Workflow HBIM: dalla modellazione e gestione dei dati di restauro alla cantierizzazione dell’intervento

La gestione dei dati nel processo BIM diventa sempre più indispensabile e specifica negli interventi di recupero/restauro di edifici esistenti. Tali applicazioni progettuali definiscono l’intervento di tipo parametrico H-BIM al fine di tracciare su un modello digitale tutte le informazioni dello stato di fatto dell’immobile (LOD G – UNI 11337-4) e gli interventi migliorativi riguardo a degrado, ammaloramenti ed usure di ogni sua parte. Il Workflow progettuale HBIM qui esposto ha permesso lo sviluppo totalmente in BIM del progetto di restauro della facciata di Palazzo Vitelli (PI), sede amministrativa dell’Università degli studi di Pisa. 

Il progetto è frutto di un lavoro di squadra a cui hanno partecipato: l’Arch. Angela Clemenzi, l’Arch. Maria Giovanna Papandrea e l’Arch. Lorena Pavone, con il supporto tecnico-organizzativo di Studio Lumine* e la supervisione al workflow progettuale di Domenico Spanò, BIM Manager & BIM Implementation Engineer NKE.

Modellazione parametrica H-BIM: dalla strutturazione dei dati informativi alla cantierizzazione dell’intervento

L’H-BIM sta diventando un processo sempre più richiesto in Italia, specialmente da parte dei committenti pubblici, in quanto permette di conoscere il costruito, di recuperarlo, di restaurarlo, di modernizzarlo, consente di produrre il ‘fascicolo del fabbricato’, organizzare le attività di cantierizzazione e le manutenzioni.

L’intero processo di restauro della facciata di Palazzo Vitelli (PI) ha comportato un attento studio degli interventi da eseguire, organizzando il processo BIM utilizzando una serie di software interoperabili nel mondo Autodesk: Recap-Pro – Revit – per la creazione del modello digitale H-BIM nel formato nativo rvt e nella strutturazione dei dati informativi adeguati sugli oggetti BIM (famiglie) di particolare pregio artistico. Il successivo legame mediante estrapolazione del modello digitale e dati in formato aperto IFC in ambiente Acca per le operazioni progettuali di cantierizzazione dell’intervento di restauro.

Il progetto di restauro della facciata di Palazzo Vitelli è stato articolato in tre fasi:

1. RICOSTRUZIONE IN AMBIENTE BIM DELLO STATO ORIGINARIO DELLA FACCIATA
2. LA DIGITALIZZAZIONE DEL PROGETTO DI RESTAURO
3. LA DIGITALIZZAZIONE INFORMATIVA DEL CANTIERE

La ricostruzione dello stato originario della facciata in ambiente BIM

Dopo un’analisi storiografica dell’edificio, si è proceduto alla digitalizzazione dell’intero edificio prendendo a riferimento gli elaborati bidimensionali (piante e prospetti). Successivamente, dopo l’ottenimento della nuvola di punti a seguito di un rilievo effettuato con laser scanner, è stata restituita la facciata oggetto di restauro con livello di dettaglio più avanzato. La nuvola di punti è stata prima discretizzata su Recap Pro Autodesk e successivamente importata su Revit Autodesk per la modellazione BIM. 

Sono stati riprodotti tutti gli elementi costitutivi della facciata come famiglie rfa di alto dettaglio: le porte, le finestre, le cornici creando tutti gli oggetti BIM di elevato pregio artistico e personalizzate associandovi una nomenclatura specifica per la gestione dei dati di recupero/restauro.

La digitalizzazione del progetto di restauro

La seconda fase del lavoro ha riguardato la parte del restauro, focalizzandosi inizialmente sull’analisi termografica e il rilievo dei degradi.

Tramite la termografia della facciata, sono state analizzate le discontinuità materiche o termoigrometriche, sulla base della loro temperatura. Lo studio qualitativo è stato discretizzato tramite l’inserimento di un riempimento di diverso colore per distinguere i possibili distacchi, le infiltrazioni e l’umidità di risalita. Successivamente, gli ammaloramenti della facciata sono stati individuati anche attraverso un’analisi quantitativa, utilizzando le campiture è stato possibile misurare l’estensione superficiale degli ammaloramenti esportando come abaco le superfici in Revit Autodesk. 

Inoltre, sono state aggiunte delle proprietà ai componenti corrispondenti gli ammaloramenti, che riguardano informazioni sui degradi ed informazioni sui materiali utilizzati nella fase d’intervento, collegando ad essi la relativa fase di applicazione. Ad ogni prodotto utilizzato in fase di intervento è stato associato nome, immagine e relativa scheda tecnica.

Stessa prassi è stata utilizzata per gli elementi lapidei. Come fatto in precedenza, dopo un preventivo inserimento delle informazioni (parallelamente alla parametrizzazione degli elementi), sono stati estrapolati gli abachi relativi sia alle cornici delle finestre che quelli relativi alle modanature. Gli abachi in questo caso hanno parametri diversi da quelli relativi all’intonaco: infatti una modellazione parametrica corretta deve essere calibrata sulla base delle informazioni necessarie (in riferimento al concetto di LOIN, Level of information need, UNI EN ISO 19650). Come si evince in una delle immagini allegate, nell’abaco sono state evidenziate informazioni quali nome del profilo, materiale di cui è composto, lunghezza, area, volume, tipo e livello di degrado, retino e foto. 

Nel workflow H-BIM si mostra da dove provengono tali informazioni per il recupero/restauro di ogni elemento che costituisce l’edificio. Cliccando sull’oggetto parametrico (evidenziato in blu), si apre una finestra nella quale sono contenuti i parametri creati relativi all’H-BIM, quest’ultimi strutturati appositamente per rintracciare le informazioni dello stato di fatto e del successivo stato migliorativo di recupero/restauro.  L’abaco è uno strumento di gestione e di controllo interattivo e bidirezionale con il Modello BIM, poiché cliccando su una riga della tabella, il programma Revit Autodesk immediatamente associa la riga al relativo elemento tridimensionale. In questo modo è molto più semplice operare un controllo di errori e/o incongruenze all’interno del manufatto parametrizzato. Inoltre, l’abaco può essere esportato in formato aperto txt e salvato in excel, a dimostrazione dell’interoperabilità tra software. Per esempio, il formato excel può essere utilizzato nel campo della quantificazione economica grazie alle informazioni quantitative che possono essere inserite in un software computazionale specifico.

La digitalizzazione informativa del cantiere

L’ultimo step del progetto ha riguardato la digitalizzazione informativa del cantiere e, nello specifico, la progettazione del ponteggio della facciata sul Lungarno Pacinotti, pensato come una galleria pedonale coperta da studio LUMINE.

Per il cantiere è stato utilizzato un processo interoperabile. Dopo vari test del workflow più adatto si è giunti alla conclusione di adattare e utilizzare un processo interoperabile BIM come di seguito illustrato:

Il modello realizzato in Revit è stato anzitutto esportato in formato aperto IFC 2x3 per poi importarlo in CerTus-PN Acca in cui sono stati inseriti i dati generali (tipologia di Lavoro, Committente, impresa montatrice ed Imprese utilizzatrici), le Misure di sicurezza, i DPI e le Attrezzature, e dove è stato progettato il ponteggio utilizzando la tipologia a tubi e giunti come oggetti BIM associati al Modello. 

Sono state inseriti tutti i parametri necessari alla definizione del ponteggio, ovvero numero di campate e impalcati, i parametri relativi ai ripiani, tavole fermapiede, parapetti di protezione, basette regolabili, schermatura a rete, mantovana in corrispondenza dell’ingresso all’edificio. 

Inserite tutte le necessarie informazioni, è stato possibile estrapolare gli elaborati relativi al ponteggio e redigere il PiMUS.

Il passaggio finale è stato quello di esportare il ponteggio in Sketchup, dove i relativi componenti sono stati organizzati in gruppi utili all’elaborazione del Gantt. Successivamente il modello del ponteggio è stato esportato da Sketchup in formato IFC per poterlo importare in CerTus-HSBIM, dove sono stati inseriti gli ulteriori elementi di cantiere ovvero la delimitazione dell’area ed i cartelli di cantiere.

Infine, l'ambiente 4D-Gantt di CerTus-HSBIM ha consentito - attraverso la costruzione di una WBS (Work Breakdown Structure) - la scomposizione del progetto del ponteggio in periodi temporali e la successiva associazione ad essi dei suoi oggetti costitutivi. Ne è derivata una rappresentazione 4D del progetto di cantiere che ha consentito di comprendere meglio l’evoluzione del cantiere stesso e di verificare le eventuali sovrapposizioni spazio-temporali delle lavorazioni.

La progettazione integrata ha messo in luce i vantaggi della metodologia H-BIM adottata, ovvero: 

• precisione e congruenza del dato; 
• maggiore controllo del progetto e del cantiere (in termini geometrici e informativi);
• migliore comunicazione tra i vari stakeholder;
• a fronte di un importante lavoro preliminare, è possibile avere, e successivamente fornire alla committenza, un modello digitale H-BIM contenente tutte le informazioni e che risulterà essere uno strumento utilissimo per pianificare interventi manutentivi sull’edificio e per gestirne il ciclo di vita, avendo maggiore conoscenza degli aspetti costitutivi e peculiarità del manufatto inseriti in un database.