Living Lab: Open Innovation per gli smart building del futuro

Ridurre il divario tra ricerca e applicazione è una delle principali sfide del settore delle costruzioni. I Living Lab stanno emergendo come strumenti capaci di accelerare questo processo, offrendo spazi di sperimentazione in condizioni operative reali. Marco Molinari, Direttore del KTH Live-In Lab, spiega come dati, digitalizzazione e collaborazione tra ricerca e industria possano favorire lo sviluppo di edifici più efficienti, flessibili e sostenibili, valorizzando anche risorse ancora poco sfruttate come la massa termica delle strutture.

La transizione energetica del patrimonio edilizio europeo non dipende soltanto dalla disponibilità di nuove tecnologie. Nonostante i continui progressi nel campo dell’efficienza energetica, della digitalizzazione e dell’automazione degli edifici, il trasferimento dell’innovazione dalla ricerca alle applicazioni concrete rimane una delle principali sfide per il settore delle costruzioni.

In questo contesto stanno assumendo un ruolo sempre più rilevante i Living Lab, ecosistemi di innovazione aperta che consentono di testare nuove soluzioni in edifici reali, favorendo la collaborazione tra ricerca, industria e utenti finali. Tra le esperienze più avanzate a livello europeo figura il KTH Live-In Lab di Stoccolma, sviluppato dal KTH Royal Institute of Technology come infrastruttura permanente dedicata alla sperimentazione nel campo degli smart building, dell’efficienza energetica, della flessibilità energetica e della digitalizzazione del costruito.

Ne abbiamo parlato con Marco Molinari, direttore del KTH Live-In Lab, per comprendere come i Living Lab possano contribuire ad accelerare l’adozione dell’innovazione e quale ruolo possano svolgere nello sviluppo degli edifici del futuro.

Negli ultimi anni il settore delle costruzioni è chiamato a rispondere a sfide sempre più complesse, dalla decarbonizzazione all’elettrificazione degli edifici. Perché i tradizionali modelli di ricerca e sviluppo non sono più sufficienti?

Perché gli edifici sono sistemi complessi e difficilmente possono essere compresi fino in fondo all’interno di un laboratorio tradizionale. Quando si sviluppa una nuova tecnologia o una nuova soluzione impiantistica, normalmente la si testa in condizioni controllate. Questo è fondamentale, ma non sempre consente di capire come quella stessa soluzione si comporterà una volta installata in un edificio reale, utilizzato ogni giorno da persone reali e gestito da organizzazioni che hanno obiettivi, vincoli e priorità differenti.

Molte delle sfide che oggi dobbiamo affrontare riguardano infatti l’interazione tra tecnologia, utenti, gestione operativa, modelli di business e quadro normativo. Per questo motivo è necessario disporre di ambienti che consentano di osservare e sperimentare queste dinamiche nel loro insieme. È proprio da questa esigenza che nasce il concetto di Living Lab.

Che cos’è un Living Lab, quali sono le sue caratteristiche distintive?

Rispetto a un edificio tradizionalmente concepito come dimostratore, un Living Lab aggiunge un ulteriore livello di complessità. Non si limita a verificare che una tecnologia funzioni, ma cerca di comprendere come questa interagisca con le persone, con i processi gestionali e con il contesto reale in cui viene utilizzata.

L’edificio diventa una piattaforma aperta nella quale possono convivere progetti diversi, discipline differenti e molteplici attori. Si studiano non soltanto gli aspetti energetici e impiantistici, ma anche il comportamento degli utenti, l’esperienza d’uso, i modelli organizzativi, gli aspetti economici e le implicazioni normative. Questo approccio è particolarmente rilevante nel caso degli smart building, dove prestazioni, dati, automazione e interazione con gli utenti risultano strettamente interconnessi.

Un altro elemento distintivo è la continuità nel tempo. Molti dimostratori nascono per rispondere alle esigenze di un singolo progetto e terminano la propria funzione una volta conclusa la sperimentazione. Un Living Lab, invece, è concepito come un’infrastruttura permanente che continua ad accumulare dati, esperienze e conoscenze attraverso progetti successivi.

Nel nostro caso, ogni nuovo progetto beneficia delle competenze e delle informazioni sviluppate in quelli precedenti. Questo permette di costruire progressivamente una base di conoscenza condivisa e di ridurre tempi e incertezze delle sperimentazioni.

C’è poi un aspetto particolarmente importante: il Living Lab crea uno spazio di collaborazione tra mondi che normalmente dialogano poco tra loro. Ricercatori, aziende, gestori degli edifici e utenti finali partecipano allo stesso processo di innovazione. In definitiva, se un edificio dimostrativo serve a verificare una tecnologia, un Living Lab aiuta a comprendere come quella tecnologia possa contribuire all’evoluzione degli smart building e del costruito sostenibile.

Il KTH Live-In Lab è oggi considerato una delle esperienze più avanzate in Europa in questo ambito. Come nasce il progetto e con quali obiettivi?

Il progetto nasce nel 2015 all’interno del KTH Royal Institute of Technology di Stoccolma. L’idea era creare un’infrastruttura che consentisse di studiare gli edifici in condizioni operative reali, superando la tradizionale separazione tra attività di ricerca e applicazioni sul campo.

Fin dalle prime fasi abbiamo adottato un approccio molto collaborativo. Attraverso workshop e attività di co-progettazione sono stati coinvolti ricercatori, aziende e studenti con l’obiettivo di definire non solo gli spazi fisici, ma anche il modello organizzativo del laboratorio.

Da questo percorso è nata una struttura articolata su tre elementi principali. Il primo è una piattaforma di collaborazione che mette in relazione università, imprese e utenti. Il secondo è costituito dai building testbed, edifici reali utilizzati per sperimentare tecnologie, sistemi e modelli di gestione. Il terzo è il Datapool, l’infrastruttura digitale che raccoglie e organizza i dati provenienti dalle attività di monitoraggio.

Abbiamo voluto costruire qualcosa che andasse oltre il singolo progetto di ricerca. Per questo il KTH Live-In Lab è stato concepito come un’infrastruttura permanente, capace di accumulare nel tempo dati, competenze ed esperienze e di metterli a disposizione delle iniziative successive.

Oggi il laboratorio coinvolge numerosi partner industriali e accademici e ospita attività che spaziano dall’efficienza energetica alla digitalizzazione degli edifici, fino ai temi della flessibilità energetica. L’obiettivo, però, è rimasto invariato: creare un ambiente in cui l’innovazione possa essere sviluppata, validata e trasferita più rapidamente verso applicazioni concrete.

Possiamo definire i Living Lab una sorta di acceleratore per l’adozione dell’innovazione?

Sì, credo che questa definizione descriva molto bene il ruolo che un Living Lab può svolgere nel settore delle costruzioni. Naturalmente non si tratta di un acceleratore nel senso tradizionale del termine, come avviene ad esempio nel mondo delle startup, ma di uno strumento che contribuisce a ridurre il tempo necessario affinché l’innovazione passi dalla fase sperimentale all’applicazione concreta.

Più che accelerare una singola tecnologia, il Living Lab rende più rapido il processo attraverso cui la ricerca viene confrontata con le esigenze del mercato e degli utenti finali, creando le condizioni perché le innovazioni possano essere valutate e adottate con maggiore fiducia. Uno dei principali ostacoli all’adozione di nuove tecnologie negli edifici è infatti rappresentato dall’incertezza. Quando un’impresa propone una soluzione innovativa, i potenziali utilizzatori si pongono inevitabilmente una serie di domande: funzionerà davvero nelle condizioni reali? Quali benefici produrrà? Quali competenze saranno necessarie per gestirla? Quali rischi comporta? E soprattutto, quale ritorno potrà generare rispetto all’investimento richiesto?

Il Living Lab consente di affrontare queste domande attraverso dati ed evidenze raccolti in contesti reali. Questo processo riduce progressivamente le incertezze e permette alle organizzazioni di prendere decisioni più consapevoli. In molti casi la tecnologia è già disponibile e sufficientemente matura; ciò che manca è una validazione credibile del suo funzionamento all’interno di situazioni operative complesse, come quelle tipiche degli smart building.

Per questo motivo il valore di un Living Lab non risiede soltanto nella sperimentazione di nuove soluzioni, ma nella capacità di trasformare risultati di ricerca e prototipi in applicazioni concrete. Riducendo il rischio percepito e fornendo evidenze misurabili delle prestazioni ottenute, si creano infatti le condizioni per un’adozione più rapida e consapevole dell’innovazione. È in questo senso che i Living Lab possono diventare un acceleratore dell’innovazione nel costruito.

Quale ruolo svolgono i dati all’interno di un Living Lab?

I dati sono uno degli elementi che rendono possibile il funzionamento di un Living Lab. Se vogliamo comprendere come si comporta un edificio reale, dobbiamo poter osservare ciò che accade nel tempo attraverso sistemi di monitoraggio adeguati.

Nel nostro caso utilizziamo una rete estesa di sensori che raccoglie informazioni sui consumi energetici, sul comfort ambientale, sul funzionamento degli impianti e, più in generale, sulle prestazioni dell’edificio. Questo ci consente di trasformare gli edifici in piattaforme di apprendimento continuo, dove ogni progetto contribuisce ad arricchire la base di conoscenza disponibile.

La disponibilità dei dati, però, non è sufficiente. La sfida consiste nell’interpretarli e trasformarli in decisioni operative. Negli ultimi anni il settore immobiliare ha iniziato a generare volumi sempre maggiori di dati, ma non sempre dispone delle competenze necessarie per valorizzarli.

Il valore della digitalizzazione nasce proprio dalla capacità di trasformare i dati raccolti in conoscenza operativa, utile per comprendere il comportamento degli edifici e orientare decisioni più efficaci sul piano energetico e gestionale. In questo senso, un Living Lab rappresenta un ambiente ideale per sperimentare e validare nuovi approcci basati sui dati.

Negli ultimi anni si parla molto di flessibilità energetica. Ritiene che la massa termica degli edifici possa rappresentare una risorsa ancora sottoutilizzata?

Negli ultimi anni il dibattito sulla transizione energetica si è concentrato soprattutto sulla produzione di energia da fonti rinnovabili e sui sistemi di accumulo elettrochimico. Sono temi fondamentali, ma esiste anche una risorsa già presente negli edifici che, a mio avviso, non viene ancora valorizzata appieno: la loro massa termica.

Materiali come il calcestruzzo possiedono infatti una significativa capacità di accumulare e rilasciare energia sotto forma di calore. Questa caratteristica è stata tradizionalmente considerata soprattutto in relazione al comfort e all’efficienza energetica, ma oggi può assumere un ruolo più ampio nel contesto della flessibilità energetica.

Con la crescente diffusione delle fonti rinnovabili non programmabili, come il fotovoltaico e l’eolico, diventa sempre più importante adattare la domanda di energia alla disponibilità della produzione. In questo scenario gli edifici possono trasformarsi da semplici consumatori a risorse attive per il sistema energetico.

La massa termica consente, ad esempio, di anticipare o posticipare il funzionamento degli impianti mantenendo condizioni di comfort accettabili per gli occupanti. In pratica, l’edificio può accumulare energia quando è disponibile o economicamente conveniente e sfruttarla nelle ore successive, contribuendo a ridurre i picchi di domanda e a migliorare l’integrazione delle fonti rinnovabili.

L’aspetto interessante è che questa capacità è già incorporata nella struttura dell’edificio. La sfida non consiste quindi nell’aggiungere nuove tecnologie di accumulo, ma nel comprendere come utilizzare in modo più intelligente una risorsa esistente.

Per farlo servono sistemi di monitoraggio, modelli digitali e strategie di controllo capaci di prevedere il comportamento dell’edificio e di gestirlo in funzione delle condizioni climatiche, della disponibilità di energia e delle esigenze degli utenti. È proprio su questi aspetti che stiamo lavorando all’interno del KTH Live-In Lab.

È auspicabile che nei prossimi anni la massa termica diventerà un elemento sempre più importante nella gestione energetica degli edifici, non solo per ridurre i consumi, ma anche per fornire quella flessibilità che sarà necessaria in un sistema energetico sempre più elettrificato e basato sulle fonti rinnovabili.

Per sfruttare appieno il potenziale della massa termica e, più in generale, aumentare la flessibilità energetica degli edifici, quale ruolo possono svolgere l’intelligenza artificiale e i controlli predittivi?

Un edificio è influenzato da molte variabili: condizioni climatiche, occupazione degli spazi, utilizzo degli impianti, disponibilità di energia rinnovabile e prezzi dell’elettricità. Gestire tutte queste informazioni attraverso logiche tradizionali è estremamente difficile.

L’intelligenza artificiale e i modelli predittivi consentono di analizzare i dati disponibili e di anticipare il comportamento dell’edificio, supportando decisioni più efficaci dal punto di vista energetico e gestionale. Un esempio riguarda proprio la massa termica: attraverso algoritmi di previsione è possibile decidere quando accumulare energia e quando utilizzarla, mantenendo il comfort degli occupanti e ottimizzando i consumi.

In questo contesto assumono un ruolo importante anche i digital twin, che utilizzano i dati provenienti dai sistemi di monitoraggio per creare una rappresentazione dinamica dell’edificio. Questi modelli consentono di simulare diversi scenari operativi, valutare strategie di controllo e ottimizzare il funzionamento degli impianti prima ancora di intervenire sull’edificio reale.

Il vero potenziale non risiede però nelle singole tecnologie, ma nella loro integrazione. Sensori, dati, modelli digitali e algoritmi di previsione devono lavorare insieme per trasformare l’edificio in una risorsa energetica flessibile e attiva, capace di contribuire non solo all’efficienza energetica, ma anche alla stabilità del sistema elettrico in un contesto caratterizzato da una crescente diffusione delle fonti rinnovabili.

Nel dibattito sulla sostenibilità dei materiali da costruzione si tende spesso a concentrarsi sulle emissioni incorporate. Ritiene che aspetti quali la progettazione e le prestazioni operative degli edifici debbano essere considerati maggiormente nelle valutazioni complessive?

Credo sia fondamentale adottare una prospettiva il più possibile sistemica. Le emissioni incorporate nei materiali rappresentano certamente un parametro importante, ma non esauriscono la complessità della sostenibilità di un edificio.

Gli edifici sono sistemi destinati a operare per molti decenni e il loro impatto dipende non solo dalle risorse impiegate per realizzarli, ma anche dalle scelte progettuali che ne determinano il comportamento nel tempo e dal modo in cui vengono gestiti durante la fase d’uso.

Aspetti quali l’efficienza energetica, la capacità di interagire con il sistema energetico, la flessibilità operativa e, più in generale, le prestazioni effettivamente conseguite nel corso della vita utile dell’edificio dovrebbero quindi essere parte integrante delle valutazioni di sostenibilità.

Per questo motivo ritengo che sia necessario considerare l’intero ciclo di vita dell’edificio e l’insieme dei servizi che esso è in grado di fornire nel tempo. Solo attraverso una valutazione integrata è possibile comprendere il contributo reale delle diverse soluzioni alla decarbonizzazione del settore delle costruzioni e alla transizione verso un ambiente costruito più sostenibile.

Il modello del KTH Live-In Lab può essere replicato in altri Paesi europei?

Più che replicare un singolo modello, credo sia importante sviluppare una rete di Living Lab capaci di operare in contesti differenti e di condividere conoscenze, dati ed esperienze.

Le sfide legate alla decarbonizzazione e alla flessibilità energetica sono comuni a molti Paesi europei, ma cambiano le condizioni climatiche, il patrimonio edilizio e il quadro normativo. Per questo è fondamentale poter validare le soluzioni in contesti diversi.

Negli ultimi anni abbiamo collaborato con diverse organizzazioni europee contribuendo alla nascita di iniziative ispirate all’esperienza del KTH Live-In Lab. Un esempio è UniZEB, il Living Lab realizzato a Padova insieme all’Università di Padova e alla Scuola Edile di Padova, dedicato alla sperimentazione di edifici Zero Energy Building (ZEB), dove alcuni dei principi sperimentati a Stoccolma sono stati adattati alle esigenze locali.

L’obiettivo non è creare copie identiche del KTH Live-In Lab, ma una rete di Living Lab distribuiti, capaci di funzionare come infrastrutture permanenti per la ricerca e l’innovazione. In questa prospettiva possono svolgere anche un ruolo di lighthouse, dimostrando in condizioni reali il potenziale di nuove tecnologie, strategie di controllo e modelli di gestione.

Più in generale, credo sia necessario passare da una logica di trasferimento lineare dell’innovazione a una logica di co-creazione. Le soluzioni più efficaci nascono infatti dall’interazione tra chi sviluppa le tecnologie, chi le implementa e chi le utilizza quotidianamente. I Living Lab cercano proprio di favorire questo tipo di collaborazione, creando un ambiente in cui innovazione, sperimentazione e apprendimento possano svilupparsi in modo continuo.

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