Edu
Approcci LCA HBIM-based
Roma
Cliente
Supervisori Prof. Michele Morganti, Prof.ssa Teresa Villani
Università La Sapienza - Roma
Dottorato in Ingegneria dell'Architettura e dell'Urbanistica - XXXVIII Ciclo
L'importanza di One Click LCA e Solibri nel progetto
La ricerca nasce dall'esigenza di integrare metodologie di valutazione ambientale Life Cycle Assessment (LCA) e gestione informativa digitale del patrimonio costruito attraverso approcci HBIM (Heritage Building Information Modeling).
L'obiettivo è sviluppare e verificare un framework metodologico capace di collegare i requisiti della valutazione ambientale con la definizione, la produzione, lo scambio e la verifica delle informazioni contenute nei modelli IFC, con particolare riferimento agli edifici storici e tutelati.
Per la verifica sperimentale del framework sono stati utilizzati:
- One Click LCA, per testare strategie di integrazione BIM-LCA basate sullo scambio di modelli IFC;
- Solibri, per formalizzare e verificare i requisiti informativi attraverso lo standard IDS (Information Delivery Specification).
L'impiego combinato dei due strumenti ha consentito di verificare come i requisiti informativi derivanti dagli obiettivi dello studio LCA possano essere definiti, controllati e validati prima dello scambio del modello tra specialista BIM e specialista LCA.
Le principali criticità operative
Integrazione BIM-LCA tramite IFC
La ricerca ha evidenziato alcuni limiti nell'attuale integrazione tra modelli IFC e strumenti di valutazione ambientale.
Durante le sperimentazioni, One Click LCA ha dimostrato di utilizzare efficacemente le informazioni relative ai materiali e agli elementi costruttivi modellati, supportando principalmente la costruzione dell'inventario associata ai moduli del ciclo di vita A1-A3, A4 e C1-C4.
Per i moduli B2, B3 e B4, particolarmente rilevanti per gli scenari manutentivi analizzati nel caso studio, si è invece reso necessario un significativo intervento manuale da parte dell'operatore. Molte informazioni fondamentali per la manutenzione risultano infatti presenti nel modello soltanto come dati alfanumerici associati agli oggetti IFC e non vengono automaticamente utilizzate dal software per la costruzione dell'inventario ambientale.
Un’ulteriore criticità riguarda l’allocazione delle attività di manutenzione nei moduli B2, B3 e B4. Il software può infatti generare imprecisioni nella classificazione degli interventi: ad esempio, la riparazione delle lastre di travertino mediante resina è riconducibile al modulo B3, ma in One Click LCA la resina può essere inserita soltanto nella sezione dell’inventario dedicata alla manutenzione periodica preventiva, associata al modulo B2. Di conseguenza, l’attività deve essere inizialmente registrata nel modulo B2 e i relativi impatti devono poi essere scorporati e riassegnati manualmente.
La ricerca ha inoltre evidenziato criticità nella gestione del rapporto tra Reference Study Period (RSP), Required Service Life (ReqSL) dell'edificio ed Expected Service Life (ESL) dei prodotti da costruzione coinvolti nelle attività manutentive.
Benefici ottenuti
Verifica automatizzata dei requisiti informativi
L'utilizzo di Solibri e dello standard IDS ha consentito di trasformare parte dei requisiti informativi necessari agli studi LCA in regole formalizzate e verificabili automaticamente.
Il sistema ha permesso di:
- definire in modo strutturato i requisiti informativi legati alla valutazione ambientale;
- comunicare tali requisiti ai modellatori prima della produzione del modello;
- verificare automaticamente la conformità del modello IFC prima dello scambio verso l'ambiente LCA;
- individuare informazioni mancanti o non conformi in maniera immediata;
- ridurre il rischio di trasferire modelli non idonei agli scopi della valutazione ambientale.
Secondo quanto emerso dalla ricerca, la verifica mediante IDS e Solibri avviene in modo sostanzialmente immediato e risulta supportata da strumenti semplici da utilizzare, come IDS Editor.
Osservazioni
La ricerca dimostra che la capacità di un modello informativo di supportare una valutazione LCA dipende principalmente dalla coerenza tra il contenuto informativo e gli obiettivi della valutazione, piuttosto che dal solo livello di dettaglio geometrico. Il contenuto informativo del modello è derivato, tramite il Livello di Fabbisogno Informativo (LoIN, ISO 7817-1), sulla base dell’obiettivo dell’analisi ambientale.
In quest'ottica, il modello informativo non viene considerato esclusivamente come fonte di dati da cui estrarre informazioni a posteriori, ma come uno strumento il cui contenuto deve essere progettato, verificato e controllato preventivamente in funzione dello specifico utilizzo previsto.
In questo quadro, il LoIN costituisce il nesso normativo tra BIM e LCA, poiché consente di tradurre gli obiettivi dell’analisi ambientale nei fabbisogni informativi del modello. Lo standard IDS rappresenta invece lo strumento operativo attraverso cui tali requisiti vengono formalizzati e verificati, agendo come filtro di qualità dei dati prima dello scambio del modello.
Definizione e verifica di Livelli di Fabbisogno Informativo di modelli IFC e programmazione di interventi di manutenzione su edifici di pregio.
Caratteristiche del progetto
La metodologia è stata verificata attraverso una serie di sperimentazioni applicate ai rivestimenti lapidei in travertino del Palazzo degli Uffici dell'E42 di Roma.
Il caso studio ha consentito di analizzare:
- il rapporto tra processo conoscitivo e modellazione HBIM;
- la definizione dei Livelli di Fabbisogno Informativo;
- l'organizzazione delle informazioni nel modello IFC;
- l'applicazione degli standard IFC, IDS e bSDD;
- la costruzione degli scenari manutentivi;
- la programmazione degli interventi di conservazione;
- la predisposizione degli inventari ambientali necessari agli studi LCA.
Le attività sperimentali hanno approfondito in particolare gli interventi di manutenzione e conservazione nella fase operativa del ciclo di vita dell'edificio, ambito ancora poco esplorato nella letteratura HBIM-LCA.
Conclusioni
La ricerca propone un approccio metodologico purpose-driven all'integrazione BIM-LCA, nel quale i requisiti informativi vengono definiti e verificati a partire dagli obiettivi della valutazione ambientale.
Il contributo principale consiste nello sviluppo di una procedura che consente di tradurre i requisiti dello studio LCA in fabbisogni informativi del modello. Il Livello di Fabbisogno Informativo (LoIN, ISO 7817-1), definito sulla base degli obiettivi dell’analisi ambientale, rappresenta il nesso normativo tra BIM e LCA; l’IDS ne costituisce lo strumento operativo, permettendo di formalizzare i requisiti mediante standard openBIM e di verificarne l’effettiva implementazione prima dello scambio e dell’utilizzo del modello.
Le sperimentazioni dimostrano il potenziale degli approcci HBIM-based LCA nel supportare la programmazione degli interventi di manutenzione e conservazione del patrimonio storico e tutelato, favorendo processi decisionali maggiormente consapevoli dal punto di vista ambientale e informativo.
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