Modelli federati BIM, cosa sono

Negli ultimi anni, il Building Information Modeling (BIM) ha trasformato il settore delle costruzioni, introducendo un approccio collaborativo e digitale alla gestione dei progetti edilizi. Con il BIM, i professionisti possono creare modelli digitali complessi che non solo rappresentano graficamente un edificio, ma integrano dati relativi alla progettazione, costi, materiali e gestione post-costruzione. Un aspetto fondamentale del BIM è rappresentato dai modelli federati BIM, che consentono il coordinamento tra diverse discipline – come architettura, strutture e impianti – garantendo un flusso di lavoro più efficiente e riducendo errori e conflitti tra i team.

L’obiettivo di questo articolo è esplorare nel dettaglio cosa sono i modelli federati BIM, come funzionano, e come possono essere utilizzati per ottimizzare la gestione dei progetti edilizi. Ti mostrerò anche alcuni esempi pratici di come gestire un modello federato BIM utilizzando BIM federated model software, aiutandoti a capire come applicare questa tecnologia per migliorare il coordinamento tra i team e risparmiare tempo e risorse.

Che cos’è un modello federato in BIM?

Per modello federato BIM si intende un insieme di modelli 3D relativi a specifiche discipline (architettonico, strutturale, impiantistico, ecc.) che si integrano in un unica vista per creare un unico modello digitale completo dell’edificio che sia pluridisciplinare ed omnicomprensivo.

In un modello federato convergono tutte le informazioni relative alla geometria dell’edificio, alla struttura, all’impianto elettrico, idraulico, riscaldamento, fonti rinnovabili, ecc.

Il modello federato è costituito da componenti collegate tra loro ma distinte che non perdono la loro identità o integrità. Ciò significa che un’eventuale modifica ad una singola componente del modello federato non implichi una modifica ad altre componenti dello stesso modello federato.

Le componenti del modello federato possono essere realizzate dallo stesso professionista o da membri distinti di uno stesso team oppure da professionisti che operano separatamente, ciascuno per la propria disciplina.

Generalmente, tale processo comincia con la modellazione architettonica dell’opera, sulla cui base gli altri specialisti, ad esempio il progettista strutturale, quello impiantistico, ecc., tramite l’importazione del modello architettonico in formato IFC ne sviluppano le parti di rispettiva competenza. Le singole parti confluiscono poi nel modello federato che, una volta ultimato, costituisce la rappresentazione digitale completa dell’opera.

La federazione tra i modelli può essere gestita attraverso l’utilizzo di strumenti BIM, in grado di coordinare le diverse discipline coinvolte e di creare una base informativa comune ai diversi attori coinvolti. Lo scopo è quello di verificare e gestire eventuali problematiche, conflitti e incongruenze che emergono dal confronto e dalla sovrapposizione dei diversi modelli.

Il coordinamento di tali processi, quindi, prevede anche il controllo, la gestione e la supervisione di eventuali conflitti tra le singole parti del modello federato, rendendo necessario il coinvolgimento di specifiche figure professionali. La norma UNI 11337, nella parte relativa a tali aspetti, individua in particolare due figure gestionali, il BIM Manager e il BIM Coordinator, e una con formazione più operativa, il BIM Specialist.

Che cosa sono i modelli federati BIM

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Vantaggi dei modelli federati BIM

Il modello federato BIM, integrando i dati di diverse discipline, ha un impatto significativo su molteplici aspetti gestionali di un progetto edilizio, migliorando la gestione del progetto BIM e la collaborazione tra i team. I principali vantaggi riguardano:

• Coordinamento
  • migliora la comprensione del progetto in tutte le sue parti;
  • garantisce a tutti l’accesso alle informazioni;
  • facilita il processo decisionale informato;
  • rileva le interferenze;
  • migliora i processi di approvazione del progetto;
  • costituisce un contenitore informativo consultabile e implementabile da tutti nel corso del tempo.
• Rilevamento delle interferenze
  • permette di rilevare eventuali conflitti interdisciplinari che altrimenti potrebbero sfuggire in fase di verifica. Per esempio, elaborando distintamente il modello strutturale e quello impiantistico, potrebbe capitare di non riuscire ad evidenziare lo scontro tra un condotto dell’aria condizionata e una trave emergente. Questo scontro interdisciplinare tra modello strutturale e modello MEP non sarebbe emerso se i modelli non fossero stati federati. Tutte le informazioni mancanti, le incoerenze di progettazione, le decisioni errate e l’uso inadeguato delle risorse emergono durante la fase di progettazione, prima di dar inizio ai lavori. In questo modo, è semplice intervenire, correggere il tiro e proseguire con il processo di progettazione e realizzazione dell’opera;
  • consente un risparmio di tempo e risorse che sarebbero altrimenti servite per rielaborare nuove soluzioni progettuali, revisioni e varianti in fasi avanzate della progettazione o addirittura durante i lavori.
• Stime accurate e realistiche
  • fornisce un dato consolidato e preciso;
  • include tutti i dati grafici, metrici, geometrici e le informazioni relative ai singoli componenti;
  • permette di ottenere stime accurate su quantità, costi e tempi di realizzazione delle opere, consentendo sulla base dei dati contenuti nei file IFC il computo metrico estimativo derivante dalla progettazione parametrica, la programmazione e verifica dei tempi di esecuzione complessivi e delle singole opere e il controllo dei relativi costi.

Componenti di un modello federato BIM

In ambito BIM un modello federato è dato dalla composizione di più modelli disciplinari e dalle relative componenti che sono gestibili separatamente ma allo stesso tempo visualizzati e coordinati insieme in un’unica piattaforma per scopi di:

• BIM coordination, ovvero il processo di coordinamento tra le diverse figure che collaborano ad un processo BIM, al fine di ottimizzare la gestione di un’opera edilizia o infrastrutturale (dalle fasi di progetto fino alla dismissione);
• Clash detection e clash manegement, ovvero il rilevamento dei conflitti tra elementi che collidono e la loro gestione ed eventuale risoluzione;
• Gestione del progetto, per fornire informazioni sempre aggiornate sul bene e migliorare dunque le prestazioni dell’edificio, ridurre gli interventi e i costi di manutenzione complessivi;
• Model checking, ovvero l’attività di verifica e controllo ai fini della validazione dei modelli BIM prodotti in fase di Authoring.

Le componenti afferenti ai vari modelli disciplinari unitamente rappresentati tramite modello federato, sono:

• modello architettonico;
• modello strutturale;
• modello impiantistico (MEP);
• modello energetico;
• modello del cantiere (BIM 4D);
• modello dei costi (BIM 5D).

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Come creare e gestire un modello federato

Come abbiamo visto nel paragrafo precedente, un modello federato unisce i vari modelli disciplinari (architettonico, strutturale, impiantistico, ecc.) in un unico ambiente, raccogliendo dunque una mole informativa considerevole da utilizzare in modo simultaneo per analisi, verifiche e collaborazione dei differenti stakeholders coinvolti. Ma come si crea e gestisce un modello così ricco? Vediamolo insieme passo-passo:

1. Pianificazione e impostazione del progetto
   1. Redazione del BIM Execution Plan (BEP).
      • Regole su: livelli di dettaglio (LOD), convenzioni di naming, struttura file, standard IFC, codici e proprietà.
      • Definizione di ruoli e responsabilità: BIM Manager, BIM Coordinator, team disciplinari.
   2. Creazione della struttura del Common Data Environment (CDE): divisione in cartelle (Work In Progress, Shared, Published, Archived) per visualizzare, condividere e gestire online progetti di costruzioni ed infrastrutture.
2. Creazione dei modelli disciplinari: ogni disciplina lavora sul proprio modello in software nativi, seguendo però delle linee guida per una facile federazione. Le linee guida includono l’utilizzo di coordinate condivise (georeferenziazione), modelli ben strutturati ed esportazione in formati openBIM.
3. Federazione dei modelli
   1. Importazione i modelli nel software di federazione, sovrapponendo i modelli ma mantenendo la loro separazione logica.
   2. Verifica del posizionamento e della coerenza, ovvero verifica del coretto allineamento di tutti i modelli (stessa origine, scala, orientamento).
4. Coordinamento e clash detection, ovvero individuazione di eventuali conflitti tra gli elementi del modello federato e gestione e risoluzione delle BIM issue, registrando e tenendo traccia dei problemi rilevati.
5. Aggiornamenti e versioning, i team disciplinari aggiornano i modelli secondo le revisioni concordate. I modelli aggiornati vengono ricaricati nel CDE e rifederati.
6. Condivisione e validazione, questa fase consiste nell’esportare il modello in formato openBIM (IFC) e condividerlo con i vari stakeholder per approvazioni, validazioni, usi 4D (tempi) o 5D (costi).
7. Consegna finale e utilizzo in cantiere o per gestione e manutenzione.

Esempio di modelli federati

Per capire praticamente cosa sono i modelli federati BIM, ti do la possibilità di visualizzare e testare un modello federato utilizzando il sistema integrato usBIM.

Per iniziare basta accedere alla pagina di usBIM e inserire le credenziali del tuo account ACCA.

Se non hai ancora un account ACCA:

1. vai sulla pagina MyACCA
2. esegui la registrazione inserendo tutti i tuoi dati
3. inserisci la tua mail e una password.

Come accedere ad usBIM

A questo punto sei già pronto per utilizzare uno dei file di esempio disponibili nella cartella “Condivisi con me” per sperimentare in prima persona tutte le funzionalità di usBIM.federation.

I file disponibili sono:

• Federation of IFC MODELS – una federazione di modelli in formato IFC
• Federation of various 3D MODELS – una federazione di modelli eterogeni prodotti con Edificius, Revit a cui si aggiungono nuvole di punti, mesh texturizzate, ecc.

Ora ti mostro nello specifico le funzionalità che puoi sfruttare e le caratteristiche di una federazione di modelli BIM.

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Funzionalità avanzate di un modello federato BIM

Per analizzare le caratteristiche di un modello BIM federato, parto anche io dal file di esempio disponibile nella cartella “Condivisi con me” di usBIM. In questo modo, aprendo lo stesso modello, puoi seguire anche tu passo passo le mie indicazioni.

Per aprire il file “Federation of IFC MODELS”, clicca sull’icona dello schermo che vedi sul lato destro, in corrispondenza del file scelto.

Aperto il file puoi gestire il modello con gli appositi comandi di usBIM.browser, il visualizzatore BIM:

• Camera per di visualizzare il modello con due distinte modalità Orbita e Prima persona
• Proiezione camera per scegliere tra una visualizzazione Ortografica o Prospettica
• Sezioni per realizzare infinite sezioni del modello secondo i piani X, Y e Z ma anche secondo piani obliqui ruotando, con l’apposita maniglia, il piano di sezione precedentemente scelto.
• Annotazioni per associare annotazioni (link e video) al modello ed aggiungere informazioni e dati utili in fase di progetto, manutenzione e gestione dell’opera.
• Misure per effettuare direttamente sul modello misure lineari, angolari e di superfici.
• Aspetto per personalizzare lo stile di visualizzazione secondo la modalità: Mostra poligoni, Mostra linee, Mostra bounding box e Mostra geometria 2D
• Ombre per gestire l’ombreggiamento dell’edificio definendo la data (giorno/mese/anno), l’ora, l’orientamento e la latitudine/longitudine.
• usBIM.reality / Real-time rendering & VR  per visualizzare il tuo modello in prima persona ed “entrare” nel modello utilizzando i visori per la realtà virtuale.
• Impostazioni scena per scegliere se visualizzare il modello in 2D o in 3D.
• Schermo intero per visualizzare l’ambiente 3D a schermo intero, sfruttando al massimo le dimensioni dello schermo per la visualizzazione del modello BIM federato.
• Help per avere tutte le informazioni per la navigazione sia in modalità “orbita” che in modalità “prima persona“.

Il modello che visualizzi è una vista in cui sono sovrapposti diversi modelli in formato IFC:

• architettonico – con muri, porte, finestre, ecc.;
• strutturale –  composto da pilatri, travi e solai in cemento armato;
• impianto idraulico – in cui sono visibili le tubature di scarico e adduzione, gli elementi terminali, ecc.

È possibile però visualizzare distintamente ciascun modello della federazione in ogni sua parte gestendo la visibilità di ogni oggetto.

In particolare puoi:

• “spegnere e accendere” i singoli oggetti del modello cliccando sull’icona della lampadina presente in corrispondenza di ogni oggetto;
• regolare la trasparenza del modello per visualizzare a pieno la sovrapposizione di elementi;
• gestire i colori dei singoli oggetti per favorirne la leggibilità all’interno della federazione.

Questa caratteristica ti permette di analizzare visivamente il modello e di iniziare a valutare eventuali conflitti ed errori di progetto, aiutandoti con la visibilità di ogni elemento.

Il modello federato BIM non è una semplice rappresentazione grafica per la visualizzazione 3D, ma un sistema di oggetti parametrici che possono contenere un’infinita quantità di informazioni, dati a caratteristiche costantemente aggiornate e indispensabili per gestire la realizzazione e la manutenzione del bene stesso.

Selezionando un qualsiasi oggetto del modello, ad esempio una finestra dell’architettonico, puoi leggere le proprietà nel toolbox a destra e conoscere i suoi dati geometrici, le sue caratteristiche materiche, analisi stratigrafiche, ecc.

Inoltre, puoi anche scegliere di aggiungere nuove informazioni (schede tecniche, immagini, documenti, ecc.) per implementare il sistema informativo e aggiornarlo nel tempo.

Inizia subito a lavorare su modelli federati BIM complessi con il BIM federated model software, che ti permette di federare modelli BIM e openBIM anche di grandi dimensioni, inclusi file DWG, DXF, RVT e IFC. Prova ora e scopri come migliorare la gestione e il coordinamento dei tuoi progetti edilizi!

Come leggere le proprietà di un oggetto di un modello federato con usBIM

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FAQ- Modelli federati BIM

1. Cos’è un modello federato BIM?

Un modello federato BIM è l’integrazione di modelli 3D provenienti da diverse discipline (come architettura, strutture, e impianti) in un’unica visualizzazione, creando un modello digitale completo dell’edificio. Questo approccio consente di coordinare i dati da più aree del progetto, migliorando la gestione collaborativa e riducendo conflitti e errori tra i team.

2. Quali sono i vantaggi dell’utilizzo di un modello federato BIM?

• Migliore coordinamento tra le varie discipline.
• Rilevamento delle interferenze, consente di individuare e risolvere conflitti interdisciplinari.
• Accesso centralizzato alle informazioni, facilitando il processo decisionale e la condivisione tra gli stakeholder.
• Stime accurate e realistiche su quantità, costi e tempi di esecuzione, grazie alla centralizzazione dei dati nei formati IFC, RVT, e DWG.
• Risparmio di tempo e risorse, evitando modifiche tardive e errori costosi durante le fasi successive del progetto.

3. Come si crea un modello federato BIM?

Il processo di creazione di un modello federato BIM inizia con la modellazione delle diverse discipline (architettonica, strutturale, impiantistica, ecc.), seguita dall’integrazione dei modelli in un’unica piattaforma. I principali passi includono:

• creazione del BIM Execution Plan (BEP) e definizione dei ruoli;
• uso di software per la federazione dei modelli, che consente di importare e allineare i modelli in formati IFC, RVT, DWG, e altri;
• coordinamento attraverso la clash detection, per identificare e risolvere conflitti tra i modelli;
• condivisione e validazione del modello tra gli stakeholder, garantendo che tutte le parti siano aggiornate in tempo reale.

4. Come posso rilevare e risolvere conflitti tra modelli federati BIM?

La funzione di clash detection integrata nei software BIM permette di individuare conflitti tra i modelli, come ad esempio l’interferenza tra strutture e impianti. Questo consente di risolvere i conflitti prima di avviare i lavori in cantiere, evitando modifiche costose e ritardi. L’uso di un software di federazione BIM come usBIM.federation rende questo processo rapido e semplice.

5. Posso visualizzare un modello federato BIM in 3D o VR?

Sì, software come usBIM, offrono funzionalità avanzate di visualizzazione 3D e realtà virtuale (VR). Queste funzionalità permettono di esplorare il modello federato in modo immersivo, facilitando la comprensione del progetto e le revisioni in tempo reale, anche per team e stakeholder remoti.

6. Quali componenti può contenere un modello federato BIM?

Un modello federato BIM include diversi componenti provenienti da varie discipline, come:

• Modello architettonico
• Modello strutturale
• Modello impiantistico (MEP)
• Modello energetico
• Modello del cantiere (BIM 4D)
• Modello dei costi (BIM 5D)

Ogni componente rimane separato, ma viene integrato nel modello federato per una visione globale del progetto.

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