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Il Building Information Modeling (BIM) avanza costantemente con aggiornamenti nella scansione, software di dati, intelligenza artificiale (AI), telecamere e l'emergere di gemelli digitali. Con il passare del tempo, il motivo dell'esitazione nell'uso di questa tecnologia sembra ridursi all'istruzione e alla formazione, piuttosto che alla convinzione che il BIM sia ancora agli inizi.

Per rispondere alla domanda su come il settore edile possa sfruttare al meglio il BIM, esaminiamo alcuni casi di studio di clienti che hanno avuto esperienze positive utilizzando questa tecnologia in progetti in tutto il mondo.

Gemelli digitali

Per migliorare la sicurezza e la mobilità lungo la notoriamente congestionata e pericolosa Interstate 70 (I70), il Colorado Department of Transportation (CDOT) sta ammodernando un tratto di 8 miglia (12 km) che attraversa Floyd Hill, circa 25 (40 km) miglia a ovest di Denver. Il progetto da 700 milioni di dollari affronterà il grave collo di bottiglia a Floyd Hill, migliorando il flusso del traffico e le velocità di progettazione, nonché l'accesso ai principali svincoli.

AtkinsRéalis è l'ingegnere e progettista capo che collabora con il CDOT per individuare soluzioni per il riallineamento della carreggiata, la ricostruzione della pavimentazione e dei ponti e la sostituzione delle infrastrutture obsolete.

Samuel Worthy, responsabile nazionale BIM per strade e autostrade presso AtkinsRéalis, afferma: "Ci sono molte sfide e vincoli specifici del sito, come la riduzione dell'impatto sulle aree adiacenti sensibili dal punto di vista ambientale, la riduzione dell'impatto sulle zone alluvionali, la riduzione degli scavi di roccia e la suddivisione in fasi dei lavori di costruzione per ridurre l'impatto sulle carreggiate esistenti".

Grazie all'ausilio della modellazione 3D collaborativa e delle applicazioni digital twin di Bentley System, AtkinsRéalis ha affrontato il progetto della montagna creando modelli realistici, resi disponibili in tempo reale all'intero team e alle parti interessate, man mano che la progettazione procedeva.

Worthy afferma: "Per raggiungere questo livello di coordinamento in tempo reale, ProjectWise è stato utilizzato come ambiente dati comune. Le applicazioni ci hanno consentito di creare modelli 3D rapidamente e di valutare geometrie e parametri specifici come la distanza visiva".

Archicad di Graphisoft è stato utilizzato nel progetto Everards Printworks per esportare e importare file IFC da e verso altri consulenti e subappaltatori, consentendo il coordinamento durante le fasi di progettazione e costruzione (Foto: Graphisoft)

In combinazione con iTwin per creare gemelli digitali, OpenRoads e OpenBridge per la progettazione geometrica collaborativa e la modellazione di ponti, e LumenRT per la visualizzazione, AtkinsRéalis ha semplificato la gestione dei dati. Hanno quindi creato un gemello digitale di progetto che hanno condiviso in vari formati, tra cui modelli statici e animazioni video.

Bentley Systems afferma che AtkinsRéalis ha risparmiato 1,2 milioni di dollari USA gestendo oltre 1.000 fogli di file utilizzando le applicazioni Bentley. L'utilizzo di un ambiente dati connesso per ospitare 11.070 file ha semplificato il coordinamento, risparmiando 750.000 dollari USA. Inoltre, lavorare in un ambiente digitale ha fatto risparmiare il 97% degli sforzi durante lo sviluppo e la pubblicazione di gemelli digitali per la revisione. Ad oggi, si dice che la digitalizzazione abbia ridotto le ore di lavoro complessive di 50.000 e i costi di progetto di oltre 7 milioni di dollari USA.

Impronta di carbonio

Il BIM ha svolto un ruolo importante nel ridurre al minimo l'impronta di carbonio quando al produttore danese di strutture in acciaio Give Steel è stata commissionata la costruzione di un centro di educazione al clima sulla costa della Groenlandia.

A soli 155 miglia (250 km) a nord del Circolo Polare Artico a Ilulissat si trova l'Icefjord Centre, un centro di educazione al clima che documenta lo scioglimento della calotta glaciale della Groenlandia, la seconda più grande al mondo, uno degli effetti più visibili e ben documentati del riscaldamento globale. La temperatura media della Groenlandia è aumentata di 1,5 gradi Celsius nell'ultimo secolo, causando lo scioglimento della calotta glaciale a un ritmo accelerato.

L'Icefjord Centre di 1.500 m2, progettato da Dorte Mandrup, ha una forma angolare e asimmetrica che combina acciaio, legno e vetro. Una terrazza sul tetto offre viste sulle mutevoli formazioni di ghiaccio del fiordo.

Le considerazioni sulla sostenibilità hanno avuto un ruolo importante nel lavoro di Give Steel, che ha utilizzato Tekla Structures, parte di Trimble, per ottimizzare la struttura in acciaio del centro. Il centro è riscaldato con energia geotermica CO2-neutrale e il cibo per il suo ristorante è di provenienza locale.

Le applicazioni di modellazione 3D e digital twin di Bentley System hanno contribuito al progetto di ammodernamento di un tratto della congestionata Interstate 70 (I70) del Colorado Department of Transportation (CDOT) (Foto: Bentley Systems)

L'ingegnere strutturale Kasia Niechoj-Zaporowska, che dirige il dipartimento tecnico di Give Steel in Polonia, afferma: "Come produttore di strutture in acciaio, siamo molto concentrati sull'Obiettivo globale 12 delle Nazioni Unite, che riguarda il consumo e la produzione responsabili. Quando abbiamo iniziato a svolgere il lavoro di progettazione per l'Icefjord Centre, ci ha colpito il modo in cui l'intero significato dietro il progetto è direttamente collegato al riscaldamento globale. Quindi, abbiamo pensato molto a come ridurre al minimo l'impronta di carbonio. A volte piccole cose fanno una grande differenza".

L'architetto ha utilizzato Revit per creare il progetto iniziale per il centro. Questi file IFC sono stati poi trasmessi a Give Steel e implementati direttamente in Tekla Structures.

Gli ingegneri si resero subito conto che una progettazione più semplice per i collegamenti in acciaio avrebbe richiesto meno materiale e avrebbe reso i collegamenti più facili da realizzare e assemblare.

Gli ingegneri di Give Steel hanno utilizzato anche il modello BIM per coordinarsi con altre discipline ed evitare conflitti in loco. In conformità con la metodologia BIM, tutti i subappaltatori del progetto hanno utilizzato lo stesso modello per implementare la loro parte di lavoro.

Navigare nella complessità

Nell'ambito di una riqualificazione ad uso misto dello storico Everards Printworks di Bristol, nel Regno Unito, allo studio scozzese AMA Studio è stato affidato il compito di trasformare con sensibilità un edificio per uffici in disuso da tempo in un hotel a 4 stelle con 255 camere da letto, oltre a nuovi appartamenti e locali commerciali.

Il brief era di mantenere la facciata di Everards Printworks, classificata, e la considerevole struttura in cemento che costituiva gli edifici per uffici esistenti. In questo modo lo studio è stato in grado di conservare gli elementi di importanza storica e progettare uno schema con emissioni di carbonio incorporate significativamente inferiori rispetto a una nuova costruzione.

AMA è stata ingaggiata dall'appaltatore di progettazione e costruzione McAleer and Rushe (MAR), per conto di Artisan Real Estate UK, per sviluppare il progetto per Everards Printworks, sulla base di un precedente schema di pianificazione preparato da Alec French Architects. AMA ha utilizzato Archicad di Graphisoft per esportare e importare file IFC da e verso altri consulenti e subappaltatori per consentire il coordinamento durante la progettazione e la costruzione.

L'appaltatore Give Steel ha collaborato con Tekla Structures, parte di Trimble, per ottimizzare la struttura in acciaio del Greenland Icefjord Centre

La capacità di coordinare un progetto così complicato sul modello 3D è stata possibile solo con l'aiuto del software BIM, Archicad. BIMx è stato utilizzato anche in loco e durante gli incontri con i clienti per aiutare a comunicare il progetto. I collegamenti diretti alle planimetrie e alle sezioni in Archicad sono stati considerati di grande aiuto, soprattutto per il coordinamento in loco di quello che era un progetto molto complesso.

Durante le discussioni di pianificazione, il modello Archicad è stato esportato in Twinmotion per creare video walk-through. I video combinati con il modello Archicad sono stati "inestimabili" nell'aiutare a spiegare gli impatti delle modifiche di progettazione sulle viste esterne chiave.

La complessità tridimensionale del progetto è stata gestita tramite Archicad, che ha consentito a tutti i membri del team di lavorare in modo collaborativo per dare nuova vita a un edificio storico.

Scansione su piano

Il produttore di elettrodomestici Vorwerk Wupper Süd di Laaken, in Germania, ha creato due nuove strutture, una fabbrica di motori da 23.000 m2 e una struttura di ricerca da 17.000 m2, per migliorare le proprie capacità di ingegneria e produzione. Dopo aver completato la costruzione, è stato chiesto allo studio di architettura Jan-André Meyer Architects di creare un gemello digitale.

Un team di due persone ha scansionato entrambe le strutture in cinque ore con un flusso di lavoro "scan-to-plan" utilizzando Leica BLK2GO e BLK2FLY, uno scanner laser volante autonomo. Con le scansioni completate, le nuvole di punti esportate potrebbero essere elaborate per creare una planimetria accurata delle strutture e un modello 3D che può essere visualizzato su un computer e in realtà virtuale.

Per la scansione dell'interno e di parti del paesaggio circostante le strutture è stato utilizzato BLK2GO; per la scansione dell'esterno è stato scelto anche BLK2FLY.

Il servizio cloud di coordinamento del modello Aconex di Oracle consente un'integrazione "perfetta" con l'ecosistema del progetto in un ambiente dati comune sicuro (CDE)

Un team ha iniziato dall'esterno e ha pianificato la traiettoria di volo del drone con l'applicazione mobile. Alcune parti dell'esterno sono state scansionate manualmente per garantire che nulla venisse tralasciato e non c'era bisogno di una seconda scansione. Entrambi gli edifici sono stati catturati autonomamente in 12 voli.

Il passaggio successivo del flusso di lavoro scan-to-plan è stato elaborare i dati acquisiti da BLK2GO e BLK2FLY e creare i deliverable. Con i dati Vorwerk Wupper Süd acquisiti, il team Meyer è potuto tornare in ufficio e importare i dati tramite cavo USB-C nella versione BLK di Cyclone Register 360. Una volta importati, i dati potevano essere combinati in un point cloud dell'intero Vorwerk. Nel giro di due settimane e mezza sono stati creati la planimetria e il modello 3D del Vorwerk Wupper Süd.

Per questo progetto, sono state create planimetrie 2D e un modello 3D per il cliente. I risultati precisi hanno reso più semplice la progettazione, la pianificazione e l'esecuzione dei progetti futuri, poiché gli appaltatori hanno tutti i dati necessari disponibili digitalmente.

Poiché questi dati possono essere inviati direttamente all'appaltatore, quest'ultimo non ha bisogno di recarsi personalmente sul posto, poiché può utilizzare le planimetrie o addirittura passeggiare nelle strutture sul proprio computer o utilizzare un visore VR per esaminarle.