Real-time information management for engaging end-users in building operation. ICT-based methods and tools for assessing building behaviours and providing end-users with control strategies

Considering the remarkable shift that the digitalisation is nowadays bringing about in the building sector, the research explores how the great amount of dynamic data collected around assets during the operational stage is changing the building sector. The research explores how to extract knowledge from the data gathered through ICT devices at different levels of granularity for tracking user behaviours and assessing building conditions, taking into account methodological and technological aspects. On the methodological side, a critical analysis of information to be collected for specific uses and a focus on users who can benefit of that information allow investigating the value and advantages derived in an improved building process through the availability of real-time data. On the technological side, recent processes and paradigms (i.e. BIM processes and IoT paradigms) relying on the use of ICT solutions support the development of strategies for an ordered collection, management, sharing, exchange and update of information among actors and devices. Within that context, the research defines a framework relying on methods (digitally-supported practices) and tools (digitally-enabled workflows) based on information management. The goal is the engagement of users in building operation, by establishing a connection between as-designed virtual models and as-delivered physical assets. By investigating how the integration and sharing of information supported by collaborative environments and recent information technologies enhance the management of the built asset, the research: 1) proposes a framework for delivering buildings as service providers, extracting knowledge from real-time data for tracking user behaviours and designing user interactions with buildings, aligned with user needs and requirements. 2) defines specification for information management in operation, also analysing whether and how the centrality of users is changing the building process. 3) proposes methods (digitally-supported practices) and tools (digitally-enabled workflows) that rely on BIM practices and ICT solutions toward an information-driven asset management, facing issues concerning information awareness, structure, redundancy and interoperability, transmission and fruition. The results allow: 1) implementing workflows for enriching building information in the operational stage and, consequently, operating buildings with an increased value originated by information. 2) assessing how buildings work in the operational stage, especially taking into consideration the influence of users. 3) defining strategies for engaging different actors in building operations and informing them about the behaviours of both buildings and users. 4) providing control strategies when unexpected behaviours (e.g. energy-hungry behaviours, unusual comfort conditions and FM-related failures) are registered.

Con la digitalizzazione del settore AEC, si stanno verificando notevoli cambiamenti nel processo edilizio, legati anche all’implementazione di processi e all’uso di strumenti per una ordinata, consapevole ed efficiente gestione delle informazioni condivise tra diversi attori e strumenti. In particolare, la ricerca indaga gli effetti della digitalizzazione sulla fase d’uso degli edifici, analizzando le grandi quantità di dati dinamici raccolti relativi alle condizioni degli edifici e ai comportamenti degli occupanti. Infatti, l’attenzione per il monitoraggio delle condizioni e dei comportamenti degli edifici sta oggi portando ad un rapido incremento del numero di sensori installati negli edifici. Le condizioni che si registrano negli edifici sono però spesso conseguenza del comportamento degli utenti che abitano, occupano o fruiscono gli spazi. Per questo motivo, la gestione degli edifici non deve solo mirare a edifici intelligenti, capaci di autoregolarsi in base alle condizioni monitorate, ma deve anche puntare a un coinvolgimento degli occupanti, che si devono sentire players attivi nella gestione degli edifici. In questo contesto, la digitalizzazione gioca un ruolo centrale, permettendo di raccogliere ordinatamente informazioni sul comportamento dell’edificio e dei suoi utenti e facilitando la messa a disposizione di queste informazioni agli occupanti. Da un punto di vista metodologico, la ricerca, tramite un’analisi critica delle informazioni raccolte per usi specifici e un focus sugli utenti che possono trarre beneficio da tali informazioni, indaga il valore e i vantaggi derivati dalla disponibilità di dati in tempo reale. Dal punto di vista tecnologico, la ricerca propone soluzioni per l’integrazione di processi basati sull’implementazione del BIM e paradigmi dell’IoT. In tale contesto, la ricerca definisce un framework per il coinvolgimento degli utenti nella fase d’uso attraverso metodi (pratiche supportate da soluzioni digitali) e strumenti (flussi di lavoro e processi per la condivisione di informazioni in ambienti digitali) che permettano di stabilire una connessione tra gli edifici e i loro occupanti. In particolare, la ricerca: 1) propone una struttura per gestire edifici che offrono servizi agli utenti. 2) definisce le specifiche per la gestione delle informazioni considerando la centralità degli utenti. 3) propone metodi e strumenti che si basano su processi BIM e soluzioni ICT per aumentare la consapevolezza degli utenti superando le attuali barriere relative alla struttura delle informazioni, alla loro ridondanza e interoperabilità e, infine, alla loro trasmissione e fruizione. I risultati consentono di: 1) implementare flussi di lavoro per l’arricchimento di informazioni sull’edificio nella fase d’uso e, di conseguenza, la gestione di edifici con un valore aggiunto originato dalle informazioni. 2) valutare se gli edifici rispecchiano in fase d’uso quanto definito in fase di progettazione, in particolare tenendo in considerazione l’influenza degli utenti. 3) definire strategie per coinvolgere diversi attori nella fase d’uso degli edifici. 4) fornire strategie di controllo quando si registrano comportamenti imprevisti (legati a comportamenti energivori, a inadeguate condizioni di comfort e a guasti in fase manutentiva).