Esperienze e analisi di casi studio a Bologna
La nuova pubblicazione di R2M Solution insieme all’Università di Bologna per mostrare il caso studio di Bologna nell’uso del gemello digitale urbano (GD) come risorsa innovativa per le città e l’ambiente del mondo del costruito per raggiungere gli obiettivi di neutralità climatica in maniera efficiente e mirata. L’articolo mira a presentare l’esempio positiva della sperimentazione a Bologna, la metodologia usata per raggiungere gli obiettivi e limitare le barriere e le sfide che questa tecnologia cosi innovativa comporta nella sua attuazione.
Il recente studio di ENEA con il Ministero dell’Economia e delle Finanze (MEF) sullo stato del parco edilizio nazionale italiano di agosto 2024 rivela che il 60% degli edifici residenziali ha più di 45 anni e quindi con un profilo altamente energivoro. Per questo motivo, la città di Bologna è in prima fila nell’obiettivo della neutralità climatica e fa parte della Cities Mission europea per le 100 Climate – Neutral ands smart cities by 2030. Il Gemello Digitale (GD) si sta affermando come strumento chiave per affrontare la complessità implicita nella sfida delle città per la transizione energetica e digitale.
Il Gemello Digitale: un quadro olistico e interconnesso tra gli attori della società
Il Gemello digitale (GD) si inserisce nel contesto dell’integrazione delle smart grid nelle smart city ed è un alleato prezioso per la pianificazioni di Positive Energy Districts. Tuttavia, il Gemello Digitale è uno strumento talmente innovativo che consente di affrontare questioni cruciali e necessarie, come l’incremento dell’efficienza energetica dei quartieri, la produzione in loco di energia rinnovabile, la creazione di comunità energetiche e l’elettrificazione della mobilità. Tutti elementi che mettono alla prova il sistema multidimensionale di gestione dell’energia e per i quali l’impiego di un GD consentirebbe un livello di conoscenza dei fenomeni che generano e della loro evoluzione senza precedenti.
Le sfide per implementare un GD
L’integrazione di dati provenienti da diverse fonti, come il catasto, modelli 3D, consumi di energia elettrica e gas, produzione di energia rinnovabile e Attestati di Prestazione Energetica degli edifici, richiede l’adozione di metodologie specifiche. Questo processo implica il superamento di diverse criticità, tra cui la raccolta e il riutilizzo di dati, molti dei quali di proprietà privata o che mancano di interoperabilità, sollevando così importanti questioni legate al rispetto della normativa sulla privacy e all’etica.
Difficoltà riscontrate già per il Digital Building Logbook e per tutti i processi di pianificazione della pubblica amministrazione con l’uso dela digitalizazzione come per il caso delle social housing.
La sperimentazione del Gemello Digitale a Bologna per CityxChange con la modellazione energetica fornita da R2M
Nel 2023 il Comune di Bologna e l’Università di Bologna sono state coinvolte da R2M Solution nell progetto finanziato europeo CityxChange. R2M Solution è stato partner tecnologico del progetto facente anche parte del programma “Smart Cities and Communities”, dove ha verificato la scalabilità del software e della metodologia utilizzati nello studio dei Positive Energy Block inizialmente sviluppate nelle città di Limerick (irlandan) e Trondheim (Norvegia).
La sperimentazione ha coinvolto 5 città italiane (Milano, Bologna, Cesena, Udine e Crispiano) con l’obiettivo di progettare scenari di decarbonizzazione e gestione dell’energia, applicabili dalla scala dell’isolato fino a quella del distretto, offrendo una metodologia valida per accelerare il percorso di transizione energetica delle città e raggiungere gli obiettivi fissati per il 2030.
Il papersviluppato in collaborazione con l’Università di Bologna, si propone di illustrare l’applicazione di questo framework di modellazione energetica dimostrando l’efficacia dell’uso innovativo della tecnologia del Gemello Digitale nella transizione energetica.
Nel caso di Bologna sono state prese in esame il distretto Pilastro-Roveri e l’area del Pratello / Sant’Isaia. Le due zone si distinguono per localizzazione, morfologia, tipologia di edifici, abitanti, realtà socioeconomiche, funzioni. Il primo infatti si tratta di una zona residenziale (Pilastro) e industriale (Roveri). Pratello e Sant’Isaia invece si trova all’interno del centro storico.
L’utilizzo specifico di software ha permesso la creazione di un GD semplificato e tematico per le aree urbane, integrando diversi tipi di dati per una modellazione energetica urbana completa. Questo approccio supporta l’elaborazione di strategie di decarbonizzazione dedicate, considerando le specificità e i vincoli dei centri storici.
La metodologia scalare di CityxChange
Questa metodologia multiscalare di analisi e simulazione è estremamente utile perché permette di orientare strategie di retrofitting, efficientamento e decarbonizzazione anche in assenza di dati dettagliati. Per creare un modello sono sufficienti dati essenziali come la geometria semplificata degli edifici, la loro destinazione d’uso e i dati climatici. Nel caso di Bologna Pilastro, sono stati utilizzati dati prioritari, con la possibilità di affinare i risultati se disponibili informazioni più specifiche.
Il modello tridimensionale è stato generato tramite il software IES iCD, un plug-in di Sketchup basato su GIS di OpenStreetMap. Considerando anno di costruzione, numero di piani, caratteristiche formali, tipo d’uso ed esposizione, è stato possibile stimare il consumo energetico degli edifici e dell’area esaminata.
Si è quindi creata una baseline pre-intervento (KWh/mq per anno) e simulati scenari di intervento, comprendenti misure passive (come l’isolamento termico) e attive (come la sostituzione del generatore di calore). È stato inoltre possibile valutare l’installazione di pannelli fotovoltaici in base all’inclinazione e all’esposizione dei tetti, generando rapidamente scenari alternativi di intervento per una valutazione completa per valutare le soluzioni più idoenee.
Gli scenari e le soluzioni proposte risultano estremamente utili non solo agli attori della filiera del settore delle costruzioni per progettare edifici innovativi, ma data la sua noatura olistica, le pubbliche amministrazioni e gli stessi cittadini possono prigettare piani urbanistici e di mobilità più informato e che rispondano precisamente alle necessità di quel particolare distretto.
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