1_DESCRIZIONE
Il Corso introduce le conoscenze di base teoriche e strumentali che attengono al “digital twinning” (approcci digital twin) inserendole nell’ambito dei temi propri del SSD CEAR-08/C Progettazione tecnologica e ambientale dell'architettura; è inoltre inserito nell’albo dei corsi Erasmus attivi.
Gli ambiti di approfondimento, in linea con gli obiettivi formativi della classe LM4 e del CdS (rispettivamente art.5 e art 2 Regolamento didattico del CdS) riguardano la sostenibilità ambientale e la gestione innovativa dei processi di trasformazione dell’ambiente costruito declinati alle diverse scale: territorio, città, edificio. Il contesto sovrascalare è quello della transizione ecologica e digitale del settore delle costruzioni e del climate change, con riferimento agli obiettivi di neutralità climatica e di decarbonizzazione del patrimonio costruito come fissati in molti dei documenti programmatici Europei a partire dall’Accordo di Parigi, il Green Deal, la Renovation Wave.
In questo contesto, le tecnologie abilitanti, e tra queste il digital twin, rappresentano le potenzialità operative configurando un nuovo “ecosistema” progettuale all’interno del quale le tradizionali figure del processo edilizio (committenza, progettista/specialisti, impresa, produzione, ecc) si trovano ad operare in sinergia con nuovi “apparati informativi immateriali” (software di modellazione, ambienti di simulazione, sensori, Intelligenza artificiale, piattaforme di comunicazione). In questo nuovo ecosistema “Digital Twin” è locuzione chiave che collega innovazione, sostenibilità e ottimizzazione dei processi.
Il Corso, nell’assumerla come ambito di approfondimento si configura quale potenziale riferimento caratterizzante eventuali percorsi di approfondimento in tesi di laurea.
2_PROGRAMMA DEL CORSO
Il corso si svolgerà nel primo semestre (12 settimane di attività didattica + 1 settimana di didattica di recupero) ed è organizzato in 6 Moduli: 5 Moduli tematici ognuno dei quali prevede lezioni teoriche volte a fornire un quadro di riferimento circa il Digital Twinning, attività pratiche di sperimentazione/esercitazione da svolgersi in gruppi di lavoro e/o singolarmente, verifiche intermedie, e un Modulo finale a chiusura corso di verifica e presentazione della sperimentazione d’anno.
Verranno indagate le opportunità connesse al Digital Twinning e alle tre componenti che ne definiscono il framework operativo: quella fisica - gli oggetti reali; quella virtuale – i modelli digitali; e la terza, l’architettura di rete costituita da sistemi di sensori, IoT e piattaforma in cloud, che abilita lo scambio informativo dinamico e continuo.
Le attività pratiche riguarderanno i processi SCAN to BIM, per la rappresentazione virtuale di entità reali (Costruzione di un modello 3D da nuvola di punti) e i processi di gestione integrata delle informazioni (creazione di Digital twin), su piattaforme collaborative (Acca spa e Dalux). Aspetti tra loro complementari e interdipendenti propedeutici all’applicazione di procedure di simulazioni e analisi predittive finalizzate al governo e al controllo del ciclo di vita del patrimonio costruito.
Particolare rilevanza avranno:
- Il coinvolgimento BIG srl, Spin-off accademico della Mediterranea di cui la docente è Founding partner e Responsabile della sezione Ricerca e sviluppo.
- La collaborazione con Dalux e ACCA software
Modulo 1: Introduzione al Digital Twin (1^ e 2^ sett.)
Obiettivo: Fornire una base teorica e di evoluzione storica sul Digital Twin, le sue applicazioni e potenzialità nell’ambito del settore delle costruzioni con riferimento alle interazioni con i SDGs 9 e 11.
Argomenti: Definizione e origini del Digital Twin. Le componenti chiave: oggetto fisico, modello digitale, e scambio informativo in tempo reale. Transizione ecologica e digitale e ruolo del Digital Twin
Approfondimento: Esempi di best practice a livello europeo e internazionale
Attività pratica: Presentazione di casi studio e Forum di discussione sui temi affrontati
Modulo 2: Tecnologie emergenti e Digital twin (3^ e 5^ sett.)
Obiettivo: Introdurre le tecnologie, gli strumenti e i processi digitali per la creazione di modelli Digital Twin
Argomenti: Strumenti per la rappresentazione virtuale e la raccolta dati multiscala. Modellazione BIM e openBIM, tecnologie ICT. Sensori, IoT per il monitoraggio continuo real time.
Approfondimento: La “nuvola di punti”: introduzione alla creazione di modelli digitali 3D di spazi reali. Metodi di acquisizione della nuvola di punti: laser scanner, droni, fotogrammetria.
Attività pratica: Acquisizione, visualizzazione e manipolazione di una nuvola di punti con software dedicati per creare modelli 3D: Digital Twin di edifici e urbani
Modulo 3: Applicazioni del Digital Twin nell’ambiente costruito (6^ e 8^ sett.)
Obiettivo: Definire le potenzialità del Digital Twin ai fini dell’ottimizzazione delle prestazioni e della sostenibilità.
Argomenti: Building Digital Twin: applicazioni su scala edilizia per l’efficienza energetica e il monitoraggio delle prestazioni. Urban Digital Twin: applicazioni su scala urbana per la pianificazione sostenibile. Integrazione di piattaforme collaborative per la gestione del Digital Twin.
Approfondimento: Integrazione BIM e GIS per visualizzare e analizzare gli spazi urbani.
Attività pratica Creazione di modelli Digital Twin di edifici esistenti utilizzando la nuvola di punti con focus sulle potenzialità di uso di questi modelli nei processi di riqualificazione edilizia e urbana
Modulo 4: Digital Twin e Decarbonizzazione (9^ e 10^ sett.)
Obiettivo: Approfondire come il Digital Twin può contribuire alla riduzione delle emissioni nel settore costruzioni.
Argomenti: Contributo del Digital Twin alla decarbonizzazione del settore delle costruzioni. Normative e linee guida europee (dall’ Accordo di Parigi, al Green Deal, alla Renovation Wave fino alla EPBD 2024). Rilettura degli esempi di best practice a livello europeo e internazionale
Approfondimento: Il monitoraggio continuo, analisi predittiva e machine learning per l’ottimizzazione delle prestazioni
Attività pratica: Uso di modelli 3D per il monitoraggio in tempo reale. Simulazione di gestione e monitoraggio di un digital twin su piattaforma dedicata (Dalux e/o Acca)
Modulo 5: Digital Twin e ruolo nell’evoluzione da Smart Building a Cognitive Building (11^ e 12^ sett.)
Obiettivo: Esplorare l’evoluzione del concetto di smart building a cognitive building per l’ottimizzazione delle interazioni tra ambiente, edifici, utenti.
Argomenti: Dalla modellazione alla gestione sostenibile del patrimonio costruito con Digital Twin. Le prospettive future del Digital Twin nell’ambito delle costruzioni.
Applicazione finale: Sviluppo di un Digital Twin, con livello di complessità compatibile con l’organizzazione didattica e la durata del corso, capace di restituire una realtà stratificata e multivalente.
3_RISULTATI ATTESI
Il percorso didattico consentirà agli studenti di sviluppare competenze e capacità critiche e interdisciplinari (Descrittori di Dublino) connesse ai diversi aspetti teorici e operativi relativi al Digital Twinnig:
- Conoscenza e capacità di comprensione dei processi di trasformazione dell’ambiente costruito in chiave digitale ed ecologica, sperimentando le potenzialità del Digital twinning e della relativa integrazione di metodologie BIM, tecnologie IoT, modalità di virtual reality, per la gestione dei processi di previsionali e di gestione sostenibile del ciclo di vita.
- Conoscenza e capacità di comprensione applicate relative agli strumenti che oggi presiedono e caratterizzano la trasformazione ecologica e digitale del settore delle costruzioni attraverso la loro sperimentazione nei processi Scan to BIM, di Modellazione 3D, di gestione di database spaziali, i Digital twin, su piattaforma collaborativa
- Autonomia di giudizio e capacità di formulazione di osservazioni critiche delle potenzialità degli approcci digitali e della loro attuale effettiva applicazione, capacità sviluppate attraverso l’interazione durante le lezioni e i forum di discussione e le attività di esercitazione.
- Abilità comunicative sviluppate attraverso l’esercizio all’esposizione in occasione dei forum di discussione collettiva che aiutano a migliorare le abilità di presentazione dei propri risultati
- Capacità di apprendere sviluppata attraverso la sperimentazione in aula di forme di collaborazione, scambio e approfondimento sui temi
Ultimo aggiornamento: 13-09-2024
