Il BIM

Guida completa al Building Information Modeling per committenti, architetti, ingegneri, gestori immobiliari e imprese

Chuck Eastman

• Publisher: Hoepli
• Year: 2016
• ISBN:
  9788820369910
• Topic: Architecture
• Subtopic: Architecture générale

Questa edizione italiana del testo di riferimento internazionale sul BIM è nata dall'esigenza, condivisa con gran parte del mondo della progettazione e produzione edilizia, di fornire al panorama della committenza pubblica o privata, delle professioni e delle imprese, un volume che fosse capace di mettere in evidenza la grande novità rappresentata dall'adozione del BIM all'interno dei propri processi ideativi, produttivi e gestionali. Nella prima parte il volume affronta le tematiche relative alla gestione contrattuale del settore delle costruzioni e di come l'introduzione del BIM stia spostando l'attenzione degli attori su processi collaborativi; esamina quindi tutto l'apparato tecnologico (hardware e software) in termini di interoperabilità e di piattaforme BIM. I capitoli successivi riguardano rispettivamente i proprietari o i gestori dell'edificio, i progettisti, le imprese esecutrici e infine i subappaltatori e i fornitori; questi capitoli evidenziano gli sforzi richiesti dallo sviluppo del BIM all'interno dei processi aziendali, i possibili elementi di resistenza, ma soprattutto permettono di intravedere le ottimizzazioni di quegli elementi di scarsa produttività che la gestione tradizionale mantiene fortemente in essere. Un intero nuovo capitolo introduce l'importante punto di vista offerto dagli autori su come il BIM sia destinato a modificare questo settore nel breve e nel medio termine, cui fa seguito un capitolo che presenta il livello di diffusione del BIM nei diversi continenti, riportando una scheda riepilogativa per paese da cui è possibile estrarre sia norme tecniche sia report applicativi o linee guida. L'ultimo capitolo offre, tra gli altri, alcuni casi studio afferenti alla realtà italiana, a riprova dell'attenzione che anche nel nostro Paese va rivolgendosi nei confronti del BIM.

CAPITOLO 1

Introduzione al BIM

1.0PRESENTAZIONE

Il Building Information Modeling (BIM) è una delle metodologie di management che sta suscitando il maggior dibattito nel settore dell’architettura, dell’ingegneria e delle costruzioni (Architecture, Engineering and Construction, AEC).

La tecnologia BIM consente di costruire digitalmente accurati modelli virtuali di un edificio a supporto di tutte le fasi del processo edilizio permettendo un’analisi e un controllo più efficienti rispetto ai processi tradizionali. Una volta completati, questi modelli contengono in modo preciso la geometria e i dati necessari alle fasi di progettazione, di scelta del contraente, di realizzazione e successivamente di gestione della vita utile dell’edificio. L’appaltatore può inoltre utilizzarli per la gestione operativa della fase costruttiva.

La modellazione BIM, sviluppata durante la fase di progettazione e implementata durante la fase di costruzione, mette a disposizione tutte le informazioni necessarie per gestire il ciclo di vita di un edificio. Oltre a gettare le basi per le operazioni future di gestione e manutenzione, modifica le procedure relazionali tra i soggetti coinvolti nel processo edilizio e trasforma gli attuali schemi conflittuali in modelli collaborativi. Se utilizzato in modo opportuno, il BIM semplifica la progettazione e la costruzione favorendone l’integrazione e consente di ottenere una migliore qualità del costruito riducendo sia i costi sia i tempi di realizzazione del progetto.

Alla parte iniziale in cui vengono descritti i metodi di gestione, progettazione e realizzazione, segue l’illustrazione delle inefficienze a essi inerenti. Inoltre questo capitolo approfondisce la tecnologia su cui è basata la metodologia BIM e suggerisce le modalità per sfruttare al meglio i nuovi processi di gestione nel corso del ciclo di vita di un edificio.

Il capitolo si conclude analizzando le varie questioni che possono insorgere durante il passaggio dalla metodologia tradizionale a quella BIM.

1.1INTRODUZIONE

Per capire meglio i cambiamenti significativi introdotti dal BIM è opportuno richiamare una descrizione del progetto, basato attualmente su documenti cartacei, dei metodi di costruzione e dei modelli di impresa oggi prevalenti nel settore edile. Oltre a descrivere le varie criticità correlate a questa modalità di gestione, viene spiegata la metodologia BIM con le caratteristiche che la differenziano dal disegno CAD (Computer-Aided Design) 2D e 3D. Quindi si illustrano brevemente le tipologie di istanze che possono essere risolte con il BIM e i nuovi modelli contrattuali consentiti da questa metodologia. Il capitolo si conclude infine con una trattazione dei problemi più importanti che gli operatori possono incontrare utilizzando la tecnologia BIM, che attualmente è ancora nelle fasi iniziali di sviluppo e implementazione.

1.2IL MODELLO DI GESTIONE CONTRATTUALE IN USO NEL SETTORE AEC

La procedura di trasmissione dei dati si basa attualmente su modalità di comunicazione cartacee che la rendono frammentata. Spesso errori e omissioni nella documentazione possono causare ritardi, costi non preventivati e perfino azioni legali tra i soggetti contraenti. Tutte queste situazioni danno luogo a contenziosi e oneri finanziari.

Tra le iniziative adottate per risolvere i problemi descritti sono inclusi:

•Modelli contrattuali alternativi, per esempio sistemi collaborativi (Collaborative Procurement).

•Utilizzo delle tecnologie informatiche webinar, per esempio siti web dedicati al progetto e finalizzati alla condivisione dei documenti e degli elaborati.

•Implementazione di strumenti CAD 3D.

Tuttavia questi metodi, per quanto abbiano velocizzato lo scambio di informazioni, non hanno fornito un contributo decisivo per ridurre la gravità e la frequenza delle incongruenze causate dai documenti cartacei o dai rispettivi equivalenti elettronici.

Durante la fase di progettazione, uno dei problemi più diffusi nelle comunicazioni basate sul disegno 2D è rappresentato dal tempo e dai costi ingenti che risultano necessari per produrre gli elementi di valutazione indispensabili sul progetto proposto, per esempio i dettagli strutturali, le previsioni di spesa, le analisi energetiche e così via. Queste valutazioni, infatti, sono in genere effettuate nelle fasi finali, quando ormai è troppo tardi per apportare modifiche consistenti. Questi miglioramenti iterativi non vengono introdotti durante la fase di progettazione; è quindi necessario ricorrere all’ingegneria del valore (Value Engineering, VE) per risolvere tali incongruenze, che spesso determinano compromessi rispetto al progetto originale.

A prescindere dall’approccio contrattuale, è possibile individuare alcune statistiche comuni alla maggior parte dei progetti di grandi dimensioni (pari o superiori a 10 milioni di euro), per esempio il numero di persone coinvolte e la quantità di informazioni prodotte. I seguenti dati sono stati forniti da Maged Abdelsayed di Tardif, Murray & Associates, una società di costruzioni con sede nel Québec (Hendrickson, 2003):

•Imprese e aziende coinvolte: 420 (compresi tutti i subappaltatori e fornitori).

•Singoli soggetti coinvolti: 850.

•Tipi differenti di documenti prodotti: 50.

•Pagine complessive dei documenti: 56 000.

•Faldoni per contenere i documenti di progetto: 25.

•Armadi necessari per l’archiviazione: 6.

•Alberi necessari per generare questo volume di carta (con un diametro di 58 cm, 20 anni di età e un’altezza di 16 metri: 6).

•Quantità equivalente in megabyte di dati elettronici per contenere questo volume di carta (in seguito a scansione): 3000 MB.

•Equivalente in CD-ROM: 6.

Indipendentemente dall’approccio contrattuale adottato, non è facile gestire un’iniziativa che implica il coinvolgimento di molte persone e l’uso di numerosi documenti. Nella Figura 1.1 sono illustrati i ruoli tipici di un team di progetto e i rispettivi ambiti organizzativi.

FIGURA 1.1

Diagramma concettuale che rappresenta il team di progetto e i confini degli ambiti organizzativi nel settore architettura, ingegneria e costruzioni.

Negli Stati Uniti prevalgono tre procedure contrattuali che attualmente, con l’introduzione del Partenariato Pubblico Privato, trovano in parte un corrispettivo anche all’interno del mercato europeo: Design-Bid-Build (appalto di costruzione tradizionale), Design-Build (appalto integrato di progettazione e costruzione) e Construction Management at Risk. Quest’ultimo è una forma particolare di appalto integrato in cui la gestione dei lavori è affidata a una società di Construction Management, che garantisce al committente il Guaranteed Maximum Price (prezzo massimo garantito). Di questi sistemi esistono molte varianti (Sanvido e Konchar, 1999; Warne e Beard, 2005). Un quarto metodo, molto diverso dai primi tre, è denominato Integrated Project Delivery e fa esplicito riferimento ai sistemi collaborativi, dove per esempio la tecnologia o le tecniche costruttive richiedono uno sforzo congiunto e simultaneo tra tutti gli attori coinvolti. Nel nostro paese le formule contrattuali di Construction Management at Risk e di Integrated Project Delivery non trovano applicazione, se non in forme molto parziali e solo nel settore privato, in quanto le responsabilità civili e penali dei diversi soggetti (committenti, progettisti, appaltatori e direzione dei lavori) non sono così facilmente trasferibili e intercambiabili.¹

1.2.1Design-Bid-Build

L’approccio di Design-Bid-Build (DBB) viene utilizzato per realizzare una percentuale significativa di edifici, ossia quasi il 90% degli edifici pubblici e circa il 40% degli edifici privati (dati DBIA, 2007). Il DBB offre due vantaggi significativi: l’offerta più competitiva per assicurare al committente il prezzo più basso possibile e l’impossibilità quasi totale di pilotare la selezione a favore di un dato contraente (cosa particolarmente importante per i progetti pubblici). La Figura 1.2 schematizza il tipico processo di selezione dei contraenti nel Design-Bid-Build (DDB) e lo confronta con i processi tipici del Construction Management at Risk (CM at Risk) e del Design-Build (DB).

Nel modello DBB, la struttura tecnica di committenza stila un elenco dei requisiti di costruzione e un programma funzionale, simili ai contenuti di un Documento Preliminare alla Progettazione e di un capitolato prestazionale. Il progettista svolge quindi il proprio lavoro progredendo attraverso distinti livelli di progettazione (in ambito pubblico progetto preliminare, definitivo, esecutivo), che corrispondono alle fasi di sviluppo del progetto e dei relativi documenti contrattuali. I documenti finali devono essere conformi ai requisiti normativi e alle specifiche del committente. Il team di progettazione spesso è composto da numerose competenze specifiche che non dipendono dalla medesima struttura, ma da entità separate (progettista architettonico, strutturale, impianti meccanici, elettrici ecc.). Ciascun approfondimento progettuale viene reso con vari tipi di rappresentazione, per esempio piante, prospetti e visualizzazioni 3D, che devono poi essere coordinati quando, di volta in volta, vengono apportati aggiornamenti e/o varianti, sia in fase di progettazione sia di esecuzione dell’opera. L’ultima serie di disegni e specifiche (il progetto esecutivo) deve contenere un numero sufficiente di dettagli per permettere di redigere le offerte di gara. Dato che potrebbe esserne responsabile, il progettista può scegliere di includere meno dettagli nei disegni o inserire una dicitura che indica che i disegni non possono essere presi come riferimento per la precisione dimensionale; un esempio è nei disegni strutturali, dove spesso si riporta “tutte le quote altimetriche, le geometrie di rampe e scale devono essere verificate sul progetto architettonico”. Queste pratiche portano spesso a contenziosi con l’appaltatore, in quanto vengono rilevati errori e omissioni e vengono riassegnati responsabilità e costi aggiuntivi.

FIGURA 1.2

Diagramma dei processi di Design-Bid-Build, CM at Risk e Design-Build.

La fase successiva prevede la ricezione delle offerte delle imprese per le quali il committente e il progettista hanno la responsabilità di determinare i requisiti e le qualificazioni per poter partecipare alla gara. A ciascun concorrente devono essere forniti gli elaborati di progetto e le specifiche che vengono poi utilizzate per compilare una stima indipendente sulle quantità (Indipendent Quantity Survey). Questa quantità, insieme alle offerte dei subappaltatori, viene quindi utilizzata per stabilire, da parte delle imprese concorrenti, il preventivo dei costi: anche i subappaltatori selezionati dall’impresa appaltatrice devono seguire lo stesso procedimento per la parte del progetto che li vede coinvolti. L’impegno richiesto costituisce di solito circa l’l% dei costi preventivati per la compilazione delle offerte.² Se un imprenditore vincesse una gara ogni 6 o 10 lavori per i quali ha presentato un’offerta, il costo medio dell’offerta che ha avuto esito positivo oscillerebbe tra il 6 e il 10% dell’intero costo del progetto. A questo vanno poi aggiunte le spese generali dell’impresa appaltatrice e dei subappaltatori. Il contraente che vince la gara è di solito quello che propone l’offerta più bassa.

In molti casi, prima che il lavoro possa iniziare, l’appaltatore deve fornire i disegni operativi, che riflettono il processo di costruzione e le fasi del lavoro. I subappaltatori e i fornitori devono produrre altri disegni costruttivi che contengono i dettagli precisi di alcuni elementi, per esempio degli elementi prefabbricati in calcestruzzo, dei collegamenti in acciaio, delle facciate, dei serramenti e dei percorsi impiantistici.

Anche i disegni costruttivi devono essere precisi e completi, poiché contengono maggiori dettagli e vengono utilizzati per la fabbricazione effettiva dei componenti (macchine per impianti, facciate, serramenti ecc.). Se i disegni sono inesatti, incompleti o si basano su disegni contenenti errori, incongruenze, o omissioni, si generano problemi che, per essere risolti, richiedono tempo e denaro.

Fattori quali l’incoerenza, l’imprecisione e l’incertezza correlate al progetto ostacolano la produzione dei componenti realizzati in stabilimento. Di conseguenza, la maggior parte delle attività di fabbricazione e costruzione deve avvenire in sito e solo dopo aver stabilito a priori le condizioni relative al contesto. I lavori di costruzione in sito, però, richiedono più tempo e denaro e possono generare errori che non si verificherebbero se la fabbricazione venisse eseguita in stabilimento, dove i costi sono più bassi e il controllo di qualità è più efficiente.

Durante la fase di costruzione vengono spesso apportate numerose varianti al progetto, dovute a omissioni, errori in precedenza sconosciuti, condizioni del sito impreviste e imprevedibili, ritardi o cambiamenti nella disponibilità del materiale, incongruenze e interferenze sul progetto, nuove richieste da parte del cliente e disponibilità di nuove tecnologie: spetta al team di progettazione soddisfare queste esigenze. Per ogni modifica è necessaria una procedura che consenta di determinarne la causa, assegnare le responsabilità, valutare le implicazioni correlate ai tempi e ai costi e decidere come verrà risolto il problema. La procedura, se avviata in forma scritta o con l’uso di uno strumento via web, comporta una richies...