La nuova frontiera della progettazione: il bim (Parte 1: Cos’è il BIM e perché lo utilizziamo)

Quando normalmente si avvia un iter progettuale, si sa che, man mano che questo andrà avanti, sarà sempre più arduo conciliare le istanze delle diverse figure professionali che vi interverranno. È risaputo che, durante il processo di progettazione e costruzione di un’opera edile, le maggiori spese sostenute sono quelle a valle della fase di progettazione esecutiva, a causa delle varianti e/o di errori di progettazione, venuti fuori tardivamente; eppure modificare un progetto ha un grosso impatto sui costi, crescente con il tempo.

Diagramma di MacLeamy: la progettazione tradizionale prevede che la mole di lavoro si concentri in fasi avanzate, con costi molto alti.

Le strutture prefabbricate risentono di questo problema in misura maggiore rispetto alle costruzioni tradizionali, in quanto richiedono una vera e propria ingegnerizzazione del prodotto, analogamente a quanto avviene normalmente nell’industria meccanica. Ciò vuol dire che, per un edificio in legno, in fase di cantiere è altamente indesiderabile scontrarsi con varianti al progetto esecutivo, perchè si andrebbe a reiterare tutto il processo produttivo: in breve, si avrebbero costi maggiori e allungamento dei tempi!

Nelle costruzioni in legno così come in tutte le altre realtà di prefabbricazione, è fondamentale guardare a un nuovo approccio alla progettazione, che faccia in modo di affrontare la maggioranza delle problematiche in una fase precedente a quella esecutiva, per non intaccare la velocità delle operazioni di cantiere. Un approccio che si serva dell’aiuto di software specializzati di modellazione 3D, che utilizzino la tecnologia BIM.

Diagramma di Mac Leamy: la progettazione BIM concentra lo sforzo progettuale nelle fasi iniziali della progettazione, durante le quali le eventuali modifiche non impattano significativamente in termini di costi.

Lo Studio Ergodomus si allinea alle nuove modalità di concepire il processo ingegneristico, e utilizza già la tecnologia BIM per sviluppare i suoi progetti. Poichè tale materia è in continua evoluzione, i suoi tecnici hanno anche messo in atto una ricerca volta a scoprire le potenzialità del BIM applicato alle costruzioni in legno, in collaborazione con gli stagisti del Master “Costruzioni in Legno” dell’Università di Bologna.

Ma cosa si intende per BIM?

Il BIM (Building Information Modelling) è, secondo la sua definizione più accreditata, l’utilizzo di un modello digitale condiviso rappresentante un oggetto (quale un edificio, un impianto, un ponte, eccetera), in modo da facilitarne i processi di progettazione e costruzione. Il NIBS (National Institutes of Building Science) definisce il BIM come la “rappresentazione digitale di caratteristiche fisiche e funzionali di un oggetto”. Questo perchè i modelli creati con la tecnologia BIM non sono semplici rappresentazioni di edifici 3D, ma contengono dati riguardanti diverse componenti di una costruzione (geometria, proprietà dei materiali, struttura portante, impianti, prestazioni energetiche, organizzazione del cantiere, operazioni di manutenzione, gestione dell’edificio). Sono, inoltre, in grado di estrarre dati dal modello e di generare diversi documenti in automatico, quali distinte dei materiali, computi metrici, tabella delle fasi di cantiere. I software CAD che utilizzano questa tecnologia sono basati su un disegno che non è più un insieme di linee e punti, ma un oggetto multimediale contenente al suo interno numerose informazioni (ad esempio, un elemento-muro contiene dati riguardanti dimensioni geometriche, stratigrafia, materiali che compongono i diversi strati, trasmittanza, costi, etc.).

Modello .ifc dell’edificio residenziale di 6 Piani a Modena, realizzato mediante HSBcad e Autocad Architecture e visualizzato mediante software gratuito BIMVision

Quali sono le potenzialità del BIM nel campo delle costruzioni in legno?

Le strutture in legno richiedono una attenta progettazione fin dalle prime fasi. L’efficacia del BIM, in tal senso, può essere riassunta in due parole chiave:

1. Il progetto contiene tutte le informazioni necessarie ad automatizzare il processo di costruzione dell’opera.
2. Interoperabilità. Il modello può interagire con quelli di altre figure agenti nella progettazione.

Esistono diversi software di modellazione CAD specifici per le strutture in legno. Generalmente, si tratta di CAD/CAM: software, cioè, che integrano la progettazione e la fabbricazione assistite da computer (Computer-Aided Design, Computer-Aided Manufacturing).

Ergodomus ha scelto di avvalersi, da qualche anno, dell’uso del software HSBcad, software CAD/CAM per le costruzioni in legno  basato su tecnologia Autodesk (Autocad Architecture e Revit). Tramite questo software è possibile creare modelli 3D di qualsiasi tipologia costruttiva in legno (dalle strutture a telaio a quelle a pannelli), integrandoli con una serie di informazioni legate al tipo di oggetto (asta, pannello, corrente di falda, pilastro, trave di colmo, eccetera), alla geometria, al materiale, all’ordine di posa in opera in cantiere, alle lavorazioni previste (fresature, forature, tagli-sega, eccetera). A modellazione ultimata, è possibile convertire il file secondo i formati CNC-files (files di interfaccia con le principali macchine che effettuano le lavorazioni su elementi lignei) e IFC (formato di interscambio tra piattaforme che utilizzano il BIM). È anche possibile generare dettagli costruttivi, disegni esecutivi e distinte dei materiali.

Modello strutturale del Padiglione Innovazione dell’Università di Parma, realizzato mediante HSBcad e Autocad Architecture

Il file di output CNC del modello può essere importato da una macchina a controllo numerico e può da essa essere utilizzato per disporre automaticamente la produzione di travi e pannelli.

A cosa serve, invece, l’IFC?

L’appuntamento è al prossimo articolo, nel quale mostreremo quali sono i vantaggi e i limiti del BIM.

Articolo scritto in collaborazione con l’Ing. Francesca Bifulco, Master “Costruzioni in Legno” dell’Università di Bologna.