HBIM, il BIM applicato all’edilizia esistente

In Italia gli edifici con oltre 40 anni di età sono circa il 60% del totale: ecco perché diventa sempre più inderogabile incrementare il recupero dell’edilizia storica, con interventi di riqualificazione energetica o di recupero e di restauro degli edifici esistenti, anche a fronte di una diminuzione, per carattere economico e sociale, degli interventi di nuova costruzione. La possibilità di applicare l’approccio BIM al patrimonio storico (HBIM) costituisce una sfida interessante sia nell’ambito della modellazione 3D sia nella gestione/valorizzazione dell’edificio stesso.

La principale sfida è insita nella modellazione, in quanto è necessario sviluppare metodi semplici per ottenere modelli BIM che garantiscano comunque accuratezza, precisione e qualità di rappresentazione coerenti con i dati acquisiti. Inoltre il modello deve essere arricchito con dati e informazioni non prettamente geometriche, quali notizie storiche, analisi del degrado o delle deformazioni, livelli di dettaglio non concessi dal modello completo.

Ma andiamo per gradi. Anzitutto

cos’è l’HBIM?

Il termine Historical (o Heritage) Building Information Modeling, abbreviato in HBIM, è stato utilizzato la prima volta nel 2009 in un articolo scientifico del professore Murphy del Dublin Institute of Technology. Con questo termine si indica un nuovo modo di modellare gli organismi edilizi esistenti utilizzando un processo BIM, e generando dei modelli intelligenti che possono contenere e gestire informazioni, modelli che riguardano tutte le componenti del progetto, dalla più semplice vite all’intero coperto di un capannone, comprendendo oltre alle loro informazioni geometriche ed identificative anche tutte le proprietà fisiche, e non solo, che li descrivono al dettaglio.

I primi tentativi per restituire un modello BIM di un edificio esistente erano legati ad edifici di interesse storico o monumentale, in quanto si voleva dare vita ad un database nel quale si potessero inserire i modelli così creati per l’inserimento, l’aggiunta e la divulgazione di informazioni per i più svariati utilizzi, che fosse la semplice restituzione geometrica dei volumi oppure per analisi termiche e via discorrendo.

L’HBIM è dunque un processo applicato agli edifici esistenti, sia che essi siano monumentali sia che siano semplici abitazioni degli anni ’50 del XX secolo, che aumenta enormemente le potenzialità del metodo BIM, perché espande il suo utilizzo anche alla creazioni di modelli del costruito esistente, e non solo come loro restituzione digitale e geometrica in 3D, ma come modelli intelligenti ricchi di informazione, in cui tutte le parti che li compongono sono oggetti anch’essi intelligenti, parametrici e con un una semantica ben definita, le porte sono oggetti porta, le finestre sono oggetti finestra e così via.

Con l’HBIM non si definisce un nuovo tipo di progettazione, ma piuttosto si esplicita un metodo di lavoro con le sue relative applicazioni. Un metodo nel quale si progetta l’esistente: e con il termine progetta non si intende che si ripensa ciò che già c’è, ma che si crea un modello che ne simuli la costruzione e che alla fine ne restituisca la maggior parte delle caratteristiche, geometriche, dei materiali, storiche ecc, nel modo più verosimile possibile.

Con l’HBIM si applica una sorta di “reverse engineering” sugli edifici esistenti, perché, mentre si modella l’edificio, si studiano i procedimenti che hanno portato alla costruzione di quel particolare organismo edilizio andando a migliorare la modellazione stessa in una sorta di feedback positivo, nel quale modellando l’esistente si acquisiscono informazioni che potranno essere utilizzate per migliorare il successivo procedimento di modellazione in un processo iterativo sempre più accurato.

La modellazione, nell’HBIM, parte da un rilievo: solitamente si tratta di un rilievo digitale nel quale, utilizzando strumenti come laser scanner o macchina fotografica per la fotogrammetria terrestre, si ottengono le così dette nuvole di punti, insiemi di punti referenziati tra loro nello spazio che contengono informazioni di carattere geometrico (le loro coordinate in un sistema di riferimento noto) e di carattere colorimetrico, in quanto ad ogni punto viene associato un colore relativo ricavato da una foto fatta dallo strumento durante la scansione.

Gli obiettivi che ci si pone con l’HBIM sono essenzialmente quelli di poter ottenere dei modelli BIM di edifici esistenti, costituiti da oggetti intelligenti che contengano informazioni di qualsiasi genere che possano essere aggiornate, sostituite e aggiunte; e inoltre questi oggetti, per quanto l’edificio modellato sia unico, potranno essere utilizzabili per tutti gli altri edifici simili ad esso.

Gli oggetti appena descritti, infatti, sono parametrici, ossia oggetti che hanno dei valori modificabili secondo parametri ben determinati e che quindi sono adattabili al caso specifico; per esempio, se una finestra con timpano triangolare e colonne doriche ai lati si presenta simile, ma non uguale, in diversi edifici, è possibile modellarla una volta sola e poi adattarne le dimensioni, e altri parametri, al caso specifico, creando in questo modo un database il più universale possibile.

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Il punto

Se oggi il BIM resta il grande sconosciuto per molti professionisti, l’HBIM è ancora meno noto. Nonostante questo, si sta cercando di estenderlo sempre più, creando database più vasti, prima di porzioni di edifici, poi di elementi stilistici architettonici e successivamente anche di interi edifici e aggregati edilizi.

Quello che si sta cercando di fare, soprattutto negli istituti di ricerca universitari, è di dimostrare che il BIM, applicato all’esistente, può rendere sempre più agevole la divulgazione del patrimonio costruito, migliorando sia i metodi di acquisizione dei dati sia migliorando il processo di modellazione e restituzione digitale dell’oggetto.

Oggi sappiamo che partendo da una nuvola di punti ad una determinata risoluzione, a seconda dell’oggetto edilizio che si sta rilevando, ottenuta con qualsivoglia tecnologia, è possibile generare un modello intelligente e parametrico che contenga al suo interno il più alto grado possibile di conoscenza legata a quell’edificio.

Il procedimento richiede attualmente molto tempo per essere portato a termine in quanto molti degli strumenti BIM non sono stati pensati per modellare l’esistente ma principalmente per la nuova progettazione. L’attuale ricerca sta analizzando nuove idee e nuove procedure per rendere sempre più rapido ed automatico il processo che, partendo dalla nuvola di punti arriva al modello di un complesso edilizio dove i vari oggetti che lo compongono contengono al loro interno informazioni e conservano il significato di ciò che rappresentano. Ovviamente senza perdere troppo dettaglio e troppe informazioni in questa operazione.

Obiettivi

Gli obiettivi che l’HBIM si pone (e più in generale l’utilizzo del BIM sull’esistente) sono riferiti principalmente ad una scelta strategica rispetto alla direzione che sta prendendo il mercato delle costruzioni: permettere di gestire molti dati ed informazioni in modo coordinato tra vari professionisti ed ottimizzare le risorse e i costi.

Inoltre, la possibilità di poter utilizzare un modello dell’esistente creato su una piattaforma HBIM per poter valutare diverse ipotesi di intervento sullo stesso edificio.

Tutto questo ci porta a concludere che il BIM non solo è utile per modellare l’esistente tanto quanto lo è per la nuova progettazione, ma potrebbe essere davvero uno strumento di utilità strategica nel prossimo futuro soprattutto nei paesi del mondo, come l’Italia, che posseggono un enorme patrimonio di edilizia esistente e anche con valenze storiche, monumentali e architettoniche.

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Indirizzo articolo: https://biblus.acca.it/hbim-bim-applicato-edilizia-esistente/