Dal Laser Scanning al Modello BIM
Il flusso di lavoro necessario per stilare un progetto di ristrutturazione o riqualificazione, è molto complesso e chiama in causa diverse discipline: termotecnica, architettura, ingegneria, impiantistica.
In mancanza di disegni dettagliati e aggiornati, come spesso accade per gli edifici esistenti, questo può essere un lavoro lungo e impegnativo, specialmente per strutture multi piano e edifici complessi, che richiede tempo, precisione e soprattutto attenzione. Sono diverse le tecniche utilizzate per il rilievo; tra le più innovative si annoverano la fotogrammetria, l’uso del drone, il laser scanner.
La tecnologia laser scanner si è ormai imposta come metodo in grado di garantire rapidità e precisione, oltre a consentire la restituzione di modelli BIM particolarmente accurati a supporto delle successive fasi di progettazione. È infatti da un’accurata ricognizione dello stato di fatto che possono emergere soluzioni più efficienti in fase progettuale.
E’ quindi evidente come il rilievo 3D risulti fondamentale nel recupero di informazioni metriche, dimensionali e descrittive a supporto delle verifiche di conformità del costruito e della corretta progettazione. Requisito indispensabile in molti progetti, soprattutto nell’ambito delle pratiche del Superbonus per far sì che risultino congruenti e di conseguenza correttamente verificabili nel processo di analisi economica, energetica, strutturale e di collaudo.
In generale, il processo “Scan to BIM” può essere suddiviso in 3 fasi fondamentali:
rilievo 3D dell’edificio con laser scanner;
elaborazione e trattamento dei dati;
modellazione BIM.
Rilievo 3D dell’edificio esistente
Come abbiamo già accennato sopra, la fase preliminare necessaria per progettare un intervento di ristrutturazione o riqualificazione edilizio è senza dubbio il rilievo dello stato di fatto dell’edificio e che lo strumento che offre le migliori prestazioni in termini di rapidità di esecuzione e accuratezza del risultato è il laser scanner.
Ma in cosa consiste?
Lo scanner 3D raccoglie i dati con alta velocità e precisione attraverso un raggio laser proiettato in tutte le direzioni. Quando il raggio laser colpisce una superficie solida, la sua posizione viene registrata attraverso un insieme di punti che si trovano rispetto allo scanner negli assi X, Y e Z.
In primis, vengono selezionate tutte le posizioni che permettono di raccogliere le misure necessarie: ognuna di esse genera una nuvola di punti, ovvero file con milioni/miliardi di punti che descrivono tridimensionalmente l’ambiente rilevato con una precisione estremamente elevata.
L’unione delle diverse nuvole di scansione avviene mediante una procedura che si può basare su punti omologhi o su punti noti. Per punti noti si intende la sovrapposizione topografica, ad esempio per far derivare le coordinate dei punti.
Dalla nuvola di punti è possibile fare una prima verifica degli elaborati già in possesso alla committenza per controllare eventuali difformità tra costruito e tavole progettuali.
Un ulteriore vantaggio di questa tecnologia è, senza dubbio, il netto risparmio di tempo e costi. La quantità e la completezza di informazioni raccolte, infatti, evita all'operatore di dover tornare sul campo in un secondo momento.
Elaborazione e trattamento dei dati
Una volta acquisiti i dati sul campo con gli scanner 3D, è necessario elaborarli e combinarli in software di editing delle nuvole di punti. Questi software estraggono le informazioni fisiche e funzionali dell’edificio dalla scansione della nuvola di punti. I molteplici punti di osservazione nella scansione forniscono una visibilità completa della struttura, garantendo una rappresentazione assolutamente accurata.
In questa fase è opportuno tenere bene a mente l’uso finale a cui sarà destinata la nuvola di punti, perchè ricordiamo che questo tipo di file possono avere dimensioni molto grandi. Per questo generalmente si procede alla pulizia e alla modifica delle nuvole di punti, alla riduzione della densità dei punti a seconda dell’utilizzo o alla divisione della nuvola in settori o livelli proprio per poter lavorare senza caricare l’intero progetto nel software di BIM authoring e dare inizio alla modellazione BIM.
Dall’unione delle singole scansioni in situ verrà generato un modello a nuvola di punti tridimensionale. Il risultato è un insieme di nuvole che costituiscono il modello digitale del sito rilevato: un vero e proprio gemello virtuale che specifiche applicazioni dedicate, come usBIM.pointcloud, consentono di “navigare" grazie a una rappresentazione renderizzata.
Dalla nuvola di punti al modello BIM
La fase successiva di post-produzione in ufficio consiste nel convertire la scansione della nuvola di punti acquisita in un modello BIM con le condizioni as-built dell’edificio esistente e permette di gestire tutti i dati e realizzare un rendering del sito in modo da essere, ottenendo così un 3d modificabile su cui simulare gli interventi di efficientamento e da cui ricavare prospetti e sezioni che ricalcano l’edificio nelle sue forme reali.
I vantaggi del rilievo digitale
Tra i principali vantaggi citiamo:
maggiore qualità del progetto: si ottengono modelli BIM estremamente dettagliati ed ad elevata qualità;
sostanziale riduzione degli errori nella modellazione e nella pianificazione del progetto;
notevole risparmio di tempo;
diminuzione dei costi di progetto: nonostante sia necessario sostenere dei costi aggiuntivi per il rilievo 3D è innegabile un importante abbattimento dei costi dovuto alla riduzione dei tempi di elaborazione ed al valore aggiunto dal modello BIM;
maggiore trasparenza e migliore collaborazione: grazie alla metodologia BIM le informazioni possono essere condivise più velocemente e in maniera più efficiente.
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