BIM oriented design of concrete formwork. Comparison between conventional and advanced formwork systems applied to residential buildings

In the residential construction sectors, contractors tend to reduce the costs of the construction phase. It is a logical choice, but this should be done with a long term vision and putting resource optimization and safety of workers above all. The diffused belief is that advanced formworks are very expensive and should only be used for complex and huge dimension projects. Temporary works especially formwork have seen a lot of innovations in the technology used for the last decade. The same can be said for concrete structures and ultimately it is preferred a lot especially for seismic structures. The trend moved from an operational context in which the construction company decided the nature and methods for the formwork phase to a more advanced and transparent system that privileges the choice of the most appropriate and efficient technologies based on the type of project that is leading to higher productivity, quality and safety. The evolution has also been seen at a regulatory level where in Italy a technical standard has recently been published concerning the production of formwork and their optimal use. The management of the building process in terms of quality and safety is now mandatory. This must be achieved through the planning of works specifically at each individual site. It is therefore necessary to achieve the optimization of the use of formwork and the necessary workforce, to follow simplified and unified construction procedures which are also easily accessible with advanced formwork systems and to consider temporary works as an integral part of the design process and constructive in respect of the quality and safety of workers. For these reasons, taking advantage of the internship opportunity at an italian formwork manufacturer company, the possible advanced technologies applicable in typical small and medium residential buildings were analyzed, through two representative case studies, checking the impact of the choices in relation to time, costs and safety on site. BIM (Building Information Modeling) design technology was used and possible applications in the formwork design and construction process were evaluated. This was possible after the creation of a BIM library that then allowed the BIM modeling of the various shipbuilding phases for the construction of two buildings with two formwork systems in comparison.

In edilizia residenziale, le imprese costruttive tendono a ridurre il più possibile i costi della fase di costruzione. È una scelta logica, ma ciò dovrebbe avvenire con una visione a lungo termine e soprattutto l'ottimizzazione delle risorse e la sicurezza dei lavoratori. La convinzione diffusa è che le casseforme evolute siano molto costose e dovrebbero essere utilizzate solo per progetti di grandi dimensioni complessità. Le opere provvisionali, in particolare le casseforme, hanno visto tante innovazioni nella tecnologia utilizzata nell'ultimo decennio. Lo stesso si può dire per le strutture in cemento armato che sono sempre più preferite soprattutto per le ragioni dovuti alla resistenza sismica che conferiscono agli edifici. La tendenza è passata da un contesto operativo in cui l'impresa di costruzioni decideva la natura e i metodi impiegati nella fase della cassaforma a un sistema più avanzato e trasparente che privilegia la scelta delle tecnologie più appropriate ed efficienti in base al tipo di progetto che sta portando a una maggiore produttività, qualità e sicurezza. L'evoluzione è stata osservata anche a livello normativo dove in Italia è stato recentemente pubblicato una normativa tecnica relativo alla produzione di casseforme e al loro uso ottimale. La gestione del processo di costruzione in termini di qualità e sicurezza è ora obbligatoria. Ciò deve essere realizzato attraverso la pianificazione di lavori specifici per ogni singolo cantiere. È quindi necessario raggiungere l'ottimizzazione dell'uso delle casseforme e della mano d’opera necessaria, seguire procedure di costruzione semplificate e unificate che sono anche facilmente accessibili con sistemi di casseforme evolute e considerare le opere provvisionali come parte integrante del processo di progettazione e costruttive nel rispetto della qualità e della sicurezza dei lavoratori. Per questi motivi, sfruttando l'opportunità di tirocinio presso un'azienda italiana produttrice di casseforme, sono state analizzate le possibili tecnologie evolute applicabili a tipici edifici residenziali di piccole e medie dimensioni, attraverso due casi di studio rappresentativi, verificando l'impatto delle scelte in termini di tempi, costi e sicurezza in cantiere. È stata utilizzata la tecnologia di progettazione BIM (Building Information Modeling) e sono state valutate le possibili applicazioni nella progettazione della cassaforma e nel processo di costruzione. Ciò è stato possibile dopo la creazione di una libreria BIM che ha poi permesso la modellazione BIM delle varie fasi di costruttive per la realizzazione di due edifici con due sistemi di cassaforma a confronto.