Tecnologie dell'informazione per l'edilizia — uso sostenibile dei dati per un team di progettazione interdisciplinare

Il Building Information Modeling è più di un termine: rappresenta un cambio di paradigma per l'intero settore delle costruzioni. Da questa consapevolezza è nata la tesi di master presentata nel 2019 presso la Donau-Universität Krems, oggi Universität für Weiterbildung Krems, nel programma Future Building Solutions – Sustainable Design. Relatore: Prof. DI Clemens Resch del Department für Bauen und Umwelt.

Situazione iniziale e domanda di ricerca

Nei progetti contemporanei un team multidisciplinare genera enormi quantità di dati con software diversi e formati diversi. Questi dati non sono automaticamente utilizzabili dagli altri membri del team. La domanda centrale della tesi è quindi: con gli strumenti software disponibili sul mercato è possibile realizzare una progettazione edilizia digitale continua? E quali sono i componenti necessari per un processo BIM realmente funzionante?

Metodo e approccio

La base del lavoro è una ricerca ampia su letteratura e fonti online dedicata agli strumenti BIM disponibili e allo stato della standardizzazione nell'area germanofona. Il quadro di riferimento è stato la pubblicazione BIM4Infra “Implementazione del piano a fasi — progettazione e costruzione digitale” con i suoi 20 casi d'uso BIM.

Questi casi d'uso sono stati verificati in un caso di studio concreto — una casa unifamiliare ipotetica — utilizzando software disponibili sul mercato. Sono stati testati tre scenari:

• Avvio: integrazione BIM minima con strumenti standard
• Sviluppo: collaborazione strutturata su piattaforma comune
• Massima prestazione: processo progettuale completamente digitale e guidato dai dati

Risultati

Il risultato è un processo BIM applicabile, costruito sui tre scenari di maturità e collegato all'approccio BIM svizzero. Una conclusione importante è molto concreta: con un reale interesse verso le nuove tecnologie, anche gli studi di progettazione piccoli e medi possono entrare nella digitalizzazione del settore con uno sforzo contenuto.

La tesi descrive inoltre opportunità e rischi della digitalizzazione e presenta diversi aspetti della progettazione digitale, confermati da pareri esperti provenienti dalla pratica.

Rilevanza oggi

Ciò che nel 2019 andava ancora descritto come una fotografia del momento è oggi realtà: il BIM è diventato un requisito concreto di progettazione in Austria e in Europa. I processi e gli scenari sviluppati nella tesi hanno costituito la base concettuale per il successivo posizionamento di BIMbeam come studio di consulenza BIM olistica.

Edifici climaticamente neutri: contributo al position paper di IG Lebenszyklus BAU

Nell'ottobre 2020 IG Lebenszyklus BAU ha pubblicato il position paper “Edifici climaticamente neutri”, una guida pratica destinata a città, comuni, sviluppo urbano, investitori e fornitori di energia. Felix Hitthaler ha collaborato al gruppo di lavoro che ha elaborato questo documento.

Che cos'è IG Lebenszyklus BAU?

IG Lebenszyklus BAU è un'associazione austriaca che si propone come voce del settore immobiliare e delle costruzioni per la pianificazione, la realizzazione, la gestione e il finanziamento degli edifici lungo il ciclo di vita. L'organizzazione ha prodotto contributi importanti su organizzazione, processi, tecnologia e cultura di progetto per una progettazione edilizia realmente orientata al ciclo di vita.

Il gruppo di lavoro “Edifici climaticamente neutri”

Il gruppo si è costituito nel gennaio 2020, spinto dagli sviluppi nazionali e internazionali: Accordo di Parigi, Green Deal europeo, movimento Fridays for Future e obiettivo austriaco di neutralità climatica entro il 2040.

L'obiettivo era definire in modo neutrale e indipendente l'impronta di CO₂ di un edificio, includendo non solo le emissioni derivanti da progettazione, costruzione e fabbisogno energetico, ma anche quelle dovute alla mobilità indotta dalla sua localizzazione.

Il contributo di BIMbeam

Felix Hitthaler, MSc, BIMbeam e.U., ha partecipato al gruppo di lavoro contribuendo ai contenuti della guida. Il gruppo ha operato con un principio di massima trasparenza: risultati intermedi comunicati apertamente, affermazioni condivise e documento finale costruito sul consenso unanime.

Metodo e risultati

I calcoli seguono il principio 20/80: il 20% dello sforzo produce l'80% dell'accuratezza. Tutti i valori di CO₂ sono stati calcolati, non misurati, e corretti con un margine di sicurezza del 10%. I risultati sono stati confrontati con dati di ricerca e valori di pratica e verificati tramite peer review.

Il documento fornisce a tutti gli attori del settore grandezze di riferimento per le emissioni di CO₂ di diversi tipi di edificio, offrendo una base concreta per decisioni più favorevoli al clima.

LINEAR Authorized Training Partner — certificazione e pratica formativa

Dal 2020 BIMbeam è LINEAR Authorized Training Partner ufficiale. La certificazione di LINEAR — The BIM Engineering Software, con sede ad Aquisgrana — conferma la qualifica per svolgere formazione pratica e conforme alle norme sull'intera suite LINEAR.

Che cos'è LINEAR?

LINEAR è uno dei principali strumenti BIM engineering per la progettazione impiantistica, completamente integrato in Autodesk Revit e AutoCAD. Niente export, niente perdita di dati: calcoli e modellazione avvengono direttamente nel modello BIM:

• Riscaldamento: calcoli dei carichi secondo EN 12831, dimensionamento reti e modellazione di radiatori e pavimento radiante
• Raffrescamento: carichi frigoriferi, reti idroniche e modellazione degli impianti
• Ventilazione: reti aerauliche, dimensionamento normativo e impianti completi
• Sanitario: acqua potabile, acque reflue e reti di tubazioni complete
• Gas: calcolo e modellazione dei sistemi gas
• Elettrico: flussi di progettazione elettrica per Revit

Formazione pratica in BIMbeam

Dalla certificazione in poi BIMbeam ha formato numerose aziende nell'uso pratico di LINEAR, da piccoli studi fino a società di ingegneria internazionali. La formazione è volutamente operativa: si lavora direttamente sul progetto del partecipante, con modelli reali e risultati misurabili.

Tra i clienti formati figurano Heinze-Stockfisch-Grabis + Partner GmbH, pde Integrale Planung GmbH, CES clean energy solutions GesmbH, Stiefmüller Hohenauer & Partner GmbH, Hopferwieser + Steinmayr Installations GmbH, Equans Gebäudetechnik GmbH, ILF CE Austria GmbH e Chemgineering International GmbH.

Didattica accademica

Parallelamente alla pratica professionale e formativa, Felix Hitthaler ha insegnato dal 2016 al 2023 presso la FH Technikum Wien nel corso Renewable Energy Technologies con lezioni, esercitazioni progettuali e lavoro impiantistico in Autodesk Revit. Dal 2021 al 2024 ha inoltre insegnato presso la Donau-Universität Krems, oggi Universität für Weiterbildung Krems, su innovazione edilizia e digitalizzazione della building services engineering.

Demo BIM: modello 3D interattivo con coordinamento impiantistico completo

Il modello demo BIMbeam è un modello 3D completo e interattivo che funziona direttamente nel browser senza plugin. Mostra in pratica cosa può offrire un modello informativo coordinato: struttura, solai, percorsi MEP e sistemi HVAC sono organizzati come layer separati e attivabili.

Struttura del modello

• Layer 01 — struttura (bianco): pilastri, travi e pareti esterne come scheletro portante
• Layer 02 — solai (lime): solette e pacchetti di pavimento per piano
• Layer 03 — MEP (arancione): tracciati delle discipline impiantistiche
• Layer 04 — HVAC e sanitario (cyan): impianti di riscaldamento, ventilazione e sanitario

Cosa dimostra il modello

La demo mostra il valore essenziale di un modello BIM coordinato: tutte le discipline sono coordinate nello spazio e le collisioni sono già state individuate e risolte in fase di progettazione. La struttura a layer consente di visualizzare o nascondere selettivamente i singoli impianti, come avviene nel lavoro quotidiano di coordinamento.

La navigazione 3D nel browser — rotazione, zoom e attivazione dei layer — rende comprensibile la complessità di un vero modello BIM anche a committenti e non specialisti, senza software dedicato.

Riqualificazione energetica di un maso storico in una casa ad energia positiva

Questa tesi di bachelor è stata sviluppata nel corso Urban Renewable Energy Technologies della FH Technikum Wien sotto la supervisione di DI Christoph Muss. L'oggetto di studio era un vecchio maso del XVII secolo nel centro di San Candido, da trasformare in una casa ad energia positiva nel rispetto dei vincoli storici.

Situazione iniziale

Al momento dell'indagine l'edificio era utilizzabile solo in estate. In particolare il piano superiore era quasi impossibile da riscaldare e il comfort termico dei singoli ambienti non corrispondeva più agli standard contemporanei. Il piano terra, con i suoi interni storici unici, doveva essere conservato per quanto tecnicamente possibile.

Concept e misure

La tesi ha sviluppato un concetto integrato di riqualificazione, capace di combinare la sostanza edilizia storica con la tecnologia energetica moderna:

• Involucro termico del piano terra: isolamento esterno in balle di paglia con intonaco di argilla, materiali regionali ed ecologici che rispettano l'aspetto storico dell'edificio
• Piano superiore: nuova costruzione leggera in legno secondo standard passive-house, pensata come contrasto consapevole con il piano terra storico e come ponte tra passato e presente
• Fornitura energetica: ventilazione comfort con recupero di calore, pompa di calore aria-aria e impianto solare termico
• Standard ad energia positiva: impianto fotovoltaico generoso; è stata inoltre analizzata una variante con biomassa proveniente dal bosco di pertinenza e accumulo da 25 kWh

Metodo di calcolo

L'ampliamento è stato calcolato con il Passive House Planning Package (PHPP). Le simulazioni per fotovoltaico e solare termico sono state realizzate con T*SOL e PV*SOL. Parole chiave: casa ad energia positiva, riqualificazione termica, maso, materiali ecologici, fotovoltaico.

Rilevanza oggi

Ciò che nel 2012 era nato come indagine accademica è oggi parte del lavoro quotidiano di BIMbeam: integrare i concetti energetici nelle prime fasi di progetto, utilizzare materiali ecologici e simulare i bilanci energetici come base decisionale. Questa tesi segna l'inizio di un confronto coerente con il costruire sostenibile.

Penthouse ad Asunción — terra battuta al 22° piano e impianti dal Vorarlberg

Nel 2015, durante l'attività come progettista impiantistico presso GMI – Ing. Peter Messner GmbH a Dornbirn, Felix Hitthaler ha ricevuto un incarico fuori dall'ordinario: un penthouse al 22° piano di un grattacielo ad Asunción, Paraguay, doveva ricevere un concept impiantistico integrato — a 10.500 chilometri di distanza, in un clima completamente diverso e con una condizione costruttiva raramente presente sui tavoli degli studi dell'Europa centrale.

La particolarità: 160 tonnellate di terra battuta al 22° piano

Il committente aveva scelto la terra battuta — in un grattacielo, all'ultimo piano. 160 tonnellate di terra sono state portate al 22° piano. Pareti e pavimenti in terra battuta non dovevano soltanto produrre un effetto estetico, ma funzionare come elementi attivi di raffrescamento: la massa termica del materiale smorza gli apporti solari, stabilizza la temperatura interna e riduce in modo significativo il fabbisogno di raffrescamento. Un principio noto nell'architettura tradizionale in terra, qui reinterpretato in un contesto contemporaneo ad alta quota.

Concept impiantistico con componenti dal Vorarlberg

L'incarico comprendeva il raffrescamento e la ventilazione residenziale del penthouse. La sfida consisteva nello sviluppare un sistema che utilizzasse attivamente la massa termica della terra battuta e, allo stesso tempo, potesse essere realizzato con componenti reperibili e manutentabili a livello internazionale. Progettazione e dimensionamento sono stati svolti in Vorarlberg, mentre i componenti sono stati installati in Paraguay.

Il progetto dimostra in anticipo alcuni principi che BIMbeam oggi sviluppa con metodi basati sul modello: dimensionamento preciso, definizione chiara delle interfacce e documentazione pulita.

Cosa significa il progetto per BIMbeam oggi

Paraguay è stato un primo esempio del fatto che la progettazione impiantistica non dipende dal luogo e che la qualità della progettazione dipende dal metodo, non dalla posizione dell'ufficio. Da qui nasce l'approccio odierno di BIMbeam: assistenza remota, consegna basata sul modello e documentazione chiara come base per la collaborazione internazionale.

E la terra battuta al 22° piano? Un promemoria del fatto che i migliori concetti energetici passivi si basano talvolta su materiali antichi, se impiegati e calcolati correttamente.

Economia circolare nelle costruzioni — perché la smontabilità deve entrare nel modello fin dall'inizio

Gli edifici sono le più grandi banche materiali del nostro tempo. Un edificio residenziale contiene centinaia di tonnellate di calcestruzzo, acciaio, isolamento, gesso e legno — per 50, 80, talvolta 100 anni. Ciò che viene costruito oggi determina ciò che domani potrà essere riciclato, smaltito o recuperato come risorsa. L'economia circolare in edilizia non è un'opzione aggiuntiva. È un requisito di progetto.

Il problema del settore oggi

Oltre il 50% del volume dei rifiuti europei proviene dal settore delle costruzioni. Una grande parte non è riciclabile, non perché i materiali siano privi di valore, ma perché sono stati assemblati in modo da non poter più essere separati. Materiali compositi, strati incollati, documentazione assente trasformano l'edificio in una black box.

Allo stesso tempo il processo edilizio è responsabile di circa il 40% delle emissioni globali di CO₂ se si considera l'intero ciclo di vita, dalla produzione all'uso fino alla fine vita. Ottimizzare la sola energia operativa non basta più.

Cosa significa economia circolare in fase di progettazione

Per BIMbeam l'economia circolare non è un'etichetta da applicare a fine progetto. È un requisito che deve essere incorporato nel modello già dalla fase 1:

• Passaporto dei materiali nel modello: ogni elemento contiene dati su composizione, origine, smontabilità e potenziale di riciclo come parametri IFC. Il modello diventa documentazione delle risorse.
• Separabilità come principio progettuale: gli strati con cicli di vita diversi devono rimanere separabili — struttura, involucro, impianti e finiture secondo il principio delle Shearing Layers di Stewart Brand.
• CO₂ di ciclo di vita come metrica di progetto: non solo energia operativa, ma anche energia incorporata di produzione, trasporto e smaltimento deve guidare le decisioni. La Life Cycle Assessment diventa strumento standard già nella fase concettuale.
• Riparabilità e adattabilità: gli edifici devono restare utilizzabili fra 30 anni perché possono adattarsi a esigenze diverse senza demolizione totale.

Il BIM come abilitatore della circolarità

Un modello BIM completo basato su IFC è la migliore base per una progettazione circolare perché mantiene tutte le informazioni in un unico luogo, leggibile nel tempo e indipendente dal software. Il passaporto dei materiali non è un documento separato: è il modello stesso.

In pratica significa definire parametri che sopravvivono alla fase costruttiva. Non solo cosa viene installato, ma come: con quali connessioni, in quali quantità e con quale logica di smontaggio. L'informazione inserita oggi nel modello sarà preziosa per chi tra decenni dovrà trasformare o smontare l'edificio.

Connessione con IG Lebenszyklus BAU

La partecipazione al gruppo di lavoro sul position paper “Edifici climaticamente neutri” del 2020 ha affinato questa visione. L'approccio all'impronta di CO₂ sviluppato in quel contesto — 100 anni di ciclo di vita, inclusi mobilità e fine vita — corrisponde esattamente a ciò che richiede l'economia circolare nelle costruzioni: una visione olistica che va molto oltre il cantiere.

L'Austria ha il potenziale per diventare un riferimento in questo campo. Gli strumenti esistono già: IFC, IDS, tool LCA e database aperti dei materiali. Quello che ancora manca è la loro integrazione coerente nella pratica quotidiana della progettazione, fin dalla fase 1.

Cosa offre BIMbeam in concreto

I criteri di economia circolare possono essere integrati in progetti BIM di qualsiasi dimensione o tipologia. BIMbeam supporta la definizione di parametri IFC circolari, la struttura del passaporto dei materiali nel modello, la documentazione di connessioni reversibili e l'integrazione di indicatori LCA nelle prime fasi di concept.