Sei pronto al BIM? Cos’è e come funziona

Devo usare un nuovo software per essere “BIM ready”? Anche se non sto lavorando su progetti BIM?

Per alcune categorie come Architetti ed Ingegneri si può dire che il BIM è già per alcuni aspetti un’estensione relativamente facile del loro vocabolario. Ma per tutti gli altri, il BIM rappresenta un mondo completamente nuovo, un mondo che è molto rilevante ora e continuerà a crescere in importanza. Cos’è il BIM:

• Un protocollo?
• Un formato?
• Uno strumento di lavoro e gestione?
• Un sistema di archiviazione dei dati?

NON È UN PRODOTTO E NON È UN SOFTWARE.

Cominciamo subito a dire che BIM (Building Information Modeling) non è un software e non è un prodotto.

Viceversa un prodotto o un software può essere BIM in accordo gli standard internazionali (vedi buildingSMART Standards).

Building Information Modeling (BIM) è un processo di gestione delle informazioni che descrivono l’edificio, in un formato comune, dalla fase di fattibilità per passare alla progettazione, la costruzione, il funzionamento e infine la demolizione, al fine di realizzare l’uso migliore e più efficiente di tali informazioni:

a) È un nuovo processo di lavoro che vede la sua massima efficacia dall’integrazione digitale di tutte le figure afferenti alla filiera delle costruzioni e quindi l’implementazione del BIM stesso deve partire dai processi e non dai mezzi (software o prodotti) per attuarli.

b) È la digitalizzazione dei dati e delle informazioni legate all’edificio, la memorizzazione di tutte le informazioni in un formato standard IFC non proprietario.

c) E’ interpretabile come un processo integrato che si basa su dati ed informazioni condivise, coordinate e congruenti relative all’edificio, dalla progettazione alla sua realizzazione, la sua ristrutturazione, manutenzione e gestione.

d) E’ un metodo per memorizzare e gestire i dati e le informazioni. In molti progetti questo comporta l’uso di una rappresentazione tridimensionale (3D) degli edifici.

e) Essenzialmente il BIM è un database di dati di rappresentazione, condivisibile e spaziale che memorizza la geometria e la posizione, le proprietà e gli attributi di ogni componente

f) Un metodo per scambiare o creare le informazioni dell’edificio, compresa la sua costruzione, funzione e uso, le prestazioni e la manutenzione.

Quanto appena descritto, tradizionalmente ha sempre comportato lo scambio di disegni, schemi e manuali, in formato cartaceo o elettronico, e questo può continuare ad esistere. La differenza è che quando viene utilizzato il BIM, tali informazioni vengono generate dal BIM, piuttosto che essere elaborate indipendentemente.

BIM diventerà il processo standard in tutta Europa e nel Mondo per tutti gli edifici e si sta integrando nella legislazione per i contratti pubblici di tutta l’Europa.

BIM NON RIGUARDA SOLO LA PROGETTAZIONE ARCHITETTONICA.

Anche se si basa su entità “architettoniche”, i principi di BIM si applicano a tutto ciò che è costruito ed è da costruire, ovviamente edifici ma anche strade, strutture civili ecc.

I benefici del BIM sono percepibili da tutte le figure che sono coinvolte nel processo, chi amministra e mantiene in esercizio l’edificio beneficerà allo stesso modo se non di più del BIM di quanto goduto dal progettista architettonico, dall’ingegnere strutturista o chi progetta gli impianti, chi gestisce la stima e gestione dei costi, chi costruisce, ecc.

BIM NON È SOLO MODELLO-3D

Quindi BIM indica un processo di lavoro, ma “in pratica” cosa è un oggetto-BIM?
Cominciamo subito a dire che BIM non è il solo modello-3D.
Il modello-3D è una parte, importante, fondamentale, ma a cui va aggiunta una componente che spesso si tende a dimenticare: DATI-Strutturati.
Il Modello-3D (tridimensionale) sono la caratteristica più evidente del BIM, in parte perché sono facili da capire, cosa che non è dei DATI. Tuttavia i Dati-strutturati sono importanti quanto se non più del Modello-3D.

DATI STRUTTURATI?

I Dati-strutturati (Shared-Data o Cobie) sono una componente fondamentale nel processo BIM perché descrivono compiutamente le caratteristiche, le proprietà, le informazioni ecc. relative a quel componente BIM, sia esso una muratura, una finestra o una caldaia.

È il requisito fondamentale richiesto ai produttori di componenti-edilizi. I Dati-Strutturati devono essere espressi in un formato elettronico standard “open” denominato Shared-Data (o COBIE Construction Operations Buildings information exchange)

I requisiti sui Dati-Strutturati

Perché i dati-strutturati sono così importanti? perché in Inghilterra il “BIM Task Group” ne specifica i “template” cioè il “modello” con cui specificare questi dati?

È abbastanza semplice, perché solo se i dati sono strutturati cioè adottano uno specifico “modello”, una specifica unità di misura, diventano universalmente “leggibili”, “interpretabili” e soprattutto “confrontabili”.

I dati-strutturati sono l’anima del modello-3D che crea-valore per l’intero ciclo di vita dell’edificio o della costruzione.

Se i DATI associati all’oggetto-BIM sono BIM, consentiranno al progettista di prevedere le prestazioni dei progetti prima della loro realizzazione; di rispondere in modo più veloce alle modifiche di progetto;

• Ottimizzare i progetti con l’analisi, la simulazione e la visualizzazione;

• Offrire una documentazione di qualità.

• Inoltre, consente di estrarre i dati significativi per facilitare il processo decisionale e l’ottimizzazione dei costi e dei tempi di costruzione.

SHARED-DATA/COBIE (Construction Operation Building Information exchange)

COBie è un formato dati non- proprietario BIM orientati principalmente a fornire dati-strutturati.
Storicamente COBie nasce in ambito militare US come standard per la gestione immobiliare e le costruzioni. COBie nasce quindi come sistema di gestione.

COBie aiuta a inserire nel progetto BIM una notevole mole di dati direttamente dall’origine, schede tecniche prodotto, garanzie, ricambi, ciclo di manutenzione ecc. Queste informazioni sono fondamentali per garantire le prestazioni, l’operatività, il mantenimento e la gestione.
COBie non aumenta la quantità di informazioni, semplicemente le struttura in un formato più accessibile, più facile da usare e riproporre. Il formato è fatto in modo da essere di facile gestione per ogni organizzazione, indipendentemente dalla sua dimensione e strumenti informatici. La sua semplicità comporta che tutti i partecipanti della filiera sono in grado di contribuire alla definizione dei dati.

IL FORMATO IFC

Qui nasce il primo problemino, perché il BIM stia in piedi è necessario che ci siano dei software che siano in grado di aggiungere, modificare, editare le informazioni. Ma chiaramente non esisterà mai un software che sia in grado di coprire tutti gli aspetti del BIM, ed in ogni caso ognuno degli attori deve poter usare le applicazioni che desidera per fare questo.

Open BIM è un approccio universale per la collaborazione durante le fasi di progettazione, realizzazione e messa in esercizio degli edifici basato su standard e flussi di lavoro di tipo “open”. Si tratta di un’iniziativa ideata da buildingSMART in collaborazione con i principali fornitori di software che supportano il formato di scambio dati IFC (Industry Foundation Classes)

Il formato BIM originale è IFC, IFC nasce “teoricamente” proprio a partire dalla definizione BIM.

Perché è importante?

• OPEN-BIM supporta un flusso di lavoro trasparente, aperto, permettendo al team di progetto di partecipare indipendentemente dal software che utilizzano.
• OPEN-BIM fornisce il formato comune di riferimento, permettendo alle aziende e amministrazioni di sviluppare progetti caratterizzati da contratti commerciali trasparenti, dalla possibilità di confrontare la valutazione del servizio e da una qualità dei dati garantita.
• OPEN-BIM fornisce un formato dati del progetto che possono essere utilizzati per tutto il ciclo-vita del bene, evitando la duplicazione multipla degli stessi dati e gli errori conseguenti.
• OPEN-BIM consente a tutti i software di partecipare, e competere per offrire soluzioni competitive sulla base di un sistema indipendente.
• OPEN-BIM stimola l’offerta e la scelta di prodotti con specifiche chiare e precise e la loro implementazione direttamente nel BIM.

I software BIM presenti sul mercato si differenziano in software BIM authoring, e software BIM tools.

Un Software BIM Authoring si contraddistingue per essere in grado di produrre e modificare parametricamente un file con estensione IFC per la propria disciplina, che sia architettonico (ARK) o impiantistico (MEP) o strutturale (STRUCT). IFC viene letto e scritto attraverso il suo schema Coordination View 2.0.

ARCHLine.XP LT è il software bim entry level di cadline che consente di gestire nativamente le primitive IFC architettoniche. Si tratta di un software bim economico che può essere integrato anche del modulo MEP per la progettazione degli impianti.

I software BIM tools invece sono studiati per leggere il formato IFC, e analizzarne i dati, ma senza editarne la geometria. La parte 3D del modello BIM viene caricata come un insieme di facce correlate tra loro in modo logico. Attraverso questo schema non è possibile per un software riconoscere le regole geometriche per la generazione parametrica delle entità, ma è possibile accedere a tutte le informazioni necessarie. Un esempio di software BIM tool è Termo che grazie all’integrazione con ARCHLine.XP consente l’analisi energetica di modelli IFC, oppure Regolo che consente di effettuare il computo metrico e l’analisi dei costi e delle quantità.

GBXML

GBXML è un formato ausiliario a IFC sviluppato per trasferire le informazioni del modello BIM a strumenti di analisi prestazionale dell’edificio, principalmente strumenti di simulazione energetica e illuminotecnica..

L’obiettivo GreenXML è quello di definire una struttura dati che supporta l’intera gamma di informazioni “green”.

Uno studio comparato dei formati IFC e GBXML in http://www.ibpsa.org/proceedings/BS2007/p363_final.pdf

I LIVELLI BIM

La nozione di «livelli BIM” e conseguentemente il significato di “conformità BIM’ è la definizione’ accettata ‘di quelli sono considerati i criteri per essere definito “BIM-compliant”, inteso come scala di passaggio progressivo dal tavolo da disegno al computer e, in ultima analisi, al sistema digitale.
Il governo Britannico ha previsto una progressività del processo di adeguamento del settore delle costruzioni, con tappe distinte in forma di “livelli”. Sono definiti nell’intervallo da 0 a 3, il cui significato è:
BIM Level 0:
Il livello base, la forma più semplice, il livello 0 significa “nessuna collaborazione. Uso del CAD 2D Drafting, 4). Produzione e distribuzione è tramite carta o formati elettronici, o entrambi.
BIM Level 1:
Corrisponde tipicamente ad un misto di informazioni CAD-3D per la modellazione volumetrica concettuale, e 2D per la documentazione tecnica esecutiva. Formato.
BIM Level 2:
In questo livello si evidenza il concetto di lavoro collaborativo – tutte le parti utilizzano i propri modelli CAD 3D, ma non necessariamente lavorano su un unico modello condiviso. La collaborazione si presenta in forma di scambio delle informazioni tra le varie parti, quindi qualsiasi software utilizzato deve essere in grado di esportare in uno dei formati di file comuni, come IFC (Industry Foundation Class) o COBie (Construction Operations Building Information Exchange).
Questo è il metodo di lavoro che è stato impostato come un obiettivo minimo da parte del governo britannico per tutto il lavoro sul lavoro del settore pubblico, entro il 2016.
BIM Level 3:
Questo livello rappresenta la piena collaborazione tra tutte le discipline utilizzando un UNICO modello del progetto condiviso memorizzato in un server centralizzato. Tutte le parti possono accedere e modificare quello stesso modello, e il vantaggio è che la unicità elimina il rischio di informazioni non congruenti. Noto come ‘Open BIM’, e il governo britannico indica come data prevista per la sua introduzione il 2019 (settore pubblico)?

VANTAGGI DEL BIM

Si valuta che con il BIM si possono ottenere (dati CIFE (Centre for Integrated Facilities Engineering):
• L’eliminazione fino al 40% delle modifiche non preventivate
• Riduzione fino al 80% del tempo richiesto per generare un preventivo di spesa
• Un’accuratezza della stima dei costi con un margine d’errore massimo del 3%
• Un risparmio fino al 10% del valore del contratto attraverso l’eliminazione di divergenze
• Una riduzione del 7% dei tempi per il progetto

Limitandosi a confrontare la sola fase progettuale, per spiegare i vantaggi ottenibili del processo BIM forse vale la pena soffermarsi su quello che è il metodo tradizionale applicato nella quasi totalità dei casi, metodo che possiamo denominare come “disegno-centrico”

Metodo tradizionale “disegno-centrico”
Innanzi tutto il metodo è “a compartimenti stagni”, inizia con la progettazione preliminare, prosegue con la progettazione dettagliata, fino alla realizzazione dei disegni (documentazione) esecutivi.
Ogni passo viene completato prima di iniziare il successivo, e la collaborazione è molto limitata. Questo metodo funziona bene fino al momento in è richiesta (inevitabile) qualche modifica del progetto, a quel punto o si re-itera il processo dall’inizio o si modificano i disegni esecutivi, con inevitabili errori.
Il procedimento tradizionale ha limiti pratici intrinseci.

Studi internazionali hanno diffusamente affrontato il tema cercando di codificarne le caratteristiche. Il grafico (sopra) mostra l’andamento del costo progettuale dal progetto-preliminare fino alla sua realizzazione.
La linea blu indica l’andamento delle scelte progettuali (in termini di costo ed ottimizzazione del risultato) durante il ciclo del progetto, che è al suo massimo nella fase di progettazione preliminare, ma diminuisce nettamente mano a mano che il progetto avanza. In altri termini, mano a mano che la progettazione va avanti, con un metodo progettuale tradizionale si riducono le possibiltà di modifica.
La curva rossa mostra come i costi di realizzazione della documentazione tecnica sono minimi nella fase preliminare, ma aumentano bruscamente nel corso del progetto.
Infine, la curva nera mostra che l’attività di realizzazione della documentazione tecnica ha una impennata nella fase centrale.

Dove sta l’inefficienza del metodo?
Il problema è che il picco della curva nera coincide con una fase del progetto in cui la capacità del progettista di incidere in modo sostanziale sulle prestazioni del progetto è molto bassa a fronte di un costo di modifica del progetto molto elevato.
Anche se teoricamente il metodo prevede la possibilità di re-iterare dall’inizio il processo nell’ ottica di una ottimizzazione delle prestazioni, in realtà non si fa mai, è semplicemente troppo costoso re-iterare il processo di progettazione per valutarne l’impatto sulle prestazioni dopo che la fase di “documentazione disegno-2D” è stata avviata.
In sostanza il risultato del metodo tradizionale è che è la prima soluzione progettuale domina, e non necessariamente è la soluzione ottimale.

E perchè l’approccio BIM è diverso?
L’uso della modellazione-3D, la visualizzazione in 3D, il confronto dei Dati-strutturati sono un processo integrato: si opera sullo stesso modello in tutte le fasi progettuali. I vantaggi più immediati del BIM per la progettazione sono progetti migliori e una maggiore efficienza e produttività. Perché la progettazione e documentazione-tecnica sono collegate in modo dinamico, il tempo necessario per valutare più alternative, eseguire modifiche di progettazione e produrre una documentazione costruzione è notevolmente ridotto a differenza dell’approccio tradizionale disegno-centrica, in cui la progettazione, l’analisi e la documentazione-tecnica sono processi scollegati.

BIM IN UK

L’Inghilterra è la nazione che tra le prime ha adottato fin dalle sue prime fasi il BIM come sistema di modernizzazione del sistema delle costruzioni.

Il progetto normativo in Inghilterra nasce il 31 maggio 2011, data in cui il Governo ha annunciato l’intenzione di imporre la tecnologia BIM-3D collaborativa (la digitalizzazione di tutto il progetto e le informazioni, documentazione e dati) entro il 2016.

In sostanza il governo britannico ha avviato un progetto di MODERNIZZAZIONE dell’industria delle costruzioni con un programma di quattro anni con l’obiettivo principale di ridurre il costo delle costruzioni e la riduzione dei costi energetici del 20%.

Più ottimisticamente il “BIM task force” il gruppo di studio governativo creato per governare l’introduzione del BIM nel Regno Unito calcola che a regime in tutta la filiera si possa arrivare a risparmi di costo del 33% e di tempi del 50%.

L’adozione della tecnologia BIM (Building Information Modeling) è centrale in questo progetto ambizioso. Le conseguenze indotte dall’introduzione del BIM indurrà una serie di processi e comportamenti collaborativi che determinerà nuovi e più efficienti modi di lavorare in tutte le fasi del ciclo di vita dell’edificio (costruzione).

BIM NEL CONTESTO INTERNAZIONALE

Il contesto internazionale è in grande fermento, come indicato in Europa la direttiva indica il 1 Gennaio 2016 come data di riferimento, a cui si adegueranno Inghilterra, Olanda, Finlandia, Norvegia
Il 15 Febbraio Germania e Francia hanno indicato l’inizio del percorso di adozione BIM che prevede entro 3 anni la completa adozione.

A livello internazionale il panorama è in ebollizione, nazioni “trainanti” hanno già adottato il BIM o hanno già iniziato la fase di introduzione e obbligatorietà, paesi come Stati Uniti, Cina, Singapore, Australia Hong-Kong, Sud Corea, Nuova Zelanda, Svezia, …

Significato industriale del BIM
Ritardi nell’adozione il BIM possono avere degli effetti molto importanti sulla scena industriale e capacità industriale del paese che lo adotta.
Il BIM fornisce un passaporto per operare a livello internazionale alle imprese che lo implementano, a tutti i livelli, dai produttori che possono proporre componenti o sistemi costruttivi BIM, agli studi di progettazione che possono partecipare a gare internazionali senza dimenticare i costruttori ecc.
Il BIM secondo il governo del Regno Unito può fornire un VANTAGGIO COMPETITIVO alle aziende che lo adottano, vantaggio chiaramente maggiore all’inizio, nel confronto con chi non è ancora pronto e che mano a mano andrà a ridursi per uniformarsi quando TUTTI adotteranno il BIM.

BIM IN ITALIA

Il BIM (Building Information Modeling), viene introdotto in Italia per la prima volta nel 2016, con il Nuovo Codice degli Appalti (Dlgs 50/2016).

Il Decreto Ministeriale n.560 del 2017 (Decreto Baratono o BIM) sancisce l’introduzione e l’obbligatorietà del BIM nel settore degli appalti pubblici.

La norma ISO gode del principio di predominanza sulle possibili interferenze con le norme dipendenti a livello nazionale. A tale proposito, il recepimento di tale norma nella nostra realtà nazionale vede l’applicazione congiunta di questa e della UNI 11337 che, sebbene sia stata adottata in precedenza, è stata poi aggiornata e definita allegato nazionale della ISO stessa per la sua funzione normativa complementare.

I tempi per l’adozione obbligatoria del BIM a scaglioni per le opere pubbliche italiane sono indicati nel decreto DM 312/2021

1° gennaio 2022: per le opere di nuova costruzione ed interventi su costruzioni esistenti, fatta eccezione per le opere di ordinaria manutenzione di importo a base di gara pari o superiore a 15 milioni di euro;
1° gennaio 2023: per le opere di nuova costruzione, ed interventi su costruzioni esistenti, fatta eccezione per le opere di ordinaria e straordinaria manutenzione di importo a base di gara pari o superiore alla soglia di cui all’articolo 35 del codice dei contratti pubblici;
1° gennaio 2025: per le opere di nuova costruzione, ed interventi su costruzioni esistenti, fatta eccezione per le opere di ordinaria e straordinaria manutenzione di importo a base di gara pari o superiore a 1 milione di euro.

Le stazioni appaltanti possono introdurre, nell’ambito dei criteri di aggiudicazione dell’offerta, punteggi premiali per l’uso del BIM.