Libreria openBIM: dall'ideazione all'utilizzo
Parte 1: Cos'è e cosa contiene
Durante uno scambio di informazioni tra diversi soggetti è fondamentale garantire che tutte le parti coinvolte abbiano una comprensione condivisa del significato di ciascun concetto.
Questo vale in qualsiasi situazione e ancor di più nello scambio tra domanda e offerta che avviene tra committenti e fornitori nel mondo delle costruzioni e delle infrastrutture.
Di conseguenza, è buona prassi che le informazioni siano definite e che i concetti oggetto dello scambio siano conservati in una libreria da condividere tra le parti.
Con il presente articolo vogliamo contribuire al discorso ormai pervadente che ha come focus le Librerie BIM. Grazie alla nostra esperienza negli ambiti della modellazione del dato, della modellazione informativa e dell’interoperabilità, possiamo fornire spunti di riflessione e approfondire il discorso sui concetti fondanti di una Libreria openBIM. Il presente articolo è quindi parte di una miniserie serie dedicata all’ideazione e alla realizzazione di Librerie OpenBIM, a partire dall’implementazione da principi definiti nello standard IFC.
Quindi, per cominciare, ci si chiede:
Cos’è una Libreria openBIM?
Per definire cosa sia una Libreria openBIM, ragioniamo prima sul modello BIM.
Il modello BIM è un modello a “oggetti”. Secondo lo standard IFC, al suo interno si possono avere, tra gli altri, tre principali categorie di oggetti BIM (di seguito semplicemente Oggetti):
- Oggetti 3D (Elementi o Assemblati);
- Gruppi (Sistemi, Zone, ecc.);
- Elementi spaziali (Elementi di struttura spaziale, Zone spaziali, ecc.).
I primi (1) hanno sempre una rappresentazione geometrica nel modello digitale (una forma), gli altri (2, 3) sono privi di tale rappresentazione geometrica (figura 1).
Ogni Oggetto potrebbe essere creato ex novo, direttamente nel modello BIM, oppure potrebbe essere inserito nel modello sfruttando un “oggetto generico” già definito. Sono proprio questi “oggetti generici” che una volta collezionati costituiscono una Libreria.
Le librerie sono uno strumento in mano al modellatore, e al verificatore, che permettono di creare un modello BIM, o verificarne il contenuto, senza partire da zero. Tutte le informazioni comuni alla stessa tipologia di oggetti possono essere racchiuse in un “oggetto generico”, il quale verrà utilizzato, o meglio istanziato, diverse volte all'interno del modello. Questi “oggetti generici” corrispondono al concetto di tipologico.
Quindi, potremmo dire che una Libreria openBIM è una collezione strutturata di Tipologici.
I Tipologici di una Libreria openBIM vengono utilizzati durante la produzione di un modello BIM per creare Oggetti, ossia gli specifici elementi presenti nel modello BIM rappresentativi dell’asset reale.
Detto questo, verrebbe spontaneo chiedersi: cos’è un Tipologico? Da dove viene la sua definizione?
Tipologici e Oggetti secondo IFC
La logica per cui un Oggetto del modello BIM può essere creato a partire da un Tipologico è stabilita, in genere, da un modello dati, che rappresenta lo schema di riferimento secondo il quale vengono descritti i dati stessi. Il modello dati IFC, ad esempio, stabilisce la logica che lega un Oggetto a un Tipologico e dà una definizione di entrambi.
In IFC l’Oggetto è definito dall’entità IfcObject, e a tale Oggetto può essere associato un Tipologico (definito dall’entità IfcTypeObject). Come si vede, esiste una forte rapporto di dipendenza tra l’Oggetto e il suo Tipologico.
Il Tipologico definisce le informazioni comuni a tutte le occorrenze (Oggetti) di quel tipo, ed è sempre rappresentato da almeno un set di proprietà. Tale set contiene le informazioni alfanumeriche disponibili per il Tipologico, e definisce tutte le proprietà comuni che si applicano a tutte le occorrenze (Oggetti) di quel tipo.
Attenzione! Come per gli Oggetti anche i Tipologici possono avere o meno una forma.
Ad un Tipologico, infatti, in aggiunta al set di proprietà comuni, è possibile associare:
- la definizione della struttura del Tipologico, ossia delle relazioni con altri Tipologici;
- altre regole (es., materiali comuni, vincoli funzionali, ecc.).
Mettiamo in pratica questi concetti attraverso un esempio.
Poniamo un esempio molto semplice di Tipologico, avente forma, e relativo Oggetto.
Lo schema IFC contiene un’entità IfcDoor (sottotipo di IfcObject), alla quale è associata un’entità IfcDoorType (sottotipo di IfcTypeObject) che la caratterizza. IfcDoor eredita da IfcDoorType tutte le informazioni e le proprietà comuni di quel Tipologico.
Se fossi un modellatore che sta progettando una stanza, e avessi bisogni di inserire nel modello, ad esempio, una porta da 100x270 cm, potrei seguire due strade: creare l’oggetto direttamente nel modello oppure sceglierlo all’interno di una Libreria (openBIM) di Tipologici a mia diposizone.
La porta che prenderò dalla Libreria contiene una serie di informazioni, valide per qualsiasi porta di quella tipologia (es., codice identificativo del tipologico, il nome del tipologico, le dimensioni del tipologico) che l’Oggetto erediterà una volta inserito nel modello.
Una breve ma essenziale nota: molti strumenti di BIM authoring, in fase di istanziazione del Tipologico (ciò quando viene creato l’Oggetto nel modello, assegna a quest’ultimo un codice identificativo univoco (GUID, o UUID) al fine di riconoscere universalmente l’Oggetto (non possono esistere due Oggetti con lo stesso GUID). Ciò precisato viene da chiedersi: queste caratteristiche ereditate sono sufficienti a definire la specifica porta per quella specifica stanza di quel progetto? Molto spesso no.
Per questo, quando si crea un Oggetto, è possibile aggiungere informazioni specifiche a tale Oggetto. Questo può essere fatto in due modi:
a) valorizzando dei campi (proprietà) prestabiliti a livello di Tipologico, ma lasciati appositamente vuoti (non valorizzati);
b) creando specifici set di proprietà personalizzate per lo specifico Oggetto. Attenzione! Se l’opzione b) è richiesta per più di un paio di Oggetti, forse è un’indicazione che il set di proprietà aggiuntivo poteva essere creato al livello del Tipologico. In generale, l’opzione b) è spesso sintomo di una discutibile strategia di modellazione del dato.
Di seguito, vi proponiamo uno schema che rappresenta il dualismo tra Oggetto e Tipologico. Lo schema include la loro relazione con il modello dati di provenienza, come il modello dati IFC.
Se avete seguito il ragionamento fin qui, proviamo ad andare oltre. Probabilmente, a questo punto, vi chiederete:
Come si applica questo concetto ai Tipologici e agli Oggetti senza forma?
Il ragionamento è lo stesso. L'unica differenza è che il Tipologico senza forma corrisponde ad un semplice set di proprietà standard associabili a degli Oggetti. Proviamo a vedere un esempio di Tipologico e relativo Oggetto non aventi forma, come un impianto antincendio.
Lo schema IFC prevede un’entità IfcSystem, con la quale si possono rappresentare degli impianti. Solitamente l’Oggetto impianto non ha forma e posizione proprie, poiché sono gli oggetti che lo compongono ad averne. Tuttavia, l’impianto antincendio ha delle caratteristiche proprie di quella tipologia di impianto. Inoltre, potrebbe avere anche delle caratteristiche specifiche di quel particolare impianto .
Queste caratteristiche possono essere raccolte in un set di proprietà per un generico impianto antincendio. Questo rappresenta il Tipologico dell’impianto stesso.
Riassumendo i concetti di una Libreria openBIM
- Una Libreria BIM è un insieme strutturato di Tipologici;
- Un Tipologico è un elemento di Libreria;
- Un Tipologico, e il conseguente Oggetto, possono non avere una forma;
- Un Oggetto è l’occorrenza di un Tipologico;
- Un Tipologico definisce le informazioni comuni a tutte le occorrenze (Oggetti) di quel tipo;
- La relazione tra Tipologico e Oggetto è definita da un modello dati;
- Un esempio di modello dati è il modello dati IFC.
Conclusioni
Una volta definito cosa sia una Libreria openBIM e visto il dualismo tra Tipologico e Oggetto secondo IFC, viene spontaneo porsi una serie di quesiti circa il suo utilizzo e soprattutto la sua utilità.
Di fatto, a cosa serve una Libreria openBIM? Sicuramente può essere utili al modellatore, al progettista e via dicendo. Tuttavuia, la sua utilità potrebbe avere un impatto più diffuso.
In che situazioni è utile avere una Libreria openBIM? Chi la crea e chi la usa?
Inoltre, potrebbe la Libreria avere un’utilità per i Committenti al fine di qualificare la domanda?
Riteniamo che ognuna di queste domande rappresenti degli spunti di riflessione interessanti e soprattutto rilevanti per il contesto nazionale. Anche a questo è dedicata la seconda parte di questa miniserie.
E voi? Che domande vi porreste con una simile premessa?
Engisis per l'openBIM: la nostra esperienza con progetti complessi
Engisis ai convegni SAIE 2020
Nella cornice dell’edizione 2020 del SAIE, Engisis ha partecipato a tre sessioni organizzate da buildingSMART Italia, dedicate all'implementazione dell’openBIM nel settore delle infrastrutture e della gestione del patrimonio pubblico.
Vi proponiamo di seguito un approfondimento sulle sessioni citate.
IFCRail Implementers Forum: utilizzare il nuovo standard IFC 4.3
Nell’ambito del progetto IFC Rail di BuildingSMART International, Engisis coordina l’Implementers Forum. L’obiettivo del Forum è testare e validare lo standard IFC 4.3, al fine di portarlo dallo stato di “Candidate Standard” allo stato di “Final Standard”.
L’interesse sullo standard IFC4.3 è alto nel contesto nazionale e internazionale, in quanto abilita lo scambio in formato aperto di modelli BIM di infrastrutture civili complesse, quali strade, ferrovie, ponti, e porti.
Per questa ragione la partecipazione al forum è numerosa e attiva. Gli stakeholders definiscono i test, le case software li implementano, il servizio tecnico li valida. Al Forum partecipano, oltre a Engisis, le società italiane RFI, Italferr e ACCA Software.
Evandro Alfieri ha presentato le attività dell’IFC Rail Implementers Forum. Al momento si sta testando casi di tracciato con sopraelevazione, posizionamento lineare degli oggetti, e la nuova struttura spaziale dei modelli.
Siete interessati a saperne di più?
Visitate la pagina del progetto IFC Rail di BuildingSMARTIn! Engisis sta contribuendo a disegnare l’interoperabilità del futuro.
Progetto IFC Bridge: Linea Guida per l’esportazione di modelli openBIM
Xenia Fiorentini ed Evandro Alfieri hanno contribuito a curare la redazione della “Linea Guida di applicazione dell’IFC a ponti e viadotti”, presentata per la prima volta al SAIE 2020. Questa linea guida è uno dei risultati del Gruppo di Lavoro IFC Bridge Italia, che Engisis ha coordinato. Al Gruppo hanno partecipato anche grandi committenti (ANAS e RFI), studi di progettazione, consulenti e università.
La Linea Guida nasce con l’obiettivo di fornire indicazioni sull’utilizzo di IFC per la richiesta e la creazione di modelli BIM interoperabili legati a ponti e viadotti.
Si rivolge, quindi, sia alle stazioni appaltanti che richiedono modelli BIM, sia agli operatori economici che intendono approcciarsi ad una modellazione informativa ed interoperabile dei ponti.
Attraverso la fornitura e l’adozione delle indicazioni contenute nella Linea Guida, si intende aiutare il settore a ridurre gli impatti della mancata interoperabilità. Infatti, non si può ignorare che questi impatti oggi sono accusati dall’intera filiera operante nel settore delle infrastrutture civili.
Per saperne di più , è possibile scaricare e consultare la Linea Guida qui!
Agenzia del Demanio: qualificazione della domanda secondo i principi dell’interoperabilità
Engisis, insieme alla Minnucci Associati, ha lavorato per l’Agenzia del Demanio ad un progetto volto alla qualificazione della domanda secondo i principi di interoperabilità.
Xenia Fiorentini ha presentato l’approccio metodologico seguito per inquadrare i processi di gestione informativa del patrimonio e delle gare all’insegna dell’openBIM. Il metodo, presentato con esempi di applicazione, ha impattato processi, metodi, documenti, dati e strumenti IT.
Siamo partiti dall’analisi della situazione esistente e degli “Usi BIM”. Abbiamo poi formalizzato i processi ispirandoci alla ISO 19650. Infine, siamo arrivati alla traduzione dei requisiti informativi in parametri di modellazione secondo l’IFC. Il tutto è stato catturato in linee guida di processo e di modellazione, template di capitolati informativi, e criteri di validazione.
Preziosi per l’esecuzione delle attività sono stati la stretta collaborazione con l’Agenzia del Demanio e il feedback ricevuto dai soci di buildingSmart Italia produttori di software.
Vuoi saperne di più suinostri progetti? Visita la pagina dedicata!
Il BIM e la progettazione del futuro: nasce l'IBIMI, Istituto per il BIM - Italia
Il BIM (Building Information Modeling) è divenuto ormai anche in Italia, un tema di grande interesse tra i professionisti del settore delle costruzioni.
A marzo 2015, Engisis ha contribuito alla costituzione dell'Istituto per il BIM – Italia (Institute for BIM – Italy), in breve «IBIMI», definita come
Un'associazione di soggetti accomunati dalla cultura, dalla formazione, specializzazione e pratica professionale di attività inerenti l'impiego ed utilizzo del Building Information Modeling (BIM).
L'associazione è aperta a tutti coloro che operano ed intervengono nel campo dell'Open BIM e del BIM come esperti di standard ISO per l'interoperabilità, produttori di software, implementatori di Software open source, professionisti utilizzatori del BIM, sviluppatori di standard e le aziende/imprese interessate all'integrazione del BIM nei loro processi.
IBIMI formerà la figura professionale dell'“Esperto di BIM” o “BIM Expert” portando il professionista ad adeguarsi alle Direttive Europee che dal 1 Gennaio 2016 individuano nel BIM l'unica forma possibile per partecipare agli appalti pubblici europei (European Union Public Procurement Directive, EUPPD).
Cos'è il BIM?
La modellazione BIM è un metodo che consente di sviluppare la maggior parte delle attività riguardanti il sistema edificio-impianto mediante un modello 3D parametrico. Il modello integra un gran numero di informazioni relative all'involucro edilizio, gli impianti e la loro manutenzione, la gestione dell'edificio, ecc., fornendo una visione globale dell'edificio in fase di progettazione e durante la sua gestione e manutenzione lungo tutto il suo ciclo di vita.
I modelli BIM permettono un'analisi che tiene conto, non solo delle usuali 3 dimensioni, ma anche delle variabili tempo (4D), e costi e resa economica (5D), offrendo quindi un quadro completo dell'edificio, anche attraverso grafici e tabelle.
Nella progettazione architettonica, perciò, non si disegnano più semplici piante, sezioni o prospetti di un edificio, ma viene realizzato un modello tridimensionale nel quale ad ogni elemento costruttivo o impiantistico sono associati dei valori numerici relativi, tra l'altro, alle dimensioni, alla posizione, ai materiali di cui è composto, alle caratteristiche e dati energetici, permettendo così un controllo diretto delle interazioni – architettonico, strutturale, energetico, ecc – tra le varie componenti dell'edificio.
Non si parla di un unico software, ma di un insieme di programmi che si integrano e interagiscono tra loro, arricchendo il modello di nuovi dati.
Si realizza perciò una virtuosa interazione tra software specifici che solitamente vengono usati dalle diverse figure coinvolte nei processi di progettazione, realizzazione e gestione degli edifici (architetti, ingegneri, impiantisti, manutentori, ecc.) per la progettazione degli impianti termici, piuttosto che per il calcolo strutturale o calcoli geotecnici, ecc.
Pur utilizzando vari software si possono inserire i dati elaborati in un modello BIM e permettere a tutti gli attori di condividere i dati aggiornati per intervenire in caso di criticità.
Con i “software BIM”, le piante, i prospetti e quant'altro sono automaticamente generati dal programma e vengono aggiornati ad ogni modifica dei parametri, impedendo gli errori di distrazione, tipici del disegno con il CAD.
Il BIM permette di evitare che errori, superficialità, mancanza di dialogo tra i diversi attori del processo costruttivo, discontinuità temporali e spaziali nella filiera di realizzazione, diventino problemi in fase di cantiere, o addirittura in esercizio, con aumento di costi per correggere, adeguare, riadattare parti del sistema.
Il modello permette, infatti, di semplificare coordinamento, simulazione e visualizzazione, oltre ad aiutare i titolari e i fornitori di servizi a migliorare la pianificazione, la progettazione, la costruzione e la gestione delle infrastrutture.
A differenza dei disegni 2D tradizionali, i dati di un progetto realizzato utilizzando il BIM, sono più consistenti, coordinati e più precisi, permettendo ai diversi stakeholder di essere costantemente aggiornati indipendentemente dal numero o dalla tipologia di modifiche apportate al progetto.
Attraverso l'approccio BIM, i progetti relativi ad edifici, infrastrutture e impianti vengono creati e completati più velocemente, sono più economici e sostenibili.
Un nuovo approccio progettuale
Un metodo BIM è l'infrastruttura su cui l'intero gruppo di lavoro opera e si confronta. Architetti, Strutturisti, Impiantisti, paesaggisti, energy manager, costruttori, condividono il progetto dentro un sistema informato (ed informatizzato) dove ogni parte è contemporaneamente partitrice delle informazioni in essa integrate, e cosciente delle relazioni con le parti ad essa collegate.
Di fondamentale importanza risulta perciò capire come interagiscono i protagonisti dei principali ambiti (architettura- strutture- impianti, Energy Manager, Production Manager, Building Manager).
Oggi parlare di BIM significa parlare di integrazione progettuale tipica di processi come quelli di ottimizzazione dei tempi di realizzazione, di edifici zero-emission, di architettura flessibile, di sostenibilità ad ampio spettro. Insomma la buona gestione BIM diventa il sinonimo di “costruzione di qualità”, qualità che riguarda la stabilità, la sicurezza, la sostenibilità, la convenienza all'investimento.
Una nuova figura professionale: il BIM Manager
Nasce così l'esigenza di preparare le figure professionali chiave in grado di gestire questo cambiamento e le nuove tecnologie. I BIM manager sono oggi tra le figure professionali più richieste e remunerate in campo internazionale.
Il processo di apprendimento del BIM non può prescindere dall'aspetto culturale della materia, che fonda le sue basi soprattutto sui protocolli BIM Inglesi e Nord Americani. Conoscere i presupposti su cui si fondano le attuali tecnologie è la base per un uso cosciente dei processi e per costituire una consapevolezza operativa necessaria a chi voglia avere una qualifica “BIM Manager”, soprattutto in un paese, come l'Italia, che ancora non ha adottato un protocollo di riferimento.