Un progetto "pilota" con il processo BIM per l'Amministrazione Capitolina

16/01/2018 6565

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Il valore aggiunto del BIM per il progetto di consolidamento e miglioramento sismico di un edificio storico

L’edificio oggetto dell’intervento, sito in Via del Colosseo 68 a Roma, ricade nell’isolato delimitato da Piazza C. Ricci e Via dei Fori Imperiali.
Da fonti storiche, si ha testimonianza dell’edificio a partire dal XVII secolo: come descritto dall’Arch. F. Paparelli, nel 1636 l’edificio era costituito da un piano terra comprendente una stanza dotata di un pozzo e due ambienti che si affacciavano sul cortile interno, e da un primo piano con due stanze e una loggia scoperta.

Negli anni successivi l’edificio è stato interessato da diversi interventi di trasformazione, sia per motivi di natura urbanistica che per ristrutturazioni edilizie, e solo nel 1840 venne realizzato un secondo piano.
La forma planimetrica dell’edificio è una unità tipica dell’aggregato edilizio.

Attualmente l’edificio presenta una facciata su Via del Colosseo, come unica testimonianza della sua epoca storica, evidenziata dalla edicola sacra tra le finestre del primo piano, e una facciata sul cortile interno; al suo interno risulta completamente demolito ad eccezione della scala in muratura che porta al primo piano e del tetto in legno al piano secondo.

Nel 2015 l’edificio è stato sottoposto a lavori di somma urgenza, dovuti all’evidente stato di fatiscenza e degrado, in cui è stata realizzata una struttura con cordoli in breccia in acciaio sui muri portanti, controventati da travi in acciaio.
La struttura portante è in muratura con numero di teste crescente dal sottotetto al piano interrato, rinforzata in alcune parti da una malta cementizia con rete elettrosaldata.

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Obiettivi di Progetto

Il progetto esecutivo, come richiesto dalla committenza, ha come obiettivo principale il completamento, la riqualificazione energetica, il miglioramento sismico ed il consolidamento dell’edificio, oltre al ripristino della destinazione residenziale ai piani superiori attraverso la realizzazione di due appartamenti (75 e 105 mq circa).

Dal punto di vista strutturale, gli interventi da adottare su un edificio esistente di questo tipo mirano soprattutto ad aumentare la resistenza dell’organismo edilizio alle sollecitazioni orizzontali (ribaltamento delle facciate, controventatura dei maschi murari) senza amplificarne gli effetti sull’aggregato (battimenti), nonché a consolidare le parti attualmente pericolanti.

Si è perseguito quindi un “alleggerimento” dell’edificio, rimuovendo le travi in acciaio esistenti ed utilizzando travi, pilastri e solai in legno (questi ultimi con funzione di controventi grazie alla soletta in cemento con rete elettrosaldata); i maschi murari saranno consolidati con un intonaco armato da rete elettrosaldata e dove opportuno con un aumento del numero delle teste; in accordo con la soprintendenza, saranno rimosse le superfetazioni del XX sec. dalla facciata sul cortile interno e sostituite con partizioni verticali complanari alla stessa, eliminando pericolose discontinuità negli ammorsamenti angolari fra i maschi murari ed asimmetrie nei prospetti; in fondazione sarà effettuato un getto di calcestruzzo armato sul piano del pavimento e saranno realizzate contropareti in cemento armato.

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In termini di PGA (pericolosità sismica in termini di accellerazione orizzontale massima attesa), rispetto ad una PGAD di 1.05 m/sec2, si è passati da una PGAC ante-operam di 0.46 m/sec2 ad una PGAC postoperam di 0.82 m/sec2 con un miglioramento del 78%: dal confronto delle condizioni più gravose dei due modelli esaminati è emerso come il TRC, ovvero il periodo di ritorno dell'azione sismica di capacità limite dell’edificio per SLV, passi da 61 anni a 338 anni, prossimo a 475 anni stabilito dalla normativa per gli edifici nuovi e per i casi di adeguamento sismico.

Dal punto di vista energetico, l’approccio è stato quello di incrementare le prestazioni dell’involucro (trasmittanza e ritardo di fase) e di razionalizzare i consumi energetici dell’edificio nei limiti delle tecniche e delle tecnologie compatibili con un edificio vincolato sito nel centro storico di Roma. Il sistema impiantistico, a norma 37/08, dovrà essere il più possibile conforme ai requisiti di risparmio energetico e confort ambientale. Pertanto l’impianto di riscaldamento sarà alimentato da una caldaia a condensazione per ogni singolo appartamento e distribuito da un sistema radiante a pavimento, in cui la diffusione del calore è uniforme ed a bassa temperatura, consentendo notevoli risparmi rispetto ad un sistema tradizionale. Il sistema di copertura esistente sarà sostituita con tetti ventilati per migliorarne le prestazioni sia durante il ciclo estivo (sfasamento φ=8,59h) che durante quello invernale (trasmittanza U=0.229 [W/m2K]), rendendo in tal modo di fatto superfluo un sistema di raffrescamento con conseguenti risparmi economici, energetici ed ambientali (è stata comunque prevista la predisposizione per una eventuale futura installazione di pompe di calore). Gli infissi saranno del tipo basso emissivi, dato che il contesto urbano particolarmente denso non rende necessario l’uso di quelli selettivi.

Dal punto di vista architettonico, gli interventi proposti valorizzano l’edificio sia dal punto di vista della distribuzione interna che del rispetto del vincolo di tutela sulle facciate. Data la forma stretta e lunga dell’immobile con affacci diretti solo sulle due facciate, si è cercato di sfruttare al massimo la metratura disponibile creando anche una doppia altezza nell’appartamento al secondo piano e aprendo lucernari nella copertura dell’appartamento al primo piano. E’ previsto il ripristino delle facciate per riportarle al loro aspetto originario ed il loro restauro con finiture sostenibili e compatibili con i supporti (intonaco a base di malta di calce e tinteggiatura a calce). Gli infissi esterni sono in legno massello (douglas).

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Per quanto riguarda le finiture interne la scelta ricade su materiali di pregio ma con costi di manutenzione bassi: parquet in legno di rovere massello per i pavimenti, gres di alta qualità per i rivestimenti, legno massello per gli infissi.

Il valore aggiunto del BIM

Per la progettazione si è scelto di adottare un approccio con il processo B.I.M. (Building Information Modeling) per ridurre i tempi di elaborazione del progetto e soprattutto di realizzazione creando, con il modello, una banca dati interdisciplinare in grado di integrare le geometrie e le informazioni delle varie discipline progettuali (architettonica, strutturale e impiantistica) e successivamente di verificarne le reciproche interferenze (Clash Detection), in particolare con gli impianti, con l’ulteriore obiettivo di ridurre gli imprevisti in fase di cantiere e i costi di manutenzione e gestione dell’edificio durante l’intero suo ciclo di vita. Il modello BIM è stato portato al livello LOD 350 con una procedura assimilabile alle PAS 1192-2:2013 Level 1.

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Ciò ha permesso, già in fase di progettazione, di ridurre i costi diretti (importo dei lavori)  preventivati dalla committenza di circa il 20%; sarà interessante valutare il risparmio sui costi indiretti durante la cantierizzazione (imprevisti).
La rappresentazione parametrica 3D dell’insieme e dei singoli elementi architettonici/parti d’opera, ha permesso di effettuare le analisi storiche, del degrado e della vulnerabilità sismica dell’immobile già in fase di metaprogetto.

L’interoperabilità del modello BIM, attraverso il formato IFC ed i template dei traduttori specifici, ha facilitato il flusso di lavoro tra progettista e strutturista, consentendo a quest’ultimo di effettuare sin dalle prime fasi di progetto una analisi dinamica delle strutture ed avere quindi un quadro chiaro delle risposte dell’edificio alle sollecitazioni orizzontali.
Inoltre il modello BIM ha permesso una verifica 3D degli apprestamenti di cantiere previsti nel PSC e di estrapolarne direttamente da esso il computo metrico estimativo analitico di parte dei costi della sicurezza e di tutti quelli di costruzione fino al livello delle singole stratigrafie dei componenti edilizi (4D).

Il database BIM attraverso le informazioni da esso contenute e gestite, consentirà un rapido e preciso monitoraggio delle lavorazioni durante la direzione dei lavori, le verifiche di sicurezza, il collaudo e successivamente una efficace e facilitata pianificazione delle attività di manutenzione e gestione dell’edificio (5D, 6D).

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Senza dubbio il processo BIM ha consentito un coordinamento in tempo reale tra le varie discipline coinvolte nel progetto ed ha messo in luce le debolezze del disegno bidimensionale tradizionale anche per questa tipologia di intervento:

incoerenza tra sezioni, piante e prospetti del progetto definitivo consegnato dall’Amministrazione, difficoltà di rilievo di murature fuori squadro e fuori piombo (risolte con nuvole di punti da rilievo laser-scanner), assenza di informazioni non geometriche.

Anche questo progetto ha confermato l’efficacia del processo BIM, dimostrando tuttavia che il suo paradigma non è il software (ne sono stati usati ben 6) quanto piuttosto la chiarezza e la semplicità dei protocolli che li gestiscono e, prima di ogni cosa, la competenza professionale e l’esperienza dei progettisti nonché la proattività informata della committenza.

L’Amministrazione Capitolina ha reso questo un “progetto pilota” del processo di trasformazione digitale a cui dovrà necessariamente sottoporsi nel rispetto della nuova normativa nazionale ed europea, dimostrando notevole sensibilità e lungimiranza.

Crediti
Progetto
: Progetto esecutivo per il miglioramento sismico e il consolidamento di un edificio nel centro storico di Roma
Committente: Roma Capitale - Dipartimento S.I.M.U. 
Progetto esecutivo: Studio Arsarc - Arch. Massimiliano Benga – Arch. Maria Antonia Russo
Progetto strutturale: Quondam Progetti  - Ing. Luca Quondam