SIMPLIFIED BUILDING ENERGY MODELING.

Charles Eastman, docente nel College of Architecture and Computer Science in Georgia, fondatore del gruppo ACADIA, nonché voce autorevole dei più importanti scritti nel mondo del BIM, sintetizza in una delle sue ultime opere il Building Information Modeling in tre aggettivi:

- Rapido

- Economico

- Bello

In quest'ultimo intende racchiudere (è lui stesso a dircelo nel volume "a guide to building Information Modeling for owner, managers, designers, engineers and contractors" del 2008 ) un concetto ampio della "qualità", sia in termini fruitivi che produttivi e funzionali.

In una lettura di qualità funzionale contemporanea parte importante della questione è quella della sostenibilità. Il comportamento energetico di una costruzione, come il suo impatto o il costo (in termini di emissioni) di costruzione fanno parte, se ci sono, di quella "bellezza" che un buon BIM può contenere.

1 - Autodesk Formit :La modellazione di un concept

Un processo che "vuole integrare" deve perciò poter accogliere, non come dati o norme, ma come variabili parametriche del sistema le strategie e le condizioni costruttive, distributive e funzionali che permettono di avvicinarsi in forma concreta, ma anche estetica, alla agognata "migliore-pratica" raggiungibile.

Il BIM da diversi anni ha trovato nel BEM (Building Energy Management) la naturale sponda di riferimento, per un canale capace di far confluire il flusso di dati energetici nel processo BIM progettuale e costruttivo, ma questo processo è fatto di condizioni, regole e materiali concreti, e quindi questo sistema sinergico può avviarsi solo quando la forma, le relazioni funzionali, le scelte costruttive principali sono già ampiamente definite. Partire con il piede giusto è un'altra cosa; significa aver definito già nelle condizioni di partenza i geni più utili alla realizzazione di un sistema altamente sostenibile, significa ver incorporato tra le scelte che definiranno il sistema edificio quelle che meglio enfatizzano la performance, il confort, la sostenibilità.

Il Simplified Building Energy Modeling nasce per questo. Il suo compito è di consentire fin da subito la comprensione dei fenomeni che interattivamente ed iterattivamente spostano le energie, le dinamiche ambientali, gli impatti, lungo una scala di valutazione che va dal peggio al meglio, in termini: prestazionali, fruitivi, economici, ecologici.

Dal luogo al costruito, passando per i profili funzionali, i tipi costruttivi, i materiali ed i probabili metodi di cantierizzazione. Tutto influisce in questa equazione di equilibrio, di un "tutto" ancora ipotetico, variabile: parametrico.

2 - Autodesk Formit : analisi dell'irraggiamento solare

Il metodo SBEM permette di impastare una "ipotesi di edificio" una forma di involucro, sommariamente definita per: forma, esposizione, porosità, aree funzionali generali,con le condizioni climatiche locali, con la relazione con l'intorno, con il "l'impronta ecologica" dei processi di realizzazione e dei materiali teorizzati, per ottenere una curva prestazionale complessiva, capace di definire, per interpolazione con quella dei costi (economici, sociali ed ambientali), il punto ottimale su cui fissare l'impalcato più utile allo start-up progettuale: un sistema di prescrizioni strategiche che diventa base fondante per l'inizio di un progetto vero e proprio. La funzione così definita non contiene valori fissi, ma "range" di fattibilità per ognuna delle specifiche scelte, il quadro complessivo permetterà di procedere in modo consapevole alla determinazione della strategia progettuale, sapendo per ogni argomento (gli involucri, l'esposizione, i tipi di impianto) qual è il limite possibile del loro rendimento. Il principio è quello del l'individuazione del "l'utilità marginale" per ognuna delle scelte possibili, quel limite oltre il quale non c'è più guadagno concreto nel proseguire verso una ottimizzazione; la finalità è quella di avere una visione "sinergica" delle possibilità, perché la best-practice è una interpolazione di eventi, non una banale sommatoria.

Fino ad oggi il processo SBEM si attua producendo modelli di simulazione energetica sganciati da quelli di start-up progettuale, questo perché i due mondi (BIM. e BEM) usano metodi elaborativi e di gestione dei dati diversi, per cui il trasferimento di informazioni dai sistemi energetici a quelli BIM diventa un punto di discontinuità importante, è questa è un po una negazione del concetto di "rapidità" del BIM, che, come tutti i processi qualitativi, non intende tanto rapido uguale a veloce (cioè compresso nel tempo grazie all'aumento di impegno), piuttosto rapido uguale a integrato, riducendo proprio quei colli di bottiglia, quelle trascrizioni, che si hanno quando i sistemi sono eterogenei o non comunicanti.

3 - Autodesk Formit : attivazione del modulo di simulazione 

energetica in cloud basato su motore Energy Plus

Quel che sta cambiando, e anche molto rapidamente, è che l'integrazione tra modello concettuale e modello analitico-energetico sta diventando praticabile; la strettoia che obbligava a travasare i dati tra simulazione ed uso dei suoi risultati si trasforma in un'autostrada dove le informazioni si aggregano costruendo un sistema di verifica in progress, realmente ed intimamente connessa al modello progettuale. L'ultima frontiera, quella della simulazione parametrica per "scenari" è stata raggiunta.

Cosa ha prodotto e può ancora produrre questo nuovo segmento del processo integrato? Innanzitutto ha reso disponibili software di analisi energetica connessa al processo progettuale, riducendo la filiera di processo e dunque dando senso alla rapidità in termini qualitativamente elevati, ma il risvolto forse più interessante è quello derivato da queste rapidità ed accessibilità ora disponibili che si stanno traducendo in "tools for a new awareness" rinnovando quel che è accaduto con la disponibilità e diffusione della computer grafica nel settore ambientale. La nuova consapevolezza permette a chiunque voglia contribuire di interagire e partecipare alla "mappatura del mondo costruito"; in questo modo dalla somma delle ricerche, delle sperimentazioni e delle applicazioni del processo analitico sta nascendo un atlante della sostenibilità e della resilienza dei sistemi costruiti, un nuovo patrimonio di conoscenze che moltiplica ulteriormente le possibilità per un progetto di avere quei geni utili alla sua migliore performance.

Quando poi l'atlante dei tipi e il motore di simulazione si collegano si può parlare realmente di "avvento di una nuova era della progettazione sostenibile" e del BIM.

4 - Autodesk Insight360 : i cruscotti delle prestazioni energetiche del concept

Cosa cambia? cambia la visione delle cose. Il limite fin qui incontrato nei processi di simulazione a livello concettuale stava nella produzione di dati energetici intimi al modello ma raramente confrontabili, la nuova metodologia offre invece un focus sui trend, quindi non risultati singoli ma scenari di configurazione: non serve più dunque produrre e simulare n modelli per n volte e poi procedere ad una attenta lettura per poter scegliere, il modello viene calcolato su tutte le possibili configurazioni contemporaneamente e la lettura di questo complesso sistema di opzioni è ricondotta immediatamente al consumo e all'eventuale risparmio, chiaro l'obiettivo (ed universale) chiare le dinamiche (opzionabili), la disponibilità di dati cosi strutturati permette non solo di confrontare

i diversi scenari di uno stesso progetto, ma gli scenari di ogni progetto, basato sulla stessa base di elaborazione, questo paradossalmente potrebbe essere esteso all'intero patrimonio edilizio mondiale, ecco dunque che diventa concreta la possibilità di costruire un atlante della sostenibilità e delle resilienze; infatti mettendo tutti i dati dentro lo stesso sistema di analisi ed usando la stessa griglia di configurazione, i risultati sono confrontabili anche prescindendo dalla correttezza delle singole scelte, le configurazioni urbane, le morfologie territoriali ed i climi definiscono in modo naturale là macro-scala in cui i differenti modelli simulati vengono inseriti, la disponibilità di ampie serie di dati "lima" gli errori e definisce delle condizioni tipiche che diventano patrimonio di ogni progettista, aiutano ad imporre le giuste condizioni al contorno con cui far nascere un nuovo progetto.

5 - Autodesk Insight360 : esplosione del modello analitico per evidenziarne le componenti

6 - il sito di Architecture 2030 che ospita le palette mondiale della sostenibilità e delle resilienze 

Autodesk Formit è una applicazione per tablet Apple ed Android oppure un widget di Google Chrome gratuita Autodesk Insight360 è un software per PC in parte residente ed in parte online (su portale Autodesk 360) funzionante per Revit R2 2016 per detentori di contratto di subscription, oppure è un'app. per tablet integrata in Formit ad uso gratuito Architecture 2030 e Palette 2030 è un portale di architettura gestito da un consorzio internazionale di ricerca sul clima, la sostenibilità e la resilienza urbana. Il portale raccoglie e pubblica ricerche organizzate per atlanti tematici che descrivono e quantificano il peso energetico ed ecologico di attività di trasformazione del territorio. Il consorzio accoglie anche i contributi esterni degli utenti registrati.

Massimo Campari

Direttore tecnico dei corsi InArch e BIM Leader SPraUt