Digitalizzazione del mondo AEC: openBIM e interdisciplinarietà

L’evoluzione del mondo delle costruzioni si sta caratterizzando in questa fase con una forte connotazione che riguarda l’aspetto della digitalizzazione. Questo concetto si riflette a vari livelli all’interno dell’industria AEC e lungo le varie fasi che caratterizzano il ciclo vita di un’opera edile, civile o infrastrutturale.

La molteplicità di figure coinvolte, in varie discipline e in varie fasi, sottolinea l’importanza e la necessità di effettuare in maniera opportuna la gestione dei processi informativi associati ad uno specifico progetto digitale.

L’applicazione di metodi e strumenti elettronici a supporto di questa modalità di lavoro rappresenta l’ormai inevitabile e ottimale soluzione per governare la produzione, lo scambio, la consegna e la verifica dei contenuti informativi inerenti al progetto considerato.

In quest’ottica, il BIM (Building Information Modelling) rappresenta, nel senso più ampio del termine, un aspetto centrale e di valore per mettere in pratica quanto descritto sopra.

Le tecnologie BIM disponibili sul mercato presentano caratteristiche peculiari in base a: il loro ambito o disciplina di riferimento, alle differenti fasi del ciclo vita di un’opera, alle specificità legate alle software house proprietarie del software.

Esistono dunque strumenti pensati per la modellazione specialistica architettonica, strutturale, impiantistica e infrastrutturale, sistemi di controllo e verifica modelli (Model & Code Checking) fino ad ambienti di condivisione dati (Common Data Environment) e piattaforme di collaborazione a supporto dei vari soggetti coinvolti in una commessa.

Diviene quindi fondamentale che questi sistemi siano in grado il più possibile di comunicare e interagire tra loro nei vari scambi informativi richiesti nel flusso d lavoro.

Il concetto di OpenBIM

Per poter garantire la maggiore interoperabilità possibile ci viene in aiuto la cosiddetta metodologia OpenBIM. Con essa si intende una pratica di condivisione e interscambio delle informazioni basata su standard internazionali in formato aperto (non proprietario di specifiche software house o organizzazioni). 

Nello specifico, buildingSMART International (bSI) è l’ente internazionale che cura lo sviluppo di molteplici standard di tipo OpenBIM, anche grazie al contributo di vari partner e di diverse divisioni (i cosiddetti capitoli nazionali) diffuse in tutto il mondo, Italia compresa.

Da una trentina d’anni bSI si occupa di promuovere e curare lo sviluppo di standard aperti in ambito BIM, siano essi specifici elementi per il trasporto delle informazioni, per la gestione delle comunicazioni, per la definizione di dizionari, per la predisposizione delle specifiche informative che ruotano attorno al progetto di un’opera. Molti di questi standard, nel corso del tempo, sono divenuti vere e proprie normative, internazionalmente riconosciute (ISO) e valide anche nei vari Paesi del mondo, anche a livello europeo (EN) e/o italiano (UNI). Ciò ha permesso un’ampia diffusione di questa metodologia, tenuta in considerazione da ulteriori tavoli normativi internazionali e/o europei. Si segnala ad esempio il CEN TC 442 che si occupa di Building Information Modelling (BIM) e che, all’interno del proprio business plan, si riferisce al tema dell’OpenBIM e di alcune specifiche ad esso associate.

Harpaceas, sempre vicina a chi si occupa di BIM

La Divisione Servizi di Implementazione BIM e Digitalizzazione di Harpaceas si occupa di supportare gli operatori del mondo delle costruzioni nel loro percorso di trasformazione digitale e comprende le attività di formazione, implementazione e certificazione BIM.

Harpaceas crede molto nella valorizzazione delle persone attraverso la formazione. Questa cultura aziendale si riflette positivamente anche nei servizi BIM erogati su misura per tutti i clienti, siano essi liberi professionisti o organizzazioni come pubblica amministrazione, studi di architettura, società di ingegneria, imprese di costruzione.

Tutti i servizi BIM offerti da Harpaceas sono caratterizzati da innovazione, qualità, chiarezza, puntualità, attualità e sono orientati ad aumentare l’efficacia e l’efficienza delle attività professionali di ogni attore della filiera del mondo delle costruzioni.

Standard e protocolli di tipo aperto 

Gli standard aperti di buildingSMART coprono un'ampia gamma di capacità informative e di processo uniche per il settore dell'ambiente costruito, tra essi troviamo:

• Uno schema del modello di dati specifico per il settore AEC – Industry Foundation Classes [IFC] 

• Una metodologia per la definizione e documentazione dei processi aziendali e dei dati richiesti – Information Delivery Manual [IDM]

• Le specifiche di scambio per modelli di dati – Model View Defintions [MVD]

• I protocolli di comunicazione basati sui modelli e indipendenti dal software – BIM Collaboration Format [BCF]

• Una libreria standard di definizioni generali di oggetti BIM e loro attributi – buildingSMART Data Dictionary [bSDD]

buildingSMART sovrintende anche revisioni formali e pubblicazioni di rapporti tecnici che derivano dalle attività nelle specifiche “Room” relative alla ricerca, allo sviluppo o all’implementazione: esse sono di interesse per la comunità di buildingSMART e ovviamente per l’intero ambiente costruito. 

Figura 1 – Standard OpenBIM e normative ISO di riferimento, a lato Il logo di IFC (fonte: buildingSMART)

Nell’ottica OpenBIM, le modellazioni BIM sono preferibilmente scambiate tramite file strutturati secondo il sopracitato standard IFC (Industry Foundation Classes); esso consente di descrivere i contenuti informativi geometrici e alfanumerici delle opere virtualizzate.     

In generale, IFC è una descrizione standardizzata e digitale dell'ambiente costruito, compresi edifici e infrastrutture civili. Si tratta di uno standard internazionale aperto (UNI EN ISO 16739-1:2020), pensato per essere indipendente dai fornitori di software e utilizzabile in un’ampia gamma di dispositivi hardware, piattaforme e interfacce software, per molteplici casi d'uso.

Lo schema IFC

La specifica dello schema IFC è uno dei principali risultati tecnici di buildingSMART International per raggiungere il suo obiettivo di promozione dell’openBIM.  

Più specificamente, lo schema IFC è un modello di dati standardizzato che codifica, in modo logico:  

• l’identità e la semantica (nome, identificatore univoco machine readable, tipo oggetto o funzione);  

• le caratteristiche o gli attributi (come materiale, colore e proprietà termiche);  

• le relazioni (compresi posizionamento, connessioni e proprietà);  

• gli oggetti (come colonne o travi);  

• i concetti astratti (prestazioni, costi); 

• i processi (installazione, operatività);  

• le persone (proprietari, progettisti, appaltatori, fornitori, ecc.). 

Figura 2 – Architettura dello schema dati di IFC e layer concettuali

(fonte: https://standards.buildingsmart.org/IFC/RELEASE/IFC4_1/FINAL/HTML/introduction.htm) 

La specifica dello schema può descrivere come sia progettata una struttura o un’opera, come sia costruita e come venga utilizzata. IFC è in grado di definire componenti fisici di edifici, prodotti fabbricati, sistemi meccanici/elettrici, nonché modelli di analisi strutturale, modelli di analisi energetica, ripartizioni dei costi, orari di lavoro e molto altro ancora.  

IFC viene solitamente utilizzato per lo scambio di informazioni tra un soggetto e l’altro all’interno di una specifica transazione informativa. Ad esempio, un architetto può fornire a un proprietario un modello relativo al progetto di un nuovo edificio, un proprietario può inviare tale modello a un appaltatore per richiedere un'offerta e un appaltatore può fornire al proprietario un modello as-built (così come costruito) con i dettagli che descrivono le attrezzature installate e le informazioni sui produttori.

IFC può anche essere utilizzato come mezzo per archiviare le informazioni di progetto, sia in modo incrementale durante le fasi di progettazione, approvvigionamento e costruzione, sia come raccolta di informazioni as-built ai fini della loro conservazione e gestione a lungo termine. È importante sottolineare come IFC sia in grado di ospitare sia la parte grafica ma anche e soprattutto quella alfanumerica.

Figura 3 - Esempio di modello IFC architettonico interrogato con Solibri Office

Il BIM Collaboration Format (BCF)

Se, lungo tutto il ciclo di vita di un’opera, lo scambio delle modellazioni informative rappresenta un tema fondamentale, diventa anche centrale poter governare al meglio le comunicazioni contestuali a questo scambio. Ed è qui che trova spazio un ulteriore standard di bSI, ovvero il BIM Collaboration Format (BCF).

Questo formato di collaborazione BIM consente a diverse applicazioni di comunicare tra loro problematiche di modellazione, sfruttando i modelli IFC precedentemente condivisi tra i collaboratori del progetto. Questo può essere fatto utilizzando uno scambio di file tra piattaforme software o utilizzando un servizio web (RESTful) che collega le piattaforme software direttamente oppure a un server BCF dedicato di terze parti che funge da hub per tali comunicazioni.  

BCF consente di trasferire (in formato XML) dati che rappresentano informazioni contestualizzate su un problema o una criticità che fa riferimento in maniera diretta a una vista di modello, acquisita tramite immagine PNG e coordinate associate agli elementi, a cui viene fatto riferimento tramite i relativi IFC GUID (Global Unique Identifier).  

Il flusso di scambio basato su file BCF è relativamente semplice e prevede che un file .bcfzip sia trasferito da utente a utente, modificato e restituito. A differenza dei flussi di lavoro dei file IFC, i file BCF possono essere nativamente editati e ri-editati, purché tutti mantengano l'integrità del file BCF condiviso e non siano fatte circolare molteplici copie di esso.  

Figura 4 - Logo e componenti principali del formato BCF

Inoltre, buildingSMART international è molto attiva nello sviluppo di nuovi standard e di ulteriori implementazioni degli stessi, per poter coprire in maniera sempre più completa l’intero mercato delle costruzioni. In tal senso si segnalano anche le attività legate a IFC per infrastrutture, con l’operato dell’Infrastructure Room e della Railway Room, piuttosto che gli sforzi compiuti lato Web Ontology Language (OWL) e la cosiddetta semantic web.