Le IT per il disegno di progetto - IAI

Le IT per il disegno di progetto
Introduzione
Le tecnologie dell'informazione - o IT - hanno modificato il modo di vivere, di lavorare, di produrre documenti e di
scambiare informazioni; il processo è tuttora in corso e in rapida evoluzione.
Anche l'attività progettuale, pure in un settore caratterizzato da una notevole inerzia e restio all'innovazione, quale è
quello dell'industria edilizia, grazie alle nuove IT ha conosciuto profonde trasformazioni che certamente sono solo
all'inizio.
L'introduzione degli strumenti CADd1, in parallelo al progressivo abbandono delle tecniche di elaborazione manuale, ha
radicalmente mutato le procedure di rappresentazione grafica, che sono probabilmente destinate ad assumere un ruolo
centrale per la produzione e la coordinazione dell'intera documentazione di progetto.
Gli strumenti CAD, inizialmente introdotti come pure succedaneo elettronico delle pratiche di disegno manuale, si sono
imposti progressivamente, per le loro potenzialità di rapida esecuzione e modifica degli elaborati grafici e per la loro
versatilità.
L'evoluzione dal CAD2D al CAD3D/4D ha reso possibile il passaggio da rappresentazioni bidimensionali dell'oggetto
edilizio, a rappresentazioni virtuali tridimensionali utili non solo per la visualizzazione del progetto, ma per la gestione
dei dati informativi in esso contenuti. Se costruito correttamente e con la tecnologia idonea, infatti, un modello 3D
permette di ottenere in automatico disegni bidimensionali, di ottenere visualizzazioni utili per comunicare l'intento
progettuale in termini di rendering, sezioni, prospetti, assonometrie, prospettive; di eseguire simulazioni temporali del
processo di costruzione con il CAD4D, dove la quarta dimensione è quella temporale; di eseguire simulazioni
energetiche, o strutturali, utili per approfondire l'analisi progettuale.
L'informazione necessaria per realizzare un edificio, a partire dai disegni che lo rappresentano (ISO, 1990), fino ai
documenti che ne definiscono e precisano le modalità produttive, può essere gestita in maniera centralizzata, da un
unico archivio di progetto costruito con un CAD 3D.
L'archivio di progetto integrato, o IPDB - Integrated Project Database - come citato dalla letteratura scientifica, è
attualmente definito BIM: Building Information Modelling.
L'acronimo BIM - pensato in termini di marketing perché più semplice da ricordare del suo corrispondente IPDB, anche
se il concetto che esprime è il medesimo- è, per alcuni, destinato a sostituire il termine CAD inteso quale strumento di
elaborazione grafica, ma non solo, per il settore edilizio.
I moderni strumenti CAD/BIM 3D Object Oriented, sono in grado di definire il modello tridimensionale di un edificio a
partire dai suoi componenti, definiti appunto come oggetti: per esempio solai, travi, pilastri, porte o finestre.
Il modello virtuale così costruito è in grado di riunire in se stesso le specifiche del fabbricato: le informazioni
geometriche, le caratteristiche di materiali e finiture, i costi e i tempi delle lavorazioni, la durabilità di materiali e
componenti, le operazioni e le scadenze per la manutenzione, le informazioni relative a contratti e procedure di appalto
dei lavori.
Il CAD e gli standard per il suo utilizzo
L'utilizzo del CAD è un passaggio fondamentale per l'informatizzazione dell'attività di progettazione: l'elaborazione
grafica è parte irrinunciabile del processo progettuale e proprio per questo il CAD si pone come strumento basilare per
il progettista.
Inoltre, al di là delle possibilità di rappresentazione grafica, il CAD è uno strumento di ausilio alla progettazione utile
per eseguire operazioni di valutazione del progetto secondo molteplici criteri e punti di vista (si veda la Figura 1 e la
Figura 2.
I diagrammi di Figura 3 mostrano in modo chiaro, insieme ai principali benefici apportati da questa tecnologia, i nodi
ancora problematici.
In particolare, nel secondo diagramma, è da notare che sebbene lo strumento sia considerato efficace per la gestione del
progetto, per migliorare la comunicazione, la coordinazione dei disegni e il lavoro interdisciplinare, non è considerato
altrettanto efficiente nel ridurre il rischio di omissioni e di errori.
Il motivo principale di tale considerazione risiede nel fatto che questo tipo di software è certamente più complicato e
difficile da gestire rispetto ai normali programmi per l'automazione d'ufficio, come per esempio gli elaboratori di testo e
i fogli elettronici: l'addestramento degli operatori richiede un adeguato investimento, in termini sia economici sia di
tempo, e l'utilizzo dello strumento deve essere gestito in maniera razionale e organizzata fin dall'inizio del progetto.
1
Computer Aided Design & drafting - L'acronimo distingue tra l'utilizzo dell'elaboratore elettronico per la rappresentazione grafica - drafting, il
computer come tecnigrafo - piuttosto che per una vera e propria progettazione assistita - design. La contrazione dell'acronimo in CAD, utilizzata da
qui in avanti, pone l'attenzione sull'aspetto progettuale: l'utilizzo dello strumento informatico per l'elaborazione e l'approfondimento del progetto.
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Figura 1 Esempio di elaborazione 3D. La modellazione ha consentito di valutare un errore di progettazione che dà
luogo a un'interferenza tra serramento e gronda.
Figura 2 Esempio di elaborazione di verifiche strutturali e analisi modale per edificio in zona sismica, a partire dalla
modellazione eseguita a mezzo CAD.
Gli strumenti CAD hanno conosciuto infatti, dalla loro nascita, una rapida evoluzione che ha visto crescere
esponenzialmente le loro possibilità applicative: da semplici elaboratori grafici per il disegno bidimensionale, sono
diventati potenti strumenti per la strutturazione delle informazioni di progetto, anche in forma tridimensionale.
Nel caso del CAD bidimensionale, ma vale anche per il 3D, la forma più elementare, e al tempo stesso fondamentale,
per organizzare l'informazione è l'utilizzo dei layer, o livelli di disegno, assimilabili a fogli di carta da lucido con i quali
strutturare gerarchicamente il disegno, per esempio raggruppando gli elementi strutturali su uno specifico livello, gli
impianti su di un altro e via dicendo.
La suddivisione in classi dei livelli di disegno è oggetto di notevoli sforzi, da parte degli istituti di normazione
internazionali, per standardizzare i metodi in uso.
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Figura 3 Diagrammi relativi all'impiego degli strumenti CAD nel processo di progettazione. Dall'alto in basso:
valutazione degli effetti del CAD; delle IT in generale; stima comparata dell'efficacia di alcuni strumenti2
Tra i modelli più significativi è da ricordare quello elaborato dall'AIA (American Institute of Architects): molto diffuso
negli Stati Uniti, è stato il primo tentativo di regolare la strutturazione dei dati CAD con i layer3. In Europa sono stati
sviluppati alcuni standard per l'unificazione dei layer e per le modalità di utilizzo dei sistemi CAD, tra cui vanno citati,
per la Gran Bretagna la norma BS1192, analoga a quanto elaborato dall'AIA, il francese “Système Unitarie de
Communication” (SUC) degli anni '90, le Swedish CAD guidelines Bygghandlingar 90 – SIS 1999. Con la ISO13567
l'ISO ha tentato di unificare in uno standard internazionale quelli già esistenti4.
I sistemi di classificazione dei layer, basati su codici alfanumerici, tendono a raggruppare i livelli in funzione delle
categorie di attività o delle discipline di progetto e in base gli oggetti - per es. le opere edilizie piuttosto che gli impianti
- che su questi dovranno essere disegnati (si veda la Figura 4 e la Figura 5).
La struttura per layer non è certamente l'unico aspetto da tenere presente per ottimizzare l'utilizzo del CAD: insieme ad
essa, infatti, è necessario determinare con precisione tutti gli aspetti che riguardano l'organizzazione degli archivi di
disegno e la normalizzazione degli elementi grafici; quest'ultima è da riferirsi sia alle scelte dei tipi linea, spessori,
colori, formati carta, testi, layout, unità di misura, scale di rappresentazione, linee guida per la stampa, sia
all'unificazione delle simbologie grafiche intese come simboleggiature - per es. la rappresentazione dei riferimenti di
2 Da un'indagine del CAD for Principals - www.cadforprincipals.org. Il CAD for Principals è un'organizzazione il cui scopo è quello di definire "the
needs and opportunities for practices that are striving to establish best processes and make optimal use of their technologies to meet today’s building
design challenges".
3
R. Buday, K. Sanders, D. K. Smith, CAD Layer Guidelines, The American Institute of Architects Press, New York 1997
4
ISO, ISO 13567 Parti 1 e 2, 1998
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sezione - e come oggetti da rappresentare nel disegno - per es. gli elementi di arredo piuttosto che i componenti di un
impianto.
A questo proposito un esempio interessante di norme e simbologie grafiche è costituito dal National CAD Standard NCS www.nationalcadstandard.org - messo a punto negli USA dal National Institute of Building Science - NIBS - che
insieme alle indicazioni AIA sui layer fornisce una serie di specifiche relative alla normalizzazione degli aspetti grafici CSI Uniform Drawing System - e alle impostazioni per la stampa su carta dei disegni - CADD/GIS Technology Center
Plotting Guidelines; si veda in proposito la Figura 6 e la Figura 7.
Figura 4 Organizzazione dei layer secondo le AIA CAD Layer Guidelines.
Figura 5 Organizzazione dei layer secondo le AIA CAD Layer Guidelines.
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Figura 6 Aspetti grafici e di organizzazione del disegno secondo lo standard CSI.
Figura 7 Tabelle guida per uniformare l'aspetto dei disegni stampati.
Dal CAD al BIM
L'utilizzo di uno standard di gestione del sistema CAD, comprensivo degli elementi sopra indicati, è decisivo per
utilizzare efficacemente la nuova tecnologia e fornisce i seguenti vantaggi:
•
•
•
•
•
•
•
•
Sistema di classificazione dell'informazione coerente
Comunicazione rapida dell'informazione
Riduzione dei tempi di lavoro
Riduzione degli errori
Riduzione dei tempi necessari per la formazione degli operatori
Migliore efficienza nei processi di verifica
Rapida individuazione dell'informazione necessaria
Sistema di consultazione della documentazione utile per tutta la vita utile del manufatto.
I vantaggi sopra descritti sono ancora più evidenti nel momento in cui il sistema CAD non viene più utilizzato
semplicemente come strumento per la produzione di disegni, ma come centro di un sistema informativo integrato di
progetto, dal quale trarre tutta la documentazione necessaria, non solamente le tavole di presentazione.
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In questo caso, piuttosto che di sistema CAD, si parla a ragion veduta di sistema BIM - Building Information
Modelling, di un "parametric building model, capable of automatically propagating the effects of a change throughout
the model and providing valuable feedback on the implications of that change on the space, the building systems, the
products selected, and the construction cost. In addition to parametric building model, CAD systems must provide facile
tools for instantly presenting this information in the multiple representations necessary for communication,
collaboration and commerce"5.
La differenza tra un approccio CAD tradizionale, in cui i documenti di disegno sono gestiti separatamente dalla restante
documentazione tecnica - capitolati, schede tecniche, computi metrici, ecc. - e il concetto BIM, in cui tutta la
documentazione di progetto fa riferimento a un unico archivio informatizzato, è bene illustrata in Figura 8
INFORMAZIONE STRUTTURATA
IN MANIERA CONVENZIONALE
I dati sono reperibili in
documenti separati
ARCHIVIO INFORMATIVO PER
BIM
- Building Information Modelling
L'EDILIZIA INTEGRATO - IPDB
L'informazione è condivisa
tra gli operatori
I documenti sono ottenuti
dall'archivio unico
Scala 1: 100
Scala 1: 100
Figura 8- Informazione strutturata: i possibili approcci.
Figura 9- Il processo di progettazione con tecniche BIM è rappresentato dalla curva blu.
Nella Figura 9 è evidenziato come questo modo di procedere, se implementato fin dall'inizio, si rifletta positivamente,
in termini economici, su tutto il processo di progettazione e di costruzione.
Un sistema BIM, per essere efficace, chiede, ma contemporaneamente permette, di meglio dettagliare l'edificio fin dalle
fasi iniziali della sua concezione e riduce così la necessità di modifiche a posteriori che sarebbero certamente più
costose in fase di progettazione esecutiva se non addirittura durante la realizzazione dell'opera.
Un'applicazione BIM, diversamente da un CAD generico, è ottimizzata per progettare edifici, attraverso l'utilizzo di
oggetti 3D, definiti intelligenti poiché in grado di stabilire delle relazioni con gli altri componenti del progetto. Il
5 Da una definizione del CAD for Principals - www.cadforprincipals.org
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modello BIM 3D è un prototipo digitale del manufatto, dal quale estrarre la documentazione necessaria durante le fasi
progettuali, esecutive, di gestione.
I documenti sono coordinati, e fanno riferimento a un unico database: in questo modo l'informazione è sempre
aggiornata e coerente, e il rischio di errori dovuti a modifiche non debitamente segnalate è ridotto al minimo.
Il modello virtuale, inoltre, può essere utilizzato per migliorare la qualità del progetto: permette di identificare per
tempo conflitti di progetto - per esempio tra impianti e strutture - con benefici evidenti in termini di tempi e costi in fase
esecutiva; permette di estrarre e utilizzare i dati utili per altre applicazioni utili per approfondire l'analisi progettuale, di
aspetti come l'efficienza energetica, l'abitabilità e l'agibilità, la sicurezza incendio, e di valutare la rispondenza a norme
laddove necessario.
Il database di progetto, inoltre, diventa un patrimonio informativo utile lungo tutto il ciclo di vita del manufatto, per le
operazioni di gestione.
Un utilizzo efficace delle tecniche BIM necessita tuttavia di profondi cambiamenti, sia in termini di procedure
operative, sia in termini culturali.
È necessario infatti che il gruppo di progetto, oltre a essere perfettamente padrone delle tecniche CAD di
organizzazione dell'informazione, sia ben conscio dell'importanza di descrivere l'edificio non solo in termini di
rappresentazioni grafiche, bensì come modello virtuale quanto più possibile completo di tutti i componenti che
costituiscono il manufatto finito, con tutte le informazioni necessarie lungo il ciclo di vita del fabbricato: a partire dalle
caratteristiche geometriche, fino ai parametri economici, fisici, di durabilità nel tempo, per citarne solo alcuni.
300 m. - 88 floors AGL
Residential tower
podium- offices/ retail/ hotel/ carparking
Figura 10 - Torre per il centro direzionale di Sidney, Fender Katsalidys Architect.
Figura 11 - Torre per il centro direzionale di Sidney, Fender Katsalidys Architect, dettaglio esecutivo e vista d'insieme.
Un esempio eloquente dei vantaggi dell'implementazione del BIM è l'edificio a torre a destinazione mista che lo Studio
Fender Katsalidys ha progettato per il centro direzionale di Sidney - Figura 10 e Figura 11.
Studiato in una prima versione alta 150 m. con tecniche tradizionali, è stato poi ridefinito in una seconda versione alta
300 m. con l'utilizzo di tecnologie BIM.
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Secondo un'analisi condotta da un gruppo di lavoro guidato dal Dott. R. Drogemuller, del centro australiano CSIRO Commonwealth Scientific & Industrial Research Organisation - l'utilizzo delle procedure BIM, nella seconda versione,
ha reso possibile un risparmio di risorse, in termini di tempi e di personale, di circa un terzo rispetto all'impiego di
procedure tradizionali, e questo nonostante le dimensioni raddoppiate dell'edificio da progettare.
Un altro esempio significativo di applicazione delle tecnologie BIM, è costituito dallo studio di Frank Gehry, che per
modellare le tipiche forme irregolari degli edifici progettati dall'architetto americano, ha da tempo adottato soluzioni IT
molto avanzate.
Le forme sofisticate dei componenti che costituiscono gli edifici di Gehry, sono modellate con CAD meccanici e gli
elaborati digitali possono essere utilizzati direttamente per la produzione in stabilimento delle parti. Le soluzioni IT
specifiche per lo studio di Gehry, inoltre, hanno avuto come risultato la nascita di una società spin-off, che sviluppa e
distribuisce direttamente soluzioni IT, che permettono, a partire dalla modellazione, di eseguire la verifica delle
prestazioni dell'edficio, di coordinare della documentazione 2D e 3D e di gestire la programmazione degli interventi
edilizi in maniera completa: valutazione economica, contratti, controllo e coordinazione di prodotto, esecuzione dei
componenti a partire dal modello digitale, controllo del sito e del cantiere.
Figura 12 - Gehry and Partners, modellazione del Jerusalem Museum of Tolerance, Gerusalemme.
All'avanguardia nell'utilizzo di strumenti BIM certamente sono i paesi scandinavi.
I progettisti norvegesi da tempo sperimentano le IT nella progettazione di edifici con struttura prefabbricata in legno: lo
studio Næss Architects ha utilizzato software BIM per la costruzione dei modelli 3D degli edifici di Figura 13 e di
Figura 14.
Tali modelli sono stati la base per l'estrazione di elaborati grafici, quali piante, prospetti, sezioni, disegni di dettaglio,
ma anche elaborati diversi, come cronoprogrammi di cantiere o simulazioni ambientali.
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Figura 13 Il progetto del Centro Congressi Folkets Hus. Da un modello 3D sono stati derivati automaticamente
prospetti, piante, dettagli, analisi dei locali, immagini virtuali degli ambienti (Næss Architects).
Figura 14 Modello 3D del progetto per la Hommelvik School, con l'estrazione dei cronoprogrammi di cantiere (Næss
Architects).
Tra i progetti di considerevole dimensione, va citato l'ampliamento dell'Akershus University Hospital di Oslo - C.F
Moller Architects - i cui lavori, iniziati a marzo 2004, è previsto siano ultimati per il 2007.
La nuova costruzione, per una superficie di 116.000 m2, è destinata a ospitare 565 nuovi posti letto più 22 nuove sale
operatorie. Il budget per l'opera è di 7 miliardi di corone norvegesi.
Gli strumenti BIM sono stati impiegati ampiamente per questo progetto: l'edificio è stato modellato con strumenti CAD
3D, a partire da disegni 2D - Figura 16.
Il modello virtuale 3D dell'edificio è stato utilizzato per ottenere visualizzazioni 2D, rendering, simulazioni, per gestire
il complesso database di oggetti facenti parte dell'intero progetto e e per coordinare efficacemente l'attività di architetti e
consulenti interessati alle specifiche parti dell'opera - impianti, strutture, attrezzature tecniche, ecc. .
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Figura 15 Akershus University Hospital, Oslo, vista sull'ingresso principale.
Figura 16 Akershus University Hospital, Oslo, modello 3D con riferimenti 2D.
Figura 17 Akershus University Hospital, Oslo, spaccato 3D; sono evidenti le attrezzature.
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Figura 18 Akershus University Hospital, Oslo, sezioni disegnate manualmente a confronto con sezioni ottenute dal
modello.
Figura 19 Akershus University Hospital, Oslo, simulazione ambientale.
Figura 20 Akershus University Hospital, Oslo, spaccato 3D; visualizzazione degli impianti.
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Figura 21 Akershus University Hospital, Oslo; il modello 3D è utilizzato come database di progetto.
Figura 22 Akershus University Hospital, Oslo, il cantiere.
Nei paesi scandinavi è soprattutto l'autorità pubblica a essere attiva e a promuovere l'utilizzo di tecnologie innovative
per l'edilizia.
Sia il governo Finlandese sia il governo Danese6 hanno da tempo investito e intrapreso iniziative per l'utilizzo di sistemi
BIM per la gestione del patrimonio costruito di proprietà pubblica.
L'agenzia del Ministero delle Finanze Finlandese denominata Senate Properties, che gestisce circa 11.300 edifici per
una superficie disponibile di 8,2 milioni di m2, sta sperimentando la modellazione BIM per alcuni progetti, tra cui
spiccano il nuovo auditorio HUT-600 per la Technical University di Helsinki, la riqualificazione dell'edificio principale
della Technical University di Tampere e la nuova sala concerti di Helsinki; attualmente sono cinque i progetti che
vedono l'utilizzo di tecnologie BIM, , il programma del governo Finlandese è averne almeno dieci entro il 2008.
6
Si veda www.detdigitalebyggeri.dk
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Figura 23 Tampere University of Technology, modello di studio per la riqualificazione dell'edificio principale.
Lo strumento che rende possibile il BIM: le IFC
Un modello BIM deve essere organizzato in maniera tale che i documenti e i dati progettuali possano essere
effettivamente utilizzati, oltre che per le fasi costruttive, quale strumento di conoscenza dell'edificio, utile a gestirne
tutto il ciclo di vita.
Il primo passo per l’implementazione un sistema BIM consiste nella modellazione CAD 3D dell'edificio, per mezzo di
un software in grado di costruire un modello di progetto costituito da oggetti edilizi, quali muri, pilastri, porte, finestre,
e tutti gli elementi ritenuti necessari dal progettista nella fase di definizione iniziale.
A partire da questo modello, gli operatori potranno ottenere le informazioni di loro pertinenza e, a loro volta, arricchire
il modello con le elaborazioni eseguite, in funzione della priorità di accesso a ciascuno assegnata dal Digital project
manager, la figura incaricata di gestire il modello di progetto virtuale.
Tutto questo può essere realizzato a una condizione: che le applicazioni utilizzate dagli operatori per costruire il
modello e per accedere ad esso siano in grado di scambiare informazioni correttamente, senza errori, senza perdite di
dati, senza la necessità di inserire manualmente dati.
In altri termini, è necessario che le applicazioni software utilizzate per gestire un BIM siano interoperabili.
Le applicazioni BIM commerciali più note - per es. ADT e Revit Autodesk, Allplan di Nemetscheck, Archicad di
Graphisoft, Microstation Triforma di Bentley - si basano ciascuna su di un formato proprietario specifico che non può
essere letto direttamente dalle altre, e a maggior ragione generalmente non può essere visualizzato in maniera
immediata da applicazioni utilizzate per operazioni di analisi complementari al processo progettuale - per esempio
calcoli strutturali, illuminotecnica, simulazione energetica.
Il formato che si è affermato a livello mondiale per garantire l'interoperabilità dei software e
permettere quindi l'applicazione di procedure e tecniche di progetto su base BIM, è conosciuto
come IFC, o Industry Foundation Classes.
Lo standard IFC, sviluppato dall'International Alliance for Interoperability a partire dalla norma
ISO-STEP 10303, è riconosciuto, nella versione denominata IFC2.X, come norma ISO/PAS
16739.
Si tratta quindi di un formato non proprietario, disponibile per i membri dell'associazione
internazionale IAI che da più di dieci anni si è dedicata al suo sviluppo.
Le IFC costituiscono un sistema di classificazione e descrizione, utilizzabile da un software, degli oggetti che possono
essere parte di un progetto edile: elementi strutturali, porte, pareti, finestre, impianti, elementi spaziali eccetera.
Le applicazioni BIM sopra citate sono tutte certificate IFC, a ribadire l'assoluta affermazione di questo standard, e
accanto ad esse vi sono i software indicati nella Tabella 1.
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Azienda
Autodesk
Bentley
Data Design System ASA (DDS)
G.E.M. Team Solutions
Graphisoft
Nemetschek AG
Building Construction AuthoritySingapore/novaSPRINT
Olof Granlund Oy
Solibri
Vizelia
Prodotto
Applicazione
Revit 8.0
CAD per Architettura
Triforma 8.0
CAD per Architettura
ElectroPartner/HVACPartner CAD per impianti elettrici e HVAC
IFC2x-Interface for Autodesk Interfaccia IFC- per CAD architettonico
Architectural Desktop
ArchiCAD 9.0
CAD per Architettura
Allplan/Allplot/Allfem/Allfa
CAD per Architettura, Ingegneria Strutturale e
Civile, Contractors e Facility Managers
e-Plan Checking
Strumenti di controllo dei documenti di progetto
BSPro/RIUSKA
Interfaccia IFC e simulazione energetica
Solibri Model Checker
Facility on line
IFC model checker
CAD Visualizzatore VRML su base IFC per
facility management
Valutazione costi
YIT Construction Ltd
Cove
Tabella 1 - Applicazioni certificate IFC 2.X
Le applicazioni conformi alle IFC sono in grado di condividere e scambiare dati senza bisogno di conversione da un
formato a un altro: è sufficiente che il progetto sia salvato in formato IFC.
Gli oggetti creati da un'applicazione CAD possono così essere letti in tutte le loro caratteristiche dalle altre applicazioni
interoperabili, che a loro volta possono aggiungere informazioni agli oggetti, e metterle a disposizione nell'ambito del
modello virtuale dell'edificio.
In un processo di lavoro su base BIM/IFC, il progettista dapprima elabora con la propria applicazione IFC un layout
rispondente al briefing progettuale stabilito con il cliente da sottoporre a quest'ultimo, il quale può disporre a sua volta
di un visualizzatore IFC per valutare il progetto via internet, qualora non voglia direttamente interagire con il
professionista presso la sede di quest'ultimo.
Figura 24 - L'elaborazione dei documenti progettuali e di programmazione dell'intervento a partire dal modello BIM
(Tarandi, 2003).
Una volta confermato lo schema preliminare da parte del cliente, il progettista provvede a precisare le caratteristiche dei
componenti, utilizzando anche fonti informative compatibili IFC distribuite in rete: gli oggetti componenti il modello,
reperiti sui siti delle aziende fornitrici piuttosto che nell'archivio dello studio di progettazione, saranno già dotati di
informazioni tecniche necessarie per la stesura di capitolati tecnici ed operativi, nonché dei computi estimativi.
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Altri elementi, come gli impianti per esempio, potranno essere aggiunti in fasi successive in cui si preciseranno
ulteriormente le scelte progettuali, anche con l'interazione di figure disciplinari diverse.
Il modello 3D così predisposto può essere condiviso, anche in rete, con gli altri operatori che intervengono nella
definizione delle specifiche progettuali, secondo precise regole di gerarchia stabilite dal Digital project manager, o
"proprietario" del modello informatizzato.
I singoli operatori hanno accesso all'archivio informatizzato per le parti loro consentite e possono modificare solo
quanto di propria pertinenza, secondo le modalità stabilite dalla organizzazione gerarchica. Il progettista degli impianti,
per esempio, può proporre modifiche al layout architettonico che devono essere confermate dal relativo responsabile di
progetto; qualora questo non avvenga, l'impiantista deve elaborare soluzioni alternative che, solo una volta accettate,
saranno implementate nel modello e ne costituiranno parte integrante.
Figura 25 - L'elaborazione dei documenti progettuali e di programmazione dell'intervento a partire dal modello BIM
(R. Steinmann)
Questo tipo di procedura riguarda tutti gli operatori, che possono apportare le proprie modifiche all'archivio BIM
secondo il proprio ruolo nel processo e secondo quanto permesso dal manager del modello.
Quest'ultimo, in funzione delle fasi di processo, non necessariamente deve essere la medesima figura.
In fase progettuale, per esempio, potrebbe essere una figura incaricata dal committente dell'opera di gestire e coordinare
i diversi operatori. In fase di esecuzione può essere il direttore dei lavori, o il project manager, responsabile di
aggiornare il modello secondo la realtà oggettiva della realizzazione, qualora si verifichi tale necessità in funzione di
possibili varianti. Ciò per garantire che il responsabile della fase successiva del processo, quella della manutenzione, il
nuovo "proprietario" del modello, il Facility Manager, possa accedere a informazioni certe sull'edificio, tali da metterlo
in condizione di conoscere con sicurezza il manufatto da gestire, in tutte le sue caratteristiche.
Gli esempi BIM citati nel paragrafo precedente, in particolare quelli legati ai paesi scandinavi, sono tutti basati su
tecnologie software in grado di utilizzare il formato IFC, ma non sono ancora completamente esaustivi delle potenzialità
di questo modo di lavorare quanto la presentazione tenutasi a Oslo il 1 giugno 2005, durante il Government and
industry day del convegno buildingSMART, sul flusso di lavoro utilizzando tecnologie BIM su base IFC.
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Figura 26 - Il progetto Munkerud, Selvaag Group e alcune delle applicazioni certificate.
Il progetto presentato appartiene a Selvaag Group, azienda norvegese impegnata in diverse attività tra cui l'edilizia, che
con la consociata Selvaagbygg ha un ruolo di primo piano nel mondo delle costruzioni norvegese.
La Selvaag si è occupata di sviluppare un catalogo di prodotto digitale, che utilizza per lo sviluppo dei suoi interventi.
La modellazione BIM basata su IFC è fondamentale nella strategia di Selvaag, e la casa 6 del progetto Munkerud, è uno
dei casi ufficiali che IAI utilizza per la certificazione IFC delle applicazioni software.
Come si vede in Figura 26 si tratta di un edificio di modeste dimensioni, che è stato utilizzato per verificare il flusso di
lavoro a partire dal modello 3D lungo tutto il processo progettuale, grazie all'utilizzo dello standard IFC.
La dimostrazione dal vivo ha verificato come sia possibile, a partire dallo standard IFC, utilizzare il BIM con
applicazioni GIS per l'importazione dei dati relativi alle prescrizione urbanistiche nel sistema CAD del progettista (dal
quale si è percorso il processo inverso per verificare online nel sistema GIS la rispondenza dell'edificio alle prescrizioni
urbanistiche; successivamente il progetto architettonico è stato importato in applicazioni per il calcolo strutturale, il
controllo energetico, per il disegno di dettaglio degli impianti, per l'elaborazione di capitolati, per l'elaborazione di
offerte di forniture, per la verifica della coerenza del modello, per la gestione dell'edificio durante la fase di esercizio.
La dimostrazione è stata particolarmente convincente circa l'efficacia del processo di lavoro, e ha dimostrato che
l'implementazione del protocollo IFC nei software BIM è matura.
Di rilievo sono inoltre le procedure di per il deposito e la verifica automatica delle pratiche edilizie su base IFC.
Sia il governo di Singapore - www.corenet.gov.sg - sia le autorità norvegesi hanno intrapreso da tempo un’iniziativa di
implementazione di procedure elettroniche interoperabili dedicate alla gestione delle pratiche relative al permesso di
costruire.
Di particolare interesse è ancora una volta il caso norvegese che è la prima esperienza europea - in collaborazione con le
autorità di Singapore - basata su software interoperabile e dimostra la fattibilità dell'applicazione di tali procedure in
questo contesto.
L'iniziativa del governo norvegese riguarda l'istituzione di un portale - www.byggsok.no -dedicato a:
acquisizione di informazione sulle norme edilizie (information);
proposta e verifica dei piani di azzonamento (zoning)
presentazione elettronica del progetto (building)
Il sistema permette agli operatori di acquisire informazioni online e di verificare i modelli progettuali IFC dal punto di
vista della rispondenza ai piani di azzonamento.
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Il BIM e buildingSMART
Gestione
1'007
468
442
723
2'658
17
147
1'265
1'762
898
4'072
26
16
50
0
9'027
9'093
57
%
Costruzione
Progettisti
Imprese
Produttori
Gestione
Totale
%
Totale
Totale in
Milioni di$
Programmazione
e progettazione
Le IFC, come si è evidenziato, costituiscono lo standard a oggi in grado di garantire l'efficacia del concetto di
modellazione BIM il cui successo è legato alla possibilità di comunicazione con software diversi dai modellatori
CAD3D, e necessari per il processo di progettazione, costruzione e gestione.
Lo standard IFC2.X è promosso da IAI International con il marchio BuildingSMART a significare l'ottimizzazione del
flusso di lavoro nel processo edilizio basato su Building Information Modelling.
Da un punto di vista economico, il NIST - National Institute of Standard and Technology, U.S. Department of
Commerce Technology Administration - ha pubblicato recentemente uno studio che evidenzia chiaramente i possibili
vantaggi che potrebbero derivare con lapplicazione di tecnologie BIM interoperabili nel settore delle costruzioni.
I costi dovuti al mancato utilizzo di tali tecnologie sono stati valutati sulla base di un patrimonio edilizio di 3,6 miliardi
di m2, che cresce ogni anno di 106 milioni di m2.
1'170
1'802
2'204
10'648
15'824
7
11
14
67
100
Tabella 2 - Costi della mancanza di interoperabilità per categoria e per fase di vita dell'edificio.
Secondo lo studio NIST la mancanza di interoperabilità costa 53 Eu/m2 all'insieme degli operatori coinvolti nella
realizzazione di un progetto, e 2 Eu/m2 per anno a chi si occupa della gestione del patrimonio.
Negli USA la General Service Administration - agenzia del Governo che gestisce un patrimonio immobiliare di 32
milioni di m2 - nel 2005 ha iniziato numerosi progetti pilota per l'adozione di strumenti su base IFC, in previsione a
partire dal 2006.
É un caso significativo dell'interesse nei confronti delle IFC: migliorare l'interoperabilità dei software per le costruzioni
significa migliorare l'integrazione tra i protagonisti dell'edilizia, con vantaggi economici evidenti per tutto il settore.
In Italia il compito di promuovere e diffondere le tecnologie IFC è affidato al Capitolo Italiano IAI, che annovera tra i
propri membri i dipartimenti BEST e DIAP del Politecnico di Milano, la società S.T.R. SpA, AICA - Associazione
Italiana Informatica e Calcolo Automatico - www.aicanet.it Sindacato Ingegneri Liberi professionisti della Provincia di
Milano LA DUCALE SpA, ASSIMPREDIL - Associazione Imprese Edili e Complementari Province Milano e Lodi www.assimpredilance.it, l'Associazione degli ordini degli Architetti e degli Ingegneri della Provincia di Lecco,
LOMBARDA SISTEMI E SERVIZI SpA, UNCSAAL - Unione Nazionale Costruttori Serramenti Alluminio Acciaio
Leghe - www.uncsaal.it CIGRAPH srl - www.cigraph.it HARPACEAS, BENTLEY, NEMETSCHEK ITALIA.
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L'EDILIZIA
ARCHIVIO
L'informazione
tra gli operatoriè
INTEGRATO - IPDB
INFORMATIVO
condivisa
PER
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ISO 13567-2:1998, Technical product - Organization and naming of layers for CAD - Part 2: Concepts, format
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