Perchè scegliere di progettare BIM-MEP: il punto di vista di chi lo usa ogni giorno

I vantaggi di una progettazione BIM-MEP attraverso la scelta di uno studio di progettazione.

La progettazione BIM MEP

Il nostro studio si occupa, in particolare, di progettazione di impianti meccanici sia in ambito civile che industriale, quindi facciamo riferimento al mondo della progettazione BIM MEP (MECHANICAL – ELECTRICAL – PLUMBING)

Abbiamo deciso di dotarci di sistemi OPEN BIM, per meglio rispondere ad esigenze che sono da un lato puramente legislative, dall’altro legate a una qualificazione sempre maggiore dello studio e di tutti i collaboratori che vi lavorano oltre a una importante e fondamentale qualificazione del prodotto finale.

La progettazione BIM MEP degli impianti meccanici, nasce e si sviluppa in simultaneità con i modelli di progettazione BIM architettonica e strutturale, infatti solo con una visione d'insieme del sistema edificio-impianto è possibile valutare la coerenza dimensionale e spaziale degli impianti all'interno della costruzione ed evitare errori. 

L’introduzione della metodologia BIM ha portato un contributo sostanziale in tal senso: uno dei vantaggi del BIM è proprio quello di favorire il coordinamento e la collaborazione tra professionisti di diverse discipline. 

La possibilità di avere un modello BIM MEP unitamente ad un modello BIM architettonico/strutturale è il punto di partenza per una soluzione impiantistica di base, che ci permetta poi di creare e modificare assetti impiantistici MEP 3D (condutture, tubazioni, terminali di emissione) basati sul modello architettonico, ossia perfettamente coordinati col modello virtuale della costruzione e delle sue modifiche.

Affinché i modelli delle varie discipline siano interoperabili consentendo il coordinamento e il controllo di interferenze, è essenziale che gli operatori abbiano un linguaggio riconosciuto, universale e interdisciplinare.

L’utilizzo di software OPEN BIM ci garantisce di poter importare ed esportare file in IFC (formato che assicura la qualità del trasferimento dati da/verso ciascun modello di ciascuna disciplina) e quindi che i modelli dei vari settori vengano realizzati ciascuno nello strumento reputato migliore dal singolo professionista, favorendo dunque un’elevata qualità di progetto. 

Il formato IFC è proprio quel linguaggio riconosciuto, universale e interdisciplinare che consente l’interscambio di un modello informativo senza perdita o distorsione di dati o informazioni. 

E’ un formato dati aperto e non controllato da un singolo operatore.

L’iniziativa IFC nasce nel 1994, quando un consorzio industriale investì nella realizzazione di un apposito codice informatico in grado di supportare lo sviluppo di applicazioni integrate.

Nel 1997 fu costituita un organizzazione no profit (International Alliance for Interoperability), con l’obiettivo di sviluppare e promuovere l’Industry Foundation Classes (IFC) come modello di dati neutro, utile a raccogliere informazioni relative a tutto il ciclo di vita di un edificio e dei suoi impianti.

Dal 2005 l’Alleanza porta avanti le proprie attività tramite buildingSMART.

BuildingSMART è oggi un’alleanza a livello mondiale che guida lo sviluppo di uno standard internazionale di strumenti e formazione per sostenere l’ampio uso del BIM.

Il modello BIM-MEP

La progettazione meccanica, comprende una fase di disegno, una fase di dimensionamento e una di computazione. Lavorando in BIM MEP è possibile eseguire sia la parte di rappresentazione sia quella di calcolo all’interno dello stesso modello. 

Nel modello vengono inseriti tutti i dati impiantistici necessari: centrale di generazione, reti di distribuzione, sistema di gestione e terminali di emissione. In merito a questi elementi esistono librerie già presenti nei software BIM MEP con componenti delle differenti linee di impianto organizzati in database specifici, in alternativa è possibile personalizzare questi cataloghi modificando elementi già esistenti o importandoli da piattaforme esterne dei produttori. 

Il dimensionamento delle linee di impianto avviene attraverso l’applicazione di formule di calcolo e normative specifiche per le singole materie. Il progettista introduce esperienza e conoscenza con cui “guidare” l’attività di calcolo del software, definendo i parametri e le opzioni necessarie per il dimensionamento ed analizzando poi i risultati con l’obiettivo di apportare eventuali accorgimenti se necessari. 

Il modello MEP sviluppa una rappresentazione ed un dimensionamento specifici per la struttura in oggetto, inserendosi all’interno dei volumi creati dal modello architettonico e strutturale. Eventuali modifiche ed aggiornamenti a livello architettonico o strutturale, potranno coinvolgere anche gli impianti tecnologici. Lavorando in BIM MEP sarà possibile evidenziare immediatamente potenziali problematiche legate alle varianti.

In tutte le fasi di sviluppo del progetto, indipendentemente dal livello di dettaglio raggiunto, il modello rappresenta il soggetto da cui estrarre sia le rappresentazioni grafiche (sezioni, partizioni 2D/3D, layout di stampa, etc.) che numeriche (computi metrici, report di calcolo, etc).

Queste estrazioni rappresentano una fotografia dello stato di avanzamento progettuale, sono in ogni momento collegate e dunque congruenti al modello e ad ogni modifica progettuale apportatagli.

Il beneficio in tal senso di una progettazione integrata è decisamente evidente sia in termini di risparmio economico, di tempo e di controllo sul progetto dalle fasi preliminari fino a quelle finali di gestione e conduzione dell’opera.

I Vantaggi nella progettazione BIM MEP

Possiamo riassumere i principali vantaggi della progettazione BIM MEP:

1. Modellazione tridimensionale integrata tra diverse discipline con un controllo immediato sulla terza dimensione e prevenzione automatica delle collisioni tra le linee di impianto e il modello architettonico/strutturale.
2. Controllo immediato di alcuni parametri di progetto come: perdite di carico, velocità limite, T°, cadute di tensione, impatti acustici, etc., in tutte le fasi di progettazione, comprese varianti in corso d’opera.
3. Verifica del sistema realizzato ed eventuale ridimensionamento (se necessario).
4. Creazione automatica di tavole, particolari 2D/3D, schemi di impianto, distinte di computo, report di calcolo, disegni di cantiere sempre connessi al modello ed aggiornati in tempo reale. Di conseguenza eventuali revisioni al progetto implicano un loro aggiornamento automatico.
5. Supporto per le decisioni: il BIM può essere adottato per studiare diverse alternative, confrontando diversi parametri quali funzionalità, ambiti e costi. Ad esempio può essere utile come supporto per le decisioni sugli investimenti, rendendo più rapida la valutazione economica di eventuali modifiche al progetto di partenza e immediata la comprensione anche da parte del cliente.
6. Quantità: il BIM è molto utile per estrarre le quantità esatte dei componenti utilizzati, azzerando completamente la percentuale di errore nella fase di computazione.
7. Computazione: Potendo associare ai diversi componenti inseriti nel modello un costo si può ottenere celermente il costo dell’opera, limitando gli errori di misurazione.
8. Costruzione: il BIM viene adottato anche per la pianificazione della sicurezza e per studiare il layout di cantiere. Inoltre, le simulazioni 4D sono utili ad esempio per controllare le sequenze di installazione dei componenti, la pianificazione della produzione, per le revisioni di costruibilità e per visualizzare lo stato di costruzione.
9. Semplificazione delle fasi di montaggio: i l modello 3D consente di rendere più chiare in cantiere le diverse attività di montaggio, mettendo in evidenza, le problematiche da affrontare.
10. Gestione: la progettazione BIM può aiutare i progettisti a simulare le prestazioni del ciclo di vita dell'edificio, programmare le manutenzioni dell’opera e valutarne i costi di gestione e dismissione. 

DDS CAD

DDS CAD MECHANICAL è un software OPEN BIM che consente di scambiare modelli tridimensionali con tutti i software BIM di progettazione presenti sul mercato. 

DDS CAD MECHANICAL serve per la progettazione dell‘impianto idraulico, dell’impianto di riscaldamento, della climatizzazione e della ventilazione, ne facilita la progettazione completa e il dimensionamento delle tubazioni e canaline di reti in 3D. 

DDS-CAD consente anche il calcolo automatico del carico termico, del dimensionamento delle reti idriche sanitarie e delle acque reflue, nonché i requisiti di ventilazione meccanica, e le perdite di pressione per il flusso d’aria.

Interfacce e formati di dati

• IFC e BCF
• GbXML 
• DXF / DWG e PDF

Il formato IFC consente l’interscambio di un modello informativo senza perdita o distorsione di dati o informazioni. Si tratta, infatti, di un formato file aperto, neutrale, non controllato da singoli produttori software, nato per facilitare l’interoperabilità tra i vari operatori.  L’IFC è stato progettato per elaborare tutte le informazioni dell’edificio, attraverso l’intero suo ciclo di vita, dall’analisi di fattibilità fino alla sua realizzazione e manutenzione, passando per le varie fasi di progettazione e pianificazione. I modelli IFC contengono una combinazione di entità geometriche e non. 

Questi dati possono essere visualizzati, analizzati e modificati dai vari software che supportano tale formato.

Il formato GbXML consente di esportare il modello DDS_cad in Tas Engineering, che è un software per la simulazione dinamica degli edifici e degli impianti.

Tas Engineering

Tas Engineering è un software per la simulazione energetica in regime dinamico degli edifici e degli impianti.

Nella simulazione energetica in regime dinamico, in aggiunta alle caratteristiche resistive dell’involucro sono prese in considerazione anche le proprietà capacitive, ovvero si tiene conto della capacità di immagazzinare il calore degli elementi massivi dell’involucro, questo perché si utilizzano intervalli temporali di simulazione brevi facendo in modo che le condizioni di partenza nei calcoli energetici per ciascun intervallo di tempo siano il risultato dei calcoli condotti per l’intervallo di tempo precedente. L’intervallo temporale di simulazione può arrivare fino al minuto e la temperatura interna ai locali non è un dato imposto, ma un risultato della simulazione energetica. 

In pratica è possibile non inserire l’impianto e vedere come fluttua la temperatura interna dei locali al variare delle forzanti del sistema, queste ultime non sono fisse ma programmate nel tempo attraverso l’utilizzo di schede temporali (occupazione, apporti gratuiti, ecc.) e di file climatici ricavati da elaborazioni statistiche.  

Anche gli impianti, una volta inseriti, seguono in maniera continuativa l’evoluzione dei parametri interni ai locali. L’impianto si attiva solo quando la temperatura di set-point, o temperatura di comfort, non è soddisfatta. In sintesi è come avere un termostato all’interno del locale che attiva e disattiva l’impianto in funzione della temperatura del locale.

È evidente come una simulazione energetica condotta in regime dinamico fornisca molte informazioni reali su come il sistema edificio-impianto risponde alle sollecitazioni (interne ed esterne). Ed è possibile ottenere sia il fabbisogno energetico sia il consumo energetico (elettricità, gas naturale, ecc.) dell’edificio come si ha per i calcoli effettuati in regime stazionario o semi-stazionario, ma con dati molto più attendibili e vicini alla realtà.

STR Vision CPM

Abbinato ai programmi illustrati in precedenza, l’ufficio ha deciso di dotarsi anche di un software OPEN BIM per la redazione dei computi metrici estimativi.

STR Vision CPM dispone di specifiche funzionalità per operare in ottica Building Information Modeling (BIM). Il software infatti, grazie allo standard IFC, è in grado di integrare al suo interno progetti 3D permettendone il completamento con le informazioni relative a tempi (4D) e costi (5D).

Questo strumento ci da la possibilità di ridurre gli errori di computazione e sveltire le fasi di redazione del CME.