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IL CONTRIBUTO DEL CEI ALLA TRANSIZIONE ENERGETICA

DUE NUOVI COMITATI TECNICI CEI SU CONVERGENZA BIO-DIGITALE E INTERFACCE CERVELLO UMANO-COMPUTER

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Building Information Modeling (BIM)

01/12/2022
L’attività e il contributo del SottoComitato CEI 3D per un modello digitale delle opere e di ingegneria.
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Gianpaolo Monti (Presidente CEI SC 3D), Carlo Zanchetta (Segretario CEI SC 3D), Franco Bua (Technical Officer CEI SC 3D)

Introduzione

Gli ultimi anni sono stati caratterizzati da una forte accelerazione della transizione digitale. Tutto il mondo produttivo (e non solo) ha intrapreso un percorso di profonda trasformazione, con l’obiettivo di evolvere verso la piena digitalizzazione dei processi, presupposto per un modello produttivo più competitivo e sostenibile.

In questo contesto, non fa eccezione il mondo delle costruzioni: il Building Information Modeling (BIM) costituisce il paradigma dell’integrazione digitale dei processi in questo settore, nel quale la rappresentazione digitale dell’opera e dei suoi componenti costituisce l’elemento cardine per poter conseguire gli obiettivi che il BIM si prefigge: aumentare la produttività, razionalizzare la gestione dei processi di progettazione, costruzione ed esercizio di un’opera e, in ultima analisi, migliorarne la qualità, la sicurezza e la sostenibilità.

Anche il settore elettrico è coinvolto in questo sviluppo, considerando che quella elettrica è un’infrastruttura essenziale di tutte le opere di ingegneria, sia per quanto riguarda la produzione e la distribuzione di energia elettrica, sia per l’automazione e controllo di tutti gli impianti tecnologici.

La digitalizzazione dei processi richiede, tra l’altro, la definizione di modelli digitali dei vari componenti elettrici per abilitare il processo di condivisione delle informazioni che il paradigma del BIM, e, più in generale, l’interoperabilità dei sistemi, impone.

Per questo motivo il CEI, di concerto con i principali attori della filiera elettrica, ha costituito dapprima un Gruppo di lavoro orizzontale sul tema del Building Information Modeling (BIM), istituzionalizzandolo poi nell’ambito del SottoComitato 3D “Gestione digitale dei processi informativi nel settore elettrico Classi e proprietà e identificazione dei prodotti, IEC Common Data Dictionary e BIM”.

Definizione di BIM

Esistono molteplici definizioni del BIM in letteratura, ognuna delle quali mette in risalto aspetti diversi.

Volendo cercare una (singola) definizione e, possibilmente, un’interpretazione autentica ci si può rivolgere ad uno dei pionieri del BIM, Charles Eastman, che lo ha definito innanzitutto come una tecnologia di modellazione (rappresentazione), ma che include nella nozione di BIM anche, e soprattutto, i processi che permettono di progettare, costruire e gestire un’opera in modo collaborativo (si veda box).

For the purpose of this book (NdR Rafael Sacks, Charles Eastman, Ghang Lee, Paul Teicholz: “BIM Handbook”) we define BIM as a modeling technology and associated set of processes to produce, communicate, and analyze building models. BIM is the acronym of “Building Information Modeling”, reflecting and emphasizing the process aspects, and not of “Building Information Model”.
The objects of BIM processes are building models, or BIM models.
Building models are characterized by:
· Building components that are represented with digital representations (objects) that carry computable graphic and data attributes that identify them to software applications, as well as parametric rules that allow them to be manipulated in an intelligent fashion
· Components that include data that describe how they behave, as needed for analyses and work processes, such as quantity takeoff, specification, and energy analysis
· Consistent and nonredundant data such that changes to component data are represented in all views of the component and the assemblies of which it is a part.

Il BIM ha anche una definizione normativa: la Norma UNI EN ISO 19650-1 definisce il BIM come “utilizzo di una rappresentazione digitale condivisa di un asset per facilitare i processi di progettazione, di costruzione e di esercizio, in modo da creare una base decisionale affidabile”.

In buona sostanza, indipendentemente dalle varie definizioni, i principali concetti che caratterizzano il BIM sono i seguenti:

  • il BIM riguarda la creazione e gestione di una rappresentazione digitale di un’opera (di ingegneria) e dei suoi componenti
  • il BIM si applica a diversi tipi di opere, non solo edifici, ma anche infrastrutture o impianti industriali
  • la rappresentazione digitale non è limitata solo alla fase di progettazione, ma è estesa a tutte le fasi del ciclo di vita dell’opera
  • il BIM riguarda soprattutto la definizione di nuovi processi.

Appalti pubblici e BIM

Il DM 560 del 1° dicembre 2017 (cosiddetto “Decreto BIM” o “Decreto Baratono”) ha definito le modalità e i tempi di progressiva introduzione “dei metodi e degli strumenti elettronici di modellazione” negli appalti di opere pubbliche nell’edilizia e per le infrastrutture.

Il DM 312 del 2 agosto 2021 del Ministero delle Infrastrutture e della Mobilità Sostenibile ha aggiornato questo decreto introducendo alcuni correttivi e specificazioni e rimodulando l’entrata in vigore della obbligatorietà del BIM.

Le attuali scadenze temporali relative alla digitalizzazione degli appalti pubblici sono:

  • 1° gennaio 2022: per le opere di nuova costruzione e interventi su costruzioni esistenti, fatta eccezione per le opere di ordinaria manutenzione di importo a base di gara pari o superiore a 15 milioni di euro
  • 1° gennaio 2023: per le opere di nuova costruzione e interventi su costruzioni esistenti, fatta eccezione per le opere di ordinaria e straordinaria manutenzione di importo a base di gara pari o superiore alla soglia di cui all’articolo 35 del Codice dei Contratti Pubblici
  • 1° gennaio 2025: per le opere di nuova costruzione e interventi su costruzioni esistenti, fatta eccezione per le opere di ordinaria e straordinaria manutenzione di importo a base di gara pari o superiore a 1 milione di euro.

Il SC 3D del CEI

Il SottoComitato 3D del CEI rappresenta l’interfaccia nazionale del SC 3D IEC “Classes, properties and identification of products – Common Data Dictionary (CDD)”.

Il SC 3D si occupa della standardizzazione della rappresentazione delle informazioni tecniche lungo il ciclo di vita di un prodotto, inclusi servizi, dispositivi, sistemi o impianti, con particolare riferimento alle regole, principi e metodi per la codifica digitale delle informazioni tecniche.

Lo scopo del SC 3D, oltre a contribuire all’attività normativa internazionale, è volta anche a contribuire:

  • in generale, allo sviluppo del BIM con un’estensione del modello informativo associato al dominio elettrico per abilitare l’integrazione BIM dei casi d’uso tipici della disciplina elettrica e
  • in particolare, allo sviluppo dello standard IFC (Industry Foundation Classes, v. par. successivo) in ambito internazionale (ISO e IEC).

valorizzando il patrimonio di conoscenza cristallizzato nelle norme tecniche e raccogliendo e veicolando le esigenze degli stakeholder della filiera elettrica.

Nell’ambito specifico del BIM, il CEI ha avviato un proficuo rapporto di collaborazione con IBIMI (Istituto per il BIM in Italia), capitolo italiano di Building Smart International, firmando un protocollo d’intesa finalizzato allo sviluppo di azioni congiunte per promuovere il BIM nel settore elettrico.

Alla guida del SC3D, il Presidente e il Segretario del SC 3D rispettivamente, l’ing. Gianpaolo Monti (BTicino) e il prof. Carlo Zanchetta (Università di Padova).

Interoperabilità e IFC

L’interoperabilità è uno degli aspetti chiave per realizzare il paradigma collaborativo del BIM. Avere la prossimità di scambiare dati in un formato aperto è, in questo senso, un presupposto fondamentale.

Lo schema IFC (Industry Foundation Classes) propone una descrizione standard di un’opera codificata in una norma internazionale (ISO 16739-1:2018). Più precisamente IFC è un modello informativo standard che codifica, in modo logico:

  • identità e semantica (oggetto, nome, funzione…)
  • caratteristiche (materiale, colore, prestazioni…)
  • relazioni tra:
    • oggetti fisici (ad es. muri, solai, finestre, sensori, apparecchiature…)
    • concetti astratti (ad es. prezzi, tempi…)
    • processi (ad es. installazione, manutenzione…)
    • persone (ad es. proprietari, progettisti, appaltatori…)

Lo schema IFC permette uno scambio aperto dei dati, abilitando così la collaborazione tra le varie figure coinvolte nei processi di progettazione, realizzazione, esercizio ed anche dismissione di un’opera, consentendo di scambiare informazioni attraverso un formato standard.

Mondo elettrico e il Common Data Dictionary (CDD)

La capacità di caratterizzare i prodotti in modo astratto è, come detto, un aspetto fondamentale della digitalizzazione dei processi.

Le regole per affrontare in modo sistematico la rappresentazione digitale dei concetti del mondo elettrico sono consolidate da più di vent’anni e sono comuni tra i due organismi di normazione internazionale ISO e IEC (Guida ISO/IEC 77).

In particolare, l’IEC mantiene il Common Data Dictionary (IEC CDD) che è uno standard internazionale (IEC 61360-4 DB) e funge da archivio comune di concetti “elettrici”, basandosi sulla metodologia e il modello informativo della serie di Norme IEC 61360; il CDD IEC intende fornire:

  • un’identificazione univoca di classi e proprietà e loro relazioni
  • una terminologia e definizioni comunemente accettate basate su fonti accettate come le norme tecniche IEC, altre norme tecniche, standard industriali o autorità pubbliche
  • gerarchie di concetti che consentono agli utenti di caratterizzare adeguatamente i loro prodotti e servizi

Partendo da questa risorsa, il SC 3D ha intrapreso un lavoro finalizzato a stabilire la corrispondenza tra le entità “oggetti” (IfcTypeObject e IfcObject) definiti dallo schema IFC (IfcElectricalDomain) e le classi (classes) definite secondo la Norma IEC 61360-1, per il dominio elettrico.

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