BIM Uses, verifica automatica della conformità delle informazioni

Nella pianificazione della stesura digitale BIM di un edificio è importante considerare l’obiettivo al quale il modello, nelle varie discipline, deve rispondere sia per le differenti fasi del processo di progettazione e realizzazione che, successivamente, per la gestione del manufatto edilizio. Ciò richiede la corretta validazione di attributi associati a ciascun elemento modellato in relazione a quanto richiesto dalla committenza per perseguire gli scopi prefissati in ogni step.

BIM Uses, una ricerca tutta italiana

Il team di Harpaceas, coordinato dall’arch. Alberto Alli, in collaborazione con il Politecnico di Milano nella persona di Marzia Bolpagni (PhD Candidate), ha presentato una ricerca all’European Committee for Standardization (CEN) con lo scopo di proporre una procedura automatica per la verifica ed il controllo dei componenti del modello digitale 3D, in modo che essi soddisfino i requisiti richiesti da ciascuna fase di realizzazione dell’opera e rendano possibile e completo l’uso del modello in relazione all’obiettivo da perseguire.

I Requisiti di dotazione attributi (LOIN, acronimo di Levels of Information Needed) che devono essere rispettati da ciascun elemento del modello, saranno strettamente collegati al tipo di Utilizzo (BIM Uses) scelto. Esempi di BIM Uses possono essere:

• Accessibility Analysis;
• Acoustic Analysis;
• Augmented Reality Simulation;
• Clash Detection;
• Code Checking and Validation.

Per questo motivo saranno necessarie tante tabelle di dati (LOIN) quanti saranno gli Utilizzi del modello.

Attraverso Solibri Model Checker è stato possibile catalogare gli elementi secondo un sistema di classificazione per poi successivamente applicare una serie di pacchetti di regole (Rulesets) che gestiscano in automatico il controllo digitale del modello (Checking). Questo controllo ha come obiettivo primario la verifica automatica della rispondenza dei modelli BIM in base all’Utilizzo dichiarato. La fase conclusiva prevede la verifica effettiva richiesta dall’Utilizzo selezionato tramite regole specifiche e personalizzabili dall’utente.

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Il Workflow

Nello schema in basso sono rappresentati i passaggi della procedura di verifica all’interno di Solibri Model Checker, che saranno descritti in dettaglio nei paragrafi a seguire.

Fase 1

La prima fase riguarda il coordinamento dei modelli IFC: una volta caricati all’interno del Model Tree di Solibri Model Checker vengono automaticamente suddivisi in discipline, in modo tale che ciascuno rappresenti una parte del modello complessivo, relazionandola all’autore.

Fase 2

La seconda fase si concretizza tramite un sistema di classificazione che identifica ogni singolo elemento dei modelli da controllare. Le classificazioni che possono essere utilizzate come riferimento, possono seguire diverse logiche: Omniclass, Masterclass, Uniclass (in attesa che la seconda parte della UNI 11337 definisca anche la classificazione italiana), oppure una specifica WBS (Work-Breakdown Structure).

Nella ricerca in questione è stato utilizzato il criterio previsto dalla IFC Building Element Classification: ogni oggetto infatti è stato classificato attraverso la sua appartenenza ad uno specifico IFC Type. Ad esempio tutti gli elementi Parete (IfcWallStandardCase) sono stati raggruppati sotto la categoria Parete (Wall), gli elementi Finestra (IfcWindow) sotto la categoria Finestre (Window), e così per tutti gli altri elementi.

Fase 3

La terza fase parte da un file in formato tabellare, personalizzabile in base ad esigenze specifiche, che riporta l’elenco degli Utilizzi (BIM Uses) di riferimento richiesti per i modelli e che viene importata nello strumento Classificazione di SolibriMC.

Nella ricerca sono stati ripresi in parte i BIM Uses individuati da BIM Excellence (BIMe), un ente no-profit che fornisce una metodologia ed un linguaggio specifico per la valutazione delle prestazioni, l’apprendimento e l’ottimizzazione dei processi nel settore delle costruzioni.

Nel caso studio è stato preso in esame il “BIM Uses 4050 – CodeChecking&Validation”, e quindi tutti gli oggetti classificati per questo BIM Uses saranno sottoposti a regole automatiche di verifica dei Requisiti informativi presenti (LOIN).

Tali requisiti sono stati suddivisi in Requisiti geometrici (LOG – Level of Geometry) e in Requisiti informativi (LOI – Level of Information), facendo riferimento alla classificazione italiana definita dalla UNI 11337 che segue codifica a lettere del livello di sviluppo (LOD A, LOD B. ecc.).

Per ogni livello LOG e LOI è stata definita una tabella Excel che, una volta caricata all’interno di SolibriMC, associa ad ogni elemento la relativa codifica: ad esempio i Locali (IfcSpace) dovranno rispettare il livello B mentre le Finestre (IfcWindows) il livello C.

Le tabelle sono ovviamente personalizzabili: la definizione di ciascuna potrà avere come riferimento i documenti del Capitolato Informativo della commessa e sarà strettamente collegata all’Utilizzo (BIM Uses) individuato.

Fase 4

Dopo aver quindi caricato la classificazione e le tabelle relative agli Utilizzi, si passa alla quarta fase, dove è possibile avviare una verifica automatica di numerosi set di regole che tengano conto del BIM Use scelto, del livello LOIN da rispettare e dell’oggetto da analizzare, secondo lo schema che segue:

A questo punto è possibile avviare un controllo automatico che verifichi la presenza dell’attributo per un determinato LOI o LOG degli elementi. Parallelamente può essere verificata anche la corretta compilazione dell’attributo analizzato.

Alla fine del Checking gli elementi con i requisiti LOIN mancanti (non definiti) saranno evidenziati dal sistema come problema (Issue) ed adeguatamente segnalati in un report corredato di immagini e commenti (vedi immagine in primo piano).

Una volta effettuato il controllo della presenza dell’attributo e della sua corretta compilazione, è possibile passare all’ultima verifica da effettuare: nella nostra ricerca si parla, come detto, di “4050 – CodeChecking&Validation” (Controllo Normativo).

Infine, una volta create le slide per tutte le criticità riscontrate, è possibile esportare il report completo in formato PDF, BCF o tabellare da inviare al referente del modello a cui appartiene l’elemento, in modo da risolvere le problematiche evidenziate.

Considerazioni finali

In conclusione, questa ricerca ha consentito di analizzare in maniera approfondita i BIM Uses prevedibili all’interno della filiera delle costruzioni ed inoltre, ha permesso di sviluppare in Solibri Model Checker una serie di classificazioni e regole che rendano automatica la verifica di rispondenza a determinati BIM Uses dei modelli digitali.

È stato possibile dimostrare che esiste la possibilità di rendere automatica la verifica di parametri specifici all’interno di modelli digitalizzati.

In prospettiva futura, attraverso Solibri Model Checker ed i suoi strumenti, il processo di progettazione, ha a disposizione un importante riferimento di Quality Assurance, che rende automatico, più semplice e veloce garantire la completa corrispondenza dei modelli BIM agli Utilizzi verso cui sono indirizzati.

Nell’ambito normativo Italiano, l’organismo UNI, nella stesura della norma UNI 11337:2017, non esclude la definizione di una classificazione specifica e sicuramente la codifica dei Requisiti (LOIN) per ciascun elemento classificato, generando di fatto una situazione sempre più favorevole all’uso di strumenti automatici di controllo come Solibri Model Checker.

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Si ringrazia l’arch. Alberto Alli della società Harpaceas srl e l’ing. Marzia Bolpagni, ricercatrice del Politecnico di Milano, per l’importante collaborazione durante la stesura dell’articolo.

IMMAGINE IN EVIDENZA: Validation Checking in Solibri Model Checker