AUTHOR: Gianluca Iacovantuono
TUTORS: Prof.ssa Paola Ronca, Arch. Marco Ferri
INTERNSHIP: Tecnicaer S.r.l.
MASTER: Master in BIM Management in construction works a.a 2023/24
L’obiettivo di questa tesi è analizzare e comprendere come l’implementazione della metodologia Building Information Modeling (BIM) possa supportare la progettazione e la gestione di progetti edilizi, con particolare attenzione agli appalti pubblici. L’intento è quello di esplorare i benefici in termini di coordinamento interdisciplinare, riduzione degli errori e ottimizzazione dei costi e dei tempi di costruzione attraverso l’uso del BIM. La tesi analizza la progettazione del complesso edilizio EuSPARC, destinato a ospitare il nuovo acceleratore di particelle dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) di Frascati (RM).
Verrà mostrato come l’impiego del BIM possa migliorare l’efficienza dei processi di progettazione e costruzione, integrando le diverse discipline coinvolte.
La discussione segue da vicino lo stage presso Tecnicaer, che mi ha dato l’opportunità di confrontarmi con scenari reali e di applicare le competenze acquisite durante il master.
Durante lo stage è stato possibile partecipare alla gestione e al coordinamento di un progetto di costruzione utilizzando la metodologia BIM, con particolare attenzione al coordinamento tra le diverse discipline e all’integrazione delle informazioni. Le attività svolte comprendevano principalmente la modellazione architettonica, la gestione federata dei modelli e il coordinamento tra architetti, ingegneri strutturali e ingegneri impiantisti. Questo processo ha permesso di comprendere a fondo l’importanza di una gestione accurata e condivisa delle informazioni per garantire una comunicazione efficace e ridurre al minimo gli errori di progettazione.
Il ruolo di Tecnicaer come coordinatore principale del progetto ha offerto una prospettiva unica sulla complessità del coordinamento interdisciplinare e sull’importanza di garantire la conformità normativa attraverso una gestione accurata delle informazioni.
La scelta del progetto EuSPARC come caso di studio è nata dal desiderio di esplorare in dettaglio l’efficacia della metodologia BIM nella gestione di progetti pubblici di alto profilo tecnico, che richiedono un elevato grado di integrazione e coordinamento tra numerosi attori e discipline.
Il gruppo di lavoro era infatti composto da 76 professionisti che coprivano 94 funzioni diverse. Il BIM ha permesso la creazione di un modello informativo condiviso tra tutti gli attori coinvolti, consentendo una migliore gestione delle modifiche progettuali e delle interferenze tra le diverse componenti dell’opera. In questo contesto, il BIM non ha svolto solo un ruolo tecnico, ma ha avuto anche un impatto positivo nella gestione strategica del progetto, grazie alla sua capacità di ottimizzare la pianificazione e ridurre i rischi di costi e tempi.
Il caso di studio si è rivelato particolarmente interessante per capire come l’approccio BIM possa essere applicato ai progetti di infrastrutture scientifiche, caratterizzati principalmente da requisiti di precisione degli impianti molto elevati.
Uno degli aspetti principali del progetto EuSPARC è stato l’utilizzo del modello federato per il coordinamento tra le diverse discipline coinvolte: architettura, ingegneria strutturale e ingegneria dei sistemi (MEP – Mechanical, Electrical, Plumbing). Il modello federato ha permesso di combinare i contributi progettuali di ogni disciplina in un unico modello, con un monitoraggio continuo delle interferenze e dei relativi conflitti, consentendo di individuare e risolvere tempestivamente le sovrapposizioni tra elementi strutturali, impiantistici e architettonici, riducendo così al minimo gli errori in fase di costruzione e ottimizzando i tempi di realizzazione.
Un altro punto di forza è stato il ruolo del BIM nella gestione delle informazioni, che ha facilitato la collaborazione tra tutte le parti interessate coinvolte nel progetto, sia durante la fase di raccolta dei documenti sia durante la fase di progettazione. La condivisione delle informazioni attraverso un ambiente di condivisione dei dati (DSC) ha garantito che tutti i team avessero accesso agli aggiornamenti in tempo reale, migliorando la trasparenza e la coerenza del processo. Questo ha permesso di rispondere in modo agile ai cambiamenti e alle esigenze del progetto, aumentando la qualità del risultato finale e la fiducia degli stakeholder.
Il progetto EuSPARC si è distinto anche per l’attenzione agli aspetti di sostenibilità ed efficienza energetica. Gli edifici del complesso sono stati progettati utilizzando materiali ecosostenibili, con l’integrazione di soluzioni per l’energia pulita, come l’installazione di pannelli solari e sistemi di recupero e riutilizzo dell’acqua piovana. L’attenzione alla sostenibilità ha ridotto l’impatto ambientale del progetto e ha contribuito a creare un ambiente di lavoro più confortevole e salutare per i futuri occupanti del complesso.
Un elemento di particolare interesse riguarda la gestione delle condizioni ambientali interne, fondamentale per il corretto funzionamento dell’acceleratore di particelle e per garantire adeguate condizioni di sicurezza al personale di ricerca e ai tecnici che operano nel sistema. L’adozione di tecnologie avanzate per il controllo delle condizioni climatiche interne ha permesso di creare un ambiente stabile, necessario e richiesto per l’accuratezza degli esperimenti scientifici che verranno condotti.
Il progetto EuSPARC ha dimostrato chiaramente come l’approccio BIM possa non solo migliorare la qualità tecnica del progetto, ma anche contribuire all’ottimizzazione dei processi di gestione, alla riduzione dei costi e alla minimizzazione dei rischi. L’applicazione della metodologia BIM in questo contesto si è rivelata una scelta strategica per affrontare la complessità tecnica e gestionale di un’opera pubblica di rilevanza internazionale.
L’utilizzo di un modello federato e di un ambiente comune di condivisione dei dati (CDE) ha garantito una gestione accurata e coerente delle informazioni durante l’intero ciclo di vita del progetto.
L’esperienza maturata nel progetto EuSPARC ha evidenziato la necessità di continuare a investire nella formazione e nell’aggiornamento delle competenze per sfruttare appieno il potenziale offerto dalla digitalizzazione del settore delle costruzioni. Durante il mio stage presso Tecnicaer, ho avuto l’opportunità di partecipare a diverse sessioni di formazione interne ed esterne, che mi hanno permesso di sviluppare le mie competenze nell’uso del BIM. Questa formazione continua è stata fondamentale per aumentare la mia competenza nell’uso degli strumenti digitali e per prepararmi alle sfide future nel settore delle costruzioni. Sono diventato più consapevole dell’importanza dell’apprendimento continuo per migliorare la qualità del lavoro e garantire l’efficacia dei processi di progettazione e costruzione.
Tuttavia, l’implementazione del BIM ha anche evidenziato alcune sfide, come la necessità di garantire l’interoperabilità tra i diversi software e di formare adeguatamente il personale di cantiere all’uso di strumenti digitali avanzati. Nonostante queste difficoltà, l’approccio collaborativo del BIM è stato un aspetto chiave per il successo del progetto EuSPARC, fornendo una piattaforma che ha facilitato il coordinamento tra le diverse discipline e migliorato l’efficienza dei processi decisionali.
In prospettiva, il progetto ha evidenziato l’importanza di un’adozione ben pianificata e diffusa del BIM nei futuri progetti edilizi, con particolare attenzione alla formazione e allo sviluppo delle competenze degli operatori. L’uso del BIM ha mostrato anche il potenziale per migliorare la sostenibilità e l’efficienza energetica degli edifici, grazie alla possibilità di integrare le analisi ambientali fin dalle prime fasi della progettazione.
In conclusione, il progetto EuSPARC è un esempio significativo di come il BIM possa supportare la gestione integrata delle informazioni e garantire un elevato livello di efficienza in progetti edilizi complessi. La collaborazione tra diverse discipline in un ambiente BIM ha migliorato la qualità complessiva del progetto e ridotto il rischio di errori durante le fasi di progettazione. Questa esperienza mi ha motivato a continuare a sviluppare le mie competenze nel campo del BIM e a promuovere l’adozione di questa metodologia nei progetti futuri a cui parteciperò.
Figura 1. Planimetria progetto EuSPARC
FOR INTERNATIONAL STUDENTS
The aim of this thesis is to analyze and understand how the implementation of the Building Information Modeling (BIM) methodology can support the design and management of construction projects, with particular attention to public procurement. The intent is to explore the benefits in terms of interdisciplinary coordination, error reduction and optimization of construction costs and times through the use of BIM. The thesis analyzes the design of the EuSPARC building complex, intended to host the new particle accelerator of the National Institute for Nuclear Physics (INFN) in Frascati (RM).
It will be shown how employing BIM can improve the efficiency of design and construction processes by integrating the different disciplines involved.
The discussion closely follows the internship at Tecnicaer, that gave me the opportunity to engage in real world scenarios and apply the skills acquired during the master’s program.
During the internship, it was possible to participate in the management and coordination of a construction project using BIM methodology, with a focus on coordination between different disciplines and information integration. The activities performed mainly included architectural modeling, federated model management, and coordination between architects, structural engineers, and MEP engineers. This process provided a thorough understanding of the importance of accurate and shared information management to ensure effective communication and minimize design errors.
Tecnicaer’s role as the main project coordinator offered a unique perspective on the complexity of interdisciplinary coordination and the importance of ensuring regulatory compliance through accurate information management.
The choice of the EuSPARC project as a case study stemmed from the desire to explore in detail the effectiveness of the BIM methodology in the management of public projects with a high technical profile, which requires a high degree of integration and coordination among numerous actors and disciplines.
The working group consisted in fact of 76 professionals who covered 94 different functions. BIM enabled the creation of a shared information model among all the actors involved, allowing better management of design changes and interferences between the different components of the work. In this context, BIM not only played a technical role, but also had a positive impact in strategic project management due to its ability to optimize planning and reduce cost and time risks.
The case study proved itself as particularly interesting in understanding how the BIM approach can be applied to scientific infrastructure projects, which are mainly characterized by very high MEP precision requirements.
One of the main aspects of the EuSPARC project was the use of the federated model for coordination among the different disciplines involved: architecture, structural engineering, and systems engineering (MEP – Mechanical, Electrical, Plumbing). The federated model made it possible to combine the design contributions of each discipline into a single model, with continuous monitoring of interferences and related conflicts, allowing early identification and resolution of overlaps between structural, plant, and architectural elements, thus minimizing errors during the construction phase and optimizing construction time.
Another highlight was the role of BIM in information management, which facilitated collaboration among all stakeholders involved in the project, both during the the document collection phase and the design phase. Sharing information through a Data Sharing Environment (DSC) ensured that all teams had access to updates in real time, improving the transparency and consistency of the process. This allowed for agile response to changes and project needs, increasing the quality of the end result and stakeholder confidence.
The EuSPARC project also stood out for its focus on sustainability and energy efficiency aspects. The buildings in the complex were designed using environmentally sustainable materials, with the integration of clean energy solutions, such as the installation of solar panels, and rainwater recovery and reuse systems. The focus on sustainability reduced the environmental impact of the project and helped create a more comfortable and healthier working environment for the future occupants of the complex.
An element of particular interest concerns the management of indoor environmental conditions, which is crucial for the proper operation of the particle accelerator and to ensure adequate safety conditions for research personnel and technicians operating the system. The adoption of advanced technologies to control indoor climatic conditions has made it possible to create a stable environment, which is necessary and required for the accuracy of the scientific experiments that will be conducted.
The EuSPARC project has clearly shown how the BIM approach can not only improve the technical quality of the project, but also contribute to the optimization of management processes, cost reduction, and risk minimization. The application of BIM methodology in this context has proven to be a strategic choice for dealing with the technical and managerial complexity of a public work of international significance.
The use of a federated model and a common data sharing environment (CDE) has ensured accurate and consistent information management throughout the project lifecycle.
The experience gained in the EuSPARC project highlighted the need to continue investing in training and skills upgrading in order to take full advantage of the potential offered by the digitization of the construction sector. During my internship at Tecnicaer, I had the opportunity to participate in several internal and external training sessions, which allowed me to develop my skills in the use of BIM. This ongoing training was instrumental in increasing my proficiency in using digital tools and preparing me for future challenges in the construction industry. I have become more aware of the importance of continuous learning to improve the quality of work and ensure the effectiveness of design and construction processes.
However, the implementation of BIM has also highlighted some challenges, such as the need to ensure interoperability between different software and to adequately train site staff to use advanced digital tools. Despite these difficulties, the collaborative approach of BIM was a key aspect for the success of the EuSPARC project, providing a platform that facilitated coordination between different disciplines and improved the efficiency of decision-making processes.
Looking forward, the project highlighted the importance of well-planned and widespread adoption of BIM in future construction projects, with particular emphasis on training and skill development for practitioners. The use of BIM also showed the potential for improving the sustainability and energy efficiency of buildings, thanks to the possibility of integrating environmental analyses from the earliest stages of design.
In conclusion, the EuSPARC project is a significant example of how BIM can support integrated information management and ensure a high level of efficiency in complex construction projects. Collaboration between different disciplines in a BIM environment improved the overall quality of the project and reduced the risk of errors during the design phases. This experience has motivated me to continue developing my skills in the field of BIM and to promote the adoption of this methodology in future projects in which I will participate.