La presentazione di Emanuela Quaquero e Giulia Rubiu (Università di Cagliari) in occasione dell'evento finale del progetto PRELuDE che si è tenuto online il 26 marzo 2021.

1. Progetto finanziato con fondi POR FESR 2014/2020 - ASSE
PRIORITARIO I “RICERCA SCIENTIFICA, SVILUPPO
TECNOLOGICO E INNOVAZIONE.

2. profonda inefficienza nella pianificazione, programmazione e controllo di interventi
di recupero, valorizzazione e/o ri-funzionalizzazione
CRITICITA’ NELLA GESTIONE DEL PATRIMONIO
EDILIZIO ESISTENTE
Carenza di documentazione
attestante l’“as built” degli edifici
(componenti edilizi, impianti
installati, ecc.)
scarsa attività di rilevazione dello stato
attuale da un punto di vista d’uso
(destinazione e dimensioni degli spazi,
comportamento energetico, reali
consumi, ecc.) e di manutenzione (stato
conservativo dei componenti edilizi,
grado di vetustà degli impianti, interventi
manutentivi pregressi, rispondenza alle
normative vigenti, ecc..)

3. Una corretta gestione del patrimonio edilizio ha origine necessariamente da una ricognizione della
documentazione presente negli archivi.
IL PROCESSO DI CONOSCENZA
Per poter ottenere lo stato conoscitivo completo di un edificio esistente occorre conoscerne:
• la storia,
• le tecniche e tecnologie costruttive,
• i materiali,
• i risultati delle indagini diagnostiche,
• lo stato di manutenzione,
• le performance residue,
• gli eventuali interventi effettuati.

4. Il processo di conoscenza deve partire dalla consultazione, scansione e archiviazione digitale di tutto il materiale
cartaceo reperito e raccolto sullo specifico edificio:
• disegni di progetto,
• perizie di variante,
• relazioni,
• contratti,
• contabilità lavori,
• collaudo, ecc.
Il risultato deve essere un archivio digitale contenente tutti i documenti organizzati cronologicamente e per
argomento, definendo le seguenti categorie: Architettonico, Strutture, Impianti, Prevenzione Incendi,
Manutenzione, Autorizzazioni (certificazioni), Catasto.
RICOGNIZIONE E REALIZZAZIONE ARCHIVIO DIGITALE

5. La creazione dell’archivio digitale può essere effettuata mediante un semplice file Excel contenente tutti gli
elaborati organizzati in ordine cronologico e per argomento. I link inseriti permettono di aprire i file scansionati o
fotografati senza perdite di tempo.
• Drastico miglioramento nella reperibilità e consultabilità dei documenti;
• Facile ed efficace aggiornamento dell’archivio: tutti gli elaborati che verranno prodotti in futuro potranno
essere aggiunti in maniera rapida ed ordinata.
I VANTAGGI DELL’ARCHIVIO DIGITALE
RICOGNIZIONE E REALIZZAZIONE ARCHIVIO DIGITALE

6. L’archivio agevola fortemente la misura del
patrimonio archivistico disponibile. L’individuazione
di eventuali carenze nella documentazione reperita
o della presenza di incongruenze, risultano
operazioni molto più agevoli da effettuare tramite la
consultazione digitale rispetto a quella cartacea.
RICOGNIZIONE E REALIZZAZIONE ARCHIVIO DIGITALE

7. Parallelamente alla costruzione dell’archivio, si deve procedere con:
• rilievo geometrico e distributivo dell’edificio che consente un immediato confronto tra le configurazioni
attuali dei locali e quelle originarie di progetto;
• saggi e prelievi, relativamente agli aspetti tecnologici, allo scopo di integrare le informazioni contenute
nella documentazione acquisita o di validarne la congruità e la coerenza con quanto effettivamente
realizzato.
Il passo successivo che completa il processo di conoscenza consiste nell’esecuzione di indagini sugli
elementi tecnici per conoscerne lo stato di conservazione e la performance residua.
RICOGNIZIONE E REALIZZAZIONE ARCHIVIO DIGITALE

8. Progettato dall’ing. Enrico Mandolesi nel 1962 al fine di ospitare gli istituti di giacimenti minerari, di chimica
applicata e di arte mineraria della Facoltà di Ingegneria dell’Università di Cagliari, il padiglione è articolato su
un piano interrato e su due piani in elevazione.
IL CASO DI STUDIO DEL PROGETTO PRELUDE

9. Indagini strumentali:
• Termoflussimetrie
• Termografie
AUDIT ENERGETICO
Norma UNI 16247-2:2014
Dati audit per involucro edilizio:
• valori di trasmittanza termica elementi
• condizioni di ombreggiamento
• inerzia termica
• tenuta all’aria
• presenza di giunti e ponti termici.

10. Al fine di una più efficace gestione degli interventi sul patrimonio edilizio esistente si procede con
l’implementazione di un modello informativo BIM a valle del processo di conoscenza.
MODELLAZIONE INFORMATIVA
Il modello BIM riorganizza e sistematizza le informazioni raccolte durante il processo di conoscenza dato che
ogni elemento virtuale che lo costituisce viene “informato” con tutte le caratteristiche dell’elemento reale.
La metodologia Building Information Modeling può
essere efficacemente impiegata al fine di ottimizzare il
processo di conoscenza e le procedure di audit
energetico, capitalizzandone gli esiti in un modello
informativo dell’edificio che ne consenta una
rappresentazione fedele, non fine a sé stessa, quanto
piuttosto propedeutica all’innesto dei successivi
processi migliorativi su una base condivisa di
conoscenza.

11. Poiché operare in ambiente BIM significa disporre di un modello parametrico dell’edificio, integrazione di elementi
virtuali che simulano fedelmente quelli costruttivi della fabbrica, la costruzione del modello del Padiglione
Mandolesi ha costituito una parte importante del lavoro.
MODELLAZIONE INFORMATIVA

12. Il quadro di modellazione, attraverso l’utilizzo di comandi come l’estrusione, l’unione, la rivoluzione, ha
permesso la realizzazione delle particolari forme dei componenti del manufatto architettonico.
MODELLAZIONE INFORMATIVA

13. Obbiettivo delle attività è fornire
una base per la successiva fase
di costruzione di un modello fisico
(baseline) rappresentativo della
prestazione dell’edificio allo stato
attuale e che consenta di stimare
con attendibilità gli effetti delle
possibili misure di
efficientamento.
MODELLAZIONE INFORMATIVA

14. Solaio NP8 cm. 60 (copertura piano secondo-
campata)
Solaio dell’altezza totale di cm. 60, a cassa vuota, in
cemento armato costituito da soletta inferiore dello
spessore di cm. 10 in calcestruzzo cementizio, nervatura
dello spessore di cm. 12, disposte ad interasse di cm. 50,
con soletta superiore da cm. 10.
MODELLAZIONE INFORMATIVA

15. Solaio latero-cementizio cm. 45 (copertura piano terra-
campata e copertura piano primo-campata)
Solaio dell’altezza totale di cm. 45, in cemento armato del
tipo a camera d’aria, costruito completamente in opera,
formato da laterizi a camera d’aria in più parti (non
monolitici), con o senza alette di fondo, travetti, soletta
superiore dello spessore medio minimo di cm. 10 in
conglomerato cementizio.
MODELLAZIONE INFORMATIVA

16. MODELLAZIONE INFORMATIVA

17. La slide precedente mostra gli esiti delle prime fasi di lavoro durante le quali sono state
effettuate numerose termografie e termoflussimetrie sull’edificio scelto come caso di studio.
Tali risultati hanno permesso di mettere in evidenza i deficit prestazionali dell’involucro,
individuando la presenza di numerosi ponti termici.
A partire dal modello BIM è stata condotta un’accurata analisi dei ponti termici presenti
nell’edificio preso come caso di studio.
MODELLAZIONE INFORMATIVA

18. A differenza di quanto fatto nella prima fase del
lavoro, in cui le caratteristiche dei ponti termici
sono state associate agli elementi superficiali da
essi delimitati, attraverso gli abachi,
successivamente, grazie alla collaborazione con
la Mc4Software, è stato possibile creare,
all’interno del modello, degli oggetti che
rappresentassero direttamente i ponti termici, e
associare a questi le grandezze relative.
MODELLAZIONE INFORMATIVA

19. I risultati ottenuti sono stati inseriti all’interno del software Revit, attraverso gli abachi, per i successivi calcoli delle
dispersioni termiche globali dell’edificio. Nel caso specifico è stato necessario integrare i campi di default con quelli
utili per l’analisi energetica dell’edificio:
- Mappa dei flussi,
- Trasmittanza termica lineica (interna ed
esterna),
- Verifica della formazione di condensa.
MODELLAZIONE INFORMATIVA

20. Il modello creato consente la registrazione e gestione
delle informazioni riguardanti aspetti storico-architettonici
del manufatto, lo stato attuale, i materiali, le tecniche e
tecnologie costruttive impiegate, i risultati delle indagini
diagnostiche, le condizioni di degrado in termini di tipo e
gravità, gli interventi e trattamenti eseguiti, vincoli legati al
particolare valore architettonico e gradi di libertà per i nuovi
interventi.
MODELLAZIONE INFORMATIVA

21. IL SISTEMA DI MONITORAGGIO
Si è poi proceduto al collegamento tra i sensori ed il modello informativo
Funzioni:
• raccogliere informazioni da integrare nel modello
digitale dell'edificio per la pianificazione degli interventi
di riqualificazione energetica;
• consentire, dopo l'attuazione degli interventi di
riqualificazione, la gestione intelligente dell'edificio;
• monitorare condizioni ambientali, consumi
elettrici/termici e condizioni di comfort.

22. Gli ambienti monitorati
Stanza Sud Stanza
Nord
S1-S1
S1-S2 N
IL SISTEMA DI MONITORAGGIO

23. PRELUDE3 Framework
Sensors
SensorsÎInternal format Level 1
API: Internal formatÎIoT platform Level 2
IoT Platform
[Storage and Display]
Level 3
API: IoT PlatformÎDynamo Level 4
Dynamo
Revit BIM
Il framework CDE è organizzato in quattro livelli.
Livello 1 - servizio di conversione formato dati sensori verso
Internal format compatibile con il livello adiacente;
Livello 2 - API per il trasferimento dei dati nel formato interno
verso i llivello 3;
Livello 3 - la piattaforma IoT gestisce l’archiviazione e la
visualizzazione dei dati;
Livello 4 - definisce le API dalla piattaforma IoT verso
Dynamo per l’uso dei dati raccolti nei modelli BIM realizzati
con Revit.
IL SISTEMA DI MONITORAGGIO

24. Dynamo
Dynamo è uno strumento di programmazione visiva che
funziona con Revit estendendone in maniera rilevante le
funzionalità. Con Dynamo le procedure possono essere
create manipolando elementi grafici chiamati «nodi»,
interconnessi da «fili» (wire) attraverso punti di connessione:
«input» e «output»
IL SISTEMA DI MONITORAGGIO

25. INTERFACCIA TRA SENSORI E DYNAMO/REVIT
Da dynamo/revit l’accesso ai dati dei sensori avviene attraverso le API che restituiscono serie temporali del sensore
posizionato in un dato locale e quindi associato a un dato identificativo del dispositivo (deviceID). La serie temporale
così acquisita potrà poi essere gestita internamente attraverso le procedure dynamo
Flusso di dati di monitoraggio dai
locali di acquisizione a REVIT.
Dynamo
Dynamo Player
REVIT
IoT Sensors
IoT Platform

26. L’applicazione dynamo ha lo scopo di collegarsi alla piattaforma IOT per richiedere i dati di tutti i sensori del progetto
che rientrano nella finestra temporale definita dai parametri di ingresso e campionati secondo la modalità di
campionamento data. Il campionamento realizza ad esempio una media dei dati disponibili su scale temporali con
risoluzione maggiore di quella richiesta, ricostruzione di dati mancanti etc. Infine i dati sono salvati su foglio di calcolo
tipo Excel
Script Dynamo
INTERFACCIA TRA SENSORI E DYNAMO/REVIT
MAKE URL BUILD AND EXECUTE REQUEST
RESPONSE
WRITING SHARE PARAMETER
SENSOR DATA TABLE GRAPH

27. Lo sfruttamento dei dati di monitoraggio su Revit avviene come
segue:
L’utente Revit, attraverso il Player, eseguirà l’applicazione Dynamo
fornendo tre parametri di ingresso (locale, sensore, data inizio, data
fine, campionamento).
INTERFACCIA TRA SENSORI E DYNAMO/REVIT

28. L’applicazione si collega in rete alla
piattaforma IoT, elabora i dati richiesti,
organizza le informazioni in forma
tabellare e li restituisce direttamente su
Revit attraverso una maschera creata
ad hoc e agganciata al locale…….
INTERFACCIA TRA SENSORI E DYNAMO/REVIT

29. …….oppure nel campo del parametro
sensore associato allo specifico locale.
INTERFACCIA TRA SENSORI E DYNAMO/REVIT

30. Temperature data in northern room during August 2018 Relative humidity data in northern room during August 2018
Electrical consumption of mono-split air conditioning unit
during August 2018
Lights electrical consumption during August 2018
Illuminance values in northern room during August 2018
Lo script di Dynamo ci consente di ottenere con molta rapidità i grafici
dei dati registrati dai sensori in un determinato range temporale.

31. Strategica è risultata la predisposizione di un Common Data Environment (CDE) e la relativa integrazione con il
modello BIM.
COMMON DATA ENVIRONMENT
Per la realizzazione del CDE del progetto è stato scelto il software Alfresco, un Entreprise Content Management
(ECM) open source.
Il CDE è un ambiente di condivisione dati in grado di gestire i documenti e le informazioni per garantire
un’interazione ottimale tra i soggetti coinvolti in uno specifico processo.

32. Sono state sviluppate 3 sezione CDE, ciascuna a supporto di una delle fasi individuate per il processo di
efficientamento energetico:
1) CDE 1: PRELuDE3 - DIAGNOSI ENERGETICA;
2) CDE 2: PRELuDE3 - PROGETTAZIONE INTERVENTO;
3) CDE 3: PRELuDE3 - ESECUZIONE INTERVENTO DI EFFICIENTAMENTO.
COMMON DATA ENVIRONMENT

33. All’interno di ciascuna sezione CDE sono stati creati diversi utenti, appartenenti ai vari gruppi secondo il ruolo che
hanno all’interno della collaborazione.
Ai singoli utenti è stato attribuito uno
specifico ruolo e i relativi permessi rispetto
al contenuto del CDE.
COMMON DATA ENVIRONMENT

34. All’interno del CDE è stato strutturato l’archivio digitale. All’interno di tale archivio sono presenti delle cartelle in cui
ciascun utente (in relazione ai permessi affidati al gruppo di cui fa parte), carica il proprio materiale e/o
modifica/integra il materiale di altri utenti.
Il CDE è diviso in 4 aree:
1. Work in Progress: la cartella contiene tutti i documenti propri di ogni
singolo team e in via di sviluppo. Tali documenti sono visibili SOLO allo
specifico gruppo di lavoro che li produce.
2. Shared: la cartella contiene i documenti validati dal gruppo di lavoro che li
ha prodotti e messi in condivisione con altri specifici team.
3. Published: la cartella contiene tutti i documenti approvati dai diversi team
e condivisi con la Stazione Appaltante.
4. Archived: la cartella contiene tutti i documenti approvati dalla Stazione
Appaltante.
COMMON DATA ENVIRONMENT

35. 1. -DOCUMENTI AS BUILT
2. -DOCUMENTI MONITORAGGIO
3. -DOCUMENTI ELABORAZIONE DATI
4. -DOCUMENTI DIAGNOSI ENERGETICA
5. -DOCUMENTI COMMITTENZA
Ciascuna delle cartelle sopra descritte conterrà delle sottocartelle nominate come di seguito indicato:
Tutti i documenti sono accessibili e scaricabili al fine di
prenderne visione, integrarli e modificarli.
COMMON DATA ENVIRONMENT