BIM e Model Checking: cos’è e a che servono i processi di validazione dati
BIM e Model Checking applicato al singolo modello disciplinare e al modello integrato (Merged Model). Il Clash Detection e il Code Checking
Lo sviluppo di processi di lavoro collaborativi e condivisi rappresenta l’essenza dell’innovazione introdotta dall’approccio BIM al settore delle costruzioni.
Il BIM, infatti, non è solo modellazione tridimensionale ma è la possibilità di gestione integrata di tutte le informazioni geometriche e alfanumeriche di una costruzione durante l’intero suo ciclo di vita, dalle fasi di programmazione e progettazione, a quelle d’uso e manutenzione, fino a quelle di riqualificazione o dismissione.
E tutto questo è possibile grazie ad oggetti parametrici 3D capaci di custodire, gestire e veicolare tali informazioni.
L’aspetto tecnologico, quindi, che pure rende disponibili siffatti oggetti parametrici e piattaforme informatiche per il deposito e lo scambio delle informazioni, non costituisce l’aspetto principale dell’approccio BIM, ma piuttosto il supporto ad esso verso una nuova modalità di lavoro.
Da qui discende l’attenzione che enti di normazione, organizzazioni professionali, strutture di ricerca, organi della Pubblica Amministrazione di vari Paesi hanno rivolto e rivolgono alla preparazione di linee d’indirizzo o progetti pilota: l’obiettivo è definire e suggerire nuove prassi procedurali collaborative tra gli attori coinvolti nella realizzazione di una nuova costruzione.
Nei precedenti articoli ci siamo occupati delle norme tecniche britanniche e di come esse definiscano e configurino un ambiente di condivisione delle informazioni (CDE – Common Data Environment), un “repository” di tutte le informazioni relative alla commessa.
L’articolata suddivisione del CDE in aree, il fluire delle informazioni tra di esse, i momenti autorizzativi alla messa in comune dei dati e persino la modalità da adottare per la corretta nomenclatura di cartelle e file, sono suggeriti e accuratamente descritti.
Figura 1 – Fonte BS 1192:2007 + A2:2016
In particolare questi “momenti autorizzativi” assumono la denominazione di “Gate” nella PAS 1192-2:2013 dove, inoltre, si documenta come questi “varchi” possano essere attraversati solo al termine di un processo di controllo, revisione e approvazione.
Figura 2 – Fonte PAS 1192-2:2013
Appare quindi evidente che la procedura di validazione delle informazioni non riguarderà esclusivamente le fasi conclusive di una progettazione; anzi, per così dire, l’affiancherà durante l’intero suo sviluppo rappresentando uno degli aspetti centrali della metodica BIM.
Ma quali sono le caratteristiche di un processo di validazione in ambito BIM? E quali sono i passaggi attraverso cui tale validazione viene espletata?
Lo sviluppo della metodologia e delle tecnologie BIM e l’evolversi di formati di dati neutri e interoperabili hanno favorito il diffondersi dell’interesse verso un’attività nota col nome di Model Checking, espressione spesso utilizzata (erroneamente) per indicare la Clash Detection (verifica interferenze), che ne è uno degli aspetti.
Model Checking, cos’è
In generale può dirsi che la validazione di un modello (Model checking) può estrinsecarsi nell’attività di verifica di requisiti e di funzionalità, svolta in maniera concettualmente non dissimile da quello che è normalmente richiesto in un approccio progettuale tradizionale.
Operativamente (e sinteticamente) ciò si esplica attraverso la verifica dell’aderenza alle richieste progettuali e normative (Code Checking) e la verifica della coerente progettazione di quanto previsto (Clash Detection).
In ambito BIM, e cioè utilizzando modelli virtuali della costruzione, tutto questo necessariamente dovrà essere affiancato ad una “verifica formale” delle informazioni veicolate dagli oggetti parametrici che, nel loro insieme, costituiscono i modelli virtuali stessi.
La raggiunta maturità di formati di dati interoperabili, il più noto e diffuso dei quali è il formato IFC, consentono oggi di superare vecchie problematiche tipiche dello scambio dati in ambito informatico, quali la congruenza semantica delle informazioni da condividere, evitando erronee interpretazioni se non addirittura l’impossibilità di acquisizione.
Il controllo sulla completezza dei dati, invece, dovrà certamente essere eseguito prima dell’effettuazione di analisi specifiche: ad esempio un’analisi energetica richiederà che le stratigrafie dei componenti opachi di un edificio siano state tutte implementate e i relativi “attributi” correttamente valorizzati.
E una “verifica formale” potrebbe essere necessaria anche riguardo la correttezza della modellazione stessa: una tamponatura che presentasse un’altezza superiore all’interpiano potrebbe rappresentare un errore di progettazione, a sua volta in grado di generare un’errata stima dei costi allor quando il modello venisse integrato, senza correzioni, in procedure destinate a tale analisi.
Ma anche un confronto tra il LOD (Level of Development) richiesto dai documenti contrattuali in una certa fase del progetto e la tipologia di informazioni contenute nel BIM model, costituisce una verifica formale rilevante per lo sviluppo della progettazione in ambito BIM.
A questa prima modalità di verifica di tipo formale, seguirà la più nota “Clash Detection“, vale a dire la ricerca di possibili interferenze tra gli oggetti del o dei modelli.
Occorre, infatti, sottolineare, come questo tipo di controllo possa (e debba!) essere effettuato sia sul modello relativo alla singola disciplina che sul modello integrato, il cosiddetto Merged Model.
Figura – 3 Fonte ACCA software S.p.A
Una verifica di interferenza tra oggetti, però, non di rado può offrire una molteplicità di istanze, soprattutto nel caso in cui venga eseguita su modelli integrati; due criteri, allora, possono aiutare a rendere la “Clash Detection” realmente utile: la gravità dell’interferenza e la tolleranza
Ad esempio, è evidente come l’interferenza tra una canalizzazione dell’impianto di climatizzazione e una tamponatura presenti una rilevanza differente se paragonata all’interferenza tra la medesima canalizzazione ed un elemento della struttura dell’edificio (una trave, un pilastro, ecc.). Dunque poter disporre di una classificazione gerarchica basata sulla rilevanza tra le differenti tipologie di interferenze, consente di rendere più efficace la verifica stessa.
E non meno importante è il principio della tolleranza: non basta, ad esempio, verificare l’assenza di collisioni tra un infisso ed un pilastro se essi si presentano comunque in aderenza. Nella realtà di cantiere, infatti, la presenza di un “franco” tra i due elementi è certamente richiesta per un’adeguata posa in opera dell’infisso stesso. Oppure lo stesso criterio può essere adoperato al contrario: tollerare contatti tra oggetti o superficiali interferenze al fine di ridurre il numero di istanze segnalate, fa si che vengano rilevati solo quelle maggiormente significative.
L’ultimo step del Model Checking, oggi certamente il meno noto e diffuso ma molto interessante del punto di vista dei futuri sviluppi, è il “Code Checking”.
Il modello virtuale di una costruzione, come sappiamo, è un modello costituito da oggetti parametrici, vale a dire da oggetti informatici rappresentativi di entità reali, le cui caratteristiche sono “tradotte” in un certo numero di parametri.
Analogamente “tradurre” in parametri indicazioni normative o i requisiti della committenza o indicazioni che derivino da buone pratiche progettuali consentirebbe un confronto di questi ultimi con gli omologhi presenti nel modello virtuale della costruzione.
La creazione di database di regole da controllare (declinazione in parametri di requisiti richiesti) è il primo passo verso l’implementazione del Code Checking.
Alcune applicazioni note di tale procedura riguardano prescrizioni geometriche (controllo di superfici minime, volumi, rispetto di distanze, controllo dei rapporti aeroilluminanti) o funzionali (controllo vie di fuga, accessibilità per persone con disabilità motorie): ma è evidente che gli ambiti di indagine sono molteplici.
Ma al di là dello specifico utilizzo operativo, è l’opportunità di sviluppo metodologico che risulta essere molto interessante.
In un processo di progettazione di tipo tradizionale qualsiasi controllo non può che essere eseguito a campione: la possibilità di implementazione automatica dei controlli dei requisiti, consente di effettuare una verifica molto più ampia, aprendo la strada ad un importante cambiamento di mentalità.
Così come la creazione di database di regole collaudati e affidabili relativi a prescrizioni normative, consente di aggiungere la caratteristica della ripetitività e oggettività al controllo da eseguirsi, ad esempio, in fase di gara per l’aggiudicazione di un opera pubblica
In conclusione la possibilità, in parte ancora inesplorata, di effettuare verifiche e controlli in maniera automatica o semi-automatica sul modello virtuale della costruzione offre ulteriori opportunità di efficienza e qualità, mostrando come la metodologia e la tecnologia BIM apra sempre più verso un nuovo concepire il settore delle costruzioni.
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