Smart construction per la torre radar meteorologica di Wuhan, connubio perfetto di design e tecnologia

Smart construction incentrata su BIM, Digital Twin e analisi, supportati da piattaforme collaborative di ultima generazione. Le tecnologie non solo ottimizzano processi costruttivi e realizzativi, ma potenziano le attività di pianificazione delle attività manutentive per tutto il ciclo di vita delle opere edili. È così che CSADI (Central-South Architectural Design Institute) ha immaginato e concretizzato la Next Generation Meteorological Radar Tower di Wuhan, dando vita a un'iconica opera architettonica a forma di ciclone, che imita una coppia di danzatori. La convergenza della modellazione 3D virtuale, integrata con tecnologie avanzate di analisi e simulazione in un unico ambiente di lavoro standardizzato, intelligente, sicuro, collega tutte le parti coinvolte nel processo di progettazione, costruzione e monitoraggio.

Smart construction: chi è CSADI e perché è un innovatore

Fondata nel 1952 CSADI, che oggi conta oltre 5mila dipendenti, non è solo una delle più grandi imprese di ricerca, progettazione e consulenza edile in Cina. La società è riconosciuta e apprezzata anche a livello internazionale per progetti come il Guangdong Science Center, il Museo provinciale di Hubei, la stazione ferroviaria di YanAn, il China World Trade Center di Shenzhen o la stazione ferroviaria XiaMen Nord. L'azienda ha sempre considerato fondamentale coniugare innovazione tecnologica e creatività progettuale. Questo è il motivo che ha spinto CSADI ad adottare la modellazione 3D per impostare modalità di sviluppo, guidate dai dati e dalle analisi, facendo riferimento a un'unica fonte informativa. L’obiettivo? Rendere Smart il lavoro, collegando in modo più efficace ed efficiente progettazione, costruzione, operation e manutenzione, avendo una visibilità trasparente e dettagliata di ogni singola fase per lavorare in un unico ambiente di sviluppo condiviso tra tutti gli stakeholder.

Perché la torre radar meteorologica di Wuhan è Next Generation

Il progetto della torre radar meteorologica di Wuhan rappresenta un passo in avanti importante delle smart construction in Cina.
Dal punto di vista funzionale la struttura è un elemento chiave che si inserisce in una rete di monitoraggio delle catastrofi meteorologiche del Paese che ospita un innovativo e sofisticatissimo sistema a radar MST (Mesosfera-Stratosfera-Troposfera) per l'osservazione atmosferica.

La Next Generation Meteorological Radar Tower, dunque, svolge un ruolo strategico nel monitorare e rilevare in tempo reale condizioni meteorologiche estreme, compresi i tornado, fornendo allarmi tempestivi in condizioni potenzialmente pericolose. Dal punto di vista architetturale, il progetto realizzato da CSADI reinterpreta in modo assolutamente creativo la funzione strutturale dell’edificio: la facciata esterna, infatti, emula la forma di un ciclone avvolgendosi in una doppia spirale, con oltre 1.000 pannelli murali esterni in calcestruzzo rinforzato con fibra di vetro.

“Negli ultimi anni, il settore edile cinese ha sostenuto il concetto di ingegneria, approvvigionamento e costruzione perfezionata da una serie di politiche guida – spiega Li Ting, presidente di CSADI - Questo ci ha spinto a evolverci e, supportati dalle tecnologie più innovative, a diventare una impresa High Tech per gestire tutti gli aspetti della costruzione urbana (architetturali, ingegneristici e costruttivi). In questo senso la soluzione 3DEXPERIENCE Platform è stata il catalizzatore di un cambiamento fondamentale nella nostra mentalità, aiutandoci a perseguire livelli di progettazione ottimizzati ma anche più sostenibili. Le caratteristiche tecnologiche e operative della piattaforma di Dassault Systèmes ci hanno permesso di azionare una cabina di regia avanzata, con un’intelligenza di sistema che ci supporta nel testare e valutare velocemente la fattibilità di tutte le opzioni percorribili, combinando la progettazione del prodotto e del processo costruttivo mediante una gestione assolutamente integrata e data driven”.

Smart construction significa smart collaboration

Il sofisticato design della torre è stato ottimizzato in chiave digitale utilizzando CATIA 3DEXPERIENCE Platform di Dassault Systèmes, riducendo così difficoltà e costi di costruzione.

Il cambio di passo tecnologico ha fatto sì che, rispetto all’evolutiva del progetto, tutte le informazioni gestite dai vari stakeholder siano state tutte perfettamente tracciate e messe a sistema. Tramite una intuitiva interfaccia web, il modello digitale, con le sue varie funzionalità applicative, è stato reso accessibile a tutti i dispositivi fissi e mobili abilitati, supportando in modo intelligente la collaborazione in tempo reale tra il lavoro in ufficio e quello in cantiere.

“La forma stessa del progetto della Torre radar meteorologica di Wuhan è piuttosto complessa: si tratta di una curva iperbolica che imita un duo danzante che ha comportato diverse sfide si a livello progettuale che costruttivo - ha precisato Zhang Shen - CATIA ci ha permesso di gestire la pelle dell’edificio, determinando l'angolo di rotazione perfetto (18 gradi), in modo coerente e conforme alla sua tortuosità, aiutandoci a calcolare con precisione la forma e le dimensioni di oltre 1.000 pannelli per pareti esterne in cemento rinforzato con fibra di vetro.

Le modalità collaborative di 3DEXPERIENCE Platform hanno contribuito a semplificare la gestione dei progetti e a garantire che a tutte le parti interessate venissero assegnati i compiti giusti al momento giusto, con accesso alle funzionalità in base a ruoli e competenze, massimizzando la disponibilità applicativa”.

Creando modelli parametrici dettagliati per tutte le discipline necessarie alla finalizzazione della torre meteorologica a livello di ingegneria architettonica, strutturale, meccanica, elettrica, idraulica nonché dell'ingegneria delle facciate, la suite di Dassault Systèmes ha consentito una configurazione generativa che ha incluso la gestione di tutte le varianti.

“La Next Generation Meteorological Radar Tower è un modello molto complesso, con caratteristiche e funzionalità di dettaglio estremamente granulari, che ci hanno permesso di centrare tutti gli obiettivi della smart construction - precisa Li Ting. Prima, quando lavoravamo in ambienti CAD 2D, ogni team lavorava in silos, creando i propri disegni il che spesso comportava errori e un disallineamento delle priorità. Avere un modello 3D estremamente preciso e coerente è stata la svolta. Grazie alla qualità delle informazioni e la risoluzione visiva del progetto risolta con il modello digitale abbiamo potuto far capire all'appaltatore quale sarebbe stato esattamente il risultato finale e come saremmo arrivati a metterlo in produzione, lavorando insieme a lui per perfezionare la struttura dell’edificio, considerando requisiti e vincoli costruttivi”.

Modellazione 3D, simulazione e collaborazione a 360°

Combinando BIM e Digital Twin, la soluzione di Dassault Systèmes consente oggi a CSADI di avvalersi di un ambiente centralizzato convergente in relazione alla gestione di tutti gli aspetti progettuali a livello strutturale, impiantistico (acqua, riscaldamento, elettricità) e geotecnico, abilitando una sincronizzazione e una collaborazione ad alto valore aggiunto. Per la creazione della torre meteorologica a forma di ciclone, la possibilità di perfezionare il design in una dimensione virtuale attraverso simulazioni e test a capacità infinita, ha consentito di risolvere tutte le possibili incognite molto prima di passare alla cantierizzazione, facendo risparmiare a tutti gli stakeholder tempo e denaro.

“La piattaforma 3DEXPERIENCE Platform ha contribuito a semplificare il nostro lavoro – precisa Yang Hao, ingegnere di CSADI coinvolto nel progetto -. Abbiamo simulato l’installazione delle componenti della facciata con DELMIA, considerando gli scenari specifici, tra cui i calcoli del vento e l’ergonomia dell’installazione in modo da determinare con esattezza le condizioni ideali per consentire ai lavoratori di operare in totale sicurezza.

La sincronizzazione della piattaforma rispetto ai vari task di lavoro garantisce che a tutte le parti interessate venissero assegnati i compiti giusti al momento giusto, con accesso alle funzionalità in base ai ruoli definiti. Abbiamo utilizzato le immagini renderizzate di 3DEXCITE per realizzare il design degli interni della torre meteorologica. La grafica di output ci ha permesso di selezionare i materiali più adatti, aiutando il nostro committente a capire chiaramente come sarebbe stata la struttura una volta completata. Più in dettaglio, ENOVIA e NetVibes ci hanno supportare l’intero processo costruttivo, coordinando più di 10 discipline come piping e HVAC, rilasciando autorizzazioni diverse a personale diverso, coniugando Safety & Security”.

Prestazioni migliorate, maggiore velocità e riduzione degli errori

3DEXPERIENCE Platform ha permesso a CSADI di raggiungere livelli altissimi nell’ambito della progettazione e della costruzione, confermando come il futuro delle smart construction sia incentrata su una digitalizzazione ad alto tasso di innovazione.

“Le tecnologie utilizzate ci hanno consentito di migliorare l'efficienza della progettazione di quasi il 30% - conclude Zhang Shen -. Avere il piano di progettazione e di costruzione all'interno dello stesso modello ha evitato interpretazioni errate e congetture da parte dell'appaltatore, riducendo così il tasso di errore nel processo di costruzione di quasi il 60%. L’intero programma di costruzione è stato completato quasi il 30% più velocemente.”

Dalle smart construction alle smart city

Reinventando il modo in cui gli edifici dovrebbero essere progettati e costruiti, le aziende di architettura, ingegneria e costruzioni (AEC) traguardano il Building Information Modeling (BIM), utilizzando gemelli virtuali per incorporare know-how ingegneristico e di costruzione nella fase concettuale, connettendo e sincronizzando persone, dati e flussi di lavoro.

“La Next Generation Meteorological Radar Tower è un caso concreto di come l’edilizia stia trovando il suo posto e il suo ruolo nel mondo digitale, triangolando estetica, economicità e sostenibilità, inaugurando la nuova era delle smart construction - commenta Andrea Bassani di IDeCOM - abbiamo avuto la fortuna di ospitare una delegazione di CSADI nei nostri uffici lo scorso settembre. L’occasione è stata un momento di confronto estremamente stimolante sulla progressiva digitalizzazione dei processi che regolano l’industria delle costruzioni e sui nuovi orizzonti applicativi della smart construction. CSADI ha condiviso con noi alcuni casi di studio incredibilmente complessi dal punto di vista architettonico ed ingegneristico che, come noi, ha risolto puntualmente con CATIA PERIENCE Platform.

Utilizzare un unico modello informatizzato condiviso con più discipline, sempre aggiornato e capace di garantire un'unica, singola, fonte di informazioni e di verità, cambia in modo paradigmatico la gestione dei progetti. Il livello di digitalizzazione raggiunto nello sviluppo progettuale, azzerando il bisogno di stampare carta e basandosi solo su modelli 3D digitali, alza il sipario su un futuro più intelligente e sostenibile delle smart construction e delle smart city”.