Integrazione delle analisi energetico-ambientali in un processo BIM

Environmental design integrates several sustainable and durable solutions into one coherent strategy. Estimating the energy behaviour, carbon footprint and the internal comfort of the occupants, in fact, reveals from the design phase which improvement strategies are appropriate to maximize the project capabilities. The traditional approach of sustainable design consists in a series of environmental analyses, with continuous modifications according to the results obtained. A linear process that implies repeated adjustments especially while switching from one simulation software to another, that often translates into information losses. Incompatibility between the involved models and the subsequent need of remodelling, make sustainable design laborious and time-expensive, incrementing the risk of committing and multiply errors. Considering the increasing complexity of projects and the higher intricacy of the client’s needs, the traditional process of sustainable design becomes ineffective and hard to manage. A strong interoperability between simulation tools is necessary, if not essential, to improve information management processes and to optimize the design phase in order to meet strict deadlines and ambitious requirements. For this reason, there is a serious need to move from a Building Performance Analysis (BPA) to a more integrated BIM environment. This new technology is revolutionising the way projects are managed within the AEC industry (Architecture, Engineering and Construction): the digital model becomes the database which centralises all the information (geometrical or not), by keeping a consistency and a coordination impossible to achieve with a classical approach. Thus, this paper deals with this topic and aims at exploring innovative strategic solutions. Working with the energy and environmental team of Elioth, a dedicated Egis entity within the consultancy-innovation-design branch, I have been in charge of the development of a strategy aimed at accelerating the modelling phase and fostering the interoperability between sustainable design tools. A systematic and innovative scheme to improve the firm efficiency and to allow Elioth to be involved in BIM transition. The suggested methodology consists of two core-components: - PMB, a decision-making tool to find the best modelling-path, to identify, according to the required analysis and the project phase, which software fits best to realize the Modèle Géométrique Source (MGS). - Maquette Numérique Environnementale (MNE), a BIM model which centralizes input and results from the sustainable design analysis. This new approach will allow to have a single geometrical model (the MGS) which feeds several simulation software for the environmental analyses, reducing the modelling time. Furthermore, MNE will simplify information sharing processes within and beyond the Elioth team, allowing the firm to collaborate with the other stakeholder of the BIM process (customer, architects, …). The aim is to improve the synergy between the various disciplines, which proved to be fundamental to obtain a more integrated design and, accordingly, more efficient buildings.

La progettazione energetico-ambientale si definisce come l’integrazione di diversi obiettivi di sviluppo sostenibile in una strategia coerente con il progetto nella sua totalità. La valutazione del consumo energetico, dell’impatto ambientale e delle condizioni di comfort interno degli occupanti, rivelano, dalle prime fasi di un progetto, i limiti e le strategie di ottimizzazione a applicare per valorizzare il potenziale di un edificio. La procedura tradizionale della progettazione sostenibile prevede una serie di analisi e di simulazioni, con degli aggiustamenti continui in funzione dei risultati; un processo lineare che implica delle riprese soprattutto nel passaggio da un software a un altro, che spesso si traducono in perdita d’informazioni dei modelli coinvolti. L’incompatibilità tra strumenti e la necessità di modellare più volte le geometrie, rendono la progettazione energetico-ambientale laboriosa, onerosa in termini di tempo e con un forte rischio di commettere e moltiplicare gli errori. Con una crescente complessità dei progetti e delle esigenze del committente, questo processo tradizionale risulta poco efficace. Una buona interoperabilità tra i software di simulazione è necessaria, se non indispensabile, per migliorare la gestione delle informazioni e ottimizzare la progettazione nel rispetto delle scadenze. Da qui l’importanza di migliorare il processo di simulazione e di passare da una progettazione tradizionale a una integrata in un ambiente BIM. Questa nuova tecnologia sta rivoluzionando la gestione dei progetti nell’industria delle costruzioni: il modello diventa un database che centralizza le informazioni (geometriche e non), conservando una consistenza e una coordinazione impossibili a raggiungere con un approccio tradizionale. La presente tesi verte quindi su questo tema. Sviluppata durante un tirocinio di sei mesi presso il polo Energie et Environnement di Elioth, filiale di progettazione del Gruppo Egis, questo progetto ha come obiettivo di ottimizzare i tempi di simulazione e di favorire l’interoperabilità tra i vari software utilizzate per le analisi energetico-ambientali. Un processo sistemico e innovativo che può migliorare l’efficacia aziendale e permetterle di adottare l’utilizzo del BIM. I due elementi che costituiscono la nuova strategia proposta sono: - Uno strumento di decision-making per definire il miglior percorso di modellazione, al fine d’identificare, in base alle analisi energetico-ambientali richieste e alla fase del progetto, in quale software realizzare il Modello Geometrico Base (MGS, Modèle Géométrique Source). - Un Modello BIM Energetico-Ambientale (MNE, Maquette Numérique Environnementale) per centralizzare le ipotesi e i risultati di simulazione delle analisi svolte. Questo nuovo approccio permetterà non solo di avere un modello unico che alimenti i software di simulazione, ma anche di facilitare la comunicazione e lo scambio di informazioni internamente all’equipe e con le altre figure coinvolte nel processo BIM. L’obiettivo è quindi di migliorare la sinergia tra le diverse discipline, fondamentale per ottenere una progettazione integrata e, di conseguenza, degli edifici più performanti.