Lo Scan to BIM è il processo che trasforma un rilievo laser scanner di un edificio o di un'infrastruttura esistente in un modello BIM strutturato di ciò che c'è davvero. La sua qualità dipende meno dallo strumento che da tre decisioni prese prima del rilievo: la precisione necessaria, il livello informativo di ogni elemento e l'uso che si farà del modello.
Usiamo lo Scan to BIM nelle ristrutturazioni, sulle opere che devono avere un Digital Twin e nei cantieri dove il realizzato va confrontato con il progetto. Questa guida segue l'ordine di un incarico reale, con Villa Serena a Roma come esempio principale.
Quando serve lo Scan to BIM
Tre situazioni coprono la maggior parte dei nostri incarichi.
- Ristrutturazione e riqualificazione. I disegni degli edifici esistenti spesso mancano, sono superati o sbagliati. Progettare su un modello misurato elimina buona parte delle sorprese in cantiere.
- As-built e Digital Twin. Chi vuole gestire un edificio con un gemello digitale ha bisogno di un modello che corrisponda alla realtà, non all'ultima revisione di progetto.
- Controllo del cantiere. Le scansioni in corso d'opera mostrano dove il costruito si discosta dal progetto, prima che la lavorazione successiva lo copra.
In Italia c'è un quarto motivo. Per gli interventi pubblici su costruzioni esistenti oltre 2 milioni di euro il BIM è obbligatorio ai sensi del Codice dei contratti, e un modello da rilievo è spesso la prima consegna. Ne parliamo nell'articolo sull'obbligo BIM.
Il processo, passo per passo
1. Requisiti
Prima di andare in sito concordiamo con il committente a cosa serve il modello, quali discipline includere, quali elementi modellare e con quale tolleranza. Ne nasce una breve specifica, o una sezione del capitolato informativo negli appalti pubblici. È il passaggio che determina il costo.
2. Progetto del rilievo e rete di appoggio
Pianifichiamo le stazioni di scansione per coprire ogni ambiente con sovrapposizione sufficiente, e impostiamo una rete topografica di appoggio quando la precisione conta su aree estese o su più piani. Senza appoggio, piccoli errori tra scansioni si sommano lungo un edificio grande.
3. Scansione laser e fotografie
Il laser scanner terrestre acquisisce milioni di punti per stazione. Le foto vengono scattate insieme alle scansioni, così la nuvola porta il colore e i modellatori leggono materiali e dettagli. Per gli impianti nascosti, come le tubazioni sopra i controsoffitti, la scansione si combina con sopralluoghi e documentazione esistente.
4. Registrazione e pulizia
Le scansioni vengono allineate tra loro e alla rete di appoggio. La relazione di registrazione riporta gli scarti residui: è il documento che dimostra la precisione del rilievo. La nuvola viene poi ripulita da rumore, persone e oggetti temporanei.
5. Modellazione
I modellatori costruiscono gli oggetti BIM sulla nuvola, disciplina per disciplina. Per gli elementi ricorrenti si creano famiglie parametriche. Ogni elemento viene controllato rispetto alla nuvola per posizione e dimensioni.
6. Controllo qualità
Verifichiamo il modello rispetto alla nuvola con analisi degli scostamenti ed eseguiamo la clash detection tra discipline. Dove modello e realtà differiscono oltre tolleranza, l'elemento viene corretto oppure lo scostamento viene documentato.
7. Consegna
I file vengono consegnati in formato nativo e aperto, con una relazione che spiega cosa è stato modellato, come e con quali limiti.
Precisione: tre numeri che si confondono
Quando un contratto dice "precisione 1 cm", conviene chiedere di quale precisione si parla.
- Precisione dello strumento. La precisione di misura dello scanner, dichiarata dal produttore in condizioni ideali.
- Precisione del rilievo. L'errore della nuvola registrata nel suo complesso, che dipende da rete di appoggio, sovrapposizione e condizioni di cantiere. È il dato che interessa al committente.
- Tolleranza di modellazione. Quanto un elemento modellato può discostarsi dalla nuvola. Un muro modellato come elemento rettilineo su una muratura storica fuori piombo si discosta per scelta, ed è accettabile se la tolleranza lo prevede.
Scriviamo le tolleranze per categoria di elemento. Strutture e aperture per una ristrutturazione richiedono tolleranze strette, gli arredi per uno space planning no. Negli Stati Uniti la specifica USIBD Level of Accuracy offre un vocabolario comune per queste fasce, utile come riferimento nei contratti internazionali.
LOD e livello di fabbisogno informativo
Il LOD è l'altra fonte di equivoci.
In Italia la UNI 11337-4 definisce i LOD da A a G, combinando geometria (LOG) e informazioni (LOI). Per lo Scan to BIM le classi rilevanti sono il LOD F, oggetto eseguito, e il LOD G, oggetto aggiornato nel corso della vita utile. Nei progetti internazionali il riferimento è il "livello di fabbisogno informativo" della UNI EN ISO 19650 e della EN 17412-1, oppure la scala LOD 100-500 usata negli Stati Uniti.
Nella pratica un LOD unico per tutto il modello funziona raramente. Prepariamo una tabella che indica, per ogni categoria di elementi:
- la geometria necessaria (ingombro semplificato, dimensioni reali, forma di dettaglio);
- gli attributi necessari (materiali, codici, stato di conservazione, produttore);
- la tolleranza;
- l'uso (progettazione, computo, Facility Management, documentazione del patrimonio).
È questa tabella che il committente dovrebbe firmare, più di un'etichetta.
Le consegne
Una consegna Scan to BIM completa comprende di solito:
- la nuvola di punti registrata, in formato proprietario e in un formato aperto come E57;
- la relazione di registrazione, con scarti e punti di appoggio;
- il modello BIM, nativo e IFC, suddiviso per disciplina;
- gli elaborati 2D estratti dal modello: piante, sezioni, prospetti;
- un report delle discrepanze, quando c'è un progetto con cui confrontarsi;
- se richieste, dashboard che permettono anche ai non specialisti di interrogare i dati del modello.
Le voci di costo
Non pubblichiamo listini, perché due edifici della stessa superficie possono richiedere un impegno molto diverso. Queste sono le voci che stimiamo.
| Voce | Perché pesa |
|---|---|
| Discipline da modellare | La sola architettura è una frazione di architettura, strutture e impianti insieme |
| Precisione e tolleranze | Tolleranze strette richiedono più stazioni, più appoggio e più controlli |
| Livello informativo | Gli attributi per il Facility Management vanno raccolti e verificati |
| Complessità geometrica | Volte, modanature e murature irregolari richiedono molto più tempo di un telaio moderno |
| Accessibilità e occupazione | Ospedali in esercizio o impianti attivi richiedono turni notturni o fasi |
| Documentazione esistente | Buoni disegni accelerano la modellazione degli elementi nascosti |
| Rilievi ripetuti | Le scansioni di avanzamento moltiplicano i sopralluoghi |
Le ore di modellazione sono quasi sempre la voce maggiore, ben prima del tempo di rilievo in sito.
Villa Serena: il modello as-built di una villa storica in corso d'opera
Villa Serena è una villa storica nel quartiere Parioli a Roma, su quattro livelli più un piano interrato con piscina privata e spa, per circa 3.000 m². L'aspetto attuale risale ai primi del Novecento, quando l'architetto Garibaldi Burba trasformò un casino nobiliare in un villino in stile neomedievale.
Nel 2020 il committente, BLD Management, ha chiesto a BIMON un modello as-built multidisciplinare, aggiornato con l'avanzamento del cantiere e destinato poi al Facility Management.
Cosa abbiamo fatto:
- Rilievo laser scanner con errore inferiore al centimetro, insieme a fotografie e a numerose campagne di sopralluogo.
- Studio degli elaborati strutturali e creazione di famiglie Revit parametriche per cavedi e tipologie di consolidamento.
- Modellazione e verifica sulla nuvola di punti della posizione di ogni elemento as-built.
- Clash detection rapida tra modello strutturale e modello impiantistico, per risolvere posizioni non deducibili dal solo rilievo.
- Modello architettonico delle prime lavorazioni eseguite (serramenti, massetti, orditure delle pareti in cartongesso), confrontato con il progetto.
- Dashboard in Power BI, aggiornate automaticamente a ogni stato di avanzamento della modellazione, per seguire il lavoro senza aprire il modello.
- Report delle discrepanze tra progetto e realizzato.
Il risultato è un modello che corrisponde alla villa come costruita e una traccia di come ci si è arrivati, utilizzabile dalla proprietà in esercizio.
Altri rilievi BIMON
All'aeroporto di Fiumicino, dopo il coordinamento BIM dell'avancorpo commerciale, BIMON ha eseguito rilievo e digitalizzazione di ampie aree dello scalo nell'ambito di accordi quadro con Aeroporti di Roma. Sul ponte di Skurusund, in Svezia, abbiamo digitalizzato il ponte esistente insieme a quello nuovo. Per il data center ECMWF di Bologna il modello strutturale e impiantistico è partito da un rilievo laser scanner degli edifici esistenti.
Come impostare un incarico Scan to BIM
Mettete per iscritto l'uso del modello, le discipline e una tabella delle tolleranze prima di chiedere preventivi. Inserite tra le consegne la relazione di registrazione e i formati aperti. Se il modello alimenterà un Digital Twin, chiedete fin da subito i codici asset tra gli attributi.
Il nostro team Scan to BIM segue internamente rilievo, modellazione e validazione: chi controlla il modello sa come è stata prodotta la nuvola.
