Progettazione illuminotecnica in BIM: stato dell'arte e il possibile dialogo tra produttori edili e progettisti

BIM e progetto della luce

Tra i prerequisiti necessari ad una crescente adozione del BIM vi è la diffusione trasversale di conoscenze e competenze rispetto alle discipline e alle tipologie di operatori coinvolti.

La progettazione illuminotecnica e i produttori di componenti per l’edilizia sono ancora rimasti mediamente isolati rispetto a questa auspicabile propagazione, faticando ad acquisire adeguate competenze sul tema.

L’articolo si pone l’obiettivo di dare una panoramica sullo stato dell’arte della progettazione illuminotecnica in logica BIM, focalizzando l’attenzione sul possibile dialogo tra i produttori di componenti edili e il mondo della progettazione.

Il progetto della luce, dal CAD verso il BIM

Il progetto della luce, nel suo senso più compiuto di progettazione illuminotecnica, è una disciplina che somma conoscenze tecnico-scientifiche variegate: fisiologia e psicologia della visione, architettura, ergonomia, sicurezza, elettrotecnica.

Nell’era della progettazione CAD, questo ha comportato lo sviluppo di formati digitali e strumenti software estremamente specializzati per consentire la gestione di un certo numero di grandezze quantitative rispetto:

• ai componenti utilizzati (e.g. caratteristiche tecniche degli apparecchi, fotometrie);
• alle caratteristiche intrinseche degli spazi da progettare (e.g. geometrie degli ambienti, coefficienti di riflessione dei materiali);
• alle normative (e.g. requisiti minimi, superfici di calcolo);
• ai risultati dell’analisi (e.g. valori delle grandezze illuminotecniche, reports di calcolo).

Questi software, sebbene sempre più precisi e ricchi di funzionalità, presentano i limiti tipici di qualsiasi software CAD, legati all’interscambio di informazioni “da” e “verso” altri applicativi che utilizzano formati digitali proprietari.

In questo contesto, il tipico flusso di lavoro di un progettista illuminotecnico inizia in genere con la ricezione di elaborati architettonici digitali da parte di un altro progettista. Questi elaborati devono essere importati nel software di calcolo e utilizzati come base per la ri-creazione di un modello 3D dell’edificio. Qui ci si imbatte il primo punto debole del processo: oltre allo spreco di tempo che questa operazione comporta, è evidente il grado di approssimazione e semplificazione dei modelli.

Si tratta di un limite intrinseco dei software, che non consentono un efficace interscambio digitale di tutte le informazioni necessarie per sviluppare compiutamente il progetto illuminotecnico. Anche l’interattività tipica del processo progettuale non viene supportata: ogni modifica al progetto originario richiede un aggiornamento manuale del modello, che digitalmente è un’entità separata.

Il secondo punto debole si presenta nel momento in cui il progettista illuminotecnico deve a sua volta trasferire le informazioni che ha prodotto. Questo problema è in parte ovviato dagli strumenti di reportistica, che includono tutte le informazioni illuminotecniche, ma si ripresenta nel momento in cui si renda necessario inserire quantità, disposizione e anagrafica degli apparecchi utilizzati nel progetto architettonico.

Queste criticità hanno contribuito sicuramente, almeno in parte, ad acuire la marginalità del progettista illuminotecnico rispetto al più ampio processo di progettazione di un edificio.

In cosa il BIM risulta essere diverso in questo senso rispetto al CAD?

Fondamentalmente perché mira a fornire gli strumenti tecnologici e metodologici per risolvere questi problemi di comunicazione digitale, consentendo quindi una migliore e più efficace collaborazione tra i diversi professionisti.
È un’opportunità anche per i progettisti illuminotecnici, poiché offre loro la possibilità potenziale di migliorare efficienza ed efficacia della propria operatività, ma soprattutto di essere coinvolti in misura maggiore nel processo di progettazione. La concretizzazione di tutto questo, ovviamente, passa inevitabilmente dallo sviluppo e dall’implementazione fattuale di formati digitali e software che consentano una reale collaborazione.

Apparecchi di illuminazione digitali

Come risaputo, la gestione dell’informazione assume un ruolo centrale nel processo BIM.

L’informazione, per essere tale e tradursi in comunicazione efficace, deve necessariamente basarsi su un linguaggio comune e condiviso. Negli ultimi anni gli enti normatori a livello internazionale, europeo e nazionale stanno compiendo grandi sforzi per produrre un corpus di norme tecniche che disciplinino questa materia così complessa.

Oltre alle norme di processo generali, sono state prodotte anche delle norme che riguardano in modo specifico l’illuminotecnica:

• CEN/TS 17623:2021 | BIM Properties for lighting - Luminaires and sensing devices 4
• UNI 11733:2019 | Luce e illuminazione - Specifiche per un formato di interscambio dati fotometrici e spettrometrici degli apparecchi di illuminazione e delle lampade

A queste norme si è aggiunta, negli ultimissimi anni, un’iniziativa privata: nel 2021, Dial e Relux hanno annunciato ufficialmente lo sviluppo congiunto di un nuovo formato digitale per gli apparecchi di illuminazione: GLDF - Global Lighting Data Format, un formato digitale aperto con struttura dati xml.

Nella visione delle due aziende rappresenta l’evoluzione dei rispettivi formati proprietari (.uld e .rolf) ed è concepito per consentire la creazione flessibile e modulare di file completi di tutte le informazioni richieste da ciascun caso d’uso, anche in ambito BIM.

Senza entrare nel merito del lavoro svolto dalle due software house, non si può non rilevare come, in generale, un ulteriore formato digitale, fuori dai protocolli di interscambio dati definiti dagli enti normatori, rischi di settorializzare il mercato della luce, o quantomeno di non incentivare una auspicabile apertura verso il mondo delle costruzioni nel suo complesso.

Tutte queste iniziative si concentrano sugli “oggetti BIM”, ovvero sulle rappresentazioni digitali dei componenti costruttivi (apparecchi e sensori) e sul contenuto informativo necessario per descriverli esaurientemente. Il tema della definizione di formati digitali appropriati e del contenuto informativo degli oggetti può essere concretizzato solo a partire dal dialogo tra enti normatori, software house e produttori di componenti per l’edilizia.

Sono i produttori, in questo contesto, che hanno il compito di comprendere questa evoluzione e produrre contenuti digitali in linea con gli standard, per metterli a disposizione del mondo della progettazione.
Senza disponibilità di informazioni di prodotto complete, corrette ed aggiornate, il processo BIM manca di uno dei suoi ingredienti fondamentali.

Il progetto illuminotecnico: quali opzioni software?

L’avvento della metodologia BIM e la sua progressiva, incontestabile diffusione hanno sollecitato tutte le principali software house a sviluppare proprie strategie e strumenti “BIM”. Ciascuna di esse differisce dalle altre ed ha proprie specificità. Vediamo sinteticamente quali sono ad oggi le principali opzioni disponibili sul mercato.

DIALux: “open BIM” e IFC

Dial ha già da qualche anno ufficialmente annunciato, e recentemente ribadito, la propria intenzione di sfruttare le potenzialità del cosiddetto “Open BIM”, avvalendosi dell’utilizzo del più diffuso formato interoperabile ad oggi disponibile: l’IFC. 

Il flusso di lavoro ipotizzato da Dial, molto lineare e comprensibile, è il seguente:

• il generico progettista BIM esporta il proprio modello in formato IFC;
• il progettista illuminotecnico riceve il file IFC e lo importa in Dialux;
• il modello IFC viene usato come base per il progetto, senza ri-modellazioni;
• il solo progetto illuminotecnico, una volta completato, viene a sua volta esportato in formato IFC;
• il progettista BIM recepisce il file IFC perché venga integrato nel “modello federato”. 

Questa proposta ad oggi si è concretizzata nello sviluppo di un “IFC importer”, integrato in Dialux Evo, che dovrebbe consentire di importare un qualsiasi modello BIM esportato in tale formato.

Ma dopo alcuni anni dal primo annuncio, risulta che l’importer è ancora in versione “beta” e con evidenti problematiche, che non consentono di importare correttamente modelli di una certa complessità. In aggiunta l’exporter IFC, necessario per “chiudere il cerchio”, non è stato ancora sviluppato e non è quindi in alcun modo valutabile.

Pur ritenendo che la strada intrapresa da Dial sia in linea di principio virtuosa e corretta, al tempo stesso non si possono non considerare le criticità legate alla complessità del formato IFC e alla “pesantezza” delle geometrie dei modelli BIM, che non sempre un software come Dialux può “digerire” in modo fluido.

Il formato di interscambio STF, già sviluppato per Dialux, potrebbe essere un’alternativa più semplice e veloce ma comunque utile in molti casi d’uso.

Esistono sul mercato, per esempio, dei semplicissimi plugin per Autodesk® Revit® di “Export STF” che, senza la pretesa di esportare tutte le geometrie e relative informazioni associate, si avvalgono degli oggetti “vano” (nativi di Revit®) per ricreare automaticamente in Dialux le stanze, i coefficienti di riflessione e le principali geometrie (muri perimetrali, porte e finestre).

Queste informazioni, corredate eventualmente da un dwg 2d con il layout degli arredi, sono più che sufficienti per la maggior parte dei progetti di illuminazione degli interni più comuni.

È doveroso precisare, comunque, che questa alternativa varrebbe comunque solo per l’import: l’export, per entrare a tutti gli effetti nel flusso BIM come Dial si propone, è necessariamente legato alla creazione di un modello disciplinare del progetto in formato IFC.

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Nel pdf si continua parlando di altri software utili per la progettazione illuminotecnica:
- ReluxCAD for Revit
- Elumtools®: il calcolo integrato in Revit®
- Revit®