BIM nel workflow progettuale: ricerca e analisi di librerie online open source

Questo articolo è la sintesi di un breve studio condotto da un gruppo di ricerca della facoltà di architettura dell'Università IUAV di Venezia guidato dal prof. Massimiliano Scarpa.

Obiettivo: costruire una guida che possa fornire indicazioni attendibili, sia qualitative che quantitative, sulle risorse che ha a disposizione il professionista.


Librerie BIM Open Source: una guida per il professionista

Il Building Information Modeling è uno standard per la progettazione edilizia in digitale che si avvia sempre con maggiore insistenza ad occupare il mercato di settore.

Uno dei suoi aspetti fondanti lo si ritrova in un approccio che prevede di dar vita al modello digitale completo del corpo edilizio tramite altri modelli, di scala minore, che ne vadano a costituire i diversi elementi costruttivi. Questi ultimi sono spesso oggetti standard preimpostati o comunque forniti dall’esterno, piuttosto che modellati ex novo di volta in volta dal professionista.

Il progetto qui illustrato ha in questo senso l’intenzione (i) di fornire un’immagine di quello che è lo status quo del materiale in tema Building Information Modeling reperibile in rete, inteso come elementi costruttivi di tutti gli ambiti dell’edilizia, e di dare indicazioni circa (ii) la completezza e (iii) la reale facilità di accesso a tali risorse per un utente medio.

Si vuole così costruire una guida che possa fornire indicazioni attendibili, sia qualitative che quantitative, sulle risorse che ha a disposizione chi si affaccia a voler intraprendere un processo di progettazione in ambiente BIM, puntando a sottolineare quanto sia lineare ed attendibile la corrispondenza fra il modello reperibile in digitale e l’oggetto reale rappresentato.

L’intero procedimento lo si è intrapreso assumendo il punto di vista del progettista, cioè di chi fa uso poi di tali strumenti informatici, (iv) stilando quindi in conclusione una traccia che indichi gli aspetti salienti a cui l’utente fa attenzione e che lo portano a preferire certe soluzioni invece che altre.

 

Librerie BIM Open Source: una guida per il professionista

 

Come è stata impostata e strutturata la ricerca

Il lavoro ha avuto inizio con una ricerca di quelle che sono ad oggi le principali fonti online a cui poter attingere in materia di oggettistica BIM. Non è stata fatta alcuna distinzione in merito alla tipologia di elementi reperibili su tali pagine, includendo quindi tutti i settori dell’edilizia che fossero reperibili.

Sono stati selezionati 30 siti che fornissero al loro interno, esclusivamente e non, librerie di oggetti BIM di vario formato. L’unica prerogativa era che fossero accessibili in maniera gratuita, anche nei casi in cui tali siti fornissero servizi aggiuntivi in caso di abbonamenti a pagamento.

Si ritiene che questo numero di portali web copra in maniera soddisfacente quella che è l’offerta al momento disponibile, rispettante le premesse iniziali di cui sopra. Al suo interno sono comprese tutte le opzioni più indicate dai vari motori di ricerca e dai siti dedicati alla materia.

Come segnalazione aggiuntiva si fa menzione del fatto che si sono prese in considerazione solamente librerie vere e proprie, tralasciando servizi altri che al loro interno comprendessero anche un aggiuntivo accesso a famiglie BIM (e.g. myBIMteam.com), nonché pagine di supporto gestite dalle medesime software houses detentrici delle licenze dei vari programmi che fornissero gli elementi già presenti di default al momento dell’installazione del software stesso (e.g. knowledge.autodesk.com).

Si è quindi deciso di procedere facendo una prima catalogazione dei risultati, ovvero distinguendo fra di loro delle macrocategorie.

Si sono perciò indicate delle tipologie di massima nelle quali potessero rientrare le pagine web selezionate:

  • Quelle di proprietà di alcune software houses coinvolte nei prodotti informatici di ambiente BIM (da non confondersi con la categoria che si aveva scelto di non includere come indicato nelle righe precedenti, si distingue infatti fra le librerie gestite da software houses qui indicate, e pagine di esclusivo supporto ai programmi di loro proprietà che contengono al loro interno aggiornamenti, moduli aggiuntivi e fra le altre cose anche modelli e cataloghi preimpostati).
  • Le librerie per così dire “private”, cioè quelle che non sono altro che i cataloghi web di alcune aziende di settore che decidono di mettere a disposizione i loro prodotti anche in alcuni formati BIM.
  • I portali legati in qualche modo ad istituzioni ufficiali, quindi per certi versi più vicini alla sfera “pubblica”, anche se tale definizione va utilizzata con cautela.
  • Infine, quelli che risultano essere decisamente la maggior parte, ovvero i siti che si possono definire “generici”, librerie propriamente dette non legate a società o enti esterni.

Fra le 30 risorse selezionate in prima istanza se ne sono così individuate 2 per la prima categoria, 2 per la seconda, 1 per la terza, mentre tutte le restanti 25 rientrano nell’ultimo gruppo segnalato.

Si sono individuate in questa prima fase anche alcune caratteristiche meritabili di menzione secondo chi scrive, che già in un primissimo screening possono dare indicazioni al fruitore circa la completezza e l’usabilità dello strumento:

  • La presenza di modelli anche nel formato di interscambio comune a tutti i software BIM, quale l’IFC (Industry Foundation Classes), oltre al fornire solamente i formati privati di alcune piattaforme piuttosto che di altre.
  • La possibilità di avere accesso a dei plug-in integrabili in alcuni software, che permetterebbero di poter entrare nella libreria direttamente dalla schermata del software stesso.
  • Eventuali singolarità rilevanti e potenzialmente utili in alcuni portali.
  • Si rimarca infine che tutte le opzioni scelte offrono, come da premessa, un accesso gratuito (previa in alcuni casi di registrazione tramite indirizzo e-mail).

Procedendo con il lavoro si approfondisce l’analisi in modo mirato su un campione più limitato di casi.

Si sono perciò selezionate 5 voci. Per riuscire a compiere una selezione che fosse più esemplificativa possibile, è stato scelto un esempio per ciascuna delle macrocategorie fra quelle proposte nella prima fase e, visto il numero molto significativo di portali che rientravano fra quelli “generici”, di questi ne sono stati selezionati 2, quelli che di primo acchito sembravano essere fra i più popolari nelle ricerche effettuate.

Per queste 5 voci si è svolto un conteggio di massima del numero di famiglie BIM che ciascuna di esse fornisce al proprio interno in data odierna, indicando poi anche quali sono le categorie di modelli più numerose.

Per potersi addentrare in un’analisi più dettagliata, si è scelto di adottare una sorta di comune denominatore fra le varie librerie, ossia di scegliere degli elementi di una data categoria che fosse comune a tutti i portali, per poi vedere le differenze nel come venivano presentati al fruitore.

Sono state quindi selezionate 4 categorie di elementi costruttivi sufficientemente differenti fra di loro per caratteristiche e funzioni, ma che potessero essere allo stesso tempo abbastanza comuni da trovare posto nella maggior parte dei portali online e, nello specifico, nelle 5 selezionate in questo caso:

  • Un blocco murario (elemento costruttivo base di tipo statico-meccanico).
  • Un serramento, nello specifico una finestra (elemento costruttivo con al suo interno più materiali e che necessita di specifiche termo-acustiche).
  • Un corpo scaldante, nello specifico un radiatore (elemento costruttivo dell’ambito termodinamico).
  • Un tubo idraulico (elemento costruttivo base dell’ambito MEP).
  • Si è fatta un’eccezione poi per la libreria di settore, la seconda fra le categorie introdotte al lettore. Trattandosi del catalogo di un produttore, nello specifico di sanitari, è stato necessario scegliere un elemento della categoria da loro proposta.

Per ciascuno di questi elementi si è fatta una disamina del percorso pratico che l’utente è tenuto a svolgere per poter scaricare l’oggetto e di quelli che fossero i dati che ogni libreria forniva, per poter quindi determinare il grado di accuratezza della presentazione del modello e con che facilità si potesse risalire a quante più specifiche possibili in merito.

Contemporaneamente si è tentato un confronto fra le definizioni delle caratteristiche così individuate e quelle riscontrate nel “data dictionary” proposto da buildingsmart.org per capire se fosse possibile parlare anche di una base di un linguaggio comune per quello che riguarda le definizioni e le denominazioni date alle varie proprietà degli oggetti.

In questo senso ci si è però scontrati con una certa difficoltà nel poter completare l’operazione, in quanto laddove la libreria rimandava a fonti esterne come le schede tecniche dei produttori, si usciva necessariamente da quello che è il circuito BIM di gestione delle informazioni e quindi l’intero esercizio perdeva di significato e veniva meno il suo scopo principale.

 

Librerie BIM gratuite: cosa spinge un utente medio a scegliere una risorsa rispetto un'altra

Si cerca qui di seguito quindi di presentare gli aspetti trapelati dall’analisi precedentemente illustrata, che portano l’utilizzatore medio a preferire una risorsa piuttosto che un'altra, a parità di condizioni di partenza e di raggiungibilità.

  • Ampia copertura dei diversi formati proprietari dei vari software BIM sul mercato.

I file BIM, per ragioni di mercato, non sono leggibili di default da qualsiasi software di quell’ambito, si presentano bensì identificati da un formato proprietario. Quindi, più sono i formati di cui un determinato modello dispone, più sono i software che lo possono utilizzare; questo fa sì che se una libreria riesce a fornire versioni multiple di file, viene in contro in maniera significativa a molti più utenti.

  • Disponibilità degli oggetti anche nel formato di interscambio IFC.

Il discorso fatto per il punto precedente si può ripetere anche in questa circostanza, con l’aggiunta migliorativa che in questo caso fornendo un IFC non si taglia fuori alcun utente, indipendentemente da quale sia il suo strumento di lavoro. Inoltre così facendo si fornisce già dall’inizio un modello adatto all’interoperabilità fra più software e quindi anche fra più stakeholders, indicando quindi la via verso il cosiddetto “openBIM”, lo standard verso il quale si tenta di convergere sempre di più negli ultimi anni, non senza difficoltà.

Bisogna però segnalare anche un ostacolo che si può incontrare nel caso in cui un modello fosse fornito solamente con standard IFC e non con il formato proprietario di una certa piattaforma. Solitamente gli oggetti IFC, sebbene leggibili da tutti i programmi BIM, soffrono ancora di alcuni deficit quando si parla di interazione diretta con essi da parte dell’utente. Quindi si potrebbe ravvisare un leggero svantaggio in questo senso, nel dover interagire con parametri e modelli IFC rispetto al lavorare con quelli specifici del proprio programma di modellazione.

  • Disponibilità di plug-in scaricabili studiati ad hoc per determinati software.

Già citati in precedenza, questi plug-in danno la possibilità di migliorare e velocizzare notevolmente la comunicazione e l’interoperatività fra il software e la libreria o i singoli oggetti da inserire nel proprio lavoro. Permettono infatti un collocamento più dinamico di questi ultimi nel file di progetto, saltando così la parte che risulta più macchinosa dell’intero processo, cioè il download del modello sulla propria periferica di utilizzo e da lì l’importazione all’interno del file.

  • Eventuali servizi extra sempre ad uso gratuito che possano facilitare la fruizione da parte dell’utente.

Si segnala per esempio la possibilità di confrontare più modelli fra di loro in maniera schematica e leggibile offerta da alcuni siti, o quella di creare modelli ex novo in maniera intuitiva e accessibile nel caso quelli presenti non soddisfacessero le esigenze dell’utente.

  • Caratteristiche circa la ricerca ed il browsing all’interno della libreria (categorie, filtri, ecc.).

Essendo la maggior parte delle librerie proposte significativamente abbondanti nell’offerta di modelli, poter ricercare e quindi selezionare con facilità quello più adatto alle richieste dell’utente risulta spesso una caratteristica fra le più utili. Più dettagliata è la ricerca, quindi più a maglie strette è il filtro che le si può applicare in questo senso, maggiore sarà la velocità e la percentuale di successo. L’esperienza diretta in questo ambito lascia intuire come, quando la ricerca può avvenire con più filtri specifici per più caratteristiche distinte dell’oggetto, si riesca più facilmente nel proprio intento, rispetto a quando le chiavi utilizzabili per la ricerca sono di numero più limitato.

  • Design del portale web.

Come per qualsiasi strumento, l’esperienza di utilizzo dipende molto dalla forma che esso assume. Non c’è eccezione neanche in questo caso e, come risulta di facile comprensione, se il sito si presta ad un utilizzo logico ed intuitivo l’utente ne trae immediato beneficio.

  • Completezza di specifiche e caratteristiche dei modelli proposti, sia lato informatico (quindi i dati riguardanti il modello virtuale in sé) che lato fisico reale (informazioni sulle caratteristiche meccaniche, termiche, acustiche, ecc. dell’oggetto reale riproposto).

È di grande importanza che le informazioni relative al modello siano complete, così da facilitare il più possibile la lettura da parte degli utenti di dati come la compatibilità fra software e le fasi di modellazione. Altrettanto rilevante è la buona qualità delle informazioni riguardanti l’oggetto reale che il modello rappresenta, così da avere una buona panoramica di come l’elemento costruttivo si comporta inserito nel proprio contesto da un punto di vista fisico e del come è costruito.

  • Rimando a dati e schede tecniche messe a disposizione dal produttore dell’oggetto di fabbrica.

Fermo restando quanto detto nel punto precedente, è comunque importante che, oltre ai dati forniti in loco dallo stesso sito della libreria BIM (i quali permettono di avere una visuale riassuntiva nell’immediato), si abbia la possibilità di approfondire il più possibile la materia risalendo alle schede tecniche messe a disposizione dal produttore stesso.

  • Possibilità di customizzazione più o meno accentuata (dal prodotto stock all’elemento creato ex novo).

Un’elevata flessibilità nel poter apportare modifiche all’oggetto digitale può essere un aspetto che attrae molti utenti in una prima fase di selezione.

Bisogna però tenere da conto che a una maggiore libertà nel modificare il modello corrisponde anche una diminuzione dell’accuratezza dei dati forniti a corredo. Questo perché se si replica un oggetto di fabbrica reale le sue specifiche saranno conosciute, se d’altro lato il modello lo si realizza parzialmente o in toto sul momento le sue proprietà non strettamente estetiche entreranno sempre di più nel campo dell’ipotesi, non avendo un riscontro vero e proprio al di fuori dell’ambito informatico.

 

Approvigionamento dei modelli BIM: stato dell'arte e scenari futuri

Lo specchio riassuntivo fornito nelle righe precedenti prova a dare un’immagine più esaustiva possibile di quelle che sono le alternative e le vie di accesso per l’approvvigionamento di modelli utilizzabili in contesto BIM.

Come traspare, pur essendo presente un numero significativo di soluzioni, non tutte si equivalgono, ed è necessaria una buona capacità di orientamento e di lettura delle risorse affinché si possa gestire al meglio il lavoro nel presente, ma anche renderlo utile e sfruttabile in scenari futuri e differenti da quello nativo.

I passi che questo settore sta cercando di compiere nell’immediato futuro, quali il già citato “openBIM”, influenzeranno con grande probabilità anche i campi qui trattati, essendo questi di fatto i veri e propri “mattoni” che costituiscono la struttura di un progetto BIM; progetti che prima di potersi affacciare alle cosiddette “7 dimensioni” necessitano per forza di un’impostazione solida e ragionata che parta dal basso, cioè dalla qualità delle informazioni e delle preimpostazioni delle singole famiglie che vanno a comporre il progetto.


In ALLEGATO è disponibile lo studio di ricerca in formato PDF

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