Strumenti per strategie di progettazione sostenibile: ottimizzazione di tecnologie e protocolli BIM-Blockchain integrati per l’applicazione dei criteri ambientali minimi, CAM, all’intervento sull’ambiente costruito esistente e sul patrimonio culturale

Abstract del Progetto di Ricerca

Il cambiamento climatico e la sua ormai accertata attribuzione all’attività umana come causa dominante lo rendono uno dei principali problemi scientifici del momento. La ricerca deve affrontare la complessità dell’evoluzione del pianeta, la crescita esponenziale dei suoi abitanti e i cambiamenti che comporta sul clima, sui sistemi economici, agricoli, urbani e sociali. Una delle sfide di questo millennio è reinserire all’interno delle grandi città la produzione di alimenti, quella parte produttiva che una volta era parte integrante dei centri urbani e che lentamente ha subito un esilio. Pensare a modelli urbani sostenibili per la produzioni di alimenti che mirino non solo a ridurre gli impatti negativi sull’ambiente ma anche alla creazione di un'economia in grado di provvedere al sostentamento degli abitanti. L’agricoltura 4.0 con il sistema di Vertical Farming è una delle strategie più importanti ed innovative per contribuire a risolvere il tali problematiche. Questo progetto si propone di definire il processo di modellazione BIM applicato nei centri storici per la realizzazione di un sistema Vertical Farm, precisamente in edifici in stato di abbandono, studiando il comportamente energetico allo stato di fatto realizzando un modello di analisi da utilizzare come base per la progettazione esecutiva.

Obiettivi

L’obiettivo principale del progetto è quello di mettere a disposizione metodologie e strumenti di sviluppo, basati su solidi fondamenti teorici, attraverso i quali realizzare modelli digitali BIM dello stato di fatto, di progetto per la riqualificazione di un edifici in un contesti urbani. Nel seguito sono presenti obiettivi specifici: -Definizione procedure di rilievo e rappresentazione dello stato di fatto Studio di metodologie applicative per il rilievo integrato di edifici in contesti storici e la relativa rappresentazione BIM completa di tutti i parametri necessari.

-Ricerca e sviluppo Agricoltura 4.0 in un contesto storico Studio di nuove soluzioni efficienti per la progettazione di sistemi Vertical Farm nel contesto urbano attraverso l’integrazione di fonti rinnovabili e di materiali innovativi a basso impatto ambientale favorendo la transizione verso la green economy.

 -Applicazione BIM-Blockchain alla filiera produttiva e gestionale nei processi di modellazione Studio di smart contract per implementare la velocità e la sicurezza dello scambio dei dati.

Realizzazione di un ambiente di lavoro nuovo ed efficace per la realizzazione e la gestione di modelli BIM.

Metodo

 - Analisi dello stato dell’arte: ricerca di pubblicazioni, paper per la comprensione degli obiettivi che il progetto si pone. - confronti con associazioni di categoria, stakeholders e municipalità per l’identificazione di casi studio mappando gli edifici in stato di abbandono in centro storico. Comparazione dei casi studio e individuazione del primo e più significativo da approfondire - Elaborazione e rilievo dello stato di fatto del primo caso studio producendo un modello BIM comprensivo di tutte le discipline: ARC, STR e MEP completo per mappare le criticità dell’edificio. - Realizzazione rete Blockchain come ambiente di lavoro per la gestione dei modelli BIM certificati e per la gestione dell’edificio con smart contract. - Modellazione BIM di tutte le discipline in fase avanzata per il miglioramento sismico ed energetico con l’inserimento di un sistema Vertical Farming. - Progettazione BIM e Smart Farm esecutiva e gestionale del cantiere applicando alla filiera costruttiva smart contract, aumentando la velocità di produzione e la trasparenza di essa. - Esportazione dei modelli in formato aperto IFC Studio, verifica e condivisione dei risultati ottenuti tramite formato IFC con relativi parametri di popolamento informativo del modello. - Collaudo del processo BIM ottenuto e confronto con casi studio simili per ottenere una validità del modello realizzato da presentare agli stakeholder istituzionali. - Analisi comparativa di ulteriori casi studi in altri contesti storici per la validazione del metodo seguito, definizione modalità di replica e decisione numero ulteriori casi studio. Risultati attesi dalla ricerca I risultati attesi dalla ricerca riguardano innanzitutto il superamento dello stato incertezza multidisciplinare in materia di modellazione BIM sull’edilizia storica urbana. Questo superamento richiede di trattare il problema a quattro livelli: - il primo elaborando un documento della disciplina che, a partire dai contributi delle discipline Architettoniche e Ingegneristiche, consenta di redigere un testo con specifiche ricadute manualistiche in grado di mettere a punto, una sintesi dei diversi approcci disciplinari della modellazione parametrica BIM applicata all’edilizia storica e alla sua rigenerazione. - il secondo livello riguarda l'indagine comparativa di casi internazionali significativi per testimoniare teorie, metodi e tecniche di modellazione BIM con popolamento di parametri specifici nei modelli e nella esportazione in formato aperto IFC. Il risultato atteso per questo secondo livello è la costruzione di un repertorio che consenta di catalogare i caratteri peculiari delle best practices applicate. - il terzo livello è costituito dalle esperienze progettuali per la realizzazione delle componenti necessarie alla realizzazione di progetti di Agricoltura 4.0 e di Miglioramento energetico. Il risultato atteso per questo terzo livello è la costruzione di modelli condivisibili di componenti multisettoriale e applicabili a futuri progetti BIM. - Il quarto livello costituisce la verifica se la rete Blockchain funziona applicata all’architettura, il risultato atteso è un spazio di lavoro condivisibile sicuro per futuri progetti BIM di modellazione e gestione dell’edificio.

K. M. KENSEK, Building Information Modeling, Edizioni Routledge, 2014
S. POZZOLI, M. BONAZZA, S. W. VILLA, Autodesk Revit Architecture 2019. Guida completa per la progedazione BIM. Strumenf avanzaf, personalizzazione famiglie, modellazione volumetrica e gesfone progedo, Tecniche Nuove, 2018

Raise>UP S.r.l. - Ferrara

Inception S.r.l. - Ferrara

Periodo: 12 mesi

Il progetto è coerente con i seguenti Ambiti di Ricerca e Innovazione del PNR 2021-2027:

5.2.1 Patrimonio culturale
Articolazione 4. Applicazione di nuovi modelli economici per la sostenibilità e la resilienza

5.5.2 Cambiamento climatico, mitigazione e adattamento
Articolazione 7. Sviluppo di strategie e azioni per l’attuazione di interventi di adattamento
climatico

5.5.4 Energetica ambientale
Articolazione 2. Rigenerazione e decarbonizzazione del patrimonio edilizio

I principali impatti dell’attività di ricerca riguardano il contributo a: la definizione di soluzioni a supporto della digitalizzazione della filiera costruttiva; la più diffusa applicazione delle tecnologie BIM alla catena del valore dell’intervento sul patrimonio costruito esistente finalizzata al miglioramento energetico degli edifici; l’integrazione di tecnologie BIM e abilitanti integrate, blockchain e sistemi IOT a supporto della gestione sostenibile, trasparente ed efficace del ciclo di vita dell’intervento sull’edilizia esistente.

Conseguentemente, attraverso la ricerca si intende contribuire all’aggiornamento dello stato dell’arte e del dibattito sui temi della applicazione di tecnologie abilitanti integrate alla filiera delle costruzioni anche attraverso il coinvolgimento di specifici target di stakeholder e della Rete Alta Tecnologia e Clust-ER della regione Emilia-Romagna.

• Protocolli BIM-Blockchain
• Piattaforme digitali integrate
• KETs
• IFC
• Protocolli di automazione