BUILT HERITAGE ANALYSIS AND CONSERVATION, ICT AND BIM FOR HERITAGE, ENERGY AND ENVIRONMENTAL IMPROVEMENT, SIMULATION-BASED DESIGN

BHiLab | Built Heritage innovation Lab

Il Built Heritage innovation Lab è un laboratorio interdisciplinare, aperto a ricercatori di diversa formazione, attivi nell’applicare le competenze sperimentali ed umanistiche per migliorare la conoscenza e la conservazione del patrimonio costruito, innovando procedure di analisi e di intervento attraverso l’integrazione con metodologie ICT.

La specificità del gruppo di ricerca risiede nella capacità, sviluppata negli anni, di affrontare l’intera catena di operazioni definita “analisi del costruito” che va dall’acquisizione dei dati multi-scala, al loro post-processing per giungere alla sistematizzazione digitale e integrata delle informazioni sperimentali semanticamente arricchite.

Il percorso si completa con lo sviluppo di modelli predittivi attraverso strumenti MCDA (Multi Criteria Decision Analysis) di supporto decisionale, per valutare nuove soluzioni di conservazione preventiva con approcci olistici utili a comprendere la fattibilità e la compatibilità di progetti di intervento su edifici e centri storici vincolati.

Una visione strategica segnata da risultati scientifici riconosciuti a livello internazionale, come nel caso del Premio Europa Nostra Award conseguito nel 2009, o della partecipazione al progetto IEA SECHURBA, uno dei primi in assoluto a trattare il tema del miglioramento energetico ambientale negli edifici storici.

Il Laboratorio è attualmente impegnato in una serie di progetti di ricerca sia nazionali sia europei e in attività che affrontano argomenti chiave rilevanti per l’innovazione dei processi di rifunzionalizzazione del patrimonio costruito, tematiche connesse alla lotta al cambiamento climatico in una dimensione di conservazione integrata e sostenibile dei manufatti e degli ambiti urbani.

In particolare, le linee di ricerca del BHiLab si sviluppano nelle seguenti direzioni:

  • sviluppo ed applicazione di metodologie per il rilievo e l’analisi delle caratteristiche architettoniche, strutturali e funzionali degli edifici, per la valutazione dei danni in termini quantitativi e qualitativi e per l’identificazione di eventuali carenze tecniche e costruttive.  Sviluppo di strategie per il progetto di restauro, riuso di edifici e centri storici e definizione di protocolli per il consolidamento delle strutture e la conservazione dei materiali;
  • gestione di dati diagnostici, geometrici, energetici, impiantistici, strutturali, funzionali e dello stato di conservazione del patrimonio costruito, su piattaforme ICT, per un approccio originale all’Heritage Building Information Modelling HBIM. Il processo prevede modellazioni 3D numeriche e parametriche interoperabili, con database informativi specializzati, anche attraverso l’integrazione con monitoraggi e sistemi di supporto decisionale real-time basati su IoT;
  • analisi e miglioramento energetico-ambientale del costruito storico e suo adeguamento tecnologico, anche attraverso Simulation-Based Design;
  • sviluppo di nuove applicazioni e strategie per la progettazione degli spazi museali e per interventi di conservazione, adeguamento e fruizione di siti archeologici, con soluzioni innovative di design per l’Exhibit, particolarmente attente ai temi dell’accessibilità e dell’Universal Design.

Il laboratorio è incluso nel Centro di Eccellenza DTC LAZIO costituito da 12 reti TEMATICHE di laboratori ad elevato contenuto tecnologico, con specifica competenza e qualificazione nei diversi settori di interesse del DTC. In particolare E. Gigliarelli coordina insieme a C. Bianchini (Sapienza Università di Roma) la Rete 10  Tecnologie digitali per l’architettura, la conoscenza territoriale, la riqualificazione urbana, il design”.

Il laboratorio ha attivato da molti anni una collaborazione con il Distretto ad Alta Tecnologia per le costruzioni sostenibili STRESS, con sede a Napoli. La collaborazione con il Lab, realizzata negli anni con numerosi progetti regionali (Metrics, Smartcase, Provaci, Strit, Earth Maps Service, CrossBow, e altri) e attualmente con il progetto Prosit, punta a sviluppare e implementare tecnologie per il restauro e la valorizzazione del patrimonio culturale seguendo un approccio multidisciplinare, con particolare attenzione alle metodologie per la diagnostica e la protezione di beni architettonici e siti archeologici.

Staff BHiLab

Staff BHiLab

Luigi Biocca

Staff BHiLab

Filippo Calcerano

Staff BHiLab

Giovanni Caruso

Staff BHiLab

Elena Gigliarelli

Staff BHiLab

Nicolò Paraciani

Luigi Biocca

Accessibilità e fruibilità di spazi costruiti, requisiti e analisi dell'esperienza degli utenti.
Roma

Filippo Calcerano

Tecnologie per l’efficienza energetica e la sostenibilità applicate al patrimonio costruito (miglioramento energetico, conservazione e valorizzazione). Modellazione e simulazione numerica della performance energetica e ambientale di edifici e microclima esterno anche in contesti storici. Heritage Building Information Modeling e interoperabilità. Sistemi bioclimatici contemporanei ed antichi.

Roma

Giovanni Caruso

Modellazione del comportamento statico e dinamico di strutture intelligenti, dinamica di strutture periodiche con imperfezioni, controllo delle vibrazioni di strutture (attivo, passivo ed ibrido). Modellazione del processo di fototrasduzione nei bastoncelli e coni della retina. Analisi e consolidamento di strutture murarie antiche. Termografia applicata all'analisi di bronzi antichi e beni librari.
Roma

Nicolò Paraciani

Sviluppo di applicazioni web con tecnologie open source (LAMP stack, HTML5), amministrazione sistemi GNU/Linux, partecipazione ad attività legate a progetti di ricerca europei.
Roma

Assegnisti di Ricerca – collaboratori

Michele Calvano, Stefano Cursi, Leo Lorenzi, Letizia Martinelli

 

Associati di Ricerca

Giovanni Cangi, Università Roma Tre, Luciano Cessari, CNR, Claudio Intrigila, Università Tor Vergata

Strumentazione

Workstation/LAPTOP; 3Deye; Scanner laser per immagini portatile Leica BLK2GO; Scanner Laser Faro M70; Fotocamere digitali Sony e Nikon; UAV; Software di: visual programming language, modellazione, fotogrammetria, BIM/CAD, analisi/simulazioni energetiche, ambienti di condivisione.

Progetti e attività di ricerca

    • BEEP – BIM for Energy Efficiency in the public sector.
    • IDEHA – Innovation for Data Elaboration in Heritage Areas.
    • HBIM4MANN – Progetto per la realizzazione di una piattaforma HBIM (Heritage Building Information Modeling) del Museo Archeologico Nazionale di Napoli, finalizzata alla documentazione e gestione dei dati architettonici, museali e alla gestione dei servizi.
    • PRO-SIT – PROgettare in SostenibilITà qualificazione e digitalizzazione in edilizia.
    • SSHOC – Social Sciences & Humanities Open Cloud. Progetto europeo H2020-INFRAEOSC-2018-2020; Partecipazione a WP3 e WP5.
    • TECH-START– Key enabling TECHnologies and Smart environmenT in the Age of gReen economy – Convergent innovations in the open space/building system for climaTe mitigation.
    • E-RIHS.it LAZIO – Progetto co-finanziato POR FESR Lazio 2014-2020
    • MAECI Albania – Tecnologie multidisciplinari per lo studio e la conservazione di monasteri post bizantini in Albania meridionale.
    • MAECI Giordania – Il patrimonio delle strutture nei siti archeologici giordani. Partecipazione al gruppo di studio su aspetti costruttivi, conservazione e valorizzazione.
    • BILATERALE ALBANIA – Multidisciplinary Technologies for the Conservation and Valorisation of Mediterranean Sites and Cultural Landscapes: Drinos River Valley (Al) and Amalfi Mills Valley (It). Progetto Bilaterale CNR in collaborazione con il Ministero della Cultura dell’Albania (ICM).

Per approfondimenti su altre attività di ricerca visita la sezione dedicata.

Progetti CNR ISPC

Principali collaborazioni

Università

  • Egypt Japan University of Science and Technology, Department of Computer Science and Engineering
  • Oxford Brookes University, Department of Real Estate and Construction
  • Peking University, Department of Urban and Regional Planning
  • Università degli Studi di Roma La Sapienza, Dipartimento di Storia disegno e restauro dell’architettura DSDRA
  • Sapienza -Università di Roma, Dipartimento Pianificazione Design e Tecnologia dell’architettura PDTA
  • Università degli Studi di Napoli Federico II, Dipartimento di Architettura, Dipartimento di Strutture per l’Ingegneria e l’Architettura
  • Università degli Studi di Ferrara, Dipartimento di Architettura
  • Università degli Studi di Roma Tor Vergata, Dipartimento di Ingegneria dell’Impresa
  • Università Politecnica delle Marche, Facoltà di Ingegneria
  • Università di Macerata, Dipartimento di Studi Umanistici
  • Università degli Studi di Bologna, Dipartimento di Storia Culture Civiltà
  • Università degli Studi di Chieti-Pescara, Dipartimento di Scienze psicologiche, della salute e del territorio
  • Università del Salento, Dipartimento di Ingegneria per l’innovazione
  • University of New South Wales, Department of Built Environment
  • Xi’An Jiaotong Liverpool University, Department of Architecture and Design

Musei

  • Museo Archeologico Nazionale di Napoli
  • Museo Etno Antropologico, Castello arabo normanno, Castellammare del Golfo
  • Museo Irpino, ex carcere borbonico, Avellino

Enti – Istituti di ricerca

  • Agenzia del Demanio
  • Ambasciata italiana a Tirana
  • Avvocatura Generale dello Stato
  • Cyprus Institute: The Energy, Environment and Water Research Center, Science and Technology in Archaeology and Culture Research Center
  • Istituto Nazionale dei Patrimonio Culturale di Tirana IMK
  • Istituto Valenciano de la Edificaciòn
  • Lebanese Center for Cultural Heritage Preservation
  • Ministero “Sustainable Development and Tourism” del Montenegro
  • Palestinian Center for Cultural Heritage Preservation
  • The Royal Scientific Society, National Energy Research Center

Società produttive e di progettazione

  • ACCA Software
  • Engeko
  • Innovaway s.r.l.
  • Iperboole s.r.l.
  • Logical Soft
  • Minnucci Associati s.r.l.
  • Syremont s.p.a.

Associazioni

  • IBPSA – International Building Performance Simulation Association
  • IBIMI – Institute for BIM Italy – Italian Building Smart chapter
  • SITdA – Società Italiana Tecnologia dell’Architettura

Principali pubblicazioni

E. Gigliarelli, F. Calcerano, L. Cessari, Heritage BIM, Numerical Simulation and Decision Support Systems: An Integrated Approach for Historical Buildings Retrofit. Energy Procedia, Climamed 2017, pp.135–44.

E. Gigliarelli, R. Pontrandolfi, F. Calcerano, Regeneration and Enhancement Strategies of Minor Historical Settlements and Use of ICT Tools for Multi-Scale Analyses and Integrated Assessments. The Experience of the Village of Artena, Valori e Valutazioni, 25, 16, 2020, pp. 75-82.

E. Gigliarelli, F. Calcerano, M. Calvano, S. Cursi, L. Lorenzi, L. Martinelli, M. Sibilla, Knowledge Representation through Cognitive Maps to Foster Collaborative Research, Dienne. Building Information Modeling, Data & Semantics, 7, 2020, pp. 69-82

L. Cessari, E. Gigliarelli, Il centro storico di Castellammare del Golfo. Analisi Urbana per il Recupero, 2009, 1-89

L. Cessari, E. Gigliarelli, Il Palazzo Forcella De Seta a Palermo, Analisi architettonica per il restauro 2005, pp. 1-84

E. Gigliarelli, F. Calcerano, F.D’Uffizi, C.Di Biccari, G. Mangialardi, M.Campari, From Heritage BIM to BPS, a Computational Design-Based Interoperability Approach, Building Simulation, 2019, pp. 129-136

E. Gigliarelli, F. Calcerano, L. Cessari, Analytic Hierarchy Process. A Multi-Criteria Decision Support Approach for the Improvement of the Energy Efficiency of Built Heritage. Proceedings 3rd International Conference on Energy Efficiency in Historic Buildings, EEHB 2018, pp. 216-225T.

G. Cangi, E. Gigliarelli, Tulou, earthen buildings in Southeast China|I Tulou, edifici in terra cruda nel sud-est della Cina. RICERCHE DI STORIA DELL’ARTE, vol. 130, p. 47-57, ISSN: 0392-7202, doi: 10.7374/96727

T. Ferrante, T. Villani, L. Biocca, Active Assisted Living. Soluzioni personalizzate per le residenze degli anziani indipendenti, Design in the Digital Age. Technology, Nature, Culture, 2020

A. Cavallaro, L. Cessari, E. Gigliarelli  Site Characterization by in Situ and Laboratory Tests for the Structural & Architectural Restoration of Saint Nicholas Church, Nicosia, Cyprus.” Geotechnical Engineering for the Preservation of Monuments and Historic Sites – Bilotta, Flora, Lirer & Viggiani (Eds)Taylor & Francis Group London, 2013