PROGETTARE, COSTRUIRE, GESTIRE BIM

Le Origini del BIM

Le prime soluzioni in grado di collegare geometrie e dati sono state sviluppate negli anni Settanta. Ai tempi le macchine in grado svolgere queste funzioni non erano alla portata di tutti. Solo i centri di calcolo delle università e di alcune grandi aziende private, potevano sperimentare questa nuova metodologia. Fra i primi settori a trarre vantaggio da queste applicazioni conosciute come CAD fu il mondo manifatturiero, dove rapidamente si passò dal CAD al CAM. Dal progetto alla produzione. Si dovrà aspettare fino agli anni Ottanta per la diffusione dei primi sistemi CAD dedicati all’architettura. Nelle prime versioni, al CAD vennero aggiunte semplici funzioni e macro, per automatizzare le operazioni ripetitive. Creavano stupore nelle fiere di settore i primi sistemi in grado di inserire porte e finestre nei muri tagliando e giuntando le linee. I sistemi più avanzati dell’epoca calcolavano automaticamente prospetti e sezioni ed esportavano, a seguito di macchinose procedure, la lista degli elementi presenti con le relative informazioni geometriche. Nascevano così, ancora senza sapere come sarebbero stati definiti, i primi sistemi BIM. Con il tempo aumentarono i tool disponibili, migliorarono le prestazioni, ma soprattutto si implementarono, funzioni, relative a tutte le fasi della produzione edilizia. Il passaggio dalla sperimentazione all’uso quotidiano, negli studi tecnici è stato agevolato dalla concomitanza di molti fattori. Principali sono stati l’aumento esponenziale delle prestazioni dei processori sia computer, sia per le schede video. I primi “personal computer” così si chiamavano negli anni 80, erano basati, su processore Intel 8080, dotato di 4500 transistros, successivamente sostituito dal processore Intel 8088, dotato 29000 transistors. Con queste macchine era ancora possibile disegnare. Fu il Pentium, dotato di 3.1 Milioni di transistors, il primo processore con che diede a tutti la possibilità di lavorare con il CAD, oggi i processori presenti nelle nuove workstation arrivano a superare i 20 miliardi di transistors, consentendo di gestire contemporaneamente edifici, infrastrutture e impianti di una città intera.

Progettare in BIM

La prima rivoluzione è arrivata circa 10 anni fa, negli studi di progettazione. Il BIM ha cambiato radicalmente il modo di progettare. La grande maggioranza degli studi tecnici operava attraverso sistemi CAD, soluzioni software, bidimensionali, di simulazione del tecnigrafo basate su elementi geometrici: linee, cerchi ed elementi derivati. Solo una piccola parte utilizzava già soluzioni parametriche, tridimensionali, nelle quali le più comuni operazioni ripetitive erano svolte automaticamente dal software. La novità portata dal BIM non è stata tanto nelle soluzioni - alcune già presenti sul mercato sono state parzialmente adattate - quanto nel metodo. Le informazioni (la I di BIM) sono state messe al centro del processo. Primi ad implementare la metodologia BIM i paesi anglosassoni, avvantaggiati dalla conoscenza della lingua inglese e dalla struttura molto grande e articolata degli studi tecnici che si prestava ad accogliere un sistema in grado di gestire contemporaneamente di tutte le discipline e tutte le fasi del processo edilizio. In ambito BIM si progetta utilizzando elementi architettonici che si comportano, nel modello digitale, esattamente come si comporterebbero gli elementi reali. Il modello BIM di un edificio contiene tutti gli elementi strutturali, le parti architettoniche e gli impianti. Ciascun progettista o team di lavoro è responsabile per la propria parte di progetto, ma vede e si relaziona con tutti gli elementi del progetto. Gli architetti, oltre ad essere responsabili del progetto architettonico, sono molto spesso responsabili di tutto il progetto, vedono, interrogano e si relazionano con le strutture, anche se non le possono modificare. Architetti e strutturisti, a loro volta vedono, interrogano e si relazionano con gli impianti, anche se non li possono modificare. Gli impiantisti, vedono e si relazionano con i progetti architettonico e strutturale anche se non li possono modificare. Una grande differenza con la progettazione tradizionale sta nelle tempistiche. Nel progetto BIM tutte le discipline vengono sviluppate pressoché contemporaneamente e periodicamente, ogni settimana, ma anche ogni giorno, in certe fasi del progetto, si verificano ed eventualmente si adeguano le une alle altre. Il sistema è basato su di un unico data base centrale, il dato gestito è univoco. Non è mai consentito duplicare i dati, una modifica in qualsiasi parte del modello si ripercuote su tutto il sistema. Dal modello tridimensionale si estraggono, solo per comodità dei progettisti tramite viste opportunamente impostate: planimetrie, prospetti, sezioni, ma anche tabelle e abachi. Spesso per comodità, necessità di suddividere il lavoro su più progettisti si “spezza” il modello in più file che il sistema gestisce in modo assolutamente trasparente all’utente, che a differenza del vecchio CAD lavora su parti o elementi dell’edificio non su file. Il file di riferimento è caricato e scaricato dal software secondo le specifiche definite dal BIM Manager.

Nuove figure professionali

La metodologia BIM, si basa su regole e standard precisi che seppur giovani, hanno già raggiunto un alto livello di complessità. Impostare e gestire un progetto BIM richiede competenze specifiche ancora difficili da trovare. Affrontare una commessa BIM, come partecipare ad un bando BIM non sono attività in cui ci si possa improvvisare, occorre competenza, ma soprattutto esperienza. Preparare le specifiche per un progetto BIM, ma anche solo saper interpretare quanto già predisposto da chi ha sviluppato il progetto sono fra le fasi più importanti a cui va dedicato il giusto tempo. A livello internazionale, sono tre le figure professionali che ruotano attorno alla metodologia BIM: BIM Specialist, BIM Coordinator e BIM Manger.

BIM Specialist: conosce i software, è in grado di sviluppare un progetto BIM, è il modellatore, colui che trasforma le idee in BIM. BIM Coordinator: ha il compito di coordinare e gestire le risorse del team, riporta al BIM Manager ed è spesso in stretto rapporto con il Project Manager. Supporta il BIM Manager nella preparazione delle procedure aziendali. BIM Manager: unisce alle competenze di un Project Manager la conoscenza delle soluzioni BIM, degli standard e delle procedure. Ha la responsabilità del progetto internamente alla struttura e nei confronti di fornitori e committenza.

Costruire con il BIM

La condizione ideale per il costruttore è quella in cui tutto il processo sia stato gestito con il BIM. In questo caso si possono simulare e pianificare le fasi di cantiere, avendo a disposizione tutte le informazioni sugli elementi architettonici, informazioni geometriche, caratteristiche tecniche, posizione, relazione con il sistema, ecc. L’esperienza insegna che anche in assenza di modello BIM risulta conveniente per il costruttore farsi carico degli oneri necessari a sviluppare un modello BIM dell’opera, su cui pianificare il cantiere. Sula base di un modello BIM è possibile programmare e, soprattutto, simulare la fase di cantiere (4D); studiare e ricercare la migliore disposizione di macchinari e aree di stoccaggio; simulare, dinamicamente, le fasi di lavoro con verifica delle interferenze fra le diverse discipline; validare e affiancare il piano di sicurezza e coordinamento. La gestione dei costi (5D), consente l’analisi e la simulazione dinamica dei costi di produzione. Diversamente dal metodo tradizionale possono essere simulate innumerevoli situazioni, per periodo (giornaliero, settimanale, ecc.) per elemento (muri, solai, impianti) per piano o parti di edificio definite dall’utente in funzione delle esigenze contingenti. Opportune check list legate al modello BIM consentono di aumentare il controllo del cantiere migliorando la qualità del progetto, influendo positivamente sui tempi e quindi sui costi finali della costruzione. Le informazioni in tempo reale migliorano l’interazione con fornitori e subappaltatori, aumentano l’efficienza del team e riducono incomprensioni ed imprevisti. La verifica della corrispondenza tra il modello BIM e il modello reale, in termini di posizione e dimensione, garantiscono la qualità del lavoro ed il rispetto dei tempi di costruzione contrattuali.

BIM, FM e O&M

La fase di manutenzione e gestione degli edifici, siano essi ospedali, alberghi, scuole, è la fase più costosa del ciclo di vita dell’edificio. Fonti autorevoli stimano si possa arrivare fino al 70% del costo totale, il costo di gestione degli edifici. Ottimizzare il processo porterebbe i vantaggi maggiori in termini economici. Grazie alle informazioni contenute nel modello BIM, alla possibilità di accedere in tempo reale alle informazioni, valutare velocemente più soluzioni la metodologia BIM sta rivoluzionando anche questa fase. Diversamente dai sistemi precedentemente utilizzati, basati su data base alfanumerici, raramente agganciati a planimetrie, la metodologia BIM mette a disposizione un ambiente 3D di informazioni omogene e coordinate, replicando il modello reale in tutte le sue parti e funzioni. Ogni elemento è collocato nello spazio nella posizione corretta e soprattutto porta con se tutte le informazioni, geometriche e tecniche. Sia le operazioni di manutenzione ordinaria, sia le attività di analisi e programmazione di manutenzione straordinaria sono semplificate se studiate e simulate in un sistema BIM. L’estrazione diretta di informazioni relative a fattibilità degli interventi, tempi di esecuzione e relativi costi sono i motivi per i quali molti gestori di patrimoni immobiliari stanno implementando il BIM anche per edifici già realizzati da molti anni. Nel 2017 sono stati pubblicati diversi bandi relativi alla digitalizzazione di edifici esistenti al fine di ottenere un modello BIM su cui pianificare le attività future di gestione e manutenzione dell’edificio e degli impianti.