Si può rendere l’edilizia più sostenibile ed efficiente utilizzando le nuove tecnologie e appositi software in fase di progettazione. Disegno di Michele Sbicca, giugno 2018.

Building Information Modeling: i software che rendono l’edilizia più efficiente e più eco compatibile

Si può rendere l’edilizia più sostenibile ed efficiente utilizzando le nuove tecnologie e appositi software in fase di progettazione

Il Building Information Modeling, che ha BIM come acronimo, non è solo un software,  né  un prodotto, ma è un vero e proprio nuovo processo di lavoro con cui si può, oggi, concretamente realizzare la ricerca ottimale per l’ottimizzazione dei tempi, dei costi, l’uso dell’alta tecnologia, la creazione, il monitoraggio, la modifica, l’aggiornamento dell’intero ciclo di vita di un edificio o qualsiavoglia opera, dall’ideazione e progettazione sino alla sua demolizione.
Parola d’ordine per il BIM, dunque è: miglioramento. In una prospettiva in cui il futuro delle costruzioni, dell’ingegneria, dell’architettura è digitale, il BIM ad oggi garantisce il massimo potenziale virtuale a disposizione.

Una delle definizioni più comuni del BIM è “un processo di generazione e gestione dei dati di progetto durante l’intero ciclo di vita di un edificio o opera“. Per capirsi meglio: il BIM è uno strumento che consente l’ottimizzazione della pianificazione, realizzazione e gestione di costruzioni tramite l’aiuto di software ad hoc che raccogliendo, combinando e collegando digitalmente tutti i dati rilevanti di un progetto costruttivo, consente di visualizzare la costruzione come un modello tridimensionale e di simulare una serie di parametri, ottenendo non soltanto una perfetta integrazione del processo, ma anche una forte riduzione in termini di costi, logistica e tempistiche.

Operativamente con questa tecnologia un edificio, o qualsivoglia altra opera, viene costruita digitalmente con un modello virtuale accurato e completo, una digitalizzazione dell’opera integrata, dove per integrata si intende che contenga almeno questi punti chiave:  digitale, spaziale, misurabile, comprensibile (deve trasmettere l’idea progettuale, le prestazioni dell’edificio, la sua realizzabilità sia per la sequenzialità delle operazioni da compiere che per i risvolti economici finanziari), accessibile (interfaccia intuitiva e possibilità di interoperabilità), durevole (per tutta la vita dell’edificio attraverso le sue diverse fasi).

Il modello BIM parte dal dimensionamento e posizionamento degli impianti sino a giungere alla modellazione e al computo metrico, e lo fà con la partecipazione e l’interscambio di tutti i protagonisti del processo di sviluppo, tra cui architetti, geometri, ingegneri e investitori. Al modello 3D vengono connessi diversi software di modellazione virtuale – analisi strutturali, acustiche, termo fluidodinamiche, illuminotecniche; le proposte di progetto possono essere ispezionate, modificate e ristrutturate, in modo che eventuali problemi o modifiche potranno essere organizzati e completati durante l’intero processo di costruzione, con le successive ed eventuali variazioni inserite da tutte le parti in causa.
Con il software BIM i prospetti sono meccanicamente prodotti dal programma perchè collegati al solido 3D ed ogni minima modifica ad esso applicata aggiorna automaticamente, riducendo i tipici errori di distrazione, propri del disegno a mano e con il CAD.
Una riduzione fino al 80% del tempo previsto per un preventivo di spesa, margini di errori ridotti al 3% massimo, una diminuzione dei tempi progettuali abbreviati del 7%, abbassamento dei costi di costruzione fino al 30%, chiarezza di dialogo e integrazione con tutti quei dispositivi informatici , maggior controllo del progetto ed un migliore coordinamento con i settori progettuali.
I dati vengono raccolti in un database,  l’archivio completo di informazioni, le librerie BIM per l’esattezza, rappresentano la naturale progressione dei blocchi CAD ma con informazioni maggiormente dettagliate e numericamente superiori; le criticità vengono così gestite e meglio superate.

Fra i principali vantaggi del BIM dunque ci sono:

  • una riduzione dei costi e tempi del ciclo di vita,
  • una minimizzazione degli errori di progettazione,
  • un’ottimizzazione della gestione dei progetti e
  • un supporto per la progettazione sostenibile.

L’uso di materiali sempre più performanti nelle prestazione energetiche e strutturali di un edificio, la progettazione di sistemi tecnici ed impianti sempre più efficienti e l’integrazione delle fonti rinnovabili sono alla base delle fasi costruttive di edifici eco compatibili nuovi o ristrutturati. Ed è proprio in queste fasi che l’uso del BIM ottimizza l’integrazione della varietà di esperienze e competenze di molteplici figure professionali, necessarie allo sviluppo dell’intero ciclo di vita di un edificio, a maggior ragione se questo edificio deve garantire prestazioni eccellenti dal punto di vista energetico, climatico, del comfort ed anche ambientali.

Il BIM offre anche il vantaggio indubbio nella fase di offerta di un progetto pubblico, di quantificarne precisamente e rapidamente i materiali richiesti e di stimare con maggiore accuratezza anche i costi di progettazione, produzione ed installazione. Nella fase tecnica poi ci sono altre importanti ottimizzazioni, ovvero è possibile effettuare un’analisi delle interferenze tra involucro architettonico e struttura.
Per questo la metodologia  è già utilizzata, anche all’estero, nei grandi studi e nelle grandi opere, ci sono molti esempi che dimostrano i vantaggi associati a queste procedure per la gestione degli appalti e per la realizzazione delle opere più complesse.

Il Italia un passo importante verso il BIM  è stato definito già nel 2016 all’interno del Nuovo Codice Appalti, il quale ha stabilito che un decreto del Ministero delle Infrastrutture dovrà fissare le modalità e i tempi di progressiva introduzione dell’obbligatorietà del BIM sia per le amministrazioni sia le imprese, al fine di razionalizzare le attività di progettazione e delle connesse verifiche, andando a migliorare e snellire processi che fino ad oggi hanno influito su tempi e modi di partecipazione agli appalti. Questo decreto, che definisce le modalità e i tempi di progressiva introduzione  da parte delle stazioni appaltanti, delle amministrazioni concedenti e degli operatori economici dell’obbligatorietà dei metodi e degli strumenti elettronici come il BIM  nelle fasi di progettazione, costruzione e gestione delle opere e relative verifiche, è stato ufficialmente pubblicato sul sito del MIT il 12 gennaio 2018.

Il Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti adotta così il “Decreto BIM“, che per la sua portata rivoluzionaria ha monopolizzato l’attenzione del settore in questo ultimo anno. Con l’entrata in vigore del decreto scatterà dal 2019 l’obbligo per le stazioni appaltanti di prevedere l’utilizzo del Building Information Modeling per tutti i lavori di importo superiore a 100 milioni di euro. Progressivamente poi, fino al 2025, l’obbligo verrà esteso agli appalti di scaglioni di importo inferiori fino a introdurre tale modalità in tutto il sistema dei lavori pubblici.
Secondo alcuni studi ed esperienze, questo tipo di progettazione innovativa può consentire almeno il 10% di risparmi di spese di gestione e risparmi lungo tutto il ciclo dell’opera, abbattendo il ricorso alle varianti e prevedendo per tempo le manutenzioni necessarie.

Ma come già si è anticipato, la modellazione informativa (BIM) può essere utilizzata ampiamente e con vantaggi non solo per ottimizzare tempi, risorse e logistica, ma anche nella progettazione e costruzione sostenibile.
Con la locuzione Green BIM si identificano tutte quelle attività svolte con l’ausilio della modellazione informativa (BIM) e finalizzate alla progettazione e costruzione sostenibile. In particolare, quelle attività volte all’analisi e all’archiviazione delle caratteristiche dell’edificio relative alla sostenibilità ambientale, alla riduzione/ottimizzazione dei consumi energetici e alla sostenibilità socio-economica.
L’edilizia del futuro va in un’ottica di sempre maggiore sostenibilità, necessaria in un settore fra i più energivori al mondo. Quantificare i risparmi energetici e di materiali, evitare dispersioni termiche ed idriche e utilizzare quote parte di energie da fonti rinnovabili e sistemi di recupero, ma non solo; con il BIM si può efficacemente progettare in maniera coerente ed adeguata al contesto e alle diverse necessità. Che possono essere date: dal clima, dalle condizioni esterne, dall’utenza (dalla cultura locale, le abitudini e i principi di confort abitativo), nonchè  dalle risorse disponibili.

Tutto ciò sta diventando un imperativo, basta vedere come anche le direttive europee si stiano muovendo in maniera decisa verso l’uso dei materiali riciclati e verso gli edifici near zero energy. E i nuovi strumenti digitali sono un valido alleato per coadiuvare il movimento in questa direzione.

Per il futuro ci si aspetta che il machine learning così come l’intelligenza artificiale siano alla base di strumenti in grado di suggerire in modo automatico le scelte da implementare per ottenere una riduzione di costi, materiali, consumi energici e idrici ed emissioni inquinanti.  Sia l’intelligenza artificiale che il machine learning coinvolgono tutte quelle operazioni caratteristiche dell’intelletto umano ed eseguite da computer, che includono la pianificazione, la comprensione del linguaggio, il riconoscimento di oggetti e suoni, l’apprendimento e la risoluzione dei problemi. Il “machine learning” che è stato coniato successivamente all’AI, si distingue da questa perché è sì  la capacità di una macchina di apprendere, ma è in grado di farlo senza essere programmata esplicitamente. L’apprendimento automatico è un modo quindi per “educare”, o per meglio dire “addestrare”, un algoritmo in modo che possa apprendere da varie situazioni ambientali. L’addestramento, implica l’utilizzo di enormi quantità di dati e un efficiente algoritmo al fine di adattarsi (e migliorarsi) in accordo alle situazioni che si verificano.

L’algoritmo impiegato in questi casi dovrà riconoscere determinati oggetti, distinguendoli tra animali, cose e persone, e nello stesso tempo imparando dalle situazioni,ovvero ad  avere memoria di ciò che si è fatto per impiegarlo efficacemente nelle prossime acquisizioni di visione artificiale, come sta già accadendo nei suoi impieghi nel  settore dell’Automotive.

L’evoluzione del BIM potrebbe andare verosimilmente in questa direzione, ma questo è un capitolo che è ancora da scrivere.

 

Fonti:

http://www.green.it/nzeb-quanto-costa-un-edificio-a-energia-quasi-zero/
http://www.green.it/edilizia-del-futuro-la-tecnologia-servizio-del-green-building/
https://www.bimportale.com/decreto-bim-legge/
http://www.mit.gov.it/sites/default/files/media/normativa/2018-01/Decreto%20Ministro%20MIT%20n.%20560%20del%201.12.2017.pdf (link testo)
http://www.edilportale.com/news/2017/12/bim-news/bim-partir%C3%A0-nel-2019-l-obbligo-di-digitalizzare-gli-appalti-pubblici_61320_72.html
http://www.studiofanfulla.it/330-il-building-information-modeling-e-la-nuova-sfida-del-futuro.html

 

Copertina e gallery: disegni di Michele Sbicca, giugno 2018

 

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Elisa Poggiali

Elisa Poggiali

Ingegnere ambiente e territorio, membro del database 100 esperte.it nei settori S.T.E.M., si occupa di ambiente, tecnologia, innovazione e networking per la sostenibilità.

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