La rivoluzione digitale dell’edilizia: il BIM o Building Information Modeling

Dopo aver trattato il tema del BIM negli appalti pubblici, oggi ci addentriamo nelle viscere di quella che è considerata la più importante rivoluzione degli ultimi tempi (in campo edilizio), destinato a diventare lo standard universale dell’industria delle costruzioni: è infatti dal 2019 che la norma ne rende progressiva l’adozione in Italia.

Il Building Information Modeling o BIM, in pochi anni ha rivoluzionato il settore dell’architettura, dell’ingegneria e delle costruzioni (AEC) attraverso l’uso della tecnologia dell’informazione, aumentando la produttività, l’efficienza energetica, la qualità e la sostenibilità del costruito (energie rinnovabili, impatto ambientale). Il BIM consente una progettazione integrata, coinvolgendo le diverse figure professionali (architetti, ingegneri, costruttori) attraverso l’intero ciclo di vita di un’opera architettonica, in ottica di economia circolare, “cradle to cradle” (dalla culla alla culla): progettazione, costruzione, funzionamento e dismissione/riuso/riciclo.

La grande rivoluzione del BIM è la cospicua mole di informazioni che può contenere: strutture (acciaio, legno, c.a., muratura) impianti (elettrico, idraulico, impianto termico), caratteristiche dei materiali (termiche, meccaniche), localizzazione (zona climatica, venti, irraggiamento solare), dati sul processo edilizio (cantiere e costruzione, uso e manuntezione). E’ un contenitore di dati reali che rende possibile effettuare una serie di analisi e previsioni future, già in fase di progettazione. Conoscere le implicazioni future del ciclo di vita dell’edificio o infrastruttura, infatti, garantisce il vantaggio di poter apportare tempestivamente modifiche e migliorie.

Ricordiamo che l’edilizia, in Europa, è responsabile del 40% del consumo energetico, del 36% delle emissioni di gas climalteranti e del 33,5% dei rifiuti totali generati da tutte le attività economiche (Eurostat 2016), dovute principalmente alle attività di costruzione, utilizzo, ristrutturazione e demolizione. La digitalizzazione dell’edilizia, assieme alle politiche di efficienza energetica, appalti verdi e comunità energetiche mirano ad accelerare il processo di decarbonizzazione dell’economia entro il 2050, che le politiche UE hanno rinnovato con la recente Direttiva Case Green, come mezzo di mitigazione dei cambiamenti climatici.

Introduzione al BIM

Il Building Information Modeling o BIM è, secondo la definizione data dal NIBS (National Institute of Building Sciences), “una rappresentazione digitale delle caratteristiche fisiche e funzionali di una struttura, una risorsa di conoscenza condivisa di informazioni che costituisce una base affidabile per qualsiasi decisione lungo il suo ciclo di vita, dalla ideazione alla demolizione”.

Il BIM, dunque, non è un software, né un elaborato 3D, ma è piuttosto un insieme di tecnologie, processi e metodi che permettono a diversi soggetti interessati di progettare, costruire e gestire in modo collaborativo un’opera in un ambiente virtuale. Il BIM è la rappresentazione virtuale dell’edificio o infrastruttura, un’accurata riproduzione digitale di ogni singolo componente, che consente attività di controllo e analisi lungo tutto il processo edilizio, permettendo di estrarne quei dati e documenti necessari durante le fasi progettuali, esecutive e di gestione.

La peculiarità del BIM è avere in un singolo modello 3D, una vasta mole di informazioni e documenti, che identificano perfettamente ogni elemento, legandolo in modo univoco, alla sua controparte reale. Così per una parete possiamo conoscere le sue caratteristiche fisiche (peso, massa, densità), meccaniche (resistenza a compressione, trazione, urto), energetiche (dispersione termica, trasmittanza, permeabilità al vapore), produttive (azienda, costi), suddivise per componente intero (finestra, porta…) o distinte per materiale (mattone, cemento, legno, isolante…), e altro ancora.

Queste informazioni possono essere sfruttate per una moltitudine di analisi e verifiche sul modello virtuale: diagnosi energetiche e APE, sostenibilità e impatto ambientale oppure verifiche strutturali, computi metrici per la stima dei costi, cronoprogrammi delle lavorazioni, la fase di cantiere, e di gestione dell’opera senza tralasciare le previsioni dei futuri interventi di manutenzione e dismissione.

Il modello BIM è l’alter-ego digitale della costruzione reale, la rappresentazione digitale di caratteristiche fisiche e funzionali di un oggetto, la trasposizione reale in un modelllo digitale, l’avatar del nostro edificio o infrastruttura. Oltre alla dimensione 3D il modello informatico contiene, infatti, altre dimensioni come 4D BIM (tempo), 5D (costo), 6D (sostenibilità), 7D (manutenzione) e altre in via di definizione. Già in fase di progettazione può aumentare la sostenibilità della costruzione, calcolando impatti ambientali, orientamento, illuminazione naturale, ventilazione, uso e consumo del suolo, emissioni di gas serra (in ogni fase). All’interno del cantiere, in fase di costruzione, il BIM può essere usato dal Direttore Lavori per seguire tutte le fasi delle lavorazioni, dalle tempistiche, alla qualità dei materiali. Durante l’uso, può essere usato per gestire l’opera architettonica e garantire una manutenzione puntuale ed efficace. Infine, al termine della vita, può essere usato per gestirne lo smaltimento, riuso e riciclo dei materiali (calcolandone impatti e metodi). Così il ciclo di vita è completo.

Prima di addentrarci negli abissi della progettazione informatica, facciamo una piccola digressione storica alla scoperta del disegno digitale, dalle origini ad oggi.

La storia del disegno digitale: dal CAD al BIM

Inizialmente era il CAD. Sebbene il termine Computer-Aided Design fosse già apparso nel 1959, è solo nel 1963 che prende vita, grazie a Ivan Sutherland che, in occasione della tesi di dottorato di ricerca al MIT, sviluppa il software Sketchpad, primo prototipo di interfaccia grafica che dà avvio all’era del disegno digitale.

Una prima definizione, antenata e precursore del Bim, è stata introdotta nel 1974, da quello che è considerato il padre spirituale: Chuck Eastman. Egli, mettendo in evidenza i forti limiti del disegno tradizionale informatico (cad), adoperato fino ad allora per descrivere un edificio, introduce una nuova modalità di rappresentazione grafica: il BDS o Building Description System.

“Il BDS è stato avviato per dimostrare che una descrizione computerizzata di un edificio potrebbe replicare o migliorare tutti i punti di forza attuali dei disegni come mezzo per la progettazione, la costruzione e il funzionamento degli edifici, nonché eliminare la maggior parte dei loro attuali punti deboli. La nostra premessa era che si potesse sviluppare un database informatico che consentisse la descrizione geometrica, spaziale e di proprietà di un numero molto elevato di elementi fisici, disposti nello spazio e “collegati” come in un edificio reale. Una caratteristica importante del modello BDS è la sua capacità di generare disegni. Da questo database unico, il progettista può richiedere qualsiasi pianta o sezione, prospettiva o esploso e ricevere documenti di dettaglio costruttivo di alta qualità, in tempi brevi e con costi contenuti. Tutti i disegni prodotti dallo stesso database sarebbero automaticamente coerenti.”

Nonostante le tenui dissonanze formali, la descrizione di BDS fornita da Eastman corrisponde incredibilmente a quella più odierna di BIM o Building Information Modeling, arrivata solamente 18 anni più tardi, nel 1992 ad opera di Nederveen e Tolman (“Modeling Multiple Views in Buildings”, 1992). Il merito di Laiserin (a cui viene spesso attribuita la paternità del BIM) è quello di averne condensato l’acronimo in modo definitivo.

Nel 1987, la società Graphisoft Archicad ha sviluppato il concetto di “edificio virtuale”. Nel 1994 viene fondata la IAI – International Alliance of Interoperability (USA), per uno sviluppo integrato di applicazioni, che creano il primo standard di scambio, l’IFC – Industry Foundation Classes. Due anni dopo, nel 2005, lo IAI cambia nome in BuildingSmart. Dal 2007 gli Stati Uniti, pionieri del disegno digitale, richiedono l’uso del BIM per tutti i grandi progetti che ricevono finanziamenti pubblici. L’Europa ci arriva solo nel 2011, trainata dall’UK (sull’esempio di Norvegia e Finlandia) che redige il Piano Nazionale per l’utilizzo del BIM in tutti i progetti pubblici, con l’obiettivo di raggiungere il livello 2 nel 2016.

Vantaggi e benefici del BIM

La metodologia BIM prevede una forma di progettazione aperta e collaborativa, integrata, “attraverso la collaborazione durante tutto il ciclo di vita di un asset supportato dalla creazione, raccolta e scambio di modelli 3D e dati condivisi, intelligenti, strutturati e ad essi collegati” (UK BIM TASK GROUP, 2014).

I benefici della progettazione integrata sono, tra gli altri:

• riduzione degli errori;
• maggiore produttività;
• minori costi e tempi.

Questi vantaggi sono evidenti nella nota rappresentazione grafica elaborata da Patrick MacLeamy (in figura). La curva di MacLeamy mette a confronto graficamente, il processo tradizionale (CAD) con il BIM: a fronte di un maggior investimento (impegno iniziale di costi, tempi e mezzi), il metodo BIM permette un ampio risparmio successivo. I costi di un progetto, infatti, aumentano in proporzione al grado di definizione raggiunta: una modifica in corso di esecuzione dei lavori risulterà pertanto assai più onerosa, della stessa in fase di progettazione dell’opera. Ciò comporta notevoli vantaggi legati alla riduzione dei costi e dei tempi che il processo subirebbe a seguito di varianti in corso d’opera.

Avere un modello virtuale dell’edificio che contiene tutte le informazioni dell’edificio reale, permette attività di controllo ed analisi nell’intero ciclo di vita. Questo è un grosso vantaggio che permette una progettazione efficiente, riduce gli errori (e quindi i costi) e ottimizza i tempi.  L’adozione del BIM consente, inoltre, il monitoraggio in tempo reale dello stato della struttura, permettendo di scovare rapidamente eventuali problemi e, sempre prontamente, di escogitare una soluzione (la manutenzione ordinaria e straordinaria può evitare il sorgere di problemi più seri risolvibili solo attraverso una ristrutturazione profonda o, al limite, la demolizione).

Normativa del BIM

In Europa, la normativa incentivante all’uso del BIM nel settore delle costruzioni avviene solo negli ultimi anni. Esclusi i Paesi Scandinavi, pionieri insieme agli Stati Uniti della rivoluzione digitale dell’edilizia, il resto dei Paesi europei si affida allo spirito d’iniziativa delle politiche nazionali.

Il Regno Unito già dal 2011 ha rilasciato un piano per imporre l’uso del BIM e metodi di appalto collaborativo su tutti i progetti finanziati con fondi pubblici. L’obiettivo? ridurre sprechi e costi. L’Europa segue da vicino la politica visionaria dell’UK. Il 2014 è l’anno della svolta: ha inizio un radicale processo di riforma degli Appalti Pubblici, condiviso da tutta l’Unione Europea. Vede infatti la luce la Direttiva appalti (D 2014/24/UE) che al comma 4 dell’art.22, introduce l’uso del BIM negli stati membri:

“Per gli appalti pubblici di lavori e i concorsi di progettazione, gli Stati membri possono richiedere l’uso di strumenti elettronici specifici, quali gli strumenti di simulazione elettronica per le informazioni edilizie o strumenti analoghi.”

In Italia il BIM è stato introdotto nel 2016 dal Nuovo Codice Appalti (Dlgs 50/2016) che, all’art.23, disciplina l’introduzione di metodi e strumenti elettronici, nella progettazione di opere pubbliche: “intesa ad assicurare: la razionalizzazione delle attività di progettazione e delle connesse verifiche attraverso il progressivo uso di metodi e strumenti elettronici specifici quali quelli di modellazione per l’edilizia e le infrastrutture (BIM)”. Ciononostante, è solo dal 2019, grazie al Decreto Baratono (DM 560/2017), anche denominato Decreto BIM, che l’uso è diventato obbligatorio e progressivo in ordine alla complessità delle opere (per opere sopra i 100 mln di euro).

La normativa tecnica nazionale UNI 11337 va a completare il quadro legislativo, definendo in maniera specifica tanti aspetti legati all’uso del Building Information Modeling. Una norma, allegata alla ISO 19650-1-2:2019 che, per il valore dei contenuti, è tra le più influenti in Europa.

Da ultimo, il rinnovato Codice Appalti (Dlgs 36/2023), ne rafforza l’utilizzo. L’art. 43 del dlgs 36/2023 introduce, a partire dal 1 gennaio 2025, l’obbligo dell’uso del BIM per la progettazione e realizzazione di opere di nuova costruzione e per gli interventi su costruzioni esistenti di importo superiore a 2 milioni di euro (euro 5.382.000 per i beni culturali pubblici o appartenenti ad enti senza fini di lucro). L’obbligo non si applica agli interventi di ordinaria e straordinaria manutenzione, a meno che essi non riguardino opere precedentemente eseguite con l’adozione dei suddetti metodi e strumenti di gestione informativa digitale. Il direttore dei lavori, con l’ufficio di direzione dei lavori, ove costituito, nell’ambito delle sue funzioni (controllo tecnico, contabile e amministrativo dell’esecuzione dell’intervento) può avvalersi dell’ausilio del BIM (metodi e strumenti di gestione informativa digitale di cui all’allegato I.9) per eseguire i lavori a regola d’arte e in conformità al progetto e al contratto.

Dal 2025 le Stazioni appaltanti sono tenute a svolgere le procedure, secondo le soglie fissate dall’art. 43, comma 1 del Codice dei contratti, attraverso metodi e strumenti di gestione informativa digitale. Le Stazioni Appaltanti, devono dotarsi di strumenti hardware e software, definire e attuare specifici piani formativi  e adottare un atto di organizzazione per definire le procedure di gestione informativa digitale (GID).

I livelli di maturità del BIM

Il concetto di BIM come disegno digitale è evoluto nel tempo, passando dal formato CAD bidimensionale al modello tridimensionale, fino al modello informativo dell’edificio o Building Information Modeling, la simulazione virtuale del reale.

Il modello di maturità BIM di Bew-Richards del 2008 ha definito quattro livelli di BIM (da 0 a 3), dall’approccio a silo basato su carta all’approccio basato su modello collaborativo, completamente integrato e interoperabile.

• Livello 0: le informazioni sul progetto sono prevalentemente cartacee.
• Livello 1: una miscela di ambiente cartaceo (2D) e / o 3D.
• Livello 2: BIM proprietario incentrato sulla disciplina o “pBIM”. Ogni disciplina produce le proprie informazioni di progetto all’interno di un ambiente 3D. L’intelligence viene quindi aggiunta ai modelli allegando dati / informazioni; ad esempio, specifiche o dimensioni per ogni oggetto / componente. Vengono stabiliti degli standard per la produzione, lo scambio e l’archiviazione delle informazioni in un CDE. Ogni modello si interfaccia tra loro tramite software middleware, consentendo così l’integrazione per aiutare il coordinamento.
• Livello 3: “iBIM” completamente integrato. Un unico modello collaborativo è accessibile a tutti i membri del team, consentendo a più utenti di lavorare contemporaneamente sul modello. Eventuali modifiche alle informazioni di una particolare disciplina aggiornano quelle di un’altra in tempo reale.

La tecnologia di sviluppo della progettazione BIM è in continua evoluzione, anche per il parallelo sviluppo dell’Intelligenza Artificiale (AI).

Le dimensioni del BIM

L’uso dei modelli intelligenti ha esteso il campo di applicazione del BIM ben oltre le tre dimensioni. Ora il modello digitale interessa tutto il processo edilizio (pianificazione, progettazione, costruzione, gestione) e l’intero ciclo di vita (LCA) dell’opera, dall’ideazione alla dismissione. Abbiamo quindi la dimensione 4D (tempi, cronoprogramma), 5d (costi, quantità) e così via.

In riferimento alla recente normativa italiana UNI 11337 parte 6, le sette dimensioni corrispondono a:

• 1D: Concept design (idea);
• 2D: Produzione elaborati 2D (piante, prospetti e sezioni);
• 3D: Restituzione tridimensionale del manufatto (modello 3D);
• 4D: Analisi della durata o tempi (programmazione);
• 5D: Analisi dei costi (computi, stime e valutazioni economiche);
• 6D: Fase di gestione dell’opera (uso, manutenzione e dismissione);
• 7D: Valutazione della sostenibilità (rinnovabili, bioclimatica, impatto ambientale).

La norma italiana inverte le dimensioni 6D e 7D, attribuite rispettivamente a sostenibilità e uso/gestione/manutenzione. Queste sono le sette dimensioni standard, ma ne sono allo studio altre aggiuntive (8D sicurezza, 9D costruzione snella, 10D industrializzazione delle costruzioni).

I livelli di sviluppo (LOD) dei modelli BIM

La quantità e la qualità del contenuto informativo degli oggetti che compongono i modelli digitali BIM sono definiti livelli di sviluppo o LOD (Level Of Development). Ogni elemento del modello dovrà essere una rappresentazione verificata in termini di dimensioni, forma, posizione, quantità e orientamento della reale installazione e collocazione nel progetto.

Il livello di dettaglio di un oggetto va considerato come l’insieme di tutte le informazioni di tipo geometrico e non-geometrico (normativo, economico ecc.) che possono essere rappresentate in forma grafica (2D e 3D) ed in forma alfanumerica al fine di dare origine ad una più corretta valutazione dei contenuti informativi come tempo (4D), costi (5D), sostenibilità (6D) e gestione (7D).

La scala di riferimento dei livelli di sviluppo degli elementi, come output del modello BIM, è quella sviluppata dall’American Institute of Architects di cui al BIM Forum LOD Specification 2020. Essa individua 5 gradi di complessità del modello, con progressivi livelli di approfondimento, via via più accurati e dettagliati:

• LOD 100: concept. Gli elementi non rappresentano geometrie, ma simboli o altre rappresentazioni generiche di informazioni.
• LOD 200: geometria approssimativa. Gli elementi sono rappresentati graficamente ma in modo generico, come volume, quantità, posizione o orientamento.
• LOD 300: geometria precisa. gli elementi sono rappresentati graficamente come sistemi, oggetti o assiemi specifici da cui è possibile misurare direttamente quantità, forma, dimensione, posizione e orientamento.
• LOD 350: adeguato alla realizzazione. Gli elementi sono migliorati con l’aggiunta di informazioni riguardanti le interfacce con altri sistemi di costruzione. Ad esempio, un elemento di parete in muratura LOD 350 includerebbe le condizioni dello stipite, le travi di collegamento, le celle stuccate, le posizioni dei tasselli e i giunti: informazioni che consentono all’utente del modello di coordinare l’elemento della parete con altri sistemi nella struttura.
• LOD 400: “as built”. gli elementi sono modellati con dettagli e accuratezza sufficienti per la fabbricazione del componente rappresentato.

Tale scala va considerata come riferimento e nulla vieta di proporre contenuti informativi aggiuntivi e specifici. A titolo esemplificativo si possono indicare i livelli di sviluppo per le varie fasi della progettazione: fattibilità (almeno LOD 200) ed esecutiva (almeno LOD 350).

I LOD italiani (UNI 11337:2017)

Nel tradurre la classificazione americana dei LOD, l’Italia ha cercato di adattarle alle proprie esigenze. La norma UNI 11337, in analogia con la normativa di riferimento statunitense e britannica, definisce i Livelli di Sviluppo degli oggetti digitali come “valutazione sia dei livelli di sviluppo degli attributi grafici che di quelli non grafici”. Il LOD degli oggetti dovrà essere adeguato agli Obiettivi ed usi del modello (architettonico, strutturale, impiantistico), in modo da consentire l’estrazione degli elaborati grafici, delle quantità per la valutazione del computo metrico o dei dati necessari per la manutenzione degli impianti realizzati.

La prima novità che balza subito all’occhio è che ora i Level of Development non sono indicati con numeri (come avviene negli USA o in UK), ma con lettere (dalla A, alla G):

• LOD A: oggetto simbolico. Rappresentazione simbolica in 2D (o 3D se necessario). Non esprime vincoli di geometria. Le caratteristiche qualitative e quantitative sono puramente indicative.
• LOD B: oggetto generico. Rappresentazione geometrica generica o geometria di ingo mbro. Le caratteristiche qualitative e quantitative sono approssimate.
• LOD C: oggetto definito. Rappresentazione geometrica definita. Le caratteristiche qualitative e quantitative sono definite in via generica. Sono applicabili a tutte le entità similari.
• LOD D: oggetto dettagliato. Rappresentazione geometrica dettagliata. Le caratteristiche qualitative e quantitative sono specifiche di una pluralità di prodotti similari. Vengono inserite informazioni utili al montaggio ed alla manutenzione.
• LOD E: oggetto specifico. Rappresentazione geometrica specifica. Le caratteristiche qualitative e quantitative sono specifiche di un singolo sistema. Sono presenti informazioni relative a fabbricazione, assemblaggio e installazione (oltre a quanto utile per la manutenzione).
• LOD F: oggetto eseguito (as built). Rappresentazione geometrica specifica di quanto eseguito (verificata sul luogo). Le caratteristiche qualitative e quantitative sono quelle specifiche del prodotto posato. Sono presenti informazioni relative a fabbricazione, assemblaggio e installazione (oltre a quanto utile per la manutenzione) valide per tutto il ciclo vitale dell’opera.
• LOD G: oggetto aggiornato. Rappresentazione storicizzata specifica dello specifico oggetto (verificata sul luogo). Le caratteristiche qualitative e quantitative sono quelle specifiche del prodotto posato ed aggiornate rispetto ad un precedente stato di fatto. Sono presenti informazioni relative a gestione, manutenzione e/o riparazione/sostituzione valide per tutto il ciclo vitale dell’opera. Viene inoltre registrato il livello di degrado dell’oggetto.

Altra importante novità introdotta dalla normativa italiana UNI 11337:2017 è il concetto di BIM applicato alla conservazione/manutenzione ed al restauro (attività molto diffuse nel nostro Paese): ne nascono i LOD F e G, che vanno ad affiancarsi ai 5 livelli di definizione già contemplati dalla normativa europea e internazionale. Il LOD F esprime l’as-built rilevato con tutte le caratteristiche presenti nel reale (è frutto in sostanza da quanto definito a livello di LOD E). Nella parte informativa viene data particolare importanza alle eventuali forme di degrado presenti, alla presenza di eventuali certificati di collaudo così come la programmazione temporale degli interventi previsti (piano di manutenzione). Il LOD G esprime la versione aggiornata dell’elemento virtuale e tiene traccia dello storico degli interventi eseguiti sul manufatto: data di manutenzione/sostituzione, il “Soggetto manutentore” e la tipologia di intervento effettuato. Il BIM può dunque essere un importante ausilio per il settore dei beni culturali, nel restauro dell’architettura storica, nella messa in sicurezza sismica o nella riqualificazione energetica.

La normativa è in rapida evoluzione. Da dicembre 2018 è infatti attiva la nuova ISO 19650-1:2018 che ha in parte rivoluzionato il concetto: i LOD vengono sostituiti dai LOIN (Level of Information Need), suddivisi a loro volta in base al tipo di informazioni (requisiti geometrici e non geometrici) in LOI (livello di informazione) e LOG (livello di geometria). Ogni committenza può definire il livello informativo e grafico da richiedere attraverso il Capitolato Informativo.

Le figure professionali del BIM

La struttura organizzativa è fortemente gerarchica. All’interno dell’ambiente di lavoro digitale dove avviene la condivisione dei dati tra tutti gli attori partecipanti al processo edilizio, gestito dal CDE Manager, al BIM Manager compete l’organizzazione delle varie specializzazioni: progetto architettonico, strutturale, impiantistico. Per ognuna di esse poi Il BIM coordinator di competenza, coordinerà le varie figure di BIM Specialist (architettura, strutture, impianti, infrastrutture) a cui spetta la vera e propria creazione del modello informativo.

La norma UNI 11337 parte 7 fornisce indicazioni applicative sulle modalità di valutazione e certificazione delle figure professionali che ruotano intorno BIM, ossia:

• CDE Manager: gestore dell’ambiente di condivisione dei dati
• BIM Manager: gestore dei processi digitalizzati
• BIM Coordinator: coordinatore dei flussi informativi
• BIM Specialist: operatore avanzato della gestione e della modellazione informativa

La norma UNI 11337-7 definisce inoltre i requisiti di conoscenza, abilità e competenza delle figure professionali coinvolte nella gestione e nella modellazione informativa. Per essere ammesso all’esame di certificazione, i candidato deve rispettare i seguenti requisiti minimi (vedi tabella).

Solo per il BIM Specialist, l’esperienza specifica può essere sostituita da un Master pertinente di almeno 200 ore di formazione e almeno 3 mesi di stage presso aziende, supportato da una dichiarazione dell’azienda stessa che confermi il periodo indicato e descriva il ruolo e l’attività svolta dal candidato. L’esperienza di lavoro generica (6 mesi) può essere intesa anche come attività di tirocinio o stage

Per la valutazione e certificazione dei professionisti del Building Information Modeling (BIM), è nata la UNI/PdR 78:2020 “Requisiti per la valutazione di conformità alla UNI 11337-7:2018 ‘Edilizia e opere di ingegneria civile – Gestione digitale dei processi informativi delle costruzioni – Parte 7: Requisiti di conoscenza, abilità e competenza delle figure professionali coinvolte nella gestione e nella modellazione informativa‘”. Frutto della sinergia lavorativa tra UNI (Ente Italiano di Normazione) e Accredia (Ente italiano di accreditamento), è stata pubblicata il 2 marzo 2020. La UNI/PdR 78 è un documento tecnico che affianca la norma nazionale. La prassi di riferimento è stata elaborata per fornire indicazioni di carattere applicativo in relazione alle modalità di valutazione e certificazione delle persone, in conformità alla norma UNI 11337 parte 7, che definisce i requisiti di conoscenza, abilità e competenza delle figure professionali coinvolte nella gestione e nella modellazione informativa.

Ambiente di condivisione dei dati: ACDat o CDE

Tutte le figure professionali facenti parte del team di progettazione BIM operano all’interno di un ambiente di lavoro virtuale, una piattaforma digitale dove tutte le informazioni dell’opera vengono condivise, aggiornate, verificate e validate: l’Ambiente di Condivisione dei Dati (ACDat) o Common Data Environment (CDE).

La norma ISO 19650-1 definisce il CDE come: “fonte di informazioni concordata per un dato progetto o risorsa, per la raccolta, la gestione e la diffusione di ogni contenitore di informazioni attraverso un processo gestito“. La norma UNI 11337, lo identifica come: “ambiente di raccolta organizzata e condivisione dei dati relativi a modelli ed elaborati digitali, riferiti ad una singola opera o ad un singolo complesso di opere.”

L’Ambiente di Condivisione Dati o CDE (Common Data Environment) è, in definitiva, una infrastruttura informatica di raccolta e gestione dei organizzata dei dati, comprensiva della propria procedura di utilizzo, dove solo i soggetti accreditati possono condividere le informazioni prodotte secondo regole prestabilite. Le quattro fasi del lavoro di elaborazione, attraverso l’ACDat, sono:

• Work in progress: Area del CDE dove il team svolge il proprio lavoro utilizzando i sistemi software della propria organizzazione. Dati di progettazione non verificati utilizzati solo dal team di progettazione interno.
• Condiviso: area del CDE in cui il team condivide i dati di progettazione verificati con altri membri del team di progetto.
• Pubblicato: area del CDE per il coordinamento e l’output di progettazione convalidato per l’utilizzo da parte del team di progetto totale.
• Archivio: Area del CDE per la storia del progetto mantenuta per conoscenza e requisiti normativi e legali.

La figura professionale addetta alla gestione e organizzazione dell’ambiente di condivisione dei dati è il CDE manager. L’ambiente digitale è basato su un’infrastruttura informatica regolata da precisi sistemi:

• di sicurezza per l’accesso;
• di tracciabilità e successione storica delle variazioni apportate ai contenuti informativi;
• di conservazione nel tempo e relativa accessibilità del patrimonio informativo contenuto;
• di definizione delle responsabilità nell’elaborazione dei contenuti informativi;
• di tutela della proprietà intellettuale

Ricordiamo che la UNI-EN-ISO 19650 si applica in Italia congiuntamente alla serie UNI 11337, che si pone come norma complementare nazionale.

Interoperabilità: Open BIM (IFC) e softwares

Il BIM non è un software, bensì una metodologia di lavoro basata sull’interoperabilità, la collaborazione, il coordinamento e la comunicazione tra i diversi attori (ingegneri, architetti, costruttori) nelle fasi del ciclo di vita della costruzione (progettazione, realizzazione, gestione e manutenzione, dismissione, ecc.).

Per comprendere meglio questo concetto, è utile sapere cosa si intende per “interoperabilità“: “La  capacità di due o più sistemi o componenti di scambiare informazioni e utilizzare le informazioni scambiate” (IEEE, 1990). Per garantire scambi informativi efficienti è buona prassi l’adozione di formati dati aperti (Open BIM), che garantiscono lo scambio elettronico delle informazioni tra i vari software disponibili sul mercato. Esistono infatti una pluralità di programmi informatici che permettono di progettare in linguaggio BIM.

I formati elettronici dei dati, sulla base dei quali è possibile impostare uno scambio efficace tra piattaforme software, sono essenzialmente di due tipi:

• Formati proprietari (formati nativi);
• Open standard (formati aperti).

I formati proprietari sono originari di un determinato software (AllPlan, ArchiCAD, Autodesk Revit, Bentley Building, Tekla, Acca Edificius, VectorWorks) e consentono lo scambio di dati tra software appartenenti alla stessa società produttrice.  L’utilizzo di tale tecnologia può ostacolare il fluire delle informazioni tra diversi attori del processo edilizio utilizzatori di differenti software, riducendone l’interoperabilità.

Quando il dato non è collegato a nessuna specifica applicazione software e cioè non vincolato ad essa, si parla di “open BIM”, un formato standard aperto, che ne permette la condivisione, la modifica e l’uso anche tra software differenti, in maniera capillare.

La buildingSMART International promuove la standardizzazione dei processi mediante la realizzazione dell’Industry Foundation Class (IFC) come modello di dati neutrale. IFC è considerato lo standard universale aperto per lo scambio di informazioni BIM. Esso permette lo scambio dei dati, sia tra piattaforme software differenti che tra piattaforme appartenenti alla stessa suite, permettendo di uniformare i flussi di lavoro con l’obiettivo di realizzare condivisione e coerenza.

E in Italia? La normativa italiana incentiva l’uso dei formati standard aperti openBIM, come l’IFC. L’art 23 del Codice Appalti, al comma 13, prevede infatti per le nuove opere nonché per interventi  di recupero, riqualificazione o varianti, l’uso degli strumenti elettronici che “utilizzano  piattaforme interoperabili a mezzo di formati aperti non proprietari, al fine di non limitare la concorrenza tra i fornitori di tecnologie e il coinvolgimento di specifiche progettualità tra i progettisti”.

BIM ed Edilizia 5.0

Il settore delle costruzioni è in rapida evoluzione, la digitalizzazione sta modificando radicalmente il modo in cui si gestiscono i processi e si erogano servizi: non si parla solo di Industria 5.0, ma anche di edilizia innovativa. Tecnologie come l’Internet of Things (IoT), la robotica o l’intelligenza artificiale stanno introducendo nuovi processi produttivi e modelli organizzativi, puntando sulla connessione tra uomo, macchina e ambiente. Nel settore delle costruzioni, l’obiettivo non è solo costruire più velocemente o in modo più efficiente, ma creare cantieri intelligenti, sicuri e sostenibili, dove la tecnologia è al servizio delle persone e della qualità della vita.

Sebbene, come abbiamo visto, l’edilizia ha un ruolo di primo piano per un futuro sostenibile, per tenere sotto controllo il riscaldamento globale e i suoi effetti devastanti, ridurre l’inquinamento e l’impatto ambientale fino a raggiungere l’obiettivo della neutralità climatica (che l’UE si è data al 2050), occorre ridurre l’uso dei combustibili fossili in ogni ambito. Oltre all’auto elettrica – in alternativa ai motori a combustione – e le batterie ricaricabili per la transizione energetica, c’è bisogno di ridurre i consumi e la produzione dei rifiuti – soprattutto in plastica – e dell’abbigliamento a basso costo o fast fashion.

Un uso consapevole delle risorse del pianeta, in primis l’acqua (preferendo ove possibile, l’acqua potabile del rubinetto a quella in bottiglia che rilascia plastica e microplastiche nell’ambiente), riducendo gli sprechi, migliorando la raccolta differenziata, il riuso dei prodotti e il riciclo delle materie prime dei rifiuti elettronici (RAEE), rispetto allo smaltimento in discariche o per incenerimento dei rifiuti e scegliendo le alternative ecologiche ai PFAS, un futuro sostenibile è ancora possibile.

FAQs BIM

Che cos’è il BIM?

Il Building Information Modeling o BIM è un modello virtuale che racchiude tutte le informazioni reali dell’edificio o infrastruttura fisica. Consente una progettazione integrata, coinvolgendo le diverse figure professionali (architetti, ingegneri, costruttori) attraverso l’intero ciclo di vita di un’opera architettonica, in ottica di economia circolare, “from cradle to cradle” (dalla culla alla culla): progettazione, costruzione, funzionamento e dismissione/riuso/riciclo.

Quali vantaggi offre il BIM nel settore edile?

Nel settore edile, il BIM offre una serie di vantaggi rispetto alla modellazione 3D classica. E’ un contenitore di dati reali che rende possibile effettuare una serie di analisi e previsioni future, già in fase di progettazione. Conoscere le implicazioni future del ciclo di vita dell’edificio o infrastruttura, infatti, garantisce il vantaggio di poter apportare tempestivamente modifiche e migliorie.

Qual è la differenza tra CAD e BIM?

La differenza tra CAD e BIM risiede nella complessità del modello. Il BIM è un’evoluzione del CAD, oltre a contenere dati geometrici delle dimensioni cartesiane, possiede caratteristiche meccaniche, fisiche e termiche dei singoli oggetti e materiali, oltre a gestire tempi e costi delle lavorazioni, sostenibilità, uso e manutenzione: in pratica può gestire l’intero ciclo di vita di una costruzione.

Come funziona il processo BIM in un progetto edilizio?

Il processo BIM funziona come una guida, un metodo che permette di avere un controllo totale del progetto edilizio, sin dalle fasi primordiali, in grado di modellare e condurre le prime idee secondo molteplici parametri, dalla sostenibilità ai costi, dai tempi di costruzione all’impatto ambientale, dall’uso alla manutenzione nel tempo. Ciò permette di intervenire tempestivamente sul progetto architettonico apportando le opportune modifiche già in fase progettuale.

Chi sono i principali attori coinvolti nel processo BIM?

I principali attori coinvolti nel processo BIM, le figure professionali stabilite dalla norma UNI 11337 parte 7, sono il CDE Manager (gestore dell’ambiente di condivisione dei dati), il BIM Manager (gestore dei processi digitalizzati), il BIM Coordinator (coordinatore dei flussi informativi) e il BIM Specialist (operatore avanzato della gestione e della modellazione informativa).

Il BIM è obbligatorio per le opere pubbliche in Italia?

L’uso del BIM è obbligatorio, in Italia, a partire dal 2019 in modo progressivo rispetto alla complessità delle opere. Dal 1 gennaio 2025, negli appalti pubblici che superano la soglia di 2 milioni di euro.

Quali software vengono utilizzati per il BIM?

I principali software utilizzati per il BIM  sono AllPlan, ArchiCAD, Autodesk Revit, Bentley Building, Tekla, Acca Edificius, VectorWorks.

Come si implementa il BIM in uno studio di progettazione?

In uno studio di progettazione, il BIM va implementato a partire dalla formazione delle figure coinvolte (architetti, ingegneri, impiantisti, etc…), costruendo un modus operandi con precisi compiti e responsabilità.

Quali sono i livelli di maturità BIM (BIM Level 0, 1, 2, 3)?

I livelli di maturità del BIM sono 3. Il concetto di BIM come disegno digitale è evoluto nel tempo, passando dal disegno CAD bidimensionale al modello tridimensionale, fino al modello informativo dell’edificio o Building Information Modeling, la simulazione virtuale del reale.

In cosa consiste il BIM 4D, 5D, 6D e 7D?

Il BIM 4D considera la componente temporale (durata e tempi). Il BIM 5D considera i costi (computi, stime e valutazioni economiche). Il BIM 6D tiene conto della gestione (uso, manutenzione e dismissione). Il BIM 7D valuta la sostenibilità (impatto ambientale, efficienza energetica).

Che cos’è il CDE (Common Data Environment)?

Il CDE (Common Data Environment) è l’ambiente di lavoro, predisposto alla condivisione dei dati. Funziona grazie al principio della interoperabilità, “la capacità di due o più sistemi o componenti di scambiare informazioni e utilizzare le informazioni scambiate“. All’interno dell’ambiente di lavoro virtuale, l’Ambiente di Condivisione dei Dati (ACDat) o Common Data Environment (CDE), la piattaforma digitale dove tutte le informazioni dell’opera vengono condivise, aggiornate, verificate e validate, operano tutte le figure professionali facenti parte del team di progettazione BIM.

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Articolo aggiornato – Prima pubblicazione marzo 2021

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