Nell'ultimo decennio la comunità scientifica internazionale ha profuso un grande sforzo nell'ottimizzazione dei consumi energetici degli edifici. Questo grazie all'interesse dei Paesi industrializzati nel comprimere i costi energetici e l'inquinamento prodotto dall'utilizzo di risorse non rinnovabili nel settore edilizio. Molto è stato fatto, ma tenuto conto della complessità dei sistemi "involucro edilizio-impianti-ambiento esterno", per spingersi verso edifici con prestazioni di categoria nZEB, occorre implementare anche nel settore edilizio ed impiantistico, metodi di calcolo nuovi, mutuabili da altri settori ingegneristici. L'intelligenza artificiale (AI) nell'ultimo lustro ha compiuto passi da gigante grazie a potenza di calcolo, reti di connessione e storage di big data in cloud, portando risultati strabilianti nei settori ove la ricerca è stata applicata. L'AI vede l'applicazione di "algoritmi genetici" (AG) per la soluzione di problemi complessi, dinamici, n-dimensionali e multi obiettivo. Tali problemi caratterizzano un'ottimizzazione avanzata dei consumi energetici e dei costi di manutenzione nel settore edilizio. A tal fine, la ricerca qui proposta, si pone l'obiettivo di cercare (attraverso l'utilizzo di un tool informatico da realizzarsi, accoppiando la programmazione di AG in Python e software di calcolo per la valutazione dei fabbisogni energetici degli edifici -EnergyPlus-) soluzioni a n variabili sulla curva di frontiera di Pareto che possano spingere la ricerca in questo campo verso risultati non ancora raggiunti. Le ricadute scientifiche dei risultati (articoli scientifici pubblicati) sarebbero notevoli, considerato il numero di ricercatori ed enti di ricerca a livello internazionale interessati a questo settore. Inoltre, il know-how acquisito potrebbe tornare utile all'Ateneo per la gestione ottimizzata del suo parco immobiliare, andando incontro agli obiettivi fissati dal Piano Energetico Sapienza (PES) e dal Piano Attuativo Energetico (PAE).
La necessità di intervenire nelle strutture edilizie esistenti per calmierare i consumi energetici legati al loro utilizzo, così come la necessità di orientare la progettazione di nuovi edifici verso classi energetiche sempre più efficienti nei consumi, ha attivato un circolo virtuoso nell'economia dei Paesi sviluppati, specialmente nell'ultimo decennio. La ricerca in tal senso ha fatto enormi sforzi nell'esplorare sia nuove caratteristiche nei materiali edilizi che nel proporre nuove soluzioni impiantistiche. Si sono così moltiplicate le possibilità legate all'ottimizzazione di sistemi complessi, con un numero di parametri variabili molto numeroso. A tal fine le capacità di analisi umane costruiscono un limite, specialmente quando ci si riferisce a problemi rappresentabili in spazi n-dimensionali. Le necessità energetiche legate al bisogno di mantenere i costi realizzativi e manutentivi del comparto edilizio sostenibili rendono il problema estremamente complesso da esplorare per vie tradizionali. Il calcolo numerico automatizzato attraverso l'uso dell¿intelligenza artificiale può essere l'unica risposta a tutte queste esigenze contemporanee. La possibilità di trasferire il know-how sviluppato in ambiti informatici considerati pioneristici fino a pochi anni fa nel settore dell'edilizia permetterà un ulteriore importante sviluppo nel settore dell'ingegneria edile e dell'ingegneria impiantistica. Molti enti di ricerca nel mondo si stanno muovendo in tal senso e anche Sapienza, come realtà di primo ordine nel degli studi ricerca in tali ambiti, deve esplorare tali strade.
Questo approccio innovativo a quello che è uno dei temi di ricerca da sempre trattato dalla Fisica Tecnica, può produrre importanti risultati utili allo sviluppo di conoscenze che possono avere importanti ricadute a livello scientifico sia in termini di immagine nel panorama della ricerca (i congressi internazionali su tali aspetti sono numerosi e molto frequentati), che ha una platea sempre più numerosa di soggetti interessati (Enti di ricerca, Istituzioni pubbliche, stakeholder del settore, l'industria delle costruzioni, professionisti e progettisti, etc...). In un settore ancora solo parzialmente esplorato e dove c'è ancora molto da poter investigare, è importante che Sapienza possa arrivare tra i primi enti di ricerca a sviluppare nuove conoscenze, per essere protagonista a livello internazionale in questo tipo di studi. I risultati conseguiti da questa ricerca potranno porre le basi di linee guida (fondate su una robusta casistica edilizia legata ad un elevato numero di simulazioni, svolte grazie al calcolo automatizzato) utili ad andare oltre l'attuale stato dell¿arte nelle pratiche edilizie (la classe energetica "A"), e spingersi alla progettazione di fabbricati nZEB (near Zero Energy Building) su cui le competenti autorità europee stanno legiferando per definire i parametri delle future normative del settore.
La disseminazione dei risultati scientifici su riviste di primo quartile, con elevati indici bibliometrici, è di primaria importanza per l'Ateneo al fine di ottenere un elevato ranking nelle classifiche internazionali. La ricerca prodotta in autonomia all'interno dell'Ateneo dal team che propone questa ricerca, potrà essere affiancata da importanti collaborazioni (già avviate) con altri ricercatori di fama internazionale in tale settore, e potrà comportare l'instaurarsi di accordi di collaborazione scientifica (utilizzando i canali ufficiali dell'Ufficio di Internazionalizzazione della Ricerca del nostro Ateneo, con cui già sono stati avviati i contatti) con Atenei stranieri e quindi tra i rispettivi Dipartimenti.
Inoltre, tale know-how può essere messo a disposizione sia dell'Ateneo, dando vita ad una fattiva collaborazione con il personale tecnico dell'Ufficio Gestione Edilizia (AGE) e quindi con importanti ricadute nella gestione ottimizzata del patrimonio immobiliare dell'Ateneo, sia del dipartimento (DIAEE) che può proporre collaborazioni verso l'esterno con Enti pubblici e Società che necessitano di tali conoscenze.