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Digitalizzazione in costruzione

Il BIM per l’archiviazione digitale dell’informazione

Il BIM (Building Information Modelling) è un processo che consiste nella creazione e gestione delle informazioni di un bene edilizio in tutte le sue fasi (e.g. pianificazione, progettazione, costruzione, uso e dismissione). Un modello BIM è un modello 3D OO (Object Oriented), in cui le informazioni vengono associate ai singoli oggetti (edilizi, impiantistici, ma anche immateriali, quali spazi e zone o all’intero edificio). Un modello BIM (o più modelli interconnessi, a seconda dei bisogni) può contenere numerose informazioni relative agli ambiti più disparati: costi, manutenzioni, prestazioni, consumi, etc. sono solo alcuni esempi.

Un modello BIM può condividere e recepire informazioni tramite il protocollo di interscambio dati IFC (Industry Foundation Classes), che permette di gestire le informazioni in maniera strutturata, indipendente dal software di BIM authoring che si usa e infine permette di condividere le informazioni (sia geometriche sia analitiche) con terze parti, quali ad esempio database in grado di leggere la struttura di IFC. I file IFC provenienti da uno o più modelli possono infatti essere inseriti all’interno di un server dedicato e open source denominato BIM Server, che può essere sfruttato per gestire al meglio i file IFC, reperendo con apposite ricerche solo le informazioni rilevanti per l’azione che si sta compiendo.

Oltre che all’inserimento e alla gestione dei dati in fase di progettazione e costruzione, un modello BIM può essere efficientemente sfruttato in fase di uso dell’edificio, creando delle piante tematiche ad hoc, degli abachi contenenti informazioni dedicate a uno specifico tema e degli schemi colore in grado di evidenziare specifici attributi informativi. Questo genere di uso si sposa bene con l’integrazione dei dati con un database o una piattaforma online: le informazioni possono, dunque, essere esportate nella base dati dove, opportunamente elaborate, possono ritornare nel modello sotto forma di indicatori (KPI – Key Performance Indicator) o dati riassuntivi, in modo da garantire una fruizione ottimale da parte di diverse categorie di utenti.

Un modello BIM, allo stato attuale, non permette di contenere agevolmente informazioni storiche sugli oggetti (ad esempio la manutenzione svolta su un boiler negli ultimi anni – quantomeno in maniera veloce e attendibile), quindi potersi appoggiare a un database esterno (ma collegato al modello) per storicizzare alcune informazioni importanti rende molto più efficace l’uso del modello BIM in fase di uso dell’edificio. Questi dati potrebbero essere ad esempio relativi a simulazione energetica, miglioramento dei consumi e scenari di uso (occupazione, orari).

Il BIM è da intendersi come un processo e non come un software e pertanto la parte di maggiore importanza sta nella corretta definizione e condivisione delle informazioni tra gli attori del processo edilizio (Eadie et al., 2013).

Un software di BIM authoring (creazione di modelli BIM) permette di creare una rappresentazione 3D dell’edificio, delle sue parti e del contesto, ma deve per forza interfacciarsi con altri sistemi che permettano di effettuare analisi specialistiche, quali ad esempio l’analisi energetica dinamica o l’archiviazione di dati utili alla gestione, quali ad esempio la situazione locativa, l’uso degli spazi, la manutenzione effettuata e programmata, l’andamento delle temperature (Succar, 2009; Bryde et al., 2013).

Riguardo all’interoperabilità di un modello BIM, occorre affermare che la complessità dei modelli e la molteplicità dei software ha reso necessaria la presenza di protocolli di scambio dati (Grilo e Goncalves, 2010); il più diffuso e riconosciuto a livello internazionale è IFC (Industry Foundation Classes – Building Smart, 2016), che permette, attraverso i suoi Property Sets, di inserire in maniera standardizzata attributi informativi in associazione ai vari oggetti. I Property Sets andranno integrati al bisogno, secondo le regole fornite da Building Smart, inserendo gli opportuni attributi necessari a soddisfare gli obiettivi di questa ricerca.

I file IFC altro non sono altro che un testo (leggibile da una macchina) e di conseguenza possono essere opportunamente elaborati, integrati e interrogati in modo da fornire informazioni a chi ne fosse interessato (e.g. per l’analisi energetica – Hyunjoo et al., 2016). Un file IFC può inoltre essere semplificato per ottenere il solo modello topologico dell’edificio (gli spazi), di più facile comprensione per l’utente finale.

Un ulteriore protocollo di scambio di informazioni, specifico per la gestione dei dati durante l’uso dell’edificio è COBie (Construction, Operation, Building information exchange – East, 2014; Lavy e Jawadekar, 2014), che altro non è che una vista di informazioni contenute in IFC (Model View Definition – MVD). Questo protocollo di interscambio dati è facilmente interpretabile (l’output può essere contenuto in un documento Excel) e compatibile con software di facility management (e.g. Archibus e OpenMaint).

In ultimo, l’uso di IFC permetterebbe di avere le informazioni archiviate in maniera standardizzata e disponibili (grazie ad appropriate elaborazioni all’interno della piattaforma) sotto varie forme ad altri sistemi, ad esempio:

1.  
Il file IFC può essere importato da alcuni software, nativamente in grado di interpretarlo;
2.  Il file IFC può essere semplificato, per ottenere un modello topologico per chi necessiti di informazioni semplificate (o personalizzate);
3.  Il file IFC può essere scomposto, analizzato e interrogato per estrarre dati geometrici e analitici, accorpati in un pacchetto definito (e utile ad essere importato in software che non analizzano nativamente IFC);
4.  Il file IFC può essere analizzato e ai vari oggetti possono essere associate informazioni sul ciclo di vita, qualora non fosse possibile farlo direttamente in IFC. Un esempio è dato dai record degli interventi di manutenzione, difficilmente gestibili in un modello BIM.

In sostanza, i modelli BIM possono essere predisposti (oggetti dedicati, parametri, impostazioni IFC) per poter essere connessi ad altri database, sia tramite IFC sia, al bisogno, tramite protocolli ad hoc, in modo che tutti gli utenti della filiera possano usufruire delle informazioni, interrogarle, elaborale e infine restituirle al modello sotto forma di indicatori di prestazione.


Per eventuali approfondimenti:

[1] Eadie, R., Browne, M., Odeyinka, H., McKeown, C. and McNiff, S. (2013), BIM implementation throughout the UK construction project lifecycle: An analysis, Automation in Construction, Vol. 36, pp. 145–151.
[2] Succar, B. (2009), Building information modelling framework: A research and delivery foundation for industry stakeholders, Automation in Construction, Vol. 18 No. 3, pp. 357-375.
[3] Bryde, D., Broquetas, M. and Volm, J. M. (2013), The project benefits of Building Information Modeling (BIM), International Journal of Project Management, Vol. 31, pp. 971-980
[4] Grilo, A. and Jardim-Goncalves, R. (2010), Value proposition on interoperability of BIM and collaborative working environments, Automation in Construction, Vol. 19 No. 5, pp. 522–530.
[5] Building Smart, IFC 4 Documentation, http://www.buildingsmart-tech.org/ifc/IFC4/final/html/.
[6] Kim, H., Shen, Z., Kim, I., Kim, K., Stumpf, A. and Yu, J., . (2016), BIM IFC information mapping to building energy analysis (BEA) model with manually extended material information, Automation in construction, Vol. 68, pp. 183-193.
[7] BIM server (2016), BIM server, http://bimserver.org.
[8] East, B. (2014), Construction-Operations Building Information exchange (COBie). [ONLINE] Available at: https://www.wbdg.org/resources/cobie.php. [Accessed 8 September 2015].
[9] Lavy, S. and Jawadekar, S. (2014), A Case Study of Using BIM and COBie for Facility Management.

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