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Riqualificazione edifici storici, come fare progetti con un software BIM

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Come fare il progetto di riqualificazione di edifici storici con un software BIM: analisi del degrado e studio del quadro fessurativo direttamente sul modello 3D, con risultati grafici fotorealistici

Devi progettare la riqualificazione di edifici storici? Vuoi gestire il progetto di riqualificazione con un software BIM? Vuoi fare l’analisi del degrado e delle lesioni direttamente sul modello 3D?

In questo focus ti spiego come fare, grazie all’ambiente HBIM di Edificius, il software BIM per la progettazione architettonica.

Se vuoi lavorare direttamente in 3D e ottenere ottimi risultati grafici in tempi davvero molto brevi, scarica la versione trial di Edificius e segui le mie indicazioni.

Riqualificazione edifici storici - ambiente HBIM di Edificius

Riqualificazione edifici storici con software BIM – Edificius

Perché fare il progetto di riqualificazione di edifici storici con un software BIM

Solitamente, per fare l’analisi del degrado oppure la classificazione delle fessurazioni di un edificio storico, con un software CAD, occorre:

  • disegnare in DWG i prospetti dell’edificio
  • fare il raddrizzamento delle foto del prospetto
  • importare le foto raddrizzate nel software CAD e allinearle ai disegni dei prospetti
  • ricalcare le aree di degrado e le fessurazioni
  • associare a ciascuna area un retino colorato
  • creare una legenda che associa ogni retino creato a ciascun fenomeno di degrado.

In questo modo, hai una rappresentazione bidimensionale dei prospetti e dei fenomeni di degrado presenti.

Con Edificius, puoi ottenere lo stesso risultato grafico ma con operazioni più semplici e veloci. Infatti, lavori direttamente sul modello 3D, sfrutti gli automatismi dell’ambiente HBIM del software e tutti i vantaggi di un processo BIM.

Per esempio, le tabelle e le legende del degrado vengono automaticamente generate secondo la classificazione NorMaL (metodo unificato per lo studio delle alterazioni dei materiali lapidei e per il controllo dell’efficacia dei trattamenti conservativi di manufatti di interesse storico e artistico) e automaticamente aggiornate ad ogni modifica apportata al modello.

Finora l’HBIM non ha avuto una grande diffusione in ambito professionale soprattutto a causa delle difficoltà legate alla modellazione degli edifici esistenti. Infatti, modellare un edificio storico significa tener conto di elementi non standardizzabili caratterizzati da deformazioni e irregolarità, incertezze sulle tecniche costruttive, presenza di fenomeni di degrado, ecc.

Per gestire in modo esauriente l’intero processo di digitalizzazione del patrimonio edilizio esistente, Edificius dispone di un nuovo ambiente specifico per l’HBIM, con oggetti e editor che si adattano in modo flessibile ad ogni singolo caso:

  • Editor delle volte – per modellare volte di diverso tipo sfruttando nuovi oggetti specifici (botte, botte rampante, botte zoppa, padiglione, padiglione a base poligonale, crociera, crociera a base poligonale, cupola, lunette/foro, taglio orizzontale e taglio verticale)
  • Costola – per inserire la costola sia nell’intradosso che nell’estradosso della volta in maniera manuale o in maniera automatica grazie all’uso della bacchetta magica
  • Solaio con travi in legno – per creare e personalizzare un solaio in legno, impostando lo spessore del solaio, la sezione, l’interasse e la rotazione delle travi
  • Area di degrado – l’editor per definire la superficie degradata a cui associare un determinato materiale
  • Lesione – l’editor specifico per individuare ed evidenziare le lesioni presenti su un determinato elemento dell’edificio
  • Ortofoto – per associare un ortofoto ad un elemento dell’edificio ed ottenere una rappresentazione fedele allo stato di fatto e completa delle informazioni materiche.

In questo modo, è semplice superare le difficoltà legate alla modellazione e sfruttare tutti i vantaggi dell’HBIM:

  • elaborazione del modello 3D in tempi rapidi
  • utilizzo di oggetti parametrici intelligenti
  • gestione dei documenti e dei dati
  • maggior controllo del progetto e delle campagne di indagini e analisi
  • condivisione delle informazioni e del modello
  • programmazione degli interventi di manutenzione
  • promozione del bene
  • creazione di database aggiornabili nel tempo
  • applicazione di tecnologie avanzate come la realtà virtuale o aumentata.

Ora ti mostro nel dettaglio come operare con il software per progettare la riqualificazione di edifici storici.

Un caso pratico con un software BIM

L’esempio pratico che ti mostro è un progetto di riqualificazione di un edificio storico, sviluppato interamente con Edificius. Si tratta di Palazzo Penne, edificio rinascimentale nel centro storico di Napoli.

Ti illustro brevemente i passaggi da seguire per modellare in 3D l’edificio, fare l’analisi del degrado e definire le lesioni direttamente sul modello BIM.

Il rilievo

Prima di iniziare la modellazione è necessario acquisire i dati metrici e geometrici dell’edificio su cui intervenire, attraverso una campagna di rilievo ben organizzata e strutturata.

E’ possibile scegliere le metodologie di rilevamento in base alle difficoltà del caso e agli strumenti a disposizione:

  • rulline, livelle, squadri e fili a piombo
  • laser scanner
  • stazione totale
  • rilievo fotogrammetrico
  • drone
  • ecc.

Attualmente le pratiche di rilevamento più idonee prevedono l’utilizzo di strumenti come laser scanner, droni o macchina fotografica per la fotogrammetria terrestre. Si ottengono così le cosiddette nuvole di punti, 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.

I dati del rilievo sono importati in Edificius per la costruzione del modello 3D dell’edificio.

La modellazione

Prima di importare i dati del rilievo è necessario impostare i Livelli (piano terra, piano primo, fino alla copertura) e i subLivelli con relative altezze e creare il terreno con le quote e le curve di livello sfruttando l’apposita funzionalità.

Edificius ha un ambiente apposito (Ambiente Terreno) in cui è possibile:

  • importare il terreno da Google Maps per ottenere in automatico l’andamento del lotto
  • importare un rilievo in DXF/DWG
  • definire curve di livello, piani e punti quotati
  • modellare scavi e riempimenti
  • inserire oggetti come scale, strade, piazzali, muretti, vegetazione, piscine, aiuole, ecc.

Definiti i livelli e il terreno si può procedere con la modellazione dell’edificio.

Modellazione HBIM con Edificius - Riqualificazione edifici storici

Riqualificazione edifici storici con software BIM – Modellazione HBIM con Edificius

Con Edificius è possibile importare i dati di rilievo in diversi modi:

  • importi i disegni in formato DXF\DWG e costruisci il modello sfruttando lo strumento automatico Bacchetta magica
  • importi il file IFC del modello per ottenere un riconoscimento automatico degli oggetti
  • costruisci il modello inserendo manualmente gli oggetti (muri, solai, finestre, ecc.) e le misure ottenute dal rilievo.

A questo punto puoi procedere con la modellazione utilizzando gli oggetti architettonici parametrici di Edificius: muri, finestre, porte, tetto, volte, scale, solai, ecc.

Per approfondire tutti gli step della modellazione di un edificio storico ti consiglio gli articoli:

Modello 3D di un edificio storico: un caso pratico realizzato con Edificius

Con Edificius passi dalla nuvola di punti al modello BIM

L’analisi del degrado con Edificius

Il modello 3D può essere utilizzato come base per tutte le analisi sullo stato di fatto e per la definizione degli interventi di progetto.

Nello specifico, ora ti indico tutti i passaggi da seguire per fare l’analisi del degrado con Edificius:

  • nella sezione HBIM, scegli il comando Ortofoto per caricare sul modello la foto già raddrizzata del prospetto da analizzare
  • seleziona il comando Degrado
  • dalla vista 3D, clicca sull’involucro su cui devi inserire l’area di degrado
  • clicca su Edita per definire l’area di degrado o modificarne una già inserita
  • traccia le aree che presentano manifestazioni di degrado ricalcandole sull’ortofoto appena caricata
  • al termine dell’operazione, clicca su Termina
  • seleziona l’area appena definita ed associa una tipologia di degradazione, dal toolbox delle proprietà
  • scegli la tipologia di degrado dalla libreria degli oggetti BIM nella cartella “Alterazioni e Degradazioni”
  • in “Caratteristiche” definisci anche la Profondità, la Classificazione e lo Spessore del fenomeno di degrado
  • ottieni in automatico la legenda dei fenomeni di degrado inseriti sul modello, con relativi retini e descrizioni, da inserire nelle tavole grafiche esecutive.
Riqualificazione edifici storici - Analisi del degrado di palazzo Penne con Edificius

Riqualificazione edifici storici con software BIM – Analisi del degrado con Edificius | Palazzo Penne

Con pochi passaggi, ottieni:

  • la rappresentazione realistica dello stato di fatto grazie all’utilizzo dell’ortofoto
  • la rappresentazione delle aree di degrado con i rispettivi retini e legende
  • un modello BIM consultabile, implementabile e aggiornabile nel tempo
  • tavole grafiche con prospetti fotorealistici
  • render fotorealistici del modello da utilizzare per la presentazione del progetto.

Definizione area di degrado: il video tutorial

Guarda il video che ti mostra come definire un’area di degrado con Edificius per fare la riqualificazione edifici storici.

Lo studio del quadro fessurativo

Per lo studio del quadro fessurativo, puoi procedere in maniera analoga all’analisi di degrado.

Nello specifico:

  • scegli il comando Ortofoto per caricare sul modello la foto già raddrizzata del prospetto
  • seleziona il comando Lesione
  • dalla vista 3D, clicca sull’involucro su cui inserire la lesione
  • clicca su Edita per definire la lesione o modificarne una già inserita
  • traccia il perimetro della lesione ricalcando l’ortofoto appena caricata
  • clicca su Termina
  • seleziona la lesione appena definita e dal toolbox delle proprietà definiscine le “Caratteristiche”:
    • Tipologia
    • Gravità
    • Cause
    • Specifica
  • spunta se si è in presenza di lesione “Passante” e se c’è “Perdita di materiale”
  • definisci la “Simbologia” da associare alla lesione
  • ottieni in automatico la legenda da inserire nelle tavole grafiche esecutive con i simboli, descrizione, causa e gravità di ogni lesione.
Analisi del quadro fessurativo con Edificius - palazzo Penne

Riqualificazione edifici storici con software BIM – Analisi del quadro fessurativo con Edificius | Palazzo Penne

Definizione di una lesione: il video tutorial

Guarda il video che ti mostra come definire una lesione con Edificius.

La riqualificazione energetica degli edifici storici: opportunità e criticità

Quando si parla di restauro e riqualificazione di edifici storici, si sollevano inevitabilmente anche tutte le problematiche relative alla riqualificazione energetica. Restauro e riqualificazione energetica, però, possono essere due aspetti della progettazione difficili da conciliare.

Il “retrofitting energetico” (ossia il progetto di riqualificazione energetica) infatti, coinvolge nella maggior parte dei casi l’involucro edilizio del manufatto. Ciò significa che viene alterato sia il comportamento termico e igrometrico dell’intera struttura, che il suo valore storico ed estetico.

E’ possibile e doveroso trovare un equilibrio tra la tutela del patrimonio dell’edificio e un adeguato risparmio energetico che incida sul miglioramento del comfort e sul dispendio delle risorse.

Infatti, attualizzare gli edifici storici alle necessità odierne è indispensabile per garantirne l’uso e la conservazione nel tempo. D’altro canto, risulta importantissimo anche rispettare i principi fondamentali del restauro e i criteri di “non invasività” e “compatibilità” degli interventi, al fine di tramandare al meglio il bene alle generazioni future.

Una progettazione consapevole richiede un know-how specifico che parta dal presupposto che l’efficienza energetica sia considerata una vera e propria forma di tutela dell’edificio, proprio perché ne migliora la sua fruizione.

Il progetto di riqualificazione degli edifici storici: problematiche e soluzioni

Affrontare un progetto finalizzato alla riqualificazione energetica significa prima di tutto dichiarare quali sono per il progettista le priorità da rispettare.

Uno dei principali vincoli degli interventi di retrofit energetico è legata all’inalterabilità dell’involucro esterno. Le strategie di isolamento dall’interno sono considerate, in questo caso, l’unica alternativa praticabile; sebbene possano essere anch’esse abbastanza invasive, soprattutto in caso di materiali e finiture di pregio.

Inoltre, l’isolamento interno modifica l’equilibrio tra calore, aria e umidità, influenzando notevolmente l’integrità dell’edificio stesso. Infatti, l’applicazione di isolamento sul lato interno di una parete può provocare accumulo di umidità e potenziali fenomeni di condensa interstiziale, muffa, danni da gelo e degrado dei materiali. Inoltre, in molti casi, per garantire adeguati ancoraggi e resistenza, gli isolanti devono essere posati su supporti che soddisfano criteri di tenuta meccanica, complanarità, assenza di degrado e di umidità.

Gran parte dei materiali da costruzione presenti attualmente sul mercato interagiscono in maniera errata con i materiali della tradizione, per la loro natura sintetica e le scarse capacità traspiranti.
A tal riguardo è opportuno, dopo appropriate analisi e verifiche, scegliere le soluzioni opportune in base alle caratteristiche dei materiali e delle condizioni di partenza.

Occorre sempre tener presente che i materiali non traspiranti, o quasi impermeabilizzanti, (polistirene, poliuretano, ecc.) veicolano la condensa all’interno dei componenti delle murature, mentre quelli traspiranti (lane minerali, fibre di legno, ecc.), senza particolari accorgimenti, assorbono l’acqua presente nell’aria e in alcuni casi potrebbero imbibire le pareti esistenti.

La sfida maggiore è quindi, quella di riuscire a prevedere anche attraverso simulazioni termo – igrometriche l’influenza che i nuovi materiali avranno sul benessere ambientale.

Di grande aiuto può essere anche l’utilizzo di software per la verifica e il calcolo delle prestazioni energetiche; meglio se si tratta di software BIM con cui creare il modello energetico dell’edificio su cui effettuare tutte le analisi.

Immagine che mostra il modello BEM di un edificio

Il modello BEM per progettare la riqualificazione energetica di un edificio

Grazie al modello energetico, il progettista può effettuare le dovute analisi nelle diverse fasi della progettazione, riuscendo a prevedere il reale comportamento dell’edificio dopo l’intervento di progetto e, quindi, ad individuare la soluzione progettuale più ottimale.

TerMus BIM è il primo software italiano che consente una generazione del modello energetico dell’edificio, con tutti i vantaggi connessi:

  • creare il modello energetico che permette di avere la disponibilità di dati energetici dell’edificio per tutti gli stakeholders e per tutte le fasi di vita della costruzione (progettazione, esecuzione, manutenzione, ecc.) e applicare tutti i vantaggi del BIM anche al settore energetico
  • rendere più facile l’input dei dati e più completa e dettagliata la progettazione energetica
  • offrire nuovi strumenti per l’analisi del comportamento energetico dell’edificio nelle diverse fasi della progettazione
  • importare modelli digitali IFC prodotti con altri software di BIM authoring.

 

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