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Software di progettazione e involucro
Massimo Rossetti, Università Iuav di Venezia, Emilio Antoniol, Università Iuav di Venezia
BIM, Building Information Modeling
Un sistema di progettazione integrata dell’edificio. La gestione
parametrica e intelligente dell’involucro edilizio nell’esperienza di Permasteelisa Group. Intervista all’ing. Christian Florian,
3D Standardization Team Coordinator di Permasteelisa Group.
Il termine BIM, acronimo di Building Information Modeling, ha avuto ampia diffusione a
partire dal 2000 benché esso, nella forma del
Building Product Models, fosse noto già dagli
anni ’70 grazie al lavoro di Charles M. Eastman
che lo definiva come “una rappresentazione
digitale del processo costruttivo che facilita lo
scambio e l’interoperabilità delle informazioni
in formato digitale”1. In tale definizione sono
contenuti i fondamenti del BIM che possiamo
individuare nell’interoperabilità dei dati e nel
concetto di “formato digitale”, ossia nella possibilità di gestire l’intero ciclo di vita di un edificio
attraverso un modello virtuale. Tra le varie definizioni, una delle più complete risulta essere quella proposta dallo standard americano NBIMS
(National Building Information Model Standard)
che riporta: “il BIM è un modo radicalmente
diverso di creare, usare e condividere i dati di
un edificio durante il suo ciclo di vita. […] La
sua potenzialità complessiva può essere rappresentata da tre configurazioni del BIM: BIM
come prodotto o rappresentazione digitale intelligente, BIM come processo di collaborazione
e gestione dei dati in modo aperto e condiviso,
BIM come processo di gestione del ciclo di vita
di un edificio, dalla sua progettazione fino alla
sua dismissione”2. Il BIM non è quindi un semplice modello tridimensionale ma un sistema
di progettazione integrata dell’edificio che inizia
con la realizzazione di un modello virtuale, in cui
ad ogni elemento vengono associate specifiche
caratteristiche (geometriche, fisiche, materiche,
di costo, ambientali ecc) e prosegue con le fasi
di analisi, gestione, organizzazione del cantiere
o della manutenzione fino all’eventuale dismissione. L’ottimizzazione di tempi e costi passa
attraverso l’interoperabilità dei dati e lo scambio
Esempio di verifica della connessione tra involucro e
struttura in acciaio in un modello BIM.
L’ing. Christian Florian.
diretto di informazioni tra i diversi operatori che
avviene intervenendo direttamente sul modello
il quale, a sua volta, si adatta in modo automatico alle modifiche che vengono apportate ai
suoi componenti. Le varie parti costituenti il
modello non sono più infatti semplici linee ma
“elementi digitali parametrici” editabili tramite
apposite piattaforme software. Tra queste, la prima è stata introdotta dalla Graphisoft nel 1986
col nome di ArchiCAD. Oggi esistono decine
di software per la progettazione parametrica
tra cui si possono citare Autodesk Revit, Vectorworks Architect, Nemetschek Allplan, Solibri,
Bentley Architecture, Digital Project e molti
altri. Al contempo sussistono ancora numerose difficoltà nella diffusione del BIM dovute
spesso all’incompatibilità dei formati che rende
difficoltosa la condivisione dei dati. Su questo
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tema è stata recentemente emanata la nuova
ISO 16739:2013: “Industry Foundation Classes
(IFC) for data sharing in the construction and facility management industries” che fissa i parametri e i formati di scambio dei dati nel campo
delle costruzioni, individuando dei protocolli ai
quali i software BIM devono sottostare per poter consentire una corretta interoperabilità. Uno
degli ambiti in più rapida ascesa è invece quello
del cosiddetto Green BIM, ossia l’applicazione
dei sistemi parametrici al campo delle costruzioni sostenibili. Secondo il rapporto “Green
BIM 2010”3 i software BIM sono stati fino ad
ora prevalentemente impiegati nelle nuove
costruzioni ma sta emergendo una forte spinta
nell’utilizzo degli stessi anche nella riqualificazione energetica e nel monitoraggio degli edifici,
soprattutto per quando riguarda la gestione
dell’involucro e dei sistemi impiantistici ad esso
collegati. Le potenzialità di queste applicazioni
sono ancora spesso poco sfruttate e rappresentano, ad oggi, uno dei settori di ricerca di
frontiera del BIM. Sull’utilizzo dei sistemi BIM
nel settore dell’involucro architettonico abbiamo
parlato con l’ing. Christian Florian, 3D Standardization Team Coordinator di Permasteelisa
Group, che ci ha illustrato l’esperienza condotta
dal Gruppo in occasione di diversi progetti e il
loro approccio alla materia.
Qual è la vostra concezione dei sistemi BIM e
quali settori/ambiti sono gestiti tramite sistemi
BIM in azienda?
“Dall’esperienza maturata sui progetti di Permasteelisa Group, ciò che posso dire è che,
purtroppo, non ho una risposta sintetica - e
chiara - a questa domanda. Quando parliamo
di BIM, possiamo intendere i software che ci
permettono di dialogare e collaborare con tutti
gli attori di un progetto ma, al tempo stesso,
possiamo anche intendere il processo, regolato dalla documentazione contrattuale. Molto
spesso, più semplicemente, ci si limita a considerare il BIM come il modello tridimensionale che risulta da questo processo. Che dire?
Queste interpretazioni sono tutte corrette ma,
al tempo stesso, incomplete se considerate
individualmente; dipende dal contesto e da
chi le considera. Per quanto riguarda il BIM in
azienda, da qualche anno siamo impegnati per
Vista generale, Eight
Spruce Street, New York,
NY , Gehry Partners, LLP,
Crediti immagine ©Lester
Ali Photography]. Facciate
e serramenti a cura di
Permasteelisa Group.
incrementare l’integrazione dei servizi e della
tecnologia dei software 3D nei nostri processi
di offerta, sviluppo e gestione dei progetti. Data la specificità del mercato curtain wall (che richiede strumenti dedicati) e l’orizzontalità delle
piattaforme BIM disponibili sul mercato, abbiamo preferito sviluppare una suite proprietaria,
in grado di rispondere alle esigenze specifiche
del nostro business nonché di razionalizzare
tutto il processo produttivo dalla fase iniziale
del design fino a quella dell'assistenza postvendita passando per produzione, controllo
qualità, logistica e installazione. Il risultato
che abbiamo ottenuto è una piattaforma globale e proprietaria che abbiamo denominato
"Permasteelisa Moving Forward", e che tutti
nel Gruppo chiamiamo PMF. Oggi, PMF è a
disposizione di oltre 5000 utenti collocati nelle
50 sedi a livello mondiale, e accompagna un
processo innovativo nello sviluppo e nella gestione dei progetti”.
Quali sono i punti di forza e i punti deboli di una
progettazione BIM?
“Dal punto di vista teorico, il BIM fornisce
l’indubbio vantaggio, nella fase di offerta di un
progetto, di quantificare precisamente - e più
rapidamente che in passato - i materiali richiesti per un progetto e di stimare con maggiore
accuratezza anche i costi di progettazione,
produzione e installazione. Nella fase tecnica,
una volta che la commessa è stata acquisita,
il BIM idealmente ci fornisce gli strumenti per
ottenere un prodotto di altissima qualità ridu-
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©Lester Ali Photography.
©Andreina Schoeberleina
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Software di progettazione e involucro
Dettaglio della facciata, Eight Spruce Street, New
York, NY , Gehry Partners, LLP
Novartis Campus, Basilea, Gehry Partners. Facciate e serramenti a cura di Josef Gartner/Permasteelisa Group
cendo al minimo il numero delle criticità, sempre presenti in un progetto. Pensiamo che, ad
esempio, attraverso un opportuno scambio di
modelli BIM, e’ possibile effettuare un’analisi
delle interferenze tra involucro architettonico e
struttura, così da anticipare e risolvere problemi che altrimenti risulterebbero evidenti solo
in fase di installazione. Per contro, l’utilizzo del
BIM richiede che la organizzazione si adatti in
qualche modo al BIM stesso, e, se mi è concesso il termine, diventi “BIM-centrica”. Questa è stata una delle motivazioni che hanno
spinto Permasteelisa a sviluppare internamente il proprio sistema proprietario: così facendo,
infatti, il change management necessario ad
ottenere il massimo dal BIM è stato sviluppato parallelamente al sistema stesso, così da
ottimizzare la transizione e l’allineamento delle
funzioni allo strumento e viceversa”.
Riferimenti bibliografici
Il BIM si pone come un sistema di interscambio
e condivisione. Quali sono i principali fattori che
attualmente limitano l’interoperabilità nei software
BIM e quali passi avanti potrebbero essere compiuti verso una completa interoperabilità?
“Bella domanda! Il problema è piuttosto datato; dieci anni fa si sentiva già parlare di sistemi
BIM e uno dei principali problemi - fra molti altri
a quel tempo - era proprio l’interoperabilità.
Posso dire, per esperienza, che la situazione
è migliorata: molti programmi, oggi, possono leggere formati nativi di altre applicazioni.
Parliamo però di uno scambio finalizzato al
coordinamento e alla verifica dei modelli 3D
di un progetto. Il prossimo passo, per quanto
riguarda l’interoperabilità, potrebbe consistere,
>
- Bergin M., A Brief History of Bim, in http://www.
archdaily.com/302490/a-brief-history-of-bim/.
- Eastam C., Building Product Models: Computer
Environments Supporting Design and Construction,
CRC Press, 1999.
- Lo Prete M., A colloquio con Riccardo Balbo, Modulo
n. 373, pag. 188-192.
- National Building Information Modeling Standard™,
National Institute of Building Sciences, 2007.
- Zacchei V., Building Information Modeling. Nuove
tecnologie per l’evoluzione della progettazione–
costruzione, Aracne, Roma, 2010.
non solo nel leggere, ma anche nel modificare
e salvare file nei loro formati nativi su qualsiasi
piattaforma software. Stiamo però parlando di
una sorta di rivoluzione dove il concetto di file
nativo verrebbe a perdere il proprio significato”.
Il BIM dovrebbe porsi anche come strumento
di controllo dei costi finali attraverso una miglior gestione delle risorse, dei tempi e delle
operazioni legate al progetto. È effettivamente
così o esistono ancora ostacoli a questo tipo di
ottimizzazione?
“L’esperienza formata nel recente passato
è in linea con questa affermazione ma devo
anche dire che il BIM, per quanto riguarda il
mondo del curtain wall, è qualcosa di nuovo.
Di conseguenza, siamo convinti che esistano
margini di miglioramento, e che questi siano
direttamente proporzionali al livello di integrazione che il sistema BIM riesce a raggiungere
in tutte le fasi della commessa. Crediamo che
questo costituisca una grande opportunità, di
cui vedremo i frutti nel prossimo futuro”.
Attualmente, uno dei settori di maggior sviluppo è il cosiddetto “Green BIM”, ossia l’applicazione di sistemi BIM al progetto, alla verifica
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©Brad P.
tori esterni, invece, sono abitualmente definiti
dalla documentazione contrattuale. I software
più diffusi che abbiamo visto utilizzati da main
contractors e architetti sono, in fase di offerta
o studio iniziale, Autodesk Revit, Rhinoceros
(con e senza Grasshopper) e Dassault Catia o
Digital Project. Nella fase tecnica di un progetto, oltre ai software sopra citati, Navisworks
è una piattaforma molto spesso utilizzata per
mescolare insieme i modelli provenienti dai vari sub-contractors coinvolti nella realizzazione”.
Novartis Campus, Basilea, Gehry Partners,
e alla certificazione di edifici eco-sostenibili.
Secondo la vostra esperienza aziendale la
progettazione BIM può davvero contribuire alla
realizzazione di “edifici ad energia quasi zero”?
"E' difficile dare una risposta esaustiva a questa domanda. L’involucro architettonico, su cui
agisce Permasteelisa Group, può contribuire in
modo significativo a far si che il bilancio energetico di un edificio sia positivo. Sfortunatamente,
la qualità tecnologica e costruttiva dell'involucro
non è di per sé conditio sufficiente alla conquista di una certificazione poiché i sistemi preposti tengono in considerazione molti elementi
diversi che esulano molto spesso dal perimetro
di attività di chi, come Permasteelisa Group,
realizza il Curtain Wall."
Che competenze sono richieste per operare in
ambito BIM? Sono richieste competenze specifiche rispetto a quelle di un progettista o disegnatore che utilizza altre tipologie di software?
“Lavorare in ambito BIM significa, innanzi tutto, conoscerne le regole. Queste, purtroppo,
possono cambiare da progetto a progetto perchè esistono molti standard BIM e nessuno
di questi è riconosciuto, per ora, come riferimento “unico” a livello internazionale. Risulta
quindi importante saper leggere e analizzare la
documentazione contrattuale relativa al BIM spesso si parla di “BIM execution plan” - ma
non solo: bisogna, anche, essere in grado di
interpretarla, discuterla con i principali attori del
progetto avendo l’obiettivo di concordare strategie dedicate per l’involucro architettonico.
Se consideriamo il BIM come software, dico
che, per definizione, utilizzare un BIM significa
basare il proprio lavoro, per l’intero ciclo di vita
di un progetto, su modelli 3D. In ogni caso,
sono certo che, per lavorare in ambito BIM, il
tecnico che abbia competenze sia nell’utilizzo
di sistemi 2D che 3D è un progettista con una
marcia in più. Mi sento di aggiungere che la vera
differenza nel lavorare con sistemi BIM rispetto
ai tradizionali sistemi CAD, siano essi bi o tridimensionali, consiste nel fatto che non ci si limita
a considerare la geometria di un progetto ma
l’intero insieme di informazioni ad esso relative”.
Quali software utilizzate per operare in ambito
BIM?
“Come detto sopra, Permasteelisa Group
utilizza un BIM proprietario per sviluppare e
gestire i progetti al proprio interno. I sistemi in
uso per lo scambio di informazioni BIM con at-
Potete illustrare alcuni esempi di architetture
che hanno visto l’utilizzo di sistemi BIM?
“Potrei citare l’esperienza del Novartis Campus
a Basilea: anche se a quel tempo non si parlava
ancora esplicitamente di BIM - parliamo di un
progetto svolto tra il 2005 e il 2008 - il contratto
imponeva lo scambio di modelli 3D in formato
nativo Catia. La facciata doveva seguire il 3D
master model architettonico, rispettando ogni
eventuale nuova versione ricevuta da Gehry
Partners. Negli ultimi anni abbiamo visto incrementare i progetti basati sul BIM; volendo citare un’esperienza più recente, possiamo considerare un altro progetto di Gehry Partners,
una torre residenziale alta 256 metri realizzata
a New York, Eight Spruce Street. In questo progetto abbiamo collaborato in ambito BIM con i
sub-contractors che si occupavano dei solai definendo, in dettaglio, la pianta di ciascun solaio
in cemento in modo da permettere il corretto
ancoraggio della facciata alla struttura”.
Nota:
"Si ringrazia Permasteelisa Group per le immagini concesse. Christian Florian ringrazia
Stephen Green, di Permasteelisa North America, per il continuo confronto sul BIM da cui
nascono alcune delle risposte di questa intervista".
1 Eastam C., Building Product Models: Computer Environments Supporting Design and
Construction, CRC Press, 1999.
2National Building Information Modeling Standard™, National Institute of Building Sciences, 2007.
3Green BIM. How Building Information Modeling is contributing to green design and construction, McGraw-Hill Construction, 2010.