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Digitalizzazione in costruzione

eLux Lab: Digitalizzazione dei Comportamenti delle Utenze all’interno del Cognitive Campus

Il Modulo Didattico, edificio pilota del progetto “S.C.U.O.LA. – Smart Campus as Urban Open LAb”, finanziato dalla Regione Lombardia, e oggi è diventato “eLUX – Energy Laboratory as University eXpo”. Situato nel Campus di Ingegneria dell’Università degli Studi di Brescia è un caso particolarmente interessante di digitalizzazione di un edificio esistente per implementazione della gestione energetica e l’uso delle fnti rinnovabili.

Durante il progetto nazionale PRIN “BHIMM – Modellazione e gestione delle informazioni per il patrimonio edilizio esistente”, la documentazione cartacea originale è stata introdotta all’interno di un Building Information Model integrando i dati acquisiti con quelli derivati da un rilievo con Terrestrial Laser Scanner (TLS) (Cirbini et al., 2014). Il caso studio è stato poi ulteriormente sviluppato e oggi è diventato “eLUX – Energy Laboratory as University eXpo”, campo sperimentale multi-dipartimentale dell’Università degli Studi di Brescia per progetti di risparmio energetico, uso di energie rinnovabili e tecnologie innovative, smart grid e building automation (Università degli Studi di Brescia, 2016).

L’edificio pilota del Modulo Didattico ha rappresentato quindi l’occasione per attuare strategie di verifica e gestione dell’edificio verso il risparmio energetico, per definire le modalità di attuazione della gestione integrata nella smart grid e per pensare un sistema di flussi energetici interconnessi e ottimizzati al fine abilitare l’interazione tra l’utente, l’edificio e il campus. Il Modulo Didattico è stato interessato da un processo di digitalizzazione volto alla gestione informata del bene edilizio, alla possibilità di controllare l’optioneering di riqualificazione energetica, di promuovere analisi di dettaglio sui flussi degli occupanti e attuare un data mapping dei parametri ambientali e degli indicatori legati alla generazione e al consumo di energia monitorati tramite sensori e meters installati all’interno degli spazi e sui sistemi di controllo ambientale e produzione energetica.

Nell’ottica di un edificio “responsive” ovvero che sappia adattare le condizioni interne e modularle rispetto alle variabili necessità delle utenze, la visione evolutiva del progetto di ricerca sull’edificio ha portato alla nuova definizione di eLUX – Enegy Laboratory as University eXpo che include il concetto di edificio “cognitivo” ovvero la costruzione oltre a rispondere alle necessità delle utenze che possono essere espresse tramite feedback diretto o indiretto, apprende dal comportamento degli utenti (machine learning) andando a utilizzare algoritmi predittivi per la gestione ottimizzata rispetto ad obiettivi di aumento delle condizioni di comfort, contollo della qualità dell’aria interna, riduzione dei consumi energetici e bilancio dei costi (Rinaldi et al., 2016).

L’edificio cognitivo è basato sul cognitive computing ovvero i dati vengono trasformati in informazioni utilizzando un framework che connette una architettura di sistema completa per la gestione dell’edificio. I dati che vengono raccolti consentono di migliorare l’efficienza dell’edificio anche tramite building automation (Pasini et al., 2016), permettendo così di gestire processi di locazione ottimizzati e supportando la conformità finanziaria. Il miglior utilizzo degli spazi e il controllo customizzato delle condizioni interne permette inoltre di migliorare e aumentare l’esperienza dell’utente che fruisce di un edificio che si adatta alle sue necessità, sicuro, personalizzato ed efficiente nel rispondere in real-time alle sue esigenze variabili.

I modelli di business che possono essere quindi impostati diventano quindi potenzialmente innovativi e dirompenti e consentono di individuare nuove forme di reddito per le risorse esistenti. L’analisi dei dati raccolti dalle utenze consente infatti di impostare processi di modulazione, manutenzione programmata o predittiva, on-demand services, che permettono una ottimizzazione completa e integrata dei processi (Davis, 2016). I dati computabili o che tramite il cognitive computing possono diventare tali, includono: l’uso dell’energia, dell’acqua, dell’illuminazione, gli indicatori delle condizioni ambientali interne degli spazi, i dati di occupazione, i flussi di persone, i cicli della manutenzione, i sistemi per la pianificazione delle risorse dell’impresa ERP (Enterprise Resource Planning), i contratti di locazione e le informazioni finanziarie, i dispositivi IT, i sistemi di comunicazioni, di sicurezza e di emergenza, il BMS (Building Management Systems).

La logica della gestione cognitiva è ovviamente supportata dalla realizzazione di un sistema integrato per la gestione e raccolta dei dati capace di organizzare le informazioni rispetto ad obiettivi di controllo del processo. Il modello BIM (Building Information Modelling) dell’edificio è dunque alla base di questo processo in quanto capace di supportare, organizzare e visualizzare le informazioni comunicando con ambienti di simulazione che possono essere utilizzati per analisi di dettaglio su aspetti specifici come ad esempio analisi energetica, strutturale, crowd simulation tramite gamification (Mastrolembo Ventura et al., 2016), augmented reality tramite l’utilizzo di ambienti immersivi (Rossini et al., 2016).

L’interazione dell’uomo con l’edificio viene quindi radicalmente cambiata e implementata consentendo una esperienza aumentata e la possibilità di introdurre processi di valutazione pre-occupazione tramite dispositivi immersivi che possano validare l’intero processo progettuale sulla base della modalità di svolgimento delle attività ancor prima dell’inizio della costruzione dell’opera (Shen et al., 2012, 2013) andando ad anticipare la fase che solitamente avviene post-occupazione (POE) con i limiti che ovviamente questo comporta ma fornendo indicazioni che possono migliorare il progetto e rendere su misura le soluzioni rispetto alle utenze.

 

Per approfondimenti su eLUX, clicca qui

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