Dal Digital Twin al modello HBIM per il restauro e il risanamento conservativo: l'esempio di Palazzo Remondini

La progettazione di questo intervento ha permesso la sperimentazione di un nuovo flusso BIM.

Il reverse engineering ottenuto mediante la realizzazione di un Digital Twin a navigazione immersiva, condivisibile e raggiungibile via web, costruito attraverso scansioni LIDAR con elaborazione in cloud, abilita nuovi modi di progettare rendendo accessibili tecnologie fino ad ora non sostenibili per piccoli progetti.

Il Digital Twin gestito con la piattaforma cloud e-Building lo rende altamente scalabile.

 

La riqualificazione del complesso immobiliare di Palazzo Remondini

L’edificio, sito a San Giovanni in Persiceto (BO), in Circonvallazione V. Veneto, oggi noto come Palazzo Remondini, è parte del complesso immobiliare che è stato oggetto del lascito della famiglia Remondini alla Congregazione delle Suore Minime dell’Addolorata. L’immobile risale al 1600, è sottoposto a tutela da parte della Soprintendenza (D.Lgs. 42/2004 “Codice dei Beni Culturali e del Paesaggio”) e fa parte di un più ampio intervento di riqualificazione urbana dell’intero complesso Remondini.

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Palazzo Remondini - fotografia attuale – inverno 2018

L’edificio è ubicato immediatamente a sud del centro storico di San Giovanni in Persiceto, poco fuori la cosiddetta “Porta di Sopra” (Porta Vittoria). L’area di pertinenza del fabbricato, che un tempo si estendeva ben oltre gli attuali confini, occupando l’area compresa fra Via Castagnolo e Via della Pace, è conosciuta come ex “Orti di Caprara”, dal nome della famiglia senatoria bolognese un tempo proprietaria. La facciata principale dell’edificio non è rivolta verso il centro di San Giovanni, quindi verso la Circonvallazione e la Porta, ma al contrario è rivolta verso il giardino, sul quale si affaccia con un balconcino posto al piano primo, sorretto da mensoloni sagomati e impreziosito da una balaustra lavorata in ghisa.

L’immobile è caratterizzato da pianta regolare di forma rettangolare e si sviluppa su tre livelli fuori terra: due ad uso residenziale ai quali si aggiunge un sottotetto di notevole altezza interna. La conformazione del coperto è a padiglione, con manto di copertura in coppi di laterizio.

Nell’anno 2018 è stata emessa dal Comune un’Ordinanza contingibile ed urgente di messa in sicurezza in quanto l’immobile versava in condizioni estremamente critiche, in stato di avanzato degrado e con presenza di ingenti crolli.

In base alle problematiche e alle vulnerabilità riscontrate si è definito un progetto di restauro e risanamento conservativo con miglioramento sismico, consistente in una serie di interventi che hanno consentito l’eliminazione, o quantomeno l’attenuazione, di tutte le carenze riscontrate, anche di quelle non “misurabili numericamente”, ma estremamente pericolose in caso di sisma, ottenendo un incremento della sicurezza globale dell’edificio nel rispetto delle norme vigenti in materia, con un misurato equilibrio tra conservazione e innovazione tecnologica.

 

Il flusso di progettazione e gestione


Dal Digital Twin alla nuvola di punti

L’attività di Reverse Engineering del costruito è stata eseguita partendo dalla costruzione di un Modello a navigazione immersiva (Digital Twin), ottenuto mediante l’ausilio di una tecnologia basata su laser scanner combinato con fotogrammetria ed elaborato in Cloud con reti neurali profonde, fornita dalla Società americana Matterport Inc, con la quale e-Making Srl ha attivato una importante collaborazione che ha portato allo sviluppo della piattaforma Cloud “e-Building” per la gestione dei modelli e la creazione di un “digital drawer”.

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Flusso: dal Digital Twin alla Nuvola di Punti

Il Modello, interamente navigabile e misurabile tramite la Piattaforma proprietaria e-Building, è stato condiviso sin dalle prime fasi con tutto il team di progettazione, consentendo di effettuare sopralluoghi virtuali, con una notevole riduzione dei tempi e dei costi legati al rilievo del fabbricato e alla raccolta delle informazioni preliminari e in corso d’opera.

All’interno di e-Building, la documentazione, raccolta ed organizzata nel digital drawer, è stata collegata tramite Tag al Modello molto semplicemente grazie a un CMS user frendly, abbinando sia i contenuti residenti in Piattaforma, che provenienti da fonti esterne.

Il Modello può essere visto come un “macro oggetto Bim” nel quale i contenuti informativi, quali foto, video, pdf, note audio, etc, sono inseriti tramite Tag. Esso si è mostrato fondamentale non solo nelle fasi iniziali di raccolta dati, ma anche nelle fasi successive di progettazione e di cantierizzazione, costantemente aggiornato e arricchito d’informazioni.

Un Fascicolo digitale per la gestione e manutenzione futura dell'edificio

La piattaforma e-Building prevede regole di accesso differenziate e il CDE, referenziato sul Modello a navigazione immersiva, risulta alla base del Fascicolo Digitale e consente di realizzare un  vero e proprio Time Travel dell’immobile.

La struttura del Fascicolo è costituita da due macro cartelle:

  • My Files: dove è possibile conservare, archiviare, visualizzare e gestire tutti i contenuti, anche georeferenziati, sul Modello;
  • My Models: in cui possono essere caricati tutti i modelli (digital twin dello stato di fatto e di as built, le nuvole di punti, i modelli di Co-Design, i Modelli BIM) nei quali è possibile associare contenuti differenti tramite Tag. Tutti i modelli possono essere anche condivisi per una visualizzazione pubblica o privata.

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Schermata in cui è possibile visualizzare, gestire e condividere la documentazione archiviata


All’interno della cartella My Files sono presenti tre macro categorie nelle quali è possibile archiviare logicamente tutto ciò che si vuole:

  • FOLDER (Digital Drawer): tutti i documenti che hanno valenza generale e di diversi formati, tra cui file pdf, file p7m, immagini, video e file audio, immagini 360°,etc.); 
  • BUILDING SITE (cantiere): i documenti prodotti durante tutte le attività eseguite sull’opera nel corso della sua vita utile che hanno richiesto l’apertura di un cantiere;
  • MAINTENANCE (manutenzione): l’utente potrà archiviare tutta la documentazione relativa alla manutenzione ordinaria eseguita sull’immobile.

Una volta completati i lavori, la documentazione e i modelli costituiranno il Fascicolo Digitale, da utilizzare per la gestione e manutenzione futura.

Dal Digital Twin è stata estratta la nuvola di punti utilizzata nel flusso BIM di progettazione integrata (Architettonica-Strutturale-Impiantistica).

Dalla nuvola di punti alla progettazione integrata

La seconda fase del processo è il passaggio dalla Nuvola di punti alla progettazione integrata (architettonica, strutturale ed impiantistica) in ambiente BIM, condotta in ottica HBIM  con la costruzione di modelli utili per le simulazioni architettoniche, sismiche, impiantistiche e di sostenibilità.

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Flusso: dalla Nuvola di Punti alla progettazione integrata in ambiente BIM

L’utilizzo del CDE ha consentito una collaborazione più veloce e continua in fase di progettazione, si è potuto infatti operare in maniera sincrona nello sviluppo del progetto nella sua interezza multidisciplinare, con notevole riduzione di tempi e costi. 

L’esecuzione delle clash detection nelle varie fasi di progettazione ha permesso l’ottimizzazione della distribuzione impiantistica e l’eliminazione delle criticità e delle possibili incongruenze fra il progetto architettonico, strutturale ed impiantistico prima della cantierizzazione dei lavori.

 

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Progettazione integrata in ambiente BIM

Progettazione architettonica

La progettazione architettonica ha previsto il restauro e il risanamento conservativo dell’immobile nel rispetto dei vincoli di tutela, mantenendo la destinazione d’uso attuale a residenza.

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Modellazione BIM - conservazione del layout architettonico esistente


Life Cycle Assessment e sostenibilità

Il fabbricato, situato in un’area in prossimità del centro urbano, versava in stato di abbandono da diversi anni in un luogo che potremmo definire “sospeso” in attesa di una nuova collocazione. La riabilitazione di questo luogo attraverso un’operazione di “rammendo urbano” contribuirà ad uno sviluppo sostenibile con un consumo di suolo pari a zero e una riqualificazione dell’area capace di fungere da volano per la riattivazione urbana.

Il Life Cycle Assessment ha dimostrato inoltre il ridotto impatto della costruzione sull’ambiente. L’affinamento del progetto tramite il flusso BIM ha condotto ad una progettazione maggiormente sostenibile.

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Analisi dell’LCA – Life Cycle Assessment

Si è scelto di integrare il processo BIM e l’LCA (Life Cycle Assessment) sin dalle prime fasi, nelle quali risiede il potenziale più alto in termini di capacità di influenzare la progettazione. Lo strumento utilizzato per l’LCA (plugin di Autodesk Revit - One Click LCA) ha avuto accesso diretto alle informazioni dei modelli BIM permettendo le simulazioni necessarie per l’ottimizzazione del progetto.


Progettazione Strutturale

Il progetto di miglioramento sismico ha consentito di raggiungere livelli elevati di sicurezza sismica, non affatto scontati per costruzioni di questo tipo, tramite interventi mirati, tra i quali:

  • fasciature di piano con tessuti unidirezionali in fibra di acciaio galvanizzato UHTSS collegati ai solai mediante fiocchi passanti, anch’essi in tessuto in fibra di acciaio galvanizzato, annegati nella soletta in c.a. alleggerito di piano;
  • cerchiature sommitali, a sostegno della nuova copertura in legno, con abbinamento di dormiente ligneo e sovrapposto piatto di acciaio, che garantiscono un comportamento dinamico rispettoso delle deformazioni delle murature esistenti;
  • inserimento di tessuti in fibra di carbonio all’intradosso delle volte delle scale, per mantenere le pavimentazioni esistenti;
  • ricostruzione e rinforzi di solai a struttura mista legno-c.a. in modo da realizzare una membrana di piano semirigida.

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Progettazione strutturale – interventi sui solai di piano e di copertura


Progettazione impiantistica

Dal punto di vista energetico sono state adottate soluzioni tali da rendere l’edificio a bassissimo consumo energetico avendo avuto particolare cura nella progettazione dell’involucro mediante la realizzazione di contropareti interne con interposto strato isolante, le quali hanno portato a numerosi benefici, quali:

  • Riduzione del consumo di energia;
  • Passaggio impianti, evitando così di intaccare le murature portanti;
  • Notevole aumento del confort ambientale.

Le componenti impiantistiche, quali pompe di calore per la generazione dell’energia e l’integrazione con caldaie a condensazione sono state collocate all’interno del layout architettonico, mentre il sistema di riscaldamento e raffrescamento a pavimento ha consentito di avere gli ambienti liberi da corpi scaldanti/rinfrescanti a vista.

 

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la descrizione del passaggio dal modello BIM architettonico al modello di navigazione immersiva con funzione di Co-Design, una sintesi della fase di cantierizzazione degli interventi di restauro e consolidamento e, infine, un'analisi relativa ai benefici connessi all'uso del BIM in termini di tempi e costi di realizzazione dell'intervento.


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