7DeGreen: flusso di lavoro BIM-oriented per la valutazione del ciclo di vita di un asset

Il progetto propone un processo innovativo di attuazione del connubio tra sostenibilità e digitalizzazione per il settore costruzioni

7DeGreen, interamente gestito da Harpaceas Srl, rientra tra i progetti di eccellenza selezionati dal bando “Tech Fast Lombardia”, finanziato con fondi POR FESR 2014-2020 e propone un processo innovativo di attuazione del connubio tra sostenibilità e digitalizzazione. Il nome del progetto richiama volutamente l’intento di correlare la settima dimensione (7D) per asset inerenti al settore delle costruzioni (simulazione dell’opera in funzione della sostenibilità economica, ambientale e sociale in accordo alla UNI 11337-1:2017) con il flusso di lavoro BIM-oriented, sfruttandone la maggior parte dei valori aggiunti e dei progressi traguardati.

Le necessità che hanno guidato la pianificazione delle attività di progetto sono state molteplici: individuazione di criteri quantificabili derivanti dai più diffusi rating system di sostenibilità a livello internazionale, interoperabilità a mezzo di formati aperti del flusso informativo, aggregazione multidisciplinare dei modelli BIM, validazione dei dati e dei requisiti informativi e correlazione di informazioni quantitative con risorse contenute in database materici.

Il tutto per efficientare e proporre sotto una nuova veste la valutazione degli indicatori di impatto ambientale (in accordo allo standard ISO 21929-1:2011 Sustainability in building construction — Sustainability indicators — Part 1: Framework for the development of indicators and a core set of indicators for buildings) nell’ambito della valutazione Life Cycle Assessment.

Introduzione e ambito di progetto

Il progetto 7DeGreen mira a potenziare, mediante programmazione, il software BIM Solibri^® di Model & Code Checking come strumento per il controllo informativo automatizzato dei modelli BIM rispetto a determinati requisiti e criteri di sostenibilità.

La soluzione tecnologica è stata integrata con funzioni relative alla pre-validazione digitale dei modelli informativi (tra cui la classificazione delle entità nel formato aperto IFC , le regole di controllo degli attributi informativi contenuti nei modelli, la regola di controllo della plausibilità dei contenuti derivanti dalla progettazione, ecc.) e con un applicativo sviluppato ad-hoc per il dialogo nativo con il software One Click LCA^®, riferimento internazionale per Life Cycle Assessment di edifici finalizzata a valutazioni del carbonio incorporato e certificazioni di bioedilizia. In merito a quest’ultimo deliverable occorre precisare che lo sviluppo sperimentale del suddetto plugin è stato avviato nell’ottica di efficientare un dialogo comunque esistente tra le due soluzioni software e che resta attualmente a disposizione accedendo alle pagine web dedicate al supporto online.

Durante le prime fasi di lavoro, antecedenti lo sviluppo dei potenziamenti software, sono state avviate attività di ricerca finalizzate all’individuazione di parametri richiesti dalle checklist dei criteri di sostenibilità, cercando di confinare l’ambito della ricerca ai requisiti della certificazione LEED^® tipicamente associabili a edifici sia di nuova realizzazione che interessati da processi di riqualificazione e/o cambio di destinazione d’uso.

Ogni credito è stato classificato al fine di individuare il contributo che la digitalizzazione è in grado di fornire con tecnologie esistenti, che spaziano dall’adozione di parametri contenuti in modelli BIM all’utilizzo di software specifici o all’integrazione in gemelli digitali per il monitoraggio real-time di comportamenti e prestazioni in fase di esercizio.

Il progetto ha pertanto individuato nella Life Cycle Assessment la metodologia su cui incentrare la maggior parte degli sviluppi informatici previsti e ha pertanto definito un flusso di lavoro particolarmente innovativo e in grado di automatizzare lo scambio informativo e la sinergia tra gli applicativi software utilizzati. La creazione del plugin diretto tra Solibri® e One Click LCA® e la definizione di regole e settings per il Model & Code Checking dei modelli informativi, costituiscono le basi su cui fondare l’intero processo di lavoro che proveremo a descrivere qui di seguito.

L’adozione di tecnologie digitali a supporto di valutazioni di sostenibilità non può che instradare un flusso informativo interoperabile garantito dall’aggregazione di modellazioni multidisciplinari veicolate mediante il formato open IFC. L’aggregazione di modelli informativi, infatti, rappresenta lo scenario migliore di recupero immediato dei dati di input propedeutici a calcoli di tipo LCA, potendo ricavare facilmente “in forma tabellare” dati relativi a quantità, materiali e in generale proprietà tecnico-prestazionali.

L’ottenimento di tali informazioni a partire dagli attributi degli oggetti BIM consente di predisporre i risultati della Life Cycle Assessment. Tutto ciò tenendo debitamente in conto le diverse fasi del ciclo di vita del bene immobile, con relativi livelli di sviluppo, e permettendo le opportune personalizzazioni del calcolo includendo nell’analisi, a titolo esemplificativo, solo dati provenienti da scheletri strutturali o integrando dettagli architettonici e/o servizi impiantistici. L’obiettivo prioritario risulta pertanto la conformità a requisiti derivanti da differenti green rating systems sia nazionali che internazionali.

Il passaggio successivo del flusso informativo di progetto consiste in attività di “pre-validazione” dei modelli BIM aggregati mediante analisi e controllo delle incoerenze informative in accordo alle UNI 11337-5:2017. Si procede pertanto con il potenziamento e la configurazione di funzionalità specifiche del software Solibri^® a partire dall’esigenza di strutturare le informazioni contenute all’interno dei modelli mediante classificazione dei dati. Tutte le entità IFC contenute nei modelli multidisciplinari sono strutturate in base alla tipologia di classe IFC e di materiale. La classificazione risulta funzionale all’ottenimento di una tabella dati, sotto forma di Information Take-off, che risulti automaticamente allineata ai requisiti di input richiesti dal software One Click LCA^®: tipologia di classe di oggetto, quantità di riferimento convertibile in base all’unità di misura, materiale da associare mediante mappatura al database materico e ulteriori parametri funzionali alla definizione degli indicatori di impatto ambientale.

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Solibri è il software di validazione e controllo dei modelli BIM, che permette di svolgere e gestire verifiche di Model Checking (BIM Validation e Clash Detection) e di Code Checking (conformità alle normative tecnico/legislative di riferimento).
Solibri permette a progettisti e committenti di eseguire le proprie verifiche in modo dettagliato, utilizzando disegni e modelli BIM di tutti i software BIM Authoring più diffusi (Allplan, ArchiCAD, Revit, Tekla Structures e altri prodotti che utilizzano lo standard IFC).
Harpaceas è rivenditore unico di Solibri per l’Italia e il Canton Ticino.

Successivamente il progetto propone un ulteriore step di verifica automatizzata a mezzo di regole (ruleset) direttamente verificabili nell’ambito della pre-validazione. Come lo strumento di Classificazione del contenuto informativo dei modelli, anche la creazione di regole (Checking) può essere liberamente personalizzata dall’utente, al fine di generare una reportistica contenente le non conformità e consentire il processo iterativo di affinamento del design in maniera digitale e innovativa. Le verifiche automatiche strutturate dal team di progetto riguardano ad esempio:

• validazione dei modelli rispetto allo schema dati IFC di riferimento;
• verifica della presenza di determinati attributi relativi ai materiali dei componenti edilizi modellati;
• verifica della corrispondenza tra materiale e tipologia di entità del modello.

Il plugin sviluppato genera, a seguito del processo di validazione dei modelli, una tabella dati dinamicamente correlata ai modelli BIM multidisciplinari e appositamente formattata per la gestione delle informazioni propedeutiche al Life Cycle Assessment. In particolare, le classi IFC risultano raggruppabili secondo differenti logiche e livelli, ad esempio, in accordo alla tipologia di classe e materiale precedentemente classificate, o riportando fedelmente il contenuto informativo dei modelli IFC o magari in conformità alla risorsa materica presente all’interno del database One Click LCA^® e mappabile direttamente all’interno del plugin. La tabella quindi riporta le classi IFC dei modelli con una corrispettiva classe categorizzata dal software per il calcolo LCA, il materiale sia presente nello schema IFC che derivante dalla mappatura del database materico e tutte le informazioni inerenti alla quantità di risorsa o le informazioni geometriche e prestazionali opportune.

L’Information Take-Off si presta a personalizzazioni e creazioni di scenari progettuali confrontabili in accordo a distinte materiali realmente adottate a progetto e derivanti dai Bill Of Quantities. Il plugin oltre a beneficiare delle funzioni di verifica automatizzata della coerenza informativa all’interno di Solibri®, arricchisce il dialogo interoperabile tra i software mediante funzionalità sviluppate ad-hoc quali:

• visualizzazione simultanea della selezione in tabella nel modello 3D;
• salvataggio dei progressi e recupero degli stessi durante il processo di scelta e mappatura materiali;
• aggiornamento delle risorse contenute all’interno del Database materico;
• aggiunta o eliminazione di nodi custom per l’inserimento di risorse non presenti all’interno dei modelli informativi;
• generazione di un report in fogli di calcolo;
• evidenziazione delle risorse in tabella corrispondenti a una selezione di parti di modello.

L'ARTICOLO CONTINUA...

Nel proseguo si parlerà del Proof of Concept di Progetto e verranno tratte le conclusioni sul tema.