BIM MEP Meccanico: Innovazione, Interoperabilità e Soluzioni

L’impiego della tecnologia BIM in ambito impiantistico

L’impiego delle tecnologie BIM in ambiente MEP (Mechanical, Electrical, Plumbing) si riferisce all'uso della modellazione digitale per progettare, simulare e gestire i sistemi meccanici, elettrici e idraulici all'interno di un edificio. Questi sistemi, essendo vitali per il funzionamento di uno stabile, devono essere progettati e coordinati in modo preciso per garantire efficienza, sicurezza e prestazioni ottimali.

L’evoluzione dell’utilizzo di questa tipologia di strumenti per la progettazione in ambito impiantistico ha avuto una crescita significativa negli ultimi anni, grazie alla loro capacità di migliorare lo studio dei modelli, la gestione e la manutenzione degli impianti all’interno degli edifici e delle infrastrutture; portandoli a ricoprire un ruolo centrale nei processi di progettazione e gestione della commessa.

Attualmente l’impiego di prodotti BIM in ambito impiantistico, specificamente nel settore meccanico, sta guadagnando sempre più importanza perché questo tipo di approccio consente di migliorare la progettazione come, ad esempio, nell'installazione e nella gestione degli impianti meccanici all'interno di un edificio o di un'infrastruttura, fornendo un valido supporto anche alla fase di messa in opera in cantiere.

Una delle principali evoluzioni è stata infatti l'introduzione del coordinamento digitale tra discipline e grazie agli strumenti BIM è stato possibile migliorare la comunicazione tra architetti, ingegneri strutturali e impiantisti, riducendo i conflitti tra i vari impianti e la parte strutturale dell’edificio.

La creazione di modelli 3D puntuali, unitamente all'uso della tecnologia per la visualizzazione in tempo reale AR (Augmented Reality) e VR (Virtual Reality) hanno oltremodo apportato un valido aiuto per la valutazione e la risoluzione dei problemi prima che si verificassero durante la realizzazione dell’opera.

Tuttavia, come qualsiasi innovazione, presenta delle sfide che devono essere affrontate con soluzioni adeguate e con l’evoluzione dei software a disposizione, i progettisti di impianti hanno iniziato a sfruttare le potenzialità del BIM per creare modelli sempre più dettagliati, con il focus rivolto all’integrazione degli impianti meccanici, elettrici e idraulici in modo più completo tramite l’ausilio di software specifici dedicati, come ad esempio DDScad.

I principali software BIM in ambito tipicamente architettonico hanno incluso anch’essi strumenti tipicamente dedicati alla progettazione impiantistica, che per quanto funzionali e tutt’ora ampiamente utilizzati, evidenziano però alcuni limiti in varie fasi di gestione del progetto, non essendo specifici per la disciplina MEP, bensì nativi su base architettonica.

In ambito meccanico e in alcuni frangenti, anche trasversalmente alle altre discipline, sono state evidenziate delle criticità che vincolano il progettista ad una metodologia di lavoro dettata dalle caratteristiche del software utilizzato; in particolare i punti di maggiore interesse sono riassumibili nei seguenti paragrafi.

Interoperabilità tra software

Una delle difficoltà più comuni nella progettazione in ambito impiantistico meccanico ma comune anche alle altre discipline, è la gestione di differenti formati di file tipicamente provenienti da programmi di authoring architettonici e strutturali, all’interno di un software specifico per l’impiantistica.

Il formato di file .IFC (Industry Foundation Classes) ha la capacità di abbattere questa barriera, è un formato di file standard utilizzato per la condivisione e l'interoperabilità dei dati all'interno del settore delle costruzioni ed è progettato per contenere informazioni dettagliate riguardo ad un modello, inclusi elementi come pareti, finestre, porte, strutture, impianti e altro.

L'IFC è un formato aperto, uno standard definito da buildingSMART e accettato globalmente, il che significa che non è legato a un software specifico e può essere utilizzato da diversi strumenti di progettazione in ambito BIM, permettendo alle varie piattaforme e software di progettazione di scambiarsi informazioni in modo uniforme facilitando il lavoro collaborativo tra professionisti ed includendo dettagli sia geometrici (forma e dimensioni degli oggetti) che non geometrici (informazioni sui materiali, costi, tempistiche, ecc.).

Risulta quindi particolarmente utile nelle fasi di progettazione, costruzione e gestione di edifici, poiché supporta la gestione e la condivisione di informazioni complesse attraverso tutte le fasi del ciclo di vita di un progetto.

La complessità dei modelli MEP

La progettazione degli impianti meccanici spesso comporta una grande quantità di dati, creando modelli complessi e pesanti da gestire. Ciò può causare difficoltà nella visualizzazione e nell'analisi, soprattutto quando si lavora con edifici di grandi dimensioni o in ambienti ad alta densità di elementi d’impianto.

In tal caso è possibile adottare tecniche di progettazione basate sul Level Of Detail (LOD - con riferimento alla normativa UNI 11337) per definire il dettaglio del modello in base alla fase di progettazione e alla necessità specifica; oppure la sua naturale evoluzione, il Level of Information Need che rappresenta il livello delle informazioni ritenute necessarie per il progetto e avente l’obiettivo di evitare la gestione di un numero eccessivo di informazioni rispetto a quelle effettivamente necessarie rispetto alla fase con cui il modello si deve confrontare.

Librerie e loro personalizzazione

L’utilizzo di un software specifico per una disciplina come quella impiantistica, presuppone che siano disponibili librerie dedicate, ricche degli oggetti di comune utilizzo secondo gli standard sia nazionali e non, presumibilmente appartenenti ai cataloghi dei principali produttori.

Spesso però ciò non è possibile e risulta quindi necessario procedere con delle personalizzazioni dei cataloghi da parte degli operatori, come possono essere ad esempio i Bim Specialist, con impiego di tempo e risorse preziose anche in relazione al mantenimento.

Coordinamento e gestione delle interferenze (Clash Detection)

Gli impianti meccanici sono per lo più installati all'interno di spazi che includono altre discipline, con la possibilità che si vengano a creare interferenze sia tra i vari elementi installati (ad esempio, tra impianti HVAC, idraulici e impianti elettrici), che rispetto alle parti architettoniche e strutturali, come ad esempio armature o travi in acciaio.

Queste tipologie di situazioni sono frutto di una progettazione non coordinata, che non tiene conto della presenza di altri elementi di progetto o linee d’impianto, oppure varianti in corso d’opera in cui modifiche anche parziali apportate durante la fase di costruzione possono alterare la posizione o l'orientamento degli impianti, causando interferenze con altri sistemi già installati.

Altre problematiche possono essere dovute a un non corretto dimensionamento degli spazi dedicati alla parte MEP con vani tecnici non sufficientemente dimensionati per ospitare tutti gli elementi d’impianto, portando a sovrapposizioni o difficoltà nel loro assemblaggio. Non da ultimo la mancanza di progettazione integrata, l'assenza di modelli 3D o di tecniche di visualizzazione avanzata può rendere difficile prevedere e risolvere le interferenze prima della fase di costruzione. Questa è una condizione tipica facilmente riconducibile all’impiego di metodologie di progettazione CAD 2D.

Alcuni esempi pratici di queste situazioni possono essere riscontrati in conflitti tra impianti HVAC e sistemi elettrici che spesso si verificano quando i condotti d'aria e i cavi elettrici si sovrappongono, creando difficoltà nella gestione dello spazio o complicando l'installazione, oppure interferenze tra tubazioni e strutture portanti: le tubazioni idrauliche possono entrare in conflitto con travi o pilastri strutturali; o ancora il posizionamento delle griglie di ventilazione che se non pianificate correttamente, potrebbero risultare in posizioni scomode o in conflitto con altre installazioni a livello architettonico.

Sono queste solo alcune delle problematiche più comuni che si possono presentare in assenza di una clash detection.

Metodologia di calcolo, dimensionamento e verifica dell’impianto

Nella progettazione BIM una problematica spesso riscontrata è che alcuni prodotti possono risultare vincolanti nel flusso di lavoro per il progettista, in quanto poco flessibili riguardo la gestione delle normative e la possibilità di personalizzazione o implementazione dei risultati di calcolo con valori computati tramite software specifici di terze parti o inseriti empiricamente con finalità di simulazione come ad esempio il calcolo del carico termico, il calcolo delle portate d’aria, le perdite di carico, calcolo delle potenze e dimensionamento delle apparecchiature, dei canali, delle tubazioni, ecc.

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• Realizzazione dello schema unifilare e criteri di tracciamento;
• Problematiche legate alla Qualità dell’Aria Interna (IAQ) e l’integrazione di sistemi IoT per il monitoraggio e la gestione;
• Gestione e modellazione degli impianti meccanici in ambiente DDScad.