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Continua la lettura »]]> Il Politecnico di Torino sta avviando tesi di laurea specialistiche incentrate sul tema della progettazione BIM e sull’interoperabilità dei dati. Con estremo piacere vi riporto una sintesi di un interessante lavoro avente come caso studio le residenze universitarie di cui si è già parlato. Nell’ambito della partecipazione del Politecnico di Torino al già citato Bando Ministeriale per la realizzazione di nuovi alloggi e residenze per studenti universitari, si inserisce la redazione della tesi di Laurea Specialistica: “ Modellazione parametrica avanzata di una residenza universitaria”.

Candidato: David Erba - Relatore: Anna Osello - Corelatore: Massimiliano Lo Turco

L’intento di questa tesi è stato, nella prima fase un’analisi critica circa l’efficacia della progettazione in ambiente BIM nei casi in cui è richiesto un elevato livello di dettaglio, con una particolare attenzione alla definizione di alcuni particolari costruttivi. La progettazione parametrica ad oggetti consente di rappresentare le componenti edilizie in modo diverso a seconda del grado di dettaglio desiderato, anche se, come verrà illustrato in seguito, non sempre ciò accade in modo automatico.

Finestra di dialogo Sostituzione grafica/visibilità, attraverso cui è possibile impostare il livello di dettaglio dei diversi elementi

Occorre innanzitutto intervenire sulla scala di rappresentazione ed il livello di dettaglio con cui i diversi elementi del modello devono essere visualizzati. Quest’ultimo passaggio è di fondamentale importanza e la sua efficacia è direttamente proporzionale all’accuratezza di realizzazione delle famiglie parametriche utilizzate nel modello. Prendendo, ad esempio, una famiglia di finestre è necessario analizzare preliminarmente i componenti che ne fanno parte: è necessario stabilire già nell’editor delle famiglie quali elementi visualizzare nei diversi livelli di dettaglio. A volte può essere utile inserire componenti bidimensionali da visualizzare ad alto dettaglio per evitare di dover gestire file troppo pesanti: attraverso l’importazione di dettagli costruttivi in formato .dwg si possono riutilizzare librerie e blocchi CAD tradizionalmente utilizzati,  snelliendo notevolmente il processo.

Visualizzazione di una finestra rispettivamente ad un livello di dettaglio basso – medio - alto

Passando ad analizzare le problematiche riscontrate, possiamo suddividerle nelle seguenti categorie: problematiche di rappresentazione, difficoltà legate alle famiglie, interferenze tra le differenti tipologie di elementi, complessità di modellazione.

Nel primo caso si è riscontrata una mancata differenziazione nella rappresentazione di alcuni componenti passando dal livello di dettaglio medio a quello alto. Ciò accade soprattutto per le famiglie di sistema  quali muri, solai, tetti, controsoffitti ecc. Considerando l’involucro verticale opaco ci si rende subito conto di questa difficoltà da cui spesso derivano difficoltà nella gestione di quegli elaborati in cui gli strati esterni (rinzaffo, intonaco) non dovrebbero essere rappresentati. Anche la seconda difficoltà è legata prevalentemente alle famiglie di sistema, le quali risultano essere particolarmente rigide alle modifiche da parte dell’utente, con conseguente difficoltà nel modellare e gestire liberamente tali elementi; basti pensare alla modellazione di un solaio nel quale si inseriscono dei blocchi di alleggerimento all’interno dello strato portante o alla realizzazione di una strato di isolamento acustico che risvolta sulle murature adiacenti l’orizzontamento.

Rappresentazione degli elementi di alleggerimento del solaio possono essere come famiglie di dettaglio 2D

Le problematiche legate all’interferenza tra gli elementi sono state riscontrate in presenza di componenti strutturali, nello specifico i pilastri, nei casi in cui fuoriescano dallo spessore della muratura ospitante e , in qualche occasione anche in seguito all’inserimento di elementi ospitati quali i serramenti. Specifiche tecniche di modellazione dei suddetti elementi (utilizzo congiunto del pilastro strutturale e della colonna architettonica e pilastri adattivi consentono la risoluzione di tali imperfezioni).

Problematiche legate all’interferenza tra involucro verticale opaco, struttura portante ed elementi ospitati

Stralcio di sezione estratto dal modello tridimensionale (originale in scala 1:20)

Successivamente è stato affrontato uno studio relativo all’interoperabilità tra Revit Architecture e IES Virtual Environment 6.3, allo scopo di analizzare le difficoltà che ancora persistono nei processi di scambio delle informazioni. IES Virtual Environment 6.3 è una suite di applicazioni collegate da una interfaccia comune e un singolo modello integrato di dati attraverso la quale è possibile eseguire analisi energetiche e previsioni sul costo della gestione del manufatto in termini di consumi energetici.

L’interoperabilità tra questi due software è possibile grazie allo standard gbXML, formato che agevola lo scambio dei seguenti dati:

-          posizione geografica e la tipologia costruttiva dell’edificio oggetto di studio;

-          ambienti (o rooms) con le relative superfici delimitanti;

-          superfici ombreggianti ed infissi.

I dati che non rientrano in questo range, se necessari alle analisi energetiche, devono essere ridefiniti all’interno della suite di simulazione; tra questi i più rilevanti sono i materiali.

Diagramma di sintesi dei dati esportati grazie allo standard gbXML

In fase di esportazione gli elementi che costituiscono il modello vengo riconosciuti e classificati attraverso il meccanismo delle adiacenze: prendendo ad esempio una muratura, questa sarà considerata interna o esterna in funzione degli ambienti che la circondano. Lo stesso meccanismo si ripete per tutti i componenti (anche quelli ospitati).

Grande importanza in questa fase è dunque rivestita dalla definizione delle rooms. E’ necessario avere un quadro conoscitivo completo dell’organo edilizio per definire in maniera corretta la tipologia delle componenti che delimitano i diversi ambienti.

Definizione delle rooms in Revit Architecture

Durante il processo di esportazione sono state riscontrate alcune criticità, le quali, nella maggior parte dei casi, comportano errori nella classificazione delle superfici o la generazione di “Air gaps”(porzioni di spazio classificate erroneamente come intercapedini d’aria), come ad esempio la presenza di controsoffitti come elementi delimitanti i locali, pilastri o colonne che fuoriescono dallo spessore della muratura, creazione di locali mediante linee di delimitazione, sovrapposizione di pavimenti e metodologia di realizzazione dei muri durante la modellazione. Per quest’ultimo caso occorre fare una precisazione: in fase di esportazione il volume occupato dalle murature viene considerato a partire dalle loro linee d’asse, nonostante in Revit sia possibile tracciare i muri secondo diverse modalità (a partire dal lato interno, esterno, dalla linea d’asse ecc.); di conseguenza se tali elementi non sono stati creati secondo questa modalità si generano degli errori, soprattutto in presenza di murature adiacenti con spessori differenti.

Air gaps in corrispondenza del confine della controsoffittatura

Errata esportazione delle pavimentazioni con conseguente creazione di superfici ombreggianti

Alla luce di quanto detto parte degli errori sono stati corretti apportando le dovute modifiche al modello in Revit, mentre altri, anche per comodità operativa, sono stati affrontati in seguito alla procedura d’importazione con l’ausilio dell’applicativo Model-IT presente in IES VE 6.3.

Questi esempi pratici consentono, progetto dopo progetto, di affinare procedure di modellazione e metodologie operative al fine di identificare un workflow efficace volto ad una corretta interoperabilità dei dati tra applicativi che sviluppano tematiche differenti.

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Continua la lettura »]]> Come si era introdotto in un precedente post, (http://www.bimacademy.it/2012/03/la-progettazione-esecutiva-in-ambiente-bim-parte-i/) il Politecnico di Torino ha recentemente partecipato ad un Bando Ministeriale per richiedere una quota di cofinanziamento relativo alla “realizzazione di nuovi alloggi e residenze per studenti universitari di cui alla Legge 338/2000”, consegnando al Ministero due progetti esecutivi per un totale di circa 240 posti alloggio.

Il progetto architettonico è stato svolto interamente in Revit Architecture. L’impianto strutturale, dapprima predimensionato all’interno di Revit Structure e di altri applicativi interoperabili, è stato poi verificato da alcuni professionisti esterni alla struttura del Servizio Edilizia e nuovamente immesso all’interno del modello. Per quanto riguarda la progettazione impiantistica, sono stati estratti file dwg (la base architettonica da integrare con il disegno degli impianti) correttamente codificati in modo tale da seguire procedure controllate per un efficace scambio delle informazioni.

Ingegnerizzazione delle procedure di immissione ed estrazione dati verso altri applicativi

I due progetti redatti dal Servizio Edilizia, seppure caratterizzati da impianti planimetrici differenti, presentavano notevoli affinità in relazione alle tecnologie costruttive, alle componenti edilizie ed ai materiali scelti per orizzontamenti e tamponamenti; tali informazioni sono state ordinate e catalogate attraverso un file di testo contenente note chiave e descrizione dei diversi sistemi tecnologici e relativi materiali impiegati.

Tipologia Alloggi stanze singole, evidenziazione delle note chiave di murature e infissi. Scala originale 1:50

Impostazione delle note chiave e stralcio di abaco delle murature

Sono inoltre state personalizzate alcune famiglie ad hoc per quanto riguarda il conteggio matematico (e relativa valutazione economica) degli arredi mobili coerentemente alle richieste del bando (valutazione di vettovaglie, posate, lenzuola, asciugamani,…)

Progettazione di famiglie di dettaglio che permettessero di computare correttamente i dati previsti nelle specifiche del Bando ministeriale

Relativamente all’aspetto economico, la stima delle quantità è ottenuta attraverso viste di abaco preimpostate, salvate esternamente per essere richiamabili in entrambi i progetti. Per una migliore efficienza operativa è stato fondamentale decidere preventivamente i modelli di vista, vale a dire gli standard per la visualizzazione del progetto alle diverse scale (1:200-1:100-1:50 e successive scale di dettaglio), in modo da velocizzare la trascrizione degli elaborati grafici derivanti dal modello parametrico.

I due modelli tridimensionali sono infine stati renderizzati attraverso il motore di render di Mental Ray e successivamente ripresi mediante strumenti di fotoritocco per la definizione di inserimenti fotorealistici.

Fotoinserimenti dell’intervento proposto. Render a cura dell’arch. A. Tonin

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Continua la lettura »]]> Il presente contributo si inserisce all’interno di un contesto generale relativo alla qualità ed efficacia dei nuovi applicativi BIM. Molto spesso un utenza meno esperta si limita ad un utilizzo parziale dello strumento parametrico, impiegandolo in special modo per una più rapida ed efficace ricostruzione del modello tridimensionale, in una fase decisionale già molto avanzata. Con l’esempio proposto si vuole invece illustrare sinteticamente una quota parte delle funzionalità racchiuse all’interno dell’acronimo BIM, dove la I- informazione, è spesso sottovalutata. Facciamo un po’ di ordine: negli ultimi anni in architettura il processo di progressiva automazione ha seguito e sta seguendo un percorso comune nella storia dello sviluppo dei software: la maggior parte delle applicazioni si sono riferite in prima istanza ad un processo che prende il nome di Drafting, comprendente le prime sperimentazioni di disegno assistito al calcolatore. Il ricorso alla terza dimensione nella rappresentazione del progetto architettonico ed un ricorso sistematico alla modellazione tridimensionale, hanno definito un successivo stadio, detto Modeling.

Elaborazione di L. Khemlami in cui si inidividuano 4 stadi di progressiva automazione del processo progettuale

Il processo progettuale tipico dello stadio precedente non viene modificato dall’uso di software di modellazione tridimensionali: alla fase di progettazione bidimensionale segue quindi la fase di Modeling, indipendente dalla rappresentazione mongiana. Proprio per questo motivo, molto spesso il modello virtuale è sviluppato da collaboratori esterni al team di progetto, elaborato solo dopo il completamento della fase di design development, e trovando la naturale collocazione all’interno di un “ramo morto” del processo progettuale, a cui viene attribuito un fine esclusivo di comunicazione del progetto.

Il processo di progressiva automazione si evolve ulteriormente con l’introduzione sul mercato dei primi software architettonici “ad oggetti”: l’introduzione dei BEM o Building Element Models, a sostituire astratte entità geometriche, costituisce la principale evoluzione della filosofia BIM: se i software di Drafting rendevano possibile la rappresentazione geometrica di qualsiasi organismo edilizio, i software di Modeling permettono di costruirlo, seppur sotto forma di edificio virtuale. Di qui l’accezione di Designing, strumento dedicato alla progettazione in un ambiente totalmente innovativo.

L’automazione di alcuni processi sancirà il momento in cui tutte le informazioni di progetto saranno create e gestite digitalmente, massimizzando i vantaggi di questo nuovo “archetipo virtuale”. In altre parole, un modello digitale dell’edificio, non più solo geometricamente corretto, ma in grado di contenere informazioni estremamente eterogenee tra loro. Per questo motivo l’ultimo stadio è detto Collecting, corrispondente alla progettazione esclusiva dell’organismo architettonico in ambiente BIM. Con l’introduzione del BIM è avvenuto un radicale cambiamento nella gestione del processo progettuale ed è fondamentale comprendere quale impatto abbia avuto e possa avere in futuro nei confronti dell’industria delle costruzioni. Il concetto stesso di BIM si fonda sulla possibilità di incorporare nel modello 3D informazioni metaprogettuali di natura non grafica, come ad esempio informazioni di tipo numerico/tabellare. Ed è su questo stadio che vorremmo attestarci con l’esempio di seguito illustrato, nel tentativo di chiarire meglio quanto sopra descritto.

Tavola tematica con indicazione aree funzionali. Scala di elaborazione 1:200

Il caso studio si riferisce alla progettazione esecutiva di nuove residenze universitarie. L’attività progettuale posta in essere ha visto, ancora una volta, la collaborazione tra alcuni ricercatori del DISEG (Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica) ed il Servizio Edilizia del Politecnico di Torino. La collaborazione si è attivata a seguito della pubblicazione del Bando Ministeriale per poter richiedere una quota di cofinanziamento relativo alla “realizzazione di nuovi alloggi e residenze per studenti universitari di cui alla Legge 338/2000”. Tra i requisiti del Bando, (Decreto Ministeriale 7 febbraio 2011 n. 26, pubblicato nella Gazzetta Ufficiale del 28 aprile 2011 n. 97), si indicava espressamente che la premialità del lavoro consegnato era, tra gli altri parametri, funzione del livello di progettazione e del grado di approfondimento raggiunto, tenendo conto di una tempistica estremamente limitata, fissata in 90 giorni, con scadenza 27 luglio 2011. Il Politecnico ha consegnato al Ministero due progetti esecutivi per un totale di circa 240 posti alloggio. Si è tuttora in attesa della pubblicazione ufficiale della graduatoria, attraverso la quale si potrà beneficare o meno del cofinanziamento ministeriale.

Sezione trasversale. Scala di elaborazione 1:100

Data la tempistica estremamente serrata si è resa necessaria in prima analisi l’adozione di un metodo di lavoro condiviso dai due gruppi di progettazione, ingegnerizzando non soltanto il processo progettuale, ma anche l’adozione di standard condivisi comuni ai due interventi attraverso l’adozione di template personalizzati in funzione del tipo di intervento richiesto. Il bando ministeriale specificava nel dettaglio quali dovessero essere i dati di output grafico e tabellare che era necessario estrarre dai modelli parametrici, definendo codifiche specifiche per ogni tipo di informazione (codifica degli ambienti e degli spazi funzionali, caratterizzazione dei materiali, layout delle tavole, superfici nette e lorde per il calcolo delle aree residenziali…)

Le immagini si riferiscono agli elaborati congruenti alle scale del preliminare e del definitivo. Nelle prossime settimane analizzeremo nel dettaglio come, attraverso l’utilizzo di note chiave, modelli di vista e abachi dedicati, si siano ottenuti elaborati conforme ai requisiti di un progetto esecutivo.

Prospetto lato interno. Scala di elaborazione 1:100

Vista concettuale dell'intervento proposto

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Continua la lettura »]]> Molte volte si è parlato della diffusione del BIM in Italia, sia a livello professionale sia in ambito accademico. A tale riguardo, l’anno scorso (numero 46 della rivista Arketipo, edito dal Sole24Ore) è stato pubblicato un breve saggio dal titolo “Le nuove frontiere del BIM. La parola agli Atenei”, segnalato anche in un precedente post all’indirizzo: http://www.bimacademy.it/2011/08/il-bim-tra-ricerca-e-didattica-le-esperienze-condotte-al-politecnico-di-torino/ che descriveva l’adozione del BIM all’interno dei corsi di Laurea di alcune Università italiane. A tale riguardo, come forse molti di voi sanno, presso la I Facoltà di Architettura del Politecnico di Torino è attivo già da alcuni anni un corso denominato Modellazione Digitale Parametrica, allo scopo di indirizzare i futuri professionisti –sia dal punto di vista teorico che dal punto di vista pratico- circa l’adozione delle nuove metodologie BIM. Vorrei segnalare un interessante webcast dal titolo “Esperienze di Building Information Modeling”, prevista per l’8 marzo; ci si può iscrivere al seguente link:http://it.event-publisher.autodesk-service.com/6838/registration, in cui si descriveranno le diverse esperienze formative professionali e di ricerca condotte, grazie anche alla preziosa collaborazione con il Servizio Edilizia del Politecnico di Torino.

Villa Mairea di Alvar Aalto reinterpretata in chiave BIM. Autori: Orges Lesha, Andi Kasa (2009)

Sintesi delle famiglie parametriche di infissi. Autori: Orges Lesha, Andi Kasa (2009)