Come il Building Information Modelling (BIM) sta trasformando il settore delle costruzioni

Da anni ormai l'approccio BIM alle costruzioni, basato sui dati, sta cambiando il modo di progettare, costruire e gestire i diversi aspetti del processo edilizio. I vantaggi sono apparentemente infiniti e consentono operazioni più snelle, livelli di collaborazione più elevati e budget più bassi.

Circa il 75% delle aziende che hanno adottato il BIM riporta ritorni positivi sugli investimenti, processi di costruzione accelerati, meno scartoffie e riduzione dei costi dei materiali. Con risultati come questi, non sorprende che un numero crescente di Paesi abbia adottato questa pratica:

  • Il 73% delle imprese edili del Regno Unito lo utilizza ed è obbligatorio per i progetti governativi.
  • Finlandia, Singapore e Corea del Sud l'hanno resa obbligatoria per alcuni o tutti i progetti pubblici. 
  • Il 70% delle aziende tedesche utilizza il BIM, che è obbligatorio per i progetti di valore superiore a 100 milioni di euro.
  • Oltre il 50% delle imprese edili francesi lo utilizza e sarà obbligatorio nel 2022.
McAuley, B., Hore, A. e West, R. (2017) Studio globale BIM del NICP.

Negli Stati Uniti, il BIM è prossimo a diventare lo standard del settore, con il 100% dei grandi studi di architettura e oltre un terzo dei piccoli studi che lo utilizzano per il lavoro fatturabile. Tutto ciò si riduce a una conclusione inevitabile: Il BIM sta sconvolgendo l'industria in modo significativo.

Per farvi capire meglio come funziona il BIM, abbiamo creato questa guida pratica che spiega cos'è, la sua storia, i suoi vantaggi, il suo utilizzo per la costruzione in cantiere e fuori cantiere e cosa significa essere conformi al BIM.

Cominciamo con alcune nozioni di base.

Che cos'è il BIM? 

Il BIM, acronimo di "Building Information Modelling", è una metodologia intelligente basata su modelli 3D che combina diversi processi, accordi e tecnologie per pianificare, progettare, costruire e gestire progetti edilizi. Crea un "gemello digitale" della struttura, consentendo alle diverse parti interessate di collaborare, accedere a informazioni vitali e procedere sulla base di decisioni informate.

I modelli BIM vengono creati utilizzando gli "oggetti BIM", che sono rappresentazioni digitali in 3D di prodotti fisici, completi di informazioni geometriche e caratteristiche tecniche. Gli oggetti BIM possono essere:

  • Oggetti componenti - con forme geometriche fisse (ad es. finestre, porte, caldaie, ecc.)
  • Stratificato - Senza una forma geometrica fissa (ad esempio, coperture, pareti, soffitti, ecc.)
Disegno BIM

Tutte le informazioni vengono condivise attraverso uno spazio online noto come ambiente dati comune (CDE), rendendole più accessibili rispetto alle opzioni tradizionali. Centralizzando le informazioni relative a ogni fase del ciclo di vita della costruzione, il BIM facilita un flusso di lavoro più coordinato ed efficiente tra architetti, ingegneri, sviluppatori, appaltatori e altri fornitori di servizi.

La storia del BIM.

Come la maggior parte delle metodologie dirompenti, il BIM non è una novità. Risale agli anni '70, quando il professore e pioniere della progettazione assistita da computer (CAD) Charles M. Eastman lo descrisse per la prima volta come Building Description System (BDS). Il concetto era ben lontano dalle tradizionali cianografie 2D.

Gli anni '80 hanno portato diverse prime applicazioni CAD come Really Universal Computer-Aided Production System(RUCAPS), Sonata, Reflex e ArchiCAD. Queste applicazioni sono considerate i primi precursori del BIM come è oggi.

Ci vorrà più di un decennio prima che i nuovi progressi tecnologici facciano entrare il BIM nel radar del settore. Nel 2002, Autodesk pubblicò un libro bianco intitolato "Building Information Modelling", che standardizzò il termine e suscitò l'interesse di diversi fornitori e sviluppatori di software.

Da allora, i nuovi progressi del software e la più ampia adozione della tecnologia hanno portato il BIM a un livello completamente nuovo. Le nuove aree di interesse includono la combinazione del BIM con l'AR, la costruzione modulare, la stampa 3D e la cattura della realtà.

Quali sono i vantaggi del BIM?

Ecco alcuni dei vantaggi offerti dal BIM:

Efficienza dei costi

Le informazioni tecniche fornite dagli oggetti BIM consentono di utilizzare il software di calcolo per ottimizzare quasi tutti gli aspetti del progetto durante la fase di progettazione. Questo approccio consente alle parti interessate di effettuare preziose iterazioni e di esplorare un maggior numero di opzioni senza spendere il tempo, il denaro e gli sforzi necessari per la ricostruzione vera e propria.

Velocità

Il BIM consente scambi rapidi di informazioni, revisioni più efficienti e iterazioni più veloci in materia di strutture, architettura e ingegneria. 

Informazioni centralizzate

Con il BIM, ogni fase del processo di costruzione viene catturata e centralizzata in un unico modello 3D completo, che consente di trovare, rivedere e consultare facilmente ogni fase del processo.

Calcoli precisi

Gli oggetti BIM forniscono informazioni dettagliate che possono rendere più rapidi, semplici e precisi calcoli ingegneristici normalmente complessi, come quelli relativi a ventilazione, riscaldamento e impianti idraulici. Possono anche effettuare calcoli energetici utilizzando le informazioni geometriche e spaziali precedentemente inserite nel modello.  

Vantaggi del BIM

Riduzione delle emissioni di carbonio

Calcoli precisi consentono ad architetti, ingegneri e appaltatori di effettuare calcoli più accurati dei materiali necessari. Il risultato. Meno sprechi, meno tempo di viaggio ed energia spesi per materiali non necessari.  

Stime dei costi accurate

Il BIM facilita l'integrazione dei dati relativi ai costi e alla programmazione, consentendo di effettuare stime online accurate e di prevedere più facilmente i costi. 

L'uso del BIM nella costruzione in loco e fuori sede.

Sebbene il BIM possa essere una risorsa estremamente utile sia nella costruzione in cantiere che in quella fuori cantiere, lo scenario tradizionale presenta alcune sfide.

L'uso del BIM per i progetti in cantiere offre alle parti interessate un controllo quasi completo durante la fase di progettazione, ma le cose diventano più difficili da gestire con il progredire del ciclo di vita. Infatti, con l'avanzare del progetto e la partecipazione di più persone, diventa più difficile tenere traccia delle cose che non vanno come previsto (ad esempio, l'idraulico potrebbe andare un po' fuori dagli schemi, l'appaltatore potrebbe posizionare una parete usando misure diverse, ecc.)

Esempio di progetto BIM

Ilproblema si amplifica ulteriormente nei grandi progetti in loco che richiedono l'Enterprise Resource Planning (ERP). Una pianificazione precisa e accurata è una sfida a causa della natura inaffidabile e spesso imprevedibile dei progetti in loco.

Le prospettive sono radicalmente diverse per i progetti off-site, perché l'intero processo è automatizzato e molto più preciso. Nella maggior parte dei casi, i progetti off-site sostituiscono la fase di "progettazione" con una fase di "produzione" che si svolge al di fuori del cantiere in un ambiente industriale. Questo riduce il margine di errore, consente agli utenti di ottenere tutti i vantaggi del BIM e si traduce in edifici costruiti esattamente come sono stati disegnati in origine.  

Cosa sono i livelli BIM?

I livelli BIM forniscono termini standard che facilitano la collaborazione tra i professionisti dell'architettura, dell'ingegneria e delle costruzioni (AEC). Attualmente esistono quattro livelli BIM (a partire da 0), ciascuno con una serie di capacità e vantaggi specifici che indicano il punto in cui si opera nello spettro BIM. Tuttavia, prima di entrare nel merito di ciascuno dei livelli BIM, è importante comprendere le dimensioni in cui operano:

Dimensioni BIM

BIM 2D 

Il 2D rappresenta il tipo più elementare di modello di costruzione, solitamente realizzato a mano o con disegni CAD. 

BIM 3D

Il BIM 3D mostra le strutture tridimensionalmente, utilizzando gli assi X, Y e Z (il 2D utilizza solo X e Y). Il processo prevede la condivisione di elementi come schemi di progetto, disegni e documentazione in un ambiente dati comune (CDE). I vantaggi del BIM 3D includono una migliore visualizzazione e un migliore coordinamento e comunicazione tra i diversi profili coinvolti nel progetto.  

BIM 4D

Il BIM 4D introduce il tempo nell'equazione, rendendo possibile operare con l'ulteriore vantaggio dei dati di pianificazione.

BIM 5D

Il 5D BIM include funzionalità di bilancio che consentono ai team di tenere traccia dei costi, creare stime accurate e monitorare le spese.

6D BIM

Il 6D, noto anche come "BIM integrato", implica che i team possono stimare il consumo energetico prima che la struttura sia costruita. In questo modo è più facile rispettare le normative governative e le parti interessate possono aggiungere la sostenibilità alla loro pianificazione. I dati forniti dal BIM 6D supportano anche i gestori delle strutture, rendendo più facile sapere dove è necessaria la manutenzione e quanto devono stanziare per essa.  

Ora che avete una migliore comprensione delle dimensioni BIM, ecco una breve spiegazione di ciascuno dei livelli BIM:

Livelli BIM. Crediti: United BIM

BIM Livello 0 - Progettazione assistita da computer (CAD) e nessuna collaborazione 

Questo livello indica che si lavora con CAD 2D, tecniche di disegno su carta e stampe digitali. Come indica il livello, a questo livello la collaborazione digitale è nulla. 

BIM Livello 1 - 2D e 3D con collaborazione parziale

Questo livello indica che si sta lavorando con: 

  • Redazione in 2D di documenti di approvazione e informazioni sulla produzione. 
  • CAD 3D per sviluppare i vostri concetti

I dati vengono condivisi elettronicamente utilizzando un ambiente dati comune (CDE), solitamente gestito dall'appaltatore. La collaborazione a questo livello è ancora elementare e si limita a dare a ogni stakeholder l'accesso al CDE e a consentire loro di condividere e gestire i propri dati. Lo svantaggio è che il lavoro può essere ritardato se anche una sola parte interessata non condivide un'informazione importante. 

BIM Livello 2 - 4D e 5D con collaborazione completa

È qui che inizia la vera collaborazione. A questo livello, il CAD 3D è la norma, con possibilità di 4D e 5D. Anche se il team non lavora necessariamente su un unico modello condiviso (possono essercene di separati), si utilizza un database centrale. Ciò consente a ogni stakeholder di rendere accessibili i propri file utilizzando formati di file comuni e il cloud computing. 

BIM Livello 3 - 6D con integrazione completa

Questo livello indica che l'intero team lavora su un unico modello e condivide tutte le informazioni relative al progetto. Ciò significa che ogni modifica o nuova informazione si riflette sull'intero progetto, rendendola visibile in tempo reale e riducendo la possibilità di errori.

Cosa significa essere conformi al BIM?

Essere conformi al BIM significa fondamentalmente che la vostra azienda è in grado di fornire progetti che soddisfano i requisiti di un determinato livello BIM. Ad esempio, nel Regno Unito la conformità al livello 2 è un requisito obbligatorio per tutti i progetti edilizi governativi.

Essere conformi al BIM per il livello 2 significa che la vostra azienda è in grado di fornire e seguire tutti gli elementi chiave di tale livello (ad esempio, collaborazione, modelli CAD 3D, CDE, ecc.). Le aziende che non rispettano i requisiti standard potrebbero essere escluse dalle gare d'appalto e perdere opportunità redditizie. 

Il futuro del BIM.

Klein Veldekens di Astor

Con un numero sempre crescente di Paesi che stanno lavorando per rendere il BIM uno standard industriale globale, la conformità al BIM costituirà un vantaggio competitivo significativo per il futuro. Le aziende che adotteranno questa pratica guideranno un'era completamente nuova nel settore delle costruzioni, rendendo il processo più trasparente, collaborativo, economico ed efficiente. 

Inoltre, la metodologia è altamente compatibile con alcune delle tendenze più interessanti del settore, tra cui:

  • Stampa 3D per l'edilizia
  • Robotica
  • Costruzione sostenibile
  • Realtà virtuale (VR), realtà aumentata (AR) e realtà mista (MR)
  • Costruzione modulare o fuori sede
  • IoT

Con l'espansione e l'evoluzione di queste tecnologie, anche le loro applicazioni nel settore delle costruzioni saranno infinite. 

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Autore:
Keith Cotter
Responsabile vendite