Construction Site Information Modeling. Implementing building, context and operational information to manage construction site design

Construction sites are characterized by some overall needs to be satisfied, such as quality, ex-pected time and cost compliance, productivity, profitability, health and safety. A good per-formance is given if a right compromise between these needs is found. It is known, however, that sites are frequently affected by complications, sometimes due to a scarce attention on op-erational issues during design phase. This lack leads to many in progress decisions that imply many errors on site with the resulting dissatisfaction of one or more of the stated needs. An on-field observation, carried on during direct experiences, underlined these issues, further confirmed by construction stakeholders’ interviews and literary research. From these matters, it was proved the need to develop site design since the early phases of the construction project. Starting from this background, the research aims to study and eventually implement the framework of construction planning in order to guarantee construction design development during the different phases of a building project. This framework needs to be supported by a panel of information useful for construction design, to be related with information of the works to realize. Today BIM method acquires importance as the way to collect building in-formation with a graphical output, ensuring also interoperability between designers. However developing BIM tools are subjected to some developments in this area, as well as in other dis-ciplines, the need of developing a construction site modelling during design phase require a series of processes and methods for its development together with useful tools. For these reasons, the research examines a BIM-based approach for construction planning, made of processes able to achieve, as an output, a model capable to analyze and design the construction phases of a building project: the Construction Site Information Model (CoSIM). To achieve the goal several research steps have been undertaken, starting from a literary and on-field research about construction planning habits and related information. This study al-lowed the development of the general framework supported by the collection and the stand-ardization of data related to construction, then digitized and translated into a BIM environ-ment. The proposed method and the related tools, developed for the purpose, found on field applications in order to evaluate their effectiveness. A further evaluation is given by addition-al interviews to professionals involved in site design. As a result, the proposed approach and the related tools permitted to improve and facilitate construction-planning reducing in particular design time. A comparison with traditional design showed, in addition, more precision in workspaces design and in construction time and costs calculation. Visualization issues result as well very appreciated in facing operational proce-dures, especially for what concerns health and safety in complex situations. Finally, the sam-ple of interviews responded positively about the approach giving awareness about its utility on field.

La gestione dei cantieri edili e civili comporta un’attenzione particolare a diverse esigenze da soddisfare, tra le quali la qualità finale del prodotto, il rispetto dei tempi e dei costi preventivati, la produttività e soprattutto la sicurezza e salute dei lavoratori. Un buon risultato in quest’ambito si ottiene pertanto dalla soddisfazione di tali esigenze nel complesso. Tuttavia è noto che il mondo della cantieristica è spesso affetto da complicazioni, talvolta dovute ad una mancanza di pianificazione operativa preventiva da effettuarsi, pertanto, durante le fasi di progettazione. Tale mancanza conduce a una scarsa consapevolezza in corso d’opera, la quale porta a prendere decisioni affrettare durante i lavori, spesso erronee dal punto di vista delle esigenze da soddisfare. Tali difficoltà sono state sperimentate direttamente sul campo e confermate, oltre che dalla letteratura in merito, anche da diversi soggetti coinvolti nel mondo delle costruzioni, intervistati sull’argomento. A partire da questo contesto si rende evidente l’esigenza di una maggiore attenzione alla fase di pianificazione del cantiere e delle sue lavorazioni, sin dalle prime fasi di progettazione. La presente ricerca ha pertanto come obiettivo quello di studiare la struttura per la disciplina della pianificazione cantieristica affinché possa essere garantita la sua attuazione fin dalle prime fasi del progetto. Tale struttura ha bisogno di essere supportata da un insieme di informazioni mirate a descrivere in maniera operativa l’opera da realizzare, il suo contesto oltre che il sistema cantieristico. Al giorno d’oggi il mondo delle costruzioni sta assistendo all’avvento della metodologia BIM la quale permette una gestione delle informazioni edilizie vestite da un apparato grafico tridimensionale, il tutto garantendo uno scambio continuo di tali informazioni tra i diversi soggetti del processo edilizio. La diffusione della metodologia BIM nel panorama delle costruzioni porta ad uno sviluppo continuo delle applicazioni a esso connesse, comprese quelle relative alla disciplina cantieristica. Tuttavia l’espressa esigenza di progettazione della fase esecutiva di un procedimento richiede un ulteriore sforzo di sviluppo di metodi e processi che garantiscano il raggiungimento dello scopo tramite gli strumenti sviluppati. Per tali motivi la presente ricerca ha come obiettivo principale quello di esaminare e implementare un approccio BIM da applicare alla progettazione cantieristica, strutturato su una serie di processi in grado di creare, come risultato finale, un modello informativo - Construction Site Information Model (CoSIM) - in grado di analizzare gli ambiti relativi alla fase esecutiva del processo edilizio. Il raggiungimento di tale obiettivo passa attraverso diversi step di ricerca a partire da un’analisi iniziale, in letteratura e sul campo, relativa agli standard attuali di progettazione cantieristica e le informazioni legate a tale disciplina. Tale fase iniziale ha permesso la strutturazione di un processo di pianificazione cantieristica, supportato da un insieme di dati relativi agli ambiti disciplinari di tale processo, resi disponibili tramite un processo di una raccolta, standardizzazione, digitalizzati e traduzione in ambiente BIM. Il metodo e i processi proposti, insieme agli strumenti sviluppati per la sua esecuzione, sono stati sperimentati sul campo nell’ambito di interventi reali, al fine di valutarne l’effettiva applicabilità. Infine la ricerca ha visto il coinvolgimento di diversi professionisti ai quali è stato sottoposto un questionario di valutazione del metodo sviluppato, al fine di una sua validazione. La sperimentazione ha infine dimostrato l’applicabilità del metodo alla pianificazione cantieristica con relativi vantaggi in termini di qualità e velocità di realizzazione del progetto cantieristico. I professionisti intervistati hanno inoltre espresso un giudizio positivo a riguardo, confermando l’effettiva applicabilità sul campo della ricerca effettuata.