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Dal BIM al Digital Twin: la digitalizzazione a supporto dell’efficienza energetica degli edifici

L’articolo fa parte degli atti presentati al convegno “BIM (K)now! | BIM KALEIDOSCOPE: SHIFTING VISIONS”, tenuto il 28 novembre 2025 presso l’Aula Magna di Fontanella Borghese della Sapienza Università di Roma, organizzato dal Prof. Vittorio Andrea Sellaro Università degli Studi di Pavia). 

Autori: Prof. Fabrizio Cumo, Professore Ordinario Sapienza Università di Roma membro della “Commissione BIM per l’edilizia e il patrimonio storico-architettonico” dell’Ordine degli Ingegneri della Provincia di Roma – Valentina Sforzini, Assegnista di ricerca presso il Dipartimento di Pianificazione, Design, Tecnologia dell’Architettura della Sapienza Università di Roma

La transizione digitale rappresenta oggi uno dei principali fattori di trasformazione del settore delle costruzioni e della gestione del patrimonio edilizio. In un contesto segnato da crescenti esigenze di sostenibilità ambientale, riduzione dei consumi energetici e ottimizzazione delle risorse, la digitalizzazione assume un ruolo strategico nel miglioramento delle prestazioni degli edifici e nella qualità dei processi decisionali. In questo scenario, il Building Information Modeling ha introdotto un approccio innovativo, basato su modelli informativi tridimensionali capaci di integrare dati geometrici, funzionali, prestazionali ed economici lungo l’intero ciclo di vita dell’opera. Il BIM ha consentito un significativo avanzamento nella coordinazione tra le diverse discipline progettuali, riducendo errori, interferenze e inefficienze tipiche dei processi tradizionali. Tuttavia, nella sua applicazione più diffusa, esso rimane spesso legato alle fasi di progettazione e costruzione, risultando meno incisivo nella gestione operativa dell’edificio. Da questa esigenza nasce l’evoluzione verso il Digital Twin, che amplia e trasforma il modello informativo in un sistema dinamico, costantemente aggiornato attraverso dati provenienti dal mondo reale. Il Digital Twin può essere definito come un gemello digitale dell’edificio o dell’infrastruttura, capace di rifletterne in tempo reale lo stato di funzionamento e il comportamento energetico. Grazie all’integrazione con sensori IoT, sistemi di monitoraggio e piattaforme di gestione dei dati, il modello digitale diventa uno strumento di osservazione continua, analisi e simulazione. Ciò consente di valutare scenari alternativi, prevedere criticità e supportare decisioni orientate all’ottimizzazione delle prestazioni.

Nel campo dell’efficienza energetica, l’adozione dei Digital Twin offre opportunità particolarmente rilevanti. Gli edifici sono sistemi complessi, caratterizzati da una forte variabilità dei carichi energetici, influenzati da fattori climatici, comportamentali e funzionali. La possibilità di integrare modelli energetici, dati di consumo reali e informazioni di contesto permette di individuare inefficienze, ridurre gli sprechi e migliorare l’utilizzo delle risorse, contribuendo in modo concreto alla riduzione dell’impatto ambientale. Un ambito applicativo di grande interesse è rappresentato dalle Comunità Energetiche Rinnovabili, che introducono un modello innovativo di produzione e condivisione dell’energia a scala locale. In questo contesto, la digitalizzazione diventa un fattore abilitante per la gestione intelligente dei flussi energetici, la massimizzazione dell’autoconsumo e la minimizzazione degli scambi con la rete elettrica nazionale.

La complessità di tali sistemi richiede strumenti avanzati di monitoraggio, analisi e controllo, capaci di operare su grandi quantità di dati eterogenei. Il progetto AI.FER si inserisce in questa prospettiva, proponendosi di sviluppare una Energy Intelligence Data Platform applicata alla gestione di smart grid e distretti energetici. La piattaforma integra Digital Twin, reti di sensori IoT, sistemi di Big Data Analytics e interfacce evolute basate su realtà virtuale e aumentata. L’obiettivo è ottimizzare la produzione da fonti rinnovabili e gli utilizzi dell’energia prodotta, riducendo la necessità di accumuli e favorendo modelli di gestione orientati all’autonomia energetica. Particolarmente rilevante è l’applicazione dell’approccio BIM–Digital Twin al patrimonio storico-architettonico, che costituisce una componente fondamentale del costruito italiano. In questo ambito, la digitalizzazione consente di monitorare le prestazioni energetiche in modo non invasivo e di pianificare interventi di efficientamento compatibili con le esigenze di tutela e conservazione, evitando soluzioni standardizzate e poco sensibili alle specificità del contesto. In conclusione, il passaggio dal BIM al Digital Twin rappresenta una traiettoria evolutiva fondamentale per affrontare le sfide della sostenibilità energetica e della gestione intelligente degli edifici e delle infrastrutture. L’integrazione tra modelli digitali, dati reali e sistemi di analisi avanzata costituisce la base per una nuova generazione di strumenti a supporto della transizione ecologica, in grado di coniugare innovazione tecnologica, efficienza energetica e valorizzazione del patrimonio costruito.

 

 

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Fabrizio Cumo è professore ordinario presso la Sapienza Università di Roma, dove insegna Sistemi Digitali Avanzati per il processo edilizio. Nel corso della sua carriera accademica ha ricoperto diverse posizioni di responsabilità didattica e di ricerca: è stato Presidente e Coordinatore del Corso di Laurea in Gestione del Processo Edilizio presso la Facoltà di Architettura e ha diretto vari master, tra cui il Master di secondo livello in Construction Digital Twin e Artificial Intelligence, oltre a essere stato responsabile e docente del Master in Building Information Modeling (BIM). E’ stato anche Direttore del Centro Interdipartimentale Territorio Edilizia Restauro e Ambiente (C.I.T.E.R.A.) della Sapienza, contribuendo alla promozione di ricerche interdisciplinari nei campi dell’energia, dell’ambiente e della sostenibilità del costruito.

Autore di oltre 150 pubblicazioni scientifiche su temi legati all’efficienza energetica degli edifici, alla sostenibilità, alla fisica tecnica ambientale e alle tecnologie digitali applicate all’ambiente costruito.  La sua attività di ricerca si concentra in particolare sui modelli digitali dell’ambiente costruito, l’uso di tecnologie avanzate per l’efficienza energetica, l’integrazione di strumenti digitali come i Digital Twin nei processi progettuali e gestionali, e le Comunità Energetiche Rinnovabili.


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