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LABORATORIO DI PROGETTO E COSTRUZIONE DELL'ARCHITETTURA
Proff. Ezio Arlati, Giovanni Calda, Marco Torri
Collaboratori: M. Cartone, M, Cattaneo, A.Folghera, S. Gioacchini, C. Capri, A. Sacchetti
Sottotitolo: Modellazione BIM – Building Information Modeling di Strutture e Parti d’Opera.
L’attività didattica del Laboratorio di Progetto e Costruzione dell'Architettura è orientato a far sperimentare il metodo e l’attività pratica del progetto integrato che risolve le scelte tecnologiche (procedimenti costruttivi che generano prestazioni confrontate a requisiti), strutturali (analisi dello schema e verifica della risposta alle sollecitazioni) e impiantistiche (comfort, risparmio e produzione energetica), dalla fase preliminare alla fase esecutiva, su un tema proposto dai docenti e descritto nel “Programma di Progetto”. L’insegnamento prevede le comunicazioni introduttive dei docenti e la bibliografia di riferimento sui principali concetti per i tre settori disciplinari, la somministrazione del tema dell’esercizio di progetto, finalizzate a formare la "base di conoscenza” per le scelte progettuali che lo studente proporràmotivandole; lo scopo è fargli acquisire l’attitudine a valutare la fattibilità costruttiva, la capacità di ‘visione’ interdisciplinare tra aspetti tipologico e di linguaggio, tecnico-costruttivi e strutturali, fisico-ambientali e normativi. Parte delle comunicazioni e degli interventi di assistenza al progetto dei docenti saranno in lingua inglese, senza traduzione.
Il Laboratorio propone agli studenti un approccio rigoroso per la definizione esplicita degli obiettivi e dei vincoli di progetto, delle risorse disponibili e del contesto di riferimento fisico e normativo cui le soluzioni progettuale devono attenersi, per la conoscenza analitica delle specificità architettoniche e costruttive dell’edificio esistente assunto come tema di progetto, al fine della sua conservazione e valorizzazione. La scelta di apprendere a intervenire su un edificio esistente è motivata dalla realtà professionale già in atto, rivolta per circa l’80% alla rigenerazione urbana ed edilizia dell’enorme patrimonio edilizio pregresso italiano.
Il paradigma della valorizzazione applicato ad un edificio esistente, specie se di valore storico o architettonico, ha lo scopo di far apprendere la considerazione degli aspetti di fattibilità economica di un intervento confrontata alle risorse disponibili, di costi di manutenzione e gestione, cioè di sostenibilità tecnologica e ambientale lungo l’intero ciclo di vita: motivi ispiratori di un approccio realistico alla progettazione architettonica, consapevole della necessità di confronto con le motivazioni imprenditoriali. L’obiettivo della valorizzazione pone lo studente di fronte alla necessità di misurarsi col progetto a partire dalla considerazione dei fattori economici, integrandone i requisiti nel quadro dei paradigmi di decisione.
Il progetto di Laboratorio consisterà nella costituzione del modello digitale BIM – Building Information Modelling, il cui metodo cognitivo e le tecnologie di “Modellazione digitale, Tridimensionale, Orientata a Oggetti, Parametrica” dell’edificio, verrà quindi insegnato attraverso moduli didattici contestuali al Laboratorio. Inoltre i modelli digitali di progetto elaborati dagli studenti potranno avvalersi anche dello standard di trasferimento tra ambienti software dei modelli digitali e dei relativi dati - quali i simulatori – per mezzo dello Standard di linguaggio IFC – Industry Foundation Classes di BuildingSMART International, ISO 16739 – 2013; E,U, 2016), i cui fondamentali aspetti concettuali e applicativi saranno illustrati.
L’aspetto strutturale mira ad impostare un progetto integrato architettonico- strutturale facendo uso del calcestruzzo armato, dell’acciaio, della muratura e del legno, i cui comportamenti si presuppongono noti dal corso di Tecnica delle Costruzioni. Si procede ad un’analisi dello schema strutturale dell'edificio e alla sua ottimizzazione mirate a rendere esecutivo strutturalmente il tema progettuale. S’introducono le comuni modellazioni di calcolo per la risoluzione di strutture complesse, i criteri di pre - dimensionamento ottimizzato e le successive verifiche della sicurezza in conformità agli Eurocodici e al quadro normativo vigente tenuto altresì conto degli aspetti antisismici. Si procede ad una scelta degli elementi strutturali da verificare, all’analisi delle azioni, alla determinazione dei diagrammi di inviluppo e alla verifica di alcuni elementi strutturali significativi (fondazioni e strutture portanti). Si fa cenno ai più comuni programmi di calcolo informatizzato anche agli elementi finiti.
L'aspetto della progettazione energetica impiantistica prevede lo studio delle nuove tecnologie costruttive finalizzate al risparmio energetico e la progettazione degli impianti ad esso legato. Le applicazioni nel progetto di fattori di innovazioni tecnologica verranno gestite con l’ausilio e lo sviluppo di modelli digitali basati su software BIM (3D, orientati a oggetti, parametrici e interoperabili IFC), di calcolo e di simulazione energetica; l’approccio con la concezione di progetto terrà conto delle normative, in materia, e degli sviluppi impiantistici futuri di un edificio sempre più sostenibile. Durante le sessioni di verifica dei loro elaborati, potranno essere rivolti agli allievi quesiti d’approfondimenti e dettaglio sulle tecniche del proporzionamento e della verifica di elementi strutturali, nonché degli assunti tecnologici e/o impiantistici legati al risparmio energetico e delle funzioni/prestazioni degli elementi considerati nella loro singolarità o interazione all’interno dell’organismo progettato.
Lo studente dovrà elaborare una soluzione di progetto architettonico e tecnico-costruttivo applicando i paradigmi di sostenibilità ambientale e di risparmio energetico indicati nel ”programma di progetto” definendone le soluzione sui principali requisiti in relazione all'impianto strutturale e alla concezione impiantistica, descrivendone gli assunti spaziali e funzionali, i materiali / componenti / sistemi adottati fino alla rappresentazione esecutiva dei principali nodi. Il tema di progetto sarà sviluppato in tre successive livelli di approfondimento che chiamiamo “preliminare, definitivo, esecutivo”; coincideranno con le verifiche intermedie del lavoro degli studenti, di cui verranno specificati gli elaborati in forma di prescrizioni per gli studenti. La valutazione del processo di apprendimento e maturazione del progetto degli studenti si articolerà nelle tre fasi, prevede l’allestimento di elaborati intermedi, progressivamente rappresentati con tecnologia BIM, la cui maturazione contribuirà a determinare il voto finale d’esame, basato sull’avanzamento di progetto degli elaborati finali (ogni livello sarà sottoposta ai docenti in forma digitale su un CD – DVD).
Una parte delle comunicazioni e degli interventi di assistenza all’esercizio di progetto dei docenti saranno in lingua inglese, senza traduzione.
Il tema progettuale proposto dalla docenza è la “Modellazione BIM di un edificio di valore storico – architettonico esemplare, il cui corpo architettonico, specie l’involucro esterno, sia indagato per comprenderne la consistenza dello stato di fatto inrapporto alla sua conservazione”, capace di interpretare le variazioni delle sue caratteristiche o del suo assetto, attraverso le prestazioni delle sue principali parti d’opera, quali l’involucro, la copertura, le aperture. Il tema del Corso sarà un edificio monumentale prestigioso; sarà sviluppato con il supporto di un Ambiente informatico e di strumenti software atti a rappresentare la base dati di riferimento, si cui operare valutazioni e simulazioni che ottimizzino i principali aspetti di rilevo e l’approccio di conservazione. Le soluzioni del progetto architettonico elaborate dagli studenti dovranno avvalersi anche del supporto di tecnologie BIM, i cui fondamentali aspetti concettuali e applicativi nonché la bibliografia saranno illustrati dalla docenza con lezioni dedicate attraverso una fase di ’training’. Si introdurrà un programma software di rappresentazione ed elaborazione per la modellazione digitale BIM con cui svolgere il tema di rilievo/progetto assegnato, integrato da altri strumenti atti a formare una catena di progressivo arricchimento e trasferimento degli insiemi di dati impiegati nella modellazione digitale BIM, integrata al Sistema Informativo di conservazione che descrive i sistemi di attributi delle parti d’opera fino al dettaglio. Verrà illustrata e fatta praticare agli studenti la rete di connessioni che strutturano l’insieme dei dati generati in un modello digitale di architettura, quindi la loro migrazione attraverso formati diversi lungo il processo di conservazione, anche per la gestione e manutenzione degli edifici costruiti.
Verrà introdotta la pratica dell’interoperabilità su Standard IFC – Industry Foundation Classes che ha lo scopo di convertire i modelli progettuali digitali in un formato leggibile da gran numero di programmi software specialistici, quali la simulazione energetica, strutturale, acustica, di computo e programmazione dei lavori per gli interventi di manutenzione, conservazione programmata, eventualmente restauro. La bibliografia puntuale e la relativa documentazione sull’Interoperabilità IFC verranno indicate
La bibliografia puntuale e la relativa documentazione sull’Interoperabilità IFC verranno indicate dalla docenza durante lo svolgimento del Laboratorio.
A significant part of the teachers’ communications and assessment activity of the students’ assigned homework will be spoken in Italian and English, without any translation.
Bibliografia di riferimento:
Chuck Eastman, Paul Teicholz, Rafael Sacks, Katleen Liston: BIM Handbook. John Wiley & Sons Hoboken, 2008
Peter Barnes, Nigel Davies: BIM in Principle and in Practice. Institution of Civil Engineers. Westminster London )
Republic of Finland, Senate Properties: BIM Requirements 2007, Volume 1 General Part, altri fino a Volume 9 MEP Analysis.
N B S – National BIM Report 2013. RIBA Enterprises LtD. National BIM Library )
Her Majesty Cabinet Office. Government Construction Strategy, 2011
Tedeschi A. AAD – Algorithms Aided Design – Parametric Strategies using Grasshopper. Le Penseur Publisher, Brienza
Arlati E. la Strategia di Digitalizzazione del Governo Britannico per l’intera Filiera delle Costruzioni. Rivista Ingenio n° 8.
Arlati E. La Strategia del Governi di Sua Maestà. Rivista Ingenio n° 12.
Arlati E. Giallocosta G. Questioni di Metodo sull’Interoperabilità in Architettura. AIRS Associazione Italiana per la Ricerca sui Sistemi4° Congresso Nazionale. 2007
Arlati E. Bigoni S. Clarizia M. Gatto G, Graziano P. Mansueto G. Roberti L. Developing Resources’ Potentials for Service-critical Public Buildings. Edizione in corso
Arlati E. Clarizia M. Gatto G, Graziano Miucci M. Roberti L. Vigani F. Modelli Digitali per l’Architettura Storica tra Tipologia e Peculiarità Individuale - Il caso della Chiesa della Certosa di Pavia. Edizione in corso.
Arlati E. Barone A. Calda G. Cammarata A. Caterina Capri C. Folghera A. Gioacchini A. Santi M. Scansani A. Torri A. Marco M. Al servizio dei Pellegrini: Modelli Digitali del Santuario di Lourdes per la Conservazione e la Formazione - Sperimentare i Vantaggi della Modellazione sul Patrimonio Architettonico di Lourdes
English Abstract:
Computer-Aided Architectural Design – BIM interoperable technologies applications
The main scope of the Course is to educate students to acquire the ability for constructive feasibility, the application of interdisciplinary ‘vision’ connecting building’s sustainability to architectural requisites, the main constructive and technological details of which have to be inquired. The proposed design theme will concern: “ BIM Modelling of an exemplary architecture typical of historical buildings, the built body of which will be inquired in order to understand the thermal & energetic regime embedded in the original materials and building techniques, in order to understand the issues related to its planned conservation”. The design proposals will have to be modeled by BIM – Building Information Modelling methods and technologies within software environments and tools(3D, object oriented, parametric, interoperable on IFC - Industry Foundation Classes - BuildingSMART International Standard), that will be progressively introduced and trained during the Course.
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