I BIM (Building Information Modelling ) sono dei modelli tridimensionali degli edifici. La loro applicazione è stata per molti anni relegata alla progettazione dei nuovi edifici. Tuttavia, in paesi come l’Italia, dove il patrimonio storico esistente rappresenta una peculiarità del Bel Paese, risulta fondamentale occuparsi della sua riqualificazione e preservazione nel tempo. Da qui nasce HBIM, ovvero l’esigenza di utilizzare la digitalizzazione applicando il BIM anche agli edifici storici, che, proprio per loro natura, risultano spesso essere il risultato di stratificazioni di fasi evolutive, materiali e modifiche architettoniche susseguite nel corso degli anni.
Tutte queste informazioni sono difficilmente assimilabili attraverso una gestione di tipo tradizionale, che denota un alto rischio di perdita di dati importanti necessari nelle successive fasi di intervento. A questo proposito pensiamo, ad esempio, all’importanza di avere a disposizione la documentazione che potrebbe riguardare la diagnostica di un edificio storico fatta nel corso degli anni, o gli interventi di consolidamento fatti negli anni precedenti e così via.
H-BIM – Cosa è il Heritage Building Information Modelling ?
È proprio per raccogliere diverse informazioni storiche su un edificio che è nato l’acronimo “H-BIM”: Historical o Heritage Building Information Modelling, ovvero quel processo applicato ad edifici o monumenti esistenti che mira non solo alla mera restituzione del modello tridimensionale, ma soprattutto alla creazione dei cosiddetti “modelli intelligenti”. Questi ultimi sono ricchi di informazione geometriche e comprensivi dello stato di conservazione dei materiali, in cui tutte le componenti sono oggetti parametrici con una semantica ben definita e capaci di contenere tutte le informazioni storiche derivati da analisi documentali appropriate.
Il termine HBIM venne coniato nel 2009, usato per la prima volta in un articolo scientifico dal professor Maurice Murphy del Dublin Institute of Technology; da allora l’argomento si è sempre più ampliato trovando un notevole riscontro tra i professionisti e accademici del settore.
Questa disciplina, sebbene relativamente giovane, possiede un enorme potenziale. Pensiamo, ad esempio, al vasto numero di edifici di grande valore storico, architettonico e monumentale presenti nel nostro paese. Ma non solo: l’HBIM è un processo applicato agli edifici esistenti di qualsiasi tipologia, quindi sia a monumenti e opere di valore culturale o storico, sia anche a semplici abitazioni degli anni ’50 del XX secolo.
Nel primo caso, L’HBIM viene utilizzato per la conservazione, la gestione e la documentazione delle opere storiche, consentendo di acquisire e analizzare dati dettagliati sugli edifici e di supportare le attività di restauro, manutenzione e preservazione del patrimonio architettonico.
Nel secondo caso, è bene ricordare che in Italia, circa il 60% degli edifici ha più di 40 anni di età. Questo sottolinea l’importanza crescente di promuovere il recupero dell’edilizia esistente attraverso interventi di riqualificazione energetica, restauro e recupero.
HBIM: potenzialità e ambiti applicativi
L’HBIM rappresenta un’alternativa eccellente rispetto ai tradizionali metodi di rappresentazione, consentendo la creazione di un modello digitale completo con tutte le informazioni relative all’edificio. Questo modello può essere utilizzato per il restauro, la manutenzione e la gestione dell’edificio, così come avviene nell’edilizia di nuova costruzione. Nonostante le differenze ovvie tra i due settori, i vantaggi offerti dal BIM possono essere sfruttati con successo in entrambi i casi.
La “ricostruzione digitale” dell’edificio tramite la modellazione per oggetti segue una logica simile a quella di un modello BIM tradizionale, ma con l’integrazione di informazioni specifiche per l’edilizia storica.
Queste informazioni includono, per esempio, l’evoluzione dell’edificio nel tempo, lo stato di conservazione, l’integrità funzionale e altri documenti storici e immagini che completano la rappresentazione digitale dell’edificio. Tutto ciò è fondamentale per la successiva gestione e manutenzione del manufatto.
In sostanza, grazie all’HBIM è possibile ottenere modelli BIM degli edifici esistenti, che contengano informazioni di vario genere e che siano facilmente aggiornabili, sostituibili e integrabili.
Gli obiettivi del processo HBIM
L’obiettivo del processo HBIM, quindi, è quello di generare un modello informativo congruente e geometricamente coerente alla realtà, dove sono contenute la maggior parte delle informazioni raccolte fino a quel momento, come se fosse un “catalogo” digitale da poter interrogare in caso di necessità.
Di seguito riassumiamo tutti gli step del processo HBIM.
Acquisizione delle informazioni storico-costruttive del manufatto
Il corretto approccio all’HBIM passa per la ricerca di tutta la documentazione cartacea e digitale disponibile, storica e recente, reperibile presso archivi statali, enti locali, biblioteche e qualsiasi archivio che possa avere informazioni relative la costruzione. Tale azione rappresenta il primo passo nella corretta applicazione del processo, in un’ottica di recupero e restauro coerente con la storia dell’edificio.
Fase di rilievo
Alla base della modellazione per la restituzione grafica deve avvenire necessariamente un rilievo, il quale solitamente viene condotto in maniera digitale attraverso l’utilizzo di strumenti come laser scanner o una macchina fotografica per la fotogrammetria terrestre, che permettono di ottenere la cosiddetta nuvola di punti, cioè un insieme di punti referenziati tra loro nello spazio che contengono informazioni di carattere geometrico (le loro coordinate in un sistema di riferimento noto) e di carattere colorimetrico, in quanto ad ogni punto viene associato un colore relativo ricavato da una foto fatta dallo strumento durante la scansione.
Sarà in questa fase che verranno restituite le informazioni con metodi di acquisizione capaci di mettere a fuoco e descrivere ogni singolo dettaglio in modo efficace e completo.
Una nuvola viene gestita con software dedicati al caricamento dei formati in cui è salvato il rilievo e alla visualizzazione secondo specifici parametri (intensità di punti, altezza dal suolo, rappresentazione di tematismi), che permettono operazioni di trasformazione delle stesse. Ce ne sono di vari, anche open source: da anni ormai è diffusissimo Autodesk Recap che tratta le nuvole per salvarle in un formato noto come RCP importabile o collegabile ai file di AutoCAD, Revit, Naviswork e ad altri prodotti di progettazione. In Recap, oltre a definirne la visualizzazione, una nuvola può essere scomposta e georeferenziata per condividerne le coordinate spaziali, insieme al modello che ne verrà ricavato. Inoltre, torna utile sezionarla secondo piani di taglio di differente orientamento, per ricavarne la distribuzione planimetrica dell’edifico. Significa che in molti casi, vengono isolate le parti oggetto di rappresentazione, nascondendo il costruito circostante. Allo stesso tempo però il contesto va poi isolato e salvato in un livello dedicato, perché può essere riutilizzato come scenario in cui collocare l’edificio modellato.
Creazione dei modelli
Lo step successivo consiste nella creazione del modello utilizzando i consueti Software di Authoring. Tramite la creazione di specifiche librerie di oggetti parametrici viene arricchito il contenuto informativo descritto precedentemente per comporre così il modello BIM completo del manufatto.
Infatti, da una superficie tridimensionale (costituita dalla tessitura di milioni di punti che compongono la nuvola) che raffigura l’opera rilevata, è necessario creare un modello BIM parametrico.
Considerando poi che gli edifici esistenti quasi mai presentano caratteristiche di regolarità e ripetitività, la modellazione di tali manufatti diventa un’operazione alquanto complessa con un notevole dispendio di tempo e risorse.
La modellazione BIM è la fase più delicata e complessa che deve andare di pari passo agli obiettivi BIM precedentemente definiti all’interno di un piano di gestione informativa.
I profili bidimensionali ricavati da AutoCAD (come quelli disponibili su archweb) costituiscono una base per poter modellare con maggior precisione gli oggetti AEC o perlomeno quelli che sono personalizzabili con il loro apporto booleano: operazioni tra solidi, essenzialmente gli inserti dei muri, ma anche balaustre classiche, cornici e marcapiani di aperture, fasce di tetti ed altre forme di decorazioni e stilemi presenti nel monumento da rilevare. È importante rimarcare tale aspetto, perché nella modellazione che in genere si implementa per questo tipo di forme si utilizzano modelli generici in place, quindi impostati direttamente sulle sezioni della nuvola su opportuni piani di riferimento. In sintesi, dunque, nel primo caso abbiamo i dati con scarse potenzialità di modellazione, nel secondo invece una maggiore potenzialità di riprodurre le forme ma con una scarsità di dati.
Popolamento delle informazioni documentali all’interno del modello
Il modello HBIM potrà essere ritenuto completo solamente quando saranno in atto le correlazioni all’interno della molteplice mole di dati che permetta all’utente di interrogare il modello dal punto di vista storico documentale, dal punto di vista di elaborazioni grafiche/digitali e nell’esportazione di abachi delle quantità necessarie alla quantificazione di costi o materiali dei relativi interventi.
Di fondamentale importanza, inoltre, è la possibilità di integrare nel tempo le informazioni all’interno del modello, che potranno trovare riscontro per tutto l’arco di vita dell’edificio e che permettano di tenere traccia di qualsiasi intervento o integrazione nel corso degli anni.
Utilizzo dei CDE
L’integrazione delle informazioni relative al modello può essere attuata attraverso l’utilizzo dei CDE (Common Data Environment), i quali consentono di archiviare in un cloud condiviso diversi tipi di documentazione organizzata per apposite directory, delle quali sarà possibile gestire gli accessi a seconda dei ruoli ricoperti.
Una volta collocato il necessario all’interno del CDE, sarà molto più facile la comunicazione tra i diversi attori e la possibilità di perdita di informazioni (se usato nella corretta maniera) è molto limitata a vantaggio della continua presa visione dell’evoluzione progettuale.
I vantaggi del processo HBIM
Riassumendo, l’utilizzo di un processo HBIM negli interventi sul tessuto edilizio pregresso comporta numerosi vantaggi:
- il percorso obbligato da seguire nell’HBIM comporta una conoscenza molto più approfondita del manufatto data dalla ricerca estensiva della documentazione storica e da una restituzione grafica dettagliata guidata dal rilievo eseguito digitalmente.
- la presenza all’interno di un unico raccoglitore di dati, rappresentato dal modello BIM, di tutte le informazioni relative al manufatto e fruibile da differenti figure professionali, consente di accentrare in un unico ambiente virtuale la traccia di tutte le attività sull’edificio.
- velocizza il reperimento della storia del manufatto sulla base del quale effettuare nuove strategie di intervento.
- la costruzione di un database BIM degli edifici esistenti, storici e non, consente di effettuare in maniera più organica numerose valutazioni di tipo urbanistico e di rilevanza storica, permettendo di calibrare i macro-interventi su scala urbana a partire dalle stratificazioni strutturali ed espansioni volumetriche susseguitesi nel tempo.
Esempi di successo
Sono numerosi gli esempi di successo di progetti HBIM applicati a edifici storici. Ad esempio sul territorio italianosono stati fatti modelli di importanti università storiche con centinaia di migliaia di metri quadrati che hanno avviato il processo prima di rilievo con laser scanning e poi costituzione del modello BIM per l’efficientamento ed ottimizzazione gestione del loro patrimonio immobiliare.
In ambito internazionale, il restauro della Cattedrale di Notre-Dame a Parigi dopo l’incendio devastante del 2019. L’HBIM ha permesso una rapida mappatura degli elementi danneggiati e una pianificazione precisa dei lavori di restauro.
L’HBIM nel panorama europeo ed ancora di più in quello italiano è un tema di primaria importanza per la conservazione storica e gestione del patrimonio architettonico ed artistico esistente.
Conclusioni
L’HBIM rappresenta una rivoluzione nella conservazione del patrimonio storico e nella gestione degli edifici antichi. Grazie alla sua capacità di catturare e rappresentare in modo accurato le caratteristiche architettoniche e storiche degli edifici, il BIM sta migliorando la nostra comprensione del passato e contribuendo a preservare il nostro patrimonio per le generazioni future.
