Progettazione BIM degli impianti: come funziona e quali sono i vantaggi principali

Che cos’è la progettazione BIM degli impianti e a cosa serve

La progettazione BIM degli impianti, conosciuta più tecnicamente come progettazione BIM MEP, è un processo sempre più diffuso e centrale nella progettualità edilizia che integra le dinamiche di modellazione degli impianti meccanici, elettrici e idraulici di un edificio (MEP, Mechanical, Electrical, Plumbing) con l’uso di modelli informativi digitali e tridimensionali (BIM-Building Information Modeling), al fine di migliorare l’efficienza della collaborazione tra progettisti, ridurre gli errori, ottimizzare le prestazioni e gestire in modo più efficace l’intero ciclo di vita di una struttura.

Applicare la progettazione BIM MEP nella costruzione o nella ristrutturazione di un edificio e dei suoi impianti serve ad efficientare tutti i processi progettuali, in particolare:

• collaborazione migliorata tra i professionisti coinvolti nel progetto (architetti, ingegneri strutturali, tecnici impiantisti) grazie all’uso di un modello BIM integrato;
• riduzione di errori progettuali grazie alla visualizzazione 3D e all’analisi dei modelli MEP integrati nel modello BIM, che permettono di individuare preventivamente e risolvere eventuali interferenze e problemi di compatibilità tra i diversi impianti;
• ottimizzazione delle prestazioni degli impianti basata sulla modellazione BIM, con conseguente miglioramento in termini di efficienza energetica, usabilità e funzionalità dell’edificio;
• gestione efficiente delle informazioni e della documentazione tecnica relativa agli impianti, con l’utilizzo del modello BIM in qualità di repository integrata per facilitare le operazioni di controllo e manutenzione dell’immobile e degli impianti;
• contenimento dei costi di costruzione dovuto alla maggiore precisione dei modelli di progettazione BIM MEP nel calcolare e stimare le spese di budget per gli impianti;
• maggiore sostenibilità energetica della struttura grazie a strategie di modellazione BIM degli impianti pensate anche per ridurre l’impatto ambientale dell’edificio.

Progettare con BIM impianti meccanici, elettrici e idraulici: 3 vantaggi organizzativi

La progettazione BIM degli impianti meccanici, elettrici e idraulici di un’opera edile apporta numerosi vantaggi organizzativi al lavoro dei progettisti attivi in campo edilizio. È possibile individuare tre principali vantaggi della progettazione BIM applicata in ambito MEP:

1. Collaborazione integrata ed efficiente

• condivisione e utilizzo di un modello BIM onnicomprensivo (include tutti i modelli di ogni specifica progettazione impiantistica), detto modello federato, per lavorare in un unico ambiente digitale 3D aggiornato in tempo reale;
• coordinamento interdisciplinare in ogni fase del progetto, integrando informazioni relative a tempi di costruzione (4D), costi e computo metrico (5D), sostenibilità (6D) e gestione del ciclo di vita (7D);
• riduzione di tempi, costi e margini d’errore con l’uso di strumenti di clash detection tridimensionali per visionare il progetto in anteprima e permettere di identificare e risolvere le interferenze tra impianti ed elementi strutturali, spesso causa di ritardi e modifiche onerose in corso d’opera.

2. Ottimizzazione progettuale con gli strumenti digitali

• progettazione e modellazione 3D parametrica di tubazioni, condotti, cablaggi e altri impianti strutturali con caratteristiche parametrizzate e monitorabili;
• generazione automatica di tavole e schemi di impianto, modelli 2D e 3D, computi metrici e report di dati, connessi al modello BIM integrato e aggiornato in itinere;
• analisi e simulazioni eseguite direttamente sul modello BIM (analisi termiche, flussi di aria e acqua, valutazioni energetiche, etc.) per ottimizzare le prestazioni degli impianti e progettare edifici sempre più sostenibili;
• gestione dati integrata per creare rappresentazioni digitali dettagliate, con l’ausilio di file in formati interoperabili (come IFC) per uno scambio fluido di informazioni tra diversi applicativi.

3. Convenienza operativa ed economica

• riduzione dei tempi di progettazione, valutazione, costruzione e manutenzione del progetto edilizio nella sua interezza e controllo integrato dei costi di sviluppo e gestione del progetto in tutto il ciclo di vita;
• maggiore qualità complessiva del progetto e valutazioni più precise e dettagliate nei suoi aspetti tecnici e funzionali;
• gestione efficiente delle informazioni e dei documenti reportistici relativi al progetto in un unico database integrato nel modello BIM di progettazione degli impianti.

Building Information Model: le norme di riferimento per la progettazione BIM

La progettazione BIM è disciplinata da due principali fonti normative:

1. D.Lgs. 36/2023, che stabilisce le regole per l’obbligatorietà, il contesto tecnico, legale e applicativo per l’adozione del BIM negli appalti pubblici;
2. norme tecniche UNI 11337, che forniscono linee guida operative per implementare efficacemente la metodologia BIM, comprese le specificità della progettazione degli impianti.

Le principali caratteristiche del D.Lgs.36/2023 (o Nuovo Codice dei Contratti Pubblici) sono:

1. obbligatorietà progressiva di metodi e strumenti di gestione informativa digitale delle costruzioni per gli appalti pubblici, in particolare dal 1 gennaio 2025 l’obbligo si estende a tutti i contratti per lavori pubblici con importo base pari o superiore a 1 milione di euro;
2. dotazione di metodi e strumenti BIM secondo l’Art. 43 e l’Allegato I.9 del decreto, che stabiliscono rispettivamente la necessità per le stazioni appaltanti di adottare software e strumenti digitali adeguati alla progettazione BIM (anche in ambito MEP) e indicazioni su come implementarli correttamente, attraverso:
   • capitolati informativi, documentazione che formalizza gli obiettivi e i requisiti relativi all’uso del modello BIM;
   • ambiente di condivisione dati (ACDat/CDE) per la gestione collaborativa e lo scambio dei dati del progetto;
   • modelli OpenBIM e IFC (Industry Foundation Classes) per l’interoperabilità multidisciplinare in fase di progettazione impiantistica.

Le Norme UNI 11337 fungono da ponte tra le indicazioni del D.Lgs. 36/2023 e le effettive pratiche operative in termini di progettazione, regolando alcuni aspetti tecnici specifici della gestione informativa digitale:

• UNI 11337-1:2017, forniscono principi generali, terminologia e definizioni chiave per la gestione digitale delle informazioni, come il concetto di livelli di fabbisogno informativo” (LOIN), utili per definire il grado di dettaglio geometrico e informativo richiesto per gli elementi di impiantistica meccanica, elettrica e idraulica;
• UNI 11337-4:2017, stabiliscono i livelli di dettaglio (LOD) di modelli e oggetti progettuali (inclusi gli impianti), indicandone le dinamiche evolutive per quanto concerne le informazioni geometriche e non geometriche;
• UNI 11337-5:2017, descrivono le modalità di definizione dei requisiti e dei flussi informativi da parte del committente mediante capitolato informativo (la redazione è regolata dalle UNI 11337-6:2017), incluse indicazioni sulla clash detection e sulla gestione delle interferenze;
• UNI 11337-7:2018, definiscono i profili professionali chiave della progettazione BIM, cioè il BIM Manager (responsabile gestionale e strategico), il BIM Specialist (esperto d’implementazione e modellazione di singoli aspetti progettuali) e il BIM Coordinator (coordinatore delle specifiche attività di progettazione BIM nel modello federato, incluso lo sviluppo MEP).

Progetti BIM per la realizzazione degli impianti: come funziona il software di progettazione

Per garantire una progettazione BIM degli impianti realmente integrata e funzionale è necessario adottare strumenti digitali adeguati, in particolare software specifici dotati di tutte le caratteristiche tecniche necessarie a garantire fluidità ed efficienza in ogni fase di sviluppo di un progetto in BIM modeling.

Le caratteristiche tecniche e digitali indispensabili per un software di progettazione e modellazione BIM sono:

1. modellazione 3D parametrica e intelligente
   • oggetti parametrici e geometrie 3D intelligenti (valvole, tubazioni, terminali d’aria, pannello elettrico, etc.) contenenti informazioni e parametri modificabili (per dimensioni, materiali, prestazioni, produttore, codice articolo, costi) la cui modifica aggiorna automaticamente sia la geometria sia le proprietà associate;
2. calcolo e dimensionamento integrati
   • calcoli in tempo reale direttamente all’interno del modello BIM, specifici per disciplina (perdite di carico di condotti e tubazioni, bilanciamento flussi d’aria, dimensionamento cavi elettrici e delle protezioni, calcolo dei carichi termici e frigoriferi, etc.);
   • dimensionamento automatico ottimale di tubazioni, condotti, cavi, terminali e apparecchiature in relazione alle relative normative da osservare e alle prestazioni progettuali desiderate;
3. rilevamento delle interferenze (o clash detection)
   • controllo automatizzato per l’individuazione di possibili interferenze, collisioni o sovrapposizioni tra diversi elementi impiantistici, oppure tra impianti ed elementi architettonici e strutturali;
   • generazione di report dettagliati delle interferenze, indicandone localizzazione, elementi coinvolti e strumenti idonei per intervenire e tracciarne la risoluzione;
4. generazione automatica della documentazione tecnica
   • creazione di piante, sezioni, prospetti, assonometrie, computi metrici e schemi di impianto collegati al modello federato di progettazione tridimensionale;
5. interoperabilità e gestione aperta e collaborativa
   • importazione ed esportazione di modelli aperti di progettazione impiantistica, permettendo lo scambio di dati e informazioni tra applicativi tecnici diversi ma integrati con l’uso dell’IFC e di modelli OpenBIM (es. integrazione tra software di progettazione BIM MEP e software per il calcolo strutturale);
   • integrazione dati supportando anche altri formati come DWG/DXF (per il CAD 2D) e GBXML (per l’analisi energetica);
   • ambiente di condivisione dati (CDE) per integrare la gestione collaborativa del modello BIM su diverse piattaforme.
6. visualizzazione progettuale
   • rendering e animazioni realistiche dei sistemi impiantistici per consentire una migliore comprensione visuale del progetto;
   • esplorazione tridimensionale del progetto mediante strumenti di navigazione immersiva (es. impiego di VR e AR).

BIM MEP Coordinator, l’esperto della progettazione degli impianti in BIM modeling

La figura del BIM MEP Coordinator è responsabile del coordinamento della gestione di tutti gli aspetti operativi, organizzativi e disciplinari nella progettazione edilizia, in particolare della corretta armonizzazione della progettazione degli impianti con il modello integrato di Building Information Modeling, collocandosi tra il BIM Manager, punto di riferimento strategico del progetto a livello aziendale o di commessa, e i BIM Specialist, professionisti esperti nella modellazione di specifici elementi progettuali (es. progettazione degli impianti idraulici o elettrici).

Nella progettazione BIM degli impianti in edilizia, le principali responsabilità del BIM MEP Coordinator riguardano:

• verifica dell’integrazione e della coerenza dei modelli impiantistici con i modelli progettuali (architettonico, strutturale, infrastrutturale);
• individuazione, gestione e risoluzione delle possibili interferenze tra componenti impiantistici (tubazioni, condotti, cavi, apparecchiature) e gli elementi architettonici e strutturali;
• verifica della qualità del modello BIM per la progettazione degli impianti dal punto di vista geometrico e informativo, nel rispetto dei requisiti del capitolato informativo in termini di livelli di fabbisogno informativo (LOIN) e livelli di dettaglio (LOD);
• implementazione degli standard di lavoro BIM in maniera condivisa tra tutti i team coinvolti nella progettazione;
• supervisione del corretto caricamento e aggiornamento dei modelli disciplinari (come il modello per gli impianti MEP) all’interno dell’ambiente di lavoro condiviso tra tutti i progettisti (ACDat/CDE);
• redazione di reportistica e documentazione sullo stato di sviluppo del progetto e dei singoli modelli progettuali, con informazioni dettagliate sulle procedure attuate per la loro corretta integrazione.

Un BIM MEP Coordinator deve padroneggiare competenze verticali su questa metodologia di progettazione integrata:

• conoscenza tecnica degli impianti edilizi di natura meccanica, elettrica e idraulica e relative pratiche progettuali, caratteristiche di funzionamento e norme di riferimento (HVAC, idraulici, elettrici, antincendio, gas);
• competenza nell’uso di software BIM con funzioni di integrazione per la corretta progettazione di modelli impiantistici, garantendo coordinamento tecnico-operativo, organizzazione multidisciplinare e clash detection;
• conoscenza degli standard BIM e delle normative tecniche nazionali (UNI 11337) e internazionali (ISO 19650) per la gestione dei modelli informativi di progettazione edilizia integrata e interoperabile.

Namirial BIM, il software integrato e completo di modellazione e progettazione edilizia

Modellazione tridimensionale e progettazione integrata sono i due pilastri fondamentali di Namirial BIM, il software completo, innovativo e intuitivo che supporta i progettisti esperti di impiantistica e di edilizia con tutti gli strumenti digitali necessari allo sviluppo di modelli precisi, affidabili, condivisi e complementari.

Namirial BIM nasce dalla collaborazione con Graphisoft e dal potenziamento delle funzioni di Archicad, racchiuse in un unico software che offre molteplici vantaggi in un ambiente operativo integrato:

• progettazione e modellazione 2D/3D semplificata da un’interfaccia intuitiva;
• interoperabilità tra file progettuali di formati diversi (IFC, PLN, DWG/DXF);
• modellazione architettonica e impiantistica con strumenti specifici integrati;
• rendering e stili tridimensionali di visualizzazione dei progetti creati;
• gestione integrata di librerie di oggetti BIM all’interno del modello di lavoro;
• redazione automatica di documentazione tecnica (planimetrie, sezioni, layout, etc.);
• integrazione di add-on tematici al software per ampliarne le funzioni base, come l’applicativo specifico per la progettazione BIM degli impianti, che include:

• interoperabilità di file progettuali multi-formato ed esportazione di dati e tavole tecniche dettagliate in DWG, DFX e PDF;
• editing progettuale intuitivo dei modelli impiantistici con aggiornamento in tempo reale del modello federato BIM ad ogni modifica;
• visualizzazione tridimensionale del modello progettuale con clash detection integrato e automatizzato.

Con Namirial BIM, parte della vasta gamma di soluzioni tecnologiche per l’edilizia di Namirial, puoi semplificare tutte le dinamiche di progettazione e modellazione impiantistica e strutturale sfruttando le potenzialità di Archicad in un unico ambiente di lavoro integrato e interoperabile, ottimizzando costi e tempistiche organizzative e massimizzando l’accuratezza tecnico-operativa dei modelli tridimensionali.