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BIM ReCult
Il progetto BIM ReCult è incentrato sullo sviluppo di applicativi di BIM authoriting per la creazione ed uso di modelli informativi digitali open BIM dedicati alla gestione degli edifici storici monumentali, integrando ad essi strumenti di fruizione aumentata: es. Augmented Reality (AR) e Virtual Reality (VR), con cui valorizzare gli stessi edifici e facilitarne la gestione, nell'era dell'industria 4.0, sfruttando tecnologie altamente innovative con lo scopo di immergere totalmente gli utenti all'interno dei contenuti del bene monumentale visitato ovvero adottare soluzioni smart con cui facilitare l'utilizzo, la manutenzione e la gestione del bene monumentale.
Il progetto BIM ReCulT si pone l'obiettivo di applicare la metodologia BIM agli edifici monumentali, metodologia definita HBIM, acronimo di Heritage Building Information Modeling, creando una piattaforma appositamente dedicata che supporti tutte le fasi decisionali comprese quelle connesse alla manutenzione, riqualificazione e gestione del bene.
Nel dettaglio, gli applicativi che si intendono sviluppare, abbracciano l'intero processo che porta alla costruzione di un modello HBIM. Partendo dalle fasi conoscitive del bene, ovvero da studi storici con cui risalire alle diverse fasi costruttive, stratigrafie, sovrapposizioni, etc. che caratterizzano la quasi totalità del costruito storico nazionale. Successivamente, campagne di indagini in situ, rilievi geometrici utilizzando strumenti manuali e digitali più o meno avanzati (laser scanner, stazione totale, etc.) unite a indagini localizzate, più o meno invasive, (saggi, ispezioni, termografie, geo-radar, etc.) portano alla costruzione geometrica del modello, che in tale fase contiene solamente dati geospaziali.
Il progetto prevede lo sviluppo di metodologie ad hoc per la gestione digitale e l'interoperabilità delle informazioni dei processi. Saranno sviluppati cioè gli "Information Delivery Manual" (IDM) e i "Model View Definition" (MVD), per la piattaforma, secondo la normativa internazionale ISO 29481.
Dal punto di vista informatico, per la piattaforma digitale dovrà essere studiata una infrastruttura server in grado di gestire i Big Data provenienti da edifici storici monumentali complessi.
Si comporrà così un sistema interoperabile e olistico di raccolta, conservazione e analisi dei dati dell'edificio storico monumentale per la sua gestione nell'intero ciclo di vita.
Il progetto, contestualmente, mira a sviluppare applicativi mediante i quali visualizzare ed interrogare i modelli HBIM, opportunamente caricati su server, attraverso un comune browser (es. Chrome, Firefox, etc.). Tali applicativi consentiranno l'utilizzo da parte di qualsiasi utente, anche i meno esperti, ed inoltre permetteranno di interagire ed interrogare in tempo reale il modello anche con un semplice dispositivo smart (es. tablet). I modelli HBIM, mediante questi applicativi, potranno essere fruiti attraverso strumenti di realtà aumentata per offrire esperienze immersive, utili a sostenere politiche di incentivazione e valorizzazione del settore dei beni culturali.
Inizio: Novembre 2018
Fine: Novembre 2020
Partners: ACCA Software SpA, ETT SpA, STRESS Scarl (Dipartimento di Strutture per l'Ingegneria e l'Architettura - Università degli studi di Napoli Federico II)
Referente: Prof. Ing. Domenico Asprone
BIM to CIM
BIM TO CIM - Dal BIM (Building Information Modeling) al CIM (City Information Modeling): un'innovativa e rivoluzionaria gestione digitale dei processi informativi delle costruzioni dall'edificio al territorio.
DIMOSTRATORI
Fascicolo Elettronico del Fabbricato: la piattaforma gestisce le informazioni dell'edificio che disegnano i vari momenti della sua esistenza.
Il Fascicolo Elettronico del Fabbricato contiene tutte le informazioni per comprendere efficacemente la qualità, lo stato di conservazione, manutenzione e sicurezza di un edificio e delle sue pertinenze. Più precisamente, sono riportate quelle di natura identificativa, progettuale, strutturale, impiantistica e ambientale dell'edificio, nonché le modifiche apportate nel tempo rispetto alla fisionomia e alle caratteristiche originarie.
Il Fascicolo Elettronico del Fabbricato ottimizza il controllo dello stato di conservazione del patrimonio edilizio teso ad individuare le situazioni di rischio dei fabbricati e a programmare interventi di manutenzione, ristrutturazione e consolidamento strutturale per migliorare la qualità degli stessi rendendoli adeguati anche alle problematiche di tipo calamitoso significative.
La piattaforma Open BIM tecnicamente è un'estensione del Common Data Environment realizzato secondo la metodologia BIM durante la fase progettuale e realizzativa del fabbricato, per gestire i dati documentali e modelli digitali dell'edificio. Gestisce diverse tipologie di dati e di documenti (doc, pdf, rtf, xml, ecc.), anche in formati tecnici tipici del supporto documentale di progettazione tipo dxf, dwg, ecc., ma anche IFC.
La piattaforma semplifica il processo di visualizzazione, implementazione e aggiornamento dei dati.
Gestione digitale del Piano di Manutenzione del Fabbricato: la piattaforma gestisce tutte le informazioni del modello BIM dell'edificio concernenti:
le modalità di fruizione e conservazione del bene e le procedure per riconoscere fenomeni di deterioramento anomalo del bene;
le anomalie riscontrabili e riscontrate, il livello minimo di prestazioni e le risorse necessarie per l'intervento manutentivo;
gli interventi di manutenzione da fare e fatti, l'ordine temporale delle lavorazioni, le informazioni per una corretta conservazione del bene;
le utilità per rilevare il livello prestazionale durante la vita del bene e ad individuare l'andamento della caduta delle prestazioni.
La piattaforma semplifica la visualizzazione, implementazione e aggiornamento dei dati.
City Information Model: geo portale per la condivisione d'informazioni multiservizio e di collaborazioni multi-campo, per migliorare l'efficienza complessiva della gestione urbana su scala territoriale.
Il geo portale ha lo scopo di completare le informazioni tecniche provenienti dall'edificio con le altre d'interesse pubblico e di trasferire tale dato da un livello puntuale a uno territoriale.
Il geo portale dell'edificio di respiro territoriale (comunale, regionale, nazionale) è in grado di esporre le informazioni tecniche di più edifici, ma anche quelle funzionali, operative, illustrative e d'interesse pubblico/sociale.
Tutte queste informazioni possono dialogare direttamente con utenti esterni di qualsiasi tipo, dalla pubblica amministrazione al semplice cittadino che vuole fruire dell'edificio e che può ricevere set d'informazioni utili allo scopo della sua visita.
Il geoportale permette di mettere in relazione le informazioni della rete dei modelli BIM degli edifici con le altre reti territoriali, es. quella stradale, consentendo, in generale, di creare un nuovo layout informativo del territorio.
Le piattaforme sono interoperabili e dunque in grado di interfacciarsi con le applicazioni BIM oriented attraverso l'uso di formati dati aperti. L'aggiornamento dei dati delle piattaforme potrà essere continuo attraverso la tecnologia dell'Internet of Things (IoT).
L'idea alla base è stata quella di arricchire le informazioni del modello di digitale dell'edificio, non limitandolo ai dati grafici e tecnici, ma estendendolo a dati di monitoraggio continuo di varia natura ottenibili mediante interazione con sensoristica tradizionale/innovativa e con l'analisi di Big Data rilevabili sulla rete e l'interazione tipica dell'IoT. Ciò consente, infatti, oltre a una più completa ed efficiente gestione del ciclo di vita di un fabbricato o di un'infrastruttura, l'interazione in un contesto informativo molto più ampio, così da progettare strutture che possano reagire in modo armonico agli eventi che influenzano la struttura stessa o l'ambiente in cui si trova.
L'aggiornamento costante e automatico del Fascicolo Elettronico del Fabbricato e della sua manutenzione sarà possibile attraverso il controllo dei componenti dell'edificio. L'obiettivo, appunto, prevede l'individuazione delle variabili in base alla tecnologia IoT grazie alla quale, l'oggetto "intelligente" interagisce con la rete, recependo e trasferendo informazioni, con lo scopo di monitorare, controllare ed utilizzare dati per poi svolgere azioni conseguenti.
Dal punto di vista informatico, le piattaforme digitali sono state sviluppate con tecnologie web application, database server e web client, web cloud e interfacciabili con i sistemi IoT.
Si è composto così un sistema interoperabile e olistico di raccolta, conservazione e analisi dei dati dell'edificio e sua gestione nell'intero ciclo di vita.
Fine: Novembre 2020
Partners: ACCA software - Università degli Studi di Napoli Federico II, Dipartimento di Strutture per l'Ingegneria e l'Architettura
Referente: Prof. Ing. Domenico Asprone
DIGI-BETON
Il progetto DIGI-BETON (Prefabbricazione digitale di componenti edilizi in gasbeton: dal design all'utilizzo sostenibile in moduli abitativi 4.0) intende sviluppare un concept totalmente innovativo di elementi prefabbricati in calcestruzzo aerato autoclavato (di seguito AAC o GasBeton), prodotto attualmente dall'azienda capofila dell'ATS, Ekoru s.r.l. nella forma di mattoni di dimensioni e densità variabili. L'obiettivo è quello di generare all'interno dell'azienda un percorso industrializzato ad alto contenuto tecnologico di progettazione-produzione-installazione che porti alla creazione di componenti edilizi intesi come "prodotto finito" (ossia tamponature, pareti o divisori comprensivi di aperture, impianti e accessori), da utilizzarsi nella realizzazione moduli abitativi 4.0 assemblabili in situ e caratterizzati da prestazioni controllate e garantite, elevato risparmio economico e migliorate caratteristiche ambientali ed energetiche.
Lo starting point del progetto è il "mattone elementare" in AAC, un calcestruzzo leggero con elevate proprietà termiche, acustiche e meccaniche, comunemente adottato nel settore delle costruzioni in alternativa ai classici laterizi forati.
Si intende realizzare uno o più prototipi di moduli abitativi a dimostrazione della fattibilità di tale processo progettuale-produttivo industrializzato. Nel dettaglio, a partire dal prodotto di riferimento attualmente in produzione presso lo stabilimento di Volla (NA), il progetto intende apportare contributi innovativi su tre livelli distinti tra loro interconnessi nell'ambito della nuova filiera che si verrà a creare: Progettazione, assemblaggio e trasporto.
Inizio: Novembre 2018
Fine: Novembre 2020
Partners: La Tecnica nel vetro (LTV), TEKLA, Tecnosistem SpA, STRESS Scarl (Dipartimento di Strutture per l'Ingegneria e l'Architettura - Università degli studi di Napoli Federico II)
Referente: Dott. Ing. Costantino Menna
GRISIS
La sicurezza di sistemi complessi, quali ad esempio quello viario, metropolitano o rete dati, possono essere facilmente compromessi da scelte ed interventi errati che non tengano conto dei rischi naturali ed antropici cui i sistemi stessi possono essere esposti. Azioni preventive a lungo termine, quali un'oculata ed attenta pianificazione del territorio supportata da un'analisi dei rischi presenti sul territorio, nonché una buona organizzazione delle azioni a breve termine per la mitigazione dei rischi ed una efficace gestione del dopo evento sono senz'altro tra i principali strumenti atti ad incrementare la sicurezza di tali sistemi.
Il progetto GRISIS (Gestione dei RIschi e Sicurezza delle Infrastrutture a Scala regionale) sviluppa metodologie, tecniche e procedure finalizzate alla valutazione dei rischi ed alla gestione della sicurezza delle grandi infrastrutture civili e delle reti di beni e servizi, su scala regionale. Ai fini del raggiungimento di questo obiettivo del progetto, si prevede che siano affrontati non solo temi di ricerca relativi allo sviluppo di nuove soluzioni tecnologiche per la messa in sicurezza di tali infrastrutture, ma anche metodologie ed applicativi software per la valutazione di scenari di rischio naturale (simico, idrogeologico) ed antropico su scala regionale, con possibilità di previsioni di danno al fine di individuare efficaci misure di mitigazione del rischio stesso.
Le tematiche di ricerca sono affrontate in un'ottica multidisciplinare al fine di pervenire ad un'analisi olistica dei rischi (naturali e antropici) sulle grandi infrastrutture civili e, conseguentemente, allo sviluppo di tecniche ed applicazioni mirate non solo alla mitigazione ed alla gestione dei rischi, ma anche alla messa in sicurezza delle reti infrastrutturali su larga scala.
Inizio: Gennaio 2018 - in corso
Soggetto attuatore: STRESS Scarl (Dipartimento di Strutture per l'Ingegneria e l'Architettura - Università degli studi di Napoli Federico II)
Referente: Prof. Ing. Iunio Iervolino
INCASS
Il progetto INCASS (Sistema innovativo di ancoraggio meccanico per facciate continue sostenibili e sicure) prevede la realizzazione di un nuovo prototipo di facciata strutturale in vetro-alluminio di tipo a "cellula" in grado di intercettare la crescente domanda di sostenibilità e sicurezza per la componentistica edilizia.
L'obiettivo principale del progetto è la realizzazione di un prototipo di facciata strutturale in vetro-alluminio di tipo "a cellula" sostenibile e sismicamente sicuro, grazie all'introduzione di un innovativo ed ecosostenibile sistema di fissaggio meccanico ad espansione geometrica non passante ed ad un sistema di collegamento sismo-resistente.
La facciata strutturale di tipo a cellula è costituita da elementi a montanti e traversi in alluminio dotata di una partizione vetrata, apribile o fissa; tutti i componenti costituenti la singola cellula vengono assemblati interamente in officina e successivamente trasportati in cantiere e posti in opera. I moduli di facciata risultano, così, strutturalmente indipendenti e sono collegati tra loro con giunti telescopici tali da consentire, dopo l'installazione, movimenti di calibrazione nel piano della facciata.
La facciata strutturale avrà inoltre un sistema di tracciamento computerizzato, compatibile con il software di sistema BIM (Building Information Modeling), ulteriormente facilitando il processo di progettazione di strutture grazie alla computazione di ogni dato relativo al vetro e ai suoi rispettivi componenti strutturali.
La soluzione tecnologica che s'intende sviluppare ed industrializzare è basata su un sistema di fissaggio ad espansione geometrica che si inserisce in testa al processo di trasformazione del vetro, dove mediante un macchina a controllo numerico sarà possibile eseguire gli appositi fori per alloggiare lo speciale sistema di fissaggio, che sarà al termine delle operazioni efficacemente installato all'infisso in alluminio mediante una semplice operazione di serraggio. Tale operazione potrà avvenire sia nello stabilimento che in cantiere.
Saranno previste le seguenti attività:
- Progettazione del sistema - Analisi e progettazione della struttura in alluminio della cellula al fine di consentire il collegamento della componente vetrata al telaio metallico mediante il nuovo sistema di fissaggio ad espansione geometrica e le operazioni di montaggio e smontaggio nelle fasi di sostituzione delle facciate continue esistenti.
- Sicurezza sismica - Ottimizzazione e progettazione del nuovo sistema di ancoraggio alla struttura principale che garantista un efficacie comportamento sismico.
- Sostenibilità - La sostenibilità del sistema proposto verrà valutata mediante l'applicazione della metodologia Life Cycle Assessment (LCA).
- Industrializzazione - Ottimizzazione del processo di industrializzazione e produzione del prototipo.
- Validazione - Valutazione delle prestazioni sismiche e certificazione finale del prototipo.
Inizio: Novembre 2018
Fine: Novembre 2020
Partners: La Tecnica nel vetro (LTV), TEKLA, Tecnosistem SpA, STRESS Scarl (Dipartimento di Strutture per l'Ingegneria e l'Architettura - Università degli studi di Napoli Federico II)
Referenti: Prof. Ing. Andrea Prota - Prof. Ing. Marco Di Ludovico
PLANNER
Planner (Piattaforma per la gestione dei rischi naturali in ambienti urbanizzati) prevede la prototipazione di una piattaforma SW (Spatial Decision Support System SDSS) basata su tecnologia WEB-GIS, che parte dalla popolazione di data base strutturati quali:
- le caratteristiche ambientali dell'area studiata (morfologia, geologia,…)
- le caratteristiche del patrimonio costruito (tipologie costruttive, epoche di costruzione, stato di manutenzione).
- le caratteristiche del contesto socio economico.
L'idea progettuale consiste nel realizzare uno strumento di supporto alle decisioni che consenta di mappare il livello di vulnerabilità rispetto ai rischi di tipo ambientale ( hazard sismico, idrogeologico, cambiamenti climatici) è fornire un kit completo di strumenti interoperabili, tecnologie e metodologie di lavoro correlate, finalizzato a supportare i pianificatori urbani e le pubbliche amministrazioni nella valutazione, gestione e mitigazione tempestive, attraverso misure di miglioramento della resilienza.
L'obiettivo del progetto è quello di realizzare uno strumento informatico che consenta di far confluire tutti i livelli informativi in un sistema di supporto decisionale dinamico (SDSS), basato sulle caratteristiche geo-spaziali dell'ambiente urbano oggetto dell'analisi, funzionali all'implementazione dei seguenti moduli:
- Azioni a lungo termine DSS" (livello di preparazione strategica) in grado di identificare, valutare e stabilire le priorità, per ogni specifico rischio e contesto .
- Azioni a breve termine DSS, in grado di assistere nelle decisioni relative alle azioni da attuare in tempi brevi (livello di allerta precoce e gestione delle emergenze).
Il raggiungimento degli obiettivi del progetto fa leva su tecnologie e strumenti innovativi, quali l'utilizzo di dati telerilevati da satellite e la loro elaborazione. Le applicazioni dei dati satellitari sono svariate e tutte di grande importanza, come il monitoraggio e la gestione del territorio; la valutazione di impatto ambientale, la lotta all'abusivismo edilizio e al crimine ambientale; le previsioni e il controllo delle catastrofi grazie alla valutazione di rischi come incendi, alluvioni; il controllo di faglie e anomalie, dei movimenti tettonici, instabilità dei pendii; lo studio dell'idrologia e delle risorse idriche; l'aggiornamento della cartografia e della topografia; il monitoraggio di sostanze inquinanti; il monitoraggio dell'atmosfera, dei mari.
Inizio: Novembre 2018
Fine: Settembre 2020
Partners: ETT S.p.A., GeneGIS S.r.l., STRESS Scarl (Dipartimento di Strutture per l'Ingegneria e l'Architettura - Università degli studi di Napoli Federico II)
Referente: Prof. Ing. Gerardo Mario Verderame
PRO-SIT
Il Progetto PRO-SIT (PROgettare in SostenibilITà: qualificazione e digitalizzazione in edilizia) si pone l'obiettivo di sviluppare metodologie e procedure per la valutazione e la quantificazione della sostenibilità in edilizia mediante l'utilizzo di piattaforme di progettazione integrata. Alla luce delle profonde trasformazioni richieste dal mercato, risulta evidente la necessità di trasformare l'intero processo produttivo del settore delle costruzioni; la fase di progettazione dovrà essere supportata da opportune metodologie di simulazione e modellazione e saranno necessari strumenti e protocolli di valutazione che durante l'intero processo di costruzione consentano la verifica della rispondenza del prodotto alle esigenze di progetto ed alle prestazioni richieste.
Le attività di ricerca sono articolate in quattro obiettivi realizzativi che affrontano i temi descritti in modo autonomo, ma in un'ottica di complementarità e congruenza con gli obiettivi complessivi del progetto che trovano una sintesi nell'intervento dimostratore. Le attività di ricerca sono caratterizzate e pianificate nei confronti di due particolari parametri:
- la scala dell'oggetto studiato: dal materiale, al componente, al sistema strutturale fino all'edificio nel suo complesso;
- la scala del tempo all'interno del ciclo di vita dell'oggetto studiato: dalla produzione del materiale o del componente, alla sua realizzazione, alla messa in opera ed all'utilizzo fino alla sua dismissione.
Intersecando tali fattori si procederà, quindi, secondo un approccio integrato che consentirà di individuare focus specifici nell'ambito della filiera della costruzioni, aspetti peculiari e momenti salienti dei numerosi processi indagati in edilizia, con riferimento ai quali verranno condotte attività di ricerca dal punto di vista della sostenibilità ambientale, economica e sociale. In particolare, si utilizzeranno procedure di Life Cycle Assessment (LCA), Life Cycle Costing (LCC) e Social Life Cycle Assessment (S-LCA), con l'obiettivo di reperire dati relativi agli impatti ambientali delle operazioni e delle trasformazioni, alla loro sostenibilità economica ed al loro impatto sul contesto sociale. Saranno quindi condotte attività mirate allo sviluppo di piattaforme di progettazione integrata e gestione delle informazioni, sia in fase di realizzazione che di utilizzo/manutenzione ed infine dismissione, presso i diversi attori del processo di trasformazione, ovvero i progettisti, gli operatori, le pubbliche amministrazioni ed in generale i contractors e gli utenti.
Le attività di ricerca relative alla qualificazione e al controllo del processo costruttivo in ogni sua fase, permetteranno di sviluppare da un lato protocolli di certificazione delle tecnologie, dei componenti e dei materiali al fine di ottenere un maggiore livello di sicurezza ed affidabilità dell'intero sistema, dall'altro di sviluppare sistemi robotici automatizzati per lo sviluppo di processi innovativi di progettazione-produzione di elementi strutturali basati sulle tecnologie di Additive Manufacturing.
Inizio: Gennaio 2018 - in corso
Soggetto attuatore: STRESS Scarl (Dipartimento di Strutture per l'Ingegneria e l'Architettura - Università degli studi di Napoli Federico II)
Referente: Prof. Ing. Domenico Asprone