è il corrispondente italiano degli organismi normativi internazionali: CENELEC (Comitato Europeo per la Normalizzazione Elettrica) e IEC (Commissione Elettrotecnica Internazionale). I requisiti di sicureza imposti dalle norme, specie per il materiale d'installazione, riguardano: i dati nominali e di targa dell'apparecchio; il funzionamento ordinario; il riscaldamento provocato nelle parti conduttrici dal passaggio della corrente; la protezione contro i contatti diretti (cioè verso parti conduttrici normalmente in tensione) e indiretti (cioè con parti messe in tensione a seguito di un guasto dell'apparecchio); la tenuta dielettrica tra le fasi e verso massa.
I rischi di elettrocuzione (folgorazione) sono particolarmente aumentati negli ultimi decenni (malgrado il perfezionamento e il completamento delle norme) a causa della diffusione e del consumo crescenti dell'energia elettrica. Chi realizza l'impianto deve preoccuparsi (rispondendone anche personalmente) di ridurre la probabilità degli eventi dannosi entro limiti accettabili, rispettando scrupolosamente le norme tecniche. A questo proposito è stata emanata la legge 5 maggio 1990, n. 46, che regolamenta, tra gli altri, anche gli impianti elettrici pubblici e privati. La legge fissa i requisiti che devono possedere gli istallatori, le figure giuridiche incaricate di svolgere le verifiche, le sanzioni per le violazioni di legge accertate.
L'impianto si può considerare sicuro dal punto di vista giuridico e normativo (legge 186 sopra citata) quando è eseguito secondo le regole CEI, tenendo però presente che "Nessuna norma, per quanto accuratamente studiata, può garantire in modo assoluto l'immunità delle persone e delle cose dal pericolo dell'energia elettrica". Il pericolo di folgorazione è particolarmente presente negli apparecchi elettrici utilizzatori: circa il 60÷70% degli incidenti sono dovuti a contatti diretti. Questi si verificano soprattutto negli apparecchi portatili (lampade, ferri da stiro, trapani, ecc.). In questo caso l'interruttore differenziale (che costituisce una protezione complementare rispetto a quelle che devono impedire il contatto accidentale) deve essere ad alta sensibilità (30 mA).
Negli apparecchi fissi (cucine, scaldabagni, lavastoviglie, ecc.) è più probabile il contatto indiretto; per la protezione è sufficiente installare un interruttore differenziale a bassa sensibilità (1 A). Si sta diffondendo l'impiego di interruttori differenziali ad altissima sensibilità (∼ 5 mA) sui circuiti destinati all'alimentazione di apparecchi funzionanti con elevata umidità (lavatrici, apparecchi per il bagno, ecc.) e/o portatili (lampade, asciugacapelli, ecc.). La conformità alle norme può essere verificata dal costruttore, dal committente, da un laboratorio indipendente. Per gli apparecchi di uso domestico è diffusa la pratica di ricorrere al ''marchio di qualità'', che dà all'utente la garanzia della bontà del prodotto. In questo settore in Italia è particolarmente attivo l'Istituto italiano del Marchio di Qualità (IMQ).
La sicurezza contro l'intrusione e il furto è assicurata da una serie di sensori opportunamente distribuiti nei punti strategici della c., come: sensori elettromagnetici su porte e finestre o sulla via di accesso alla c.; sensori sulle vetrate; sensori di pressione sotto i tappeti od oggetti particolari; sensori di presenza; telecamere in circuito chiuso.
La sicurezza contro i danni è assicurata da altri sensori sistemati nella cucina (fuga di gas, incendio, perdite di acqua), nel soggiorno e locali simili (incendio) e nel bagno (perdite di acqua). Gli impianti sono predisposti per dare l'allarme con una sirena e via radio o via telefono a un posto privato o pubblico appositamente attrezzato.
La casa del futuro. − Il futuro della c. è già iniziato. Come la fabbrica e l'ufficio stanno progredendo verso un sistema integrato, automatico, flessibile, anche la c. muove i primi passi verso la ''gestione integrale''. Esiste nel mondo un numero abbastanza elevato di applicazioni che confermano la fattibilità dei vari sistemi e mettono in evidenza le differenti tendenze di sviluppo; i costi di realizzazione sono però ancora elevati.
La c. automatizzata, a gestione integrale, viene indicata con diverse denominazioni: c. del futuro, c. telematica, c. automatica; quest'ultima è la più appropriata. Le tecniche della c. sono definite con le parole domotronica (elettronica della c.) o domotica (tecniche della c.).
La c. automatica può essere governata: dal telefono, dal televisore o dal calcolatore personale. Le applicazioni più numerose sono previste nelle residenze delle persone a reddito più alto, in ville o grandi appartamenti con graduale estensione alle residenze isolate unifamiliari delle persone a reddito medio.
Unità di governo centrale. Il sistema domestico viene gestito da un'unità di governo centrale che consente il comando e il controllo di parte o tutte (secondo i vari tipi) le funzioni domestiche, liberando da tale compito il padrone di casa. Essa deve essere in grado di svolgere una duplice funzione: comandare azioni specifiche; scambiare informazioni con l'esterno.
Più in particolare deve provvedere a: ridurre i costi di gestione, prevenire e combattere gli incidenti, suonare la sveglia, chiamare l'idraulico, accendere il forno, comunicare un messaggio a chi rientra in c., preparare il bagno per l'ora prestabilita, innaffiare il giardino, ecc.; in altre parole esegue tutte le funzioni che in passato erano svolte dal solo padrone della c. o dal personale di servizio. Il dispositivo ideale per lo svolgimento di tutte queste funzioni è quello programmabile a voce, capace cioè di interpretare un certo numero di parole, di rispondere e di trasmettere frasi di segnalazione, come per esempio la perdita di acqua, la presenza di un intruso, ecc.
L'unità centrale (che può essere costituita anche da un calcolatore personale abbinato a un televisore, con la funzione di video) deve essere predisposta anche per la gestione a mano delle varie funzioni e deve essere accessibile da più punti della casa. I segnali necessari per il funzionamento del sistema vengono trasmessi attraverso la rete domestica, che costituisce il sistema nervoso della c. automatica. Dal suo funzionamento dipende l'efficienza del servizio e la possibilità che i diversi apparati comunichino tra loro. Le possibilità di realizzazione della rete sono diverse con vantaggi e svantaggi vari, utilizzando per l'invio dei segnali uno dei seguenti mezzi: impianto elettrico di potenza; conduttore di messa a terra dell'impianto elettrico; rete telefonica; rete dedicata; trasmissione via radio; trasmissione a raggi infrarossi. Qualunque sia la soluzione, l'impianto dovrà essere realizzato in modo da consentire una facile installazione e un'altrettanto facile sostituzione o aggiunta di apparati.
Informazioni, comunicazioni e intrattenimento. La principale differenza della c. automatica rispetto alla situazione attuale risiede nella quantità e nella qualità d'informazioni e comunicazioni, tra loro opportunamente integrate, a disposizione dell'utente. Settori sempre più ampi dell'attività umana possono rientrare nella gestione informatizzata. Alla posta e al telefono, mezzi tradizionali per comunicare, si affiancano i nuovi mezzi elettronici: telex, telefax, posta elettronica, teleconferenza. Dalla c. automatica è possibile accedere a banche dati nazionali e internazionali, consultare il conto bancario, prenotare il posto a teatro, pagare il conto del telefono, giocare in borsa, ecc.
La telematica si sostanzia così in: teleteca (consultazione di libri, giornali, pubblicazioni); teleposta, telesoccorso, teleassegno; teleacquisto (scegliendo su un catalogo televisivo e pagando con telebanca); telediagnostica e telemanutenzione (per la riparazione di dispositivi domestici); telemisura (per la lettura dei contatori).
Tutti questi servizi possono essere convogliati attraverso un unico mezzo di collegamento: il cavo a larga banda, capace di trasmettere una rilevante quantità d'informazioni. Anche le antenne televisive potrebbero scomparire o restare di riserva. Si ha così nella c. un sottosistema di comunicazioni; un sottosistema d'intrattenimento e istruzione. Questi sottosistemi sono strettamente interconnessi con il gestore generale e con quelle funzioni che hanno bisogno della rete interna per le comunicazioni. Le stesse apparecchiature di telecomunicazione (telefono, telefax, ecc.) possono essere integrate con quelle d'informazione (televisore, registratore, ecc.) in modo da poter disporre di terminali multi-funzione.
Con l'avvento delle reti a fibra ottica, l'utente non solo aumenterà la capacità di controllare l'informazione entrante, ma potrà divenire fornitore di informazioni. I servizi a valore aggiunto (cioè quelli dove prevale l'informazione rispetto al semplice e neutro instradamento della comunicazione) diventeranno di quotidiano utilizzzo quando saranno disponibili le reti ISDN (Integrated Services Digital Network, Rete digitale a servizi integrati). Il telefono potrà ricevere ordini verbali, comandare l'impianto luce e di riscaldamento, rispondere con voce sintetizzata. Sarà sviluppato il video-telefono. La c. sarà dotata di un centralino con più linee, una delle quali riservata per il controllo e la gestione dall'esterno. Con la c. così attrezzata molte persone potrebbero svolgere il lavoro in c., mantenendo un continuo contatto con l'azienda per mezzo di dispositivi telematici. Si stanno già realizzando televisori ad alta definizione, la ricerca dei programmi può avvenire automaticamente per mezzo del calcolatore di gestione centrale o di uno specifico calcolatore previsto per la gestione di tutti i mezzi audio-visivi.
Gestione degli apparecchi domestici. C'è una fondamentale differenza tra l'automazione dell'ambiente domestico e quella d'ufficio o di officina. Un'impresa può assumere uno o più specialisti per gestire i mezzi automatici, nella c. questo è inattuabile. Di qui nasce l'assoluta esigenza che gli apparecchi domestici (che in certo modo potrebbero corrispondere alle macchine di produzione dell'officina) siano facili da gestire e da mantenere, non richiedano particolari professionalità, siano cioè particolarmente studiati per facilitare i rapporti uomo-macchina: questo è possibile con il governo ''a voce''.
Conclusioni. − La c. automatica può essere realizzata già oggi, con le tecniche disponibili. Il calcolatore può stabilire su programma l'accensione dello scaldabagno, avviare il lavabiancheria nel momento più opportuno, accendere le luci all'imbrunire, registrare automaticamente il programma preferito alla televisione, avviare o arrestare il riscaldamento, segnalare se qualcuno di questi apparecchi non funziona appropriatamente. Il calcolatore può essere chiamato a distanza, per conoscere la situazione dell'intera c. e dei singoli apparecchi, e può essere riprogrammato. Dovremo abituarci a passare dalla c. (dove un microprocessore ci avrà dato la sveglia, avrà regolato la temperatura della doccia, avrà avviato automaticamente la macchina del caffè) all'ufficio dove un calcolatore ci ricorderà gli appuntamenti e compirà tante altre operazioni.
Invisibili telecamere fotograferanno eventuali intrusi, il calcolatore bloccherà le porte, darà l'allarme, i sensori segnaleranno i pericoli d'incendio, di fughe di gas, di allagamento o di rilevanti perdite d'acqua. Le telecamere sorveglieranno i bambini di giorno e di notte, il medico potrà controllare a distanza i malati, attraverso il ritmo del cuore, il respiro, la pressione, l'immagine sul video. Il mobilio e in particolari i letti, le poltrone, i tavoli saranno studiati in modo da assicurare la massima comodità. L'aria e l'acqua saranno depurate e la climatizzazione sarà tale da assicurare in ogni ambiente il micro-clima preferito. I servizi igienici non sfuggiranno alle innovazioni. Le macchine da ginnastica indicheranno lo sforzo fisico compiuto e il consumo delle calorie durante il loro uso. I frigoriferi, le lavatrici e tutti gli altri elettrodomestici saranno comandati in modo da ottimizzare le loro funzioni, i cibi saranno conservati in modo più sicuro ed efficace, il calcolatore potrà gestire le scorte della c. e della spesa. Con un battito di mano o con la voce o con la semplice presenza sarà possibile illuminare le stanze o variare la temperatura dell'impianto di climatizzazione. La c. automatica aiuterà le persone invalide a essere più indipendenti.
Per il raggiungimento di questi obiettivi, soprattutto sul piano domestico, è necessario completare al più presto le normative internazionali, funzionali e dimensionali, accelerando inoltre la ricerca e lo sviluppo in vista di una sensibile riduzione dei costi dei vari apparati e impianti che la tecnologia è in grado di fornire.
Bibl.: Giornate di studio dell'AEI (sezione di Milano) su: Gli impianti elettrici sugli edifici residenziali. Qualificazione degli installatori, Milano 17-18 maggio 1984; Università di Pavia. Facoltà di Ingegneria. 7° Corso di perfezionamento La sicurezza delle apparecchiature elettriche, Università di Pavia 28-31 maggio 1984; Giornate CEI sulla normativa italiana nel settore elettrico, Presentazione della Norma CEI 64-8. Impianti elettrici utilizzatori, Milano, 27 maggio 1985; Giornate di studio dell'AEI (sezione di Milano) su: Sicurezza elettrica, norme tecniche e disposizioni di legge: sicurezza elettrica degli impianti in ambienti prevalentemente residenziali, Milano, 29-30 giugno 1987; Giornate di studio dell'AEI (sezione di Milano) su: Domotronica: la casa del futuro; D. Fabrizi, La casa del futuro. Note introduttive, Milano, 28-29 ottobre 1987.
Per la disciplina giuridica della c., v. edilizia, in questa Appendice.