Dal BIM al BEM. La tecnologia 6D-BIM per le previsioni energetiche

Dal BIM al BEM. La tecnologia 6D-BIM per le previsioni energetiche

Dal Bim al Bem

Nella proposta elaborata dagli autori, ing. Lucarelli Matteo e ing. Ciccone Michele A., ricercatori 6D,  l’applicazione della metodologia BIM è stata fondamentale per un’ottimizzazione del processo progettuale e dello sviluppo degli aspetti energetici al fine di migliorare le caratteristiche prestazionali dell’edificio.

Ciò ha permesso il passaggio, teorico-virtuale, dal BIM al BEM, Building Energy Model infatti l’utilizzo della tecnologia 6D-BIM (riferimeno alla PAS-1192) può determinare previsioni energetiche più complete e accurate di quelle stimate in precedenza nel processo di progettazione tradizionale che talvolta si basavano sul semplice calcolo della trasmittanza o inerzia termica dell’involucro edilizio.

L’applicazione della metodologia permette inoltre di misurare, verificare e migliorare i processi per raccogliere informazioni sulle prestazioni delle strutture e dei materiali adottati. Quest’ultima parte sarà uno dei molteplici aspetti da prendere in considerazione al momento della gestione e manutenzione dell’edificio.

L’obbiettivo del progetto è stato quello di creare un volume, uno spazio o meglio una realtà che entrasse in simbiosi con il quartiere di Place Julles Valles a Parigi. Il concept del progetto si basa sulla realizzazione di una sala polifunzionale con servizi annessi.  Dopo attente indagini, si è scelto di basare il progetto su due volumi: Il primo, sull’asse viario più trafficato, rumoroso e privo di uno spazio di sosta, assume l’altezza massima consentita con un ruolo di bastione mentre il secondo, più basso, è caratterizzato da una piazza sopraelevata all’interno della quale è stata progettata “LA” piramide rovescia in vetro e acciaio che permette sia un’ottima illuminazione degli ambienti sia la creazione del simbolo del progetto.

In netta antitesi materica, è stata progettata una parete verde sul fronte stradale che insieme all’utilizzo del cemento “mangiasmog” è in grado di resistere agli agenti inquinanti e di purificare, per quanto possibile, l’aria. La presenza di tagli e bucature sul fronte principale ha permesso la creazione di spazi fruibili esterni e di dinamicità al fine di contrastare la rigida geometria, dettata dal parallelepipedo e dal cubo, dell’edificio.

BIM BEM

Spaccato assonometrico_© Ciccone Michele A.

BEM-EAM: l’aspetto energetico del BIM

Dal BIM al BEM perchè si è rivolta particolare attenzione alla lettera I, Information, del BIM e alla lettera E, energy dell’acronimo BEM.

Grazie all’utilizzo di determinati workset all’interno della modellazione si è potuto sfruttare l’ambiente di condivisone dei dati per tutto l’iter progettuale; si è scelto di seguire determinati step sia di LOD sia di strategia del processo interno; in prima istanza si sono scelti alcuni capisaldi, come: l’utilizzo della piattaforma Autodesk BIM360 per scambiare informazioni, modelli (LOD100) ed effettuare un check list dei BIM requirements imposti.

L’imposizione di opportuni property set ha permesso, attraverso una gerarchia (WBS) ed ordine nella modellazione, di identificare “box-contenitori” per ordinare le informazioni; Il ruolo fondamentale è stato il know how della modellazione che si è evoluto partendo ,per ogni disciplina  (architettonica, strutturale ed impiantistica), da un LOD 100 fino ad arrivare ad un LOD 300.

La logica seguita è stata quella di organizzare le informazioni in modo tale potere essere consegnate ai diretti interessati. Lo scopo non è stato quello di condividere il maggiore numero di informazioni verso tutti ma solo quelle necessarie al professionista che compie determinati studi, nel nostro caso energetici.  Organizzando il lavoro in questo modo si è ottimizzato il processo evitando confusione e ritardi. Il modello è stato verificato, utilizzando il formato .ifc, su Solibri Model checker per quanto riguarda la georeferenziazione, verifica delle quantità e clash detection di primo livello.

L’utilizzo di software parametrici ha permesso una vasta flessibilità di modellazione, una velocità di modifica ma soprattutto capire ed entrare nell’architettura dalla fase del concept fino allo studio di dettagli quali parete verdi, distribuzioni interne o dettagli architettonici/ strutturali.

Dal Bim al Bem

Render dettaglio copertura_ © Ciccone Michele A.

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Dal BIM al BEM. Il BEM e uno sguardo al futuro

L’uso di software openbim ha permesso, mediante il formato .ifc di scambiare tra i progettisti sia geometrie sia informazioni. Per determinati nodi, è stato effettuato un digital mock-up con un LOD 400 al fine di approfondire connessioni ed evitare, per esempio, dispersioni di calore. I modelli di analisi energetica (EAM) sono utilizzati nelle simulazioni di interi edifici.

dal bim al bem

Spaccato assonometrico_ © Ciccone Michele A.

In sostanza, un modello di analisi energetica (EAM) è un’astrazione della forma e del layout di un edificio in una “rete computazionale” in grado di catturare efficacemente tutti i principali percorsi e processi di trasferimento del calore all’interno dell’edificio, logicamente queste informazioni hanno ripercussioni sull’iter progettuale e coinvolgono tutti gli attori presenti in quella parte del processo edilizio.

In questo studio sperimentale si è raggiunto un livello di interoperabilità, tra stakeholders, completo che ha permesso di concentrarsi sulla qualità delle informazioni e ridurre errori dovuti a distrazioni o calcoli (la mancata risoluzione di interferenze può causare ripercussioni non solo in fase di costruzioni ma anche nell’analisi del fabbisogno energetico dell’edificio).

L’obbiettivo pioneristico è quello di garantire un quadro informativo totalmente chiaro ed utilizzabile all’utente per tutto il lifecycle dell’edificio. In pratica, il progettista che utilizzerà questo modello nella fase di Facility management sarà nelle condizioni di calcolare in un determinato arco temporale della vita dell’edifico le dispersioni invernali, i carichi termici estivi, eseguire il calcolo energetico e la verifica dei requisiti acustici passivi degli edifici e le altre info contenuti nel modello. Ciò sarà reso possibile attraverso l’utilizzo del formato IFC.

Il BIM rappresenta la più recente evoluzione nel campo della progettazione e della costruzione ma, ad oggi, è una delle metodologie di management che ha più punti interrogativi nel settore dell’architettura, dell’ingegneria e delle costruzioni (AEC).

Il BEM, presenta ancora maggiori dubbi e perplessità ma con uno sguardo al futuro ci stiamo sempre più avvicinando ad un materiale traguardo.

dal BIM al Bem

Trasmittanze involucri e studio efficienza fotovoltaico_ © Ciccone Michele A.

Nel presente caso, la metodologia BIM è stata utilizzata come strumento a servizio del progettista ed è importante comprendere che questo nuovo metodo non è un fenomeno temporale, non è una tendenza del momento ma, si tratta di un vero e proprio cambio di paradigma sulla strada verso la progettazione, la costruzione e la gestione digitale ovvero il metodo BIM diventa una soluzione strategica e comporta un’interazione tra tutti gli stakeholders e tutti i modelli.

In conclusione, bisogna ricordare che il vero ruolo lo ha e avrà sempre il committente che in prima istanza, richiedendo l’applicazione di tale metodologia, non solo potrà avere una visione generale del suo progetto e quindi addentrasi nei suoi meandri ma ottenere un netto ROI return of investement dell’asset management.

Dal BIM al BEM

Spaccati assonometrici_ © Ciccone Michele A.

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Articolo a cura dell’ Ing. Lucarelli Matteo e dell’ Ing. Ciccone Michele A.

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