Sintesi Tesi. HBIM: la gestione del cantiere in un centro storico terremotato.

Heritage Building Information Modeling: la gestione del cantiere in un centro storico terremotato

Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile Architettura e Ambientale, Università degli Studi dell'Aquila

Prof. Ing. Pierluigi De Berardinis Ing. Matteo Lucarelli

L’Aquila, cantiere più grande d’Europa - vista dall’alto

INDEX Analisi / Applicazione del metodo

BIM, aspetti generale HBIM, aspetti generali Stato dell’arte Descrizione software utilizzati BEP, BIM Execution Plan

Analisi generale

Analisi generale del sito Analisi BIM oriented del caso di studio Strategia di progetto

Documentazione di cantiere

Programmazione attività lavorativa 1 Programmazione attività lavorativa 2 Cronoprogramma Istogramma & Diagrammi di flusso 1 Istogramma & Diagrammi di flusso 2 Approfondimento istogramma Sicurezza, via di esodo

Piano di gestione del cantiere

Variante in corso d’opera

Sintesi generale

Applicazione del metodo HBIM

Obiettivi

Creare un data base virtuale da utilizzare come punto di partenza per la cantierizzazione.

Previsione delle misure di prevenzione per ogni fase lavoro.

Pianificazione e coordinamento delle fasi e delle attività del cantiere.

Anticipazione del Layout Layout 1 Layout 2 Graficizzazione layout 2 Layout 3 Graficizzazione layout 3 Layout 4 Graficizzazione layout 4 Studio del consolidamento volta a botte 1 Studio del consolidamento volta a botte 2 Studio del consolidamento volta a botte 3 Layout 5 Graficizzazione layout 5 Layout 6 Graficizzazione layout 6 Layout 7 Layout 8

Rendere gli operatori consapevoli del processo produttivo per limitare le situazioni di rischio.

Comprensione delle sequenze logicocronologiche dei procedimenti e dei nessi causa - effetto.

Simulazione delle future attività di lavoro.

Massima spiegazione e graficizzazione

Finalità

Comprensione dell’organizzazione del cantiere e minimizzazione dell’impatto sull’ambiente esterno.

Mappaggio processo variante Gestione della variante 1 Gestione della variante 2

Aggiornamento e verifica del Gantt,quindi possibile aggiornamento fasi lavorative.

Sintesi layout Framework 4D & Visuali a 360°

Conclusione Università degli studi dell’Aquila DICEAA - Dipartimento di Ingegneria civile,edile-architettura e ambientale

Prof. Ing. Pierluigi De Berardinis Ing. Matteo Lucarelli

Heritage Building Information Modeling: la gestione del cantiere in un centro storico terremotato Indice dettagliato della tesi

T 00

BEP : Analisi del sito Informazioni del sito

Analisi dei dati

Rielaborazione critica del progetto Bim Specialist

Bim Specialist

Inizio

NO

Rilievo dello stato di fatto

SI

Bim Specialist Il risultato è accettabile?

Costruzione planivolumetrico

Analisi del sito

Strategia di progetto

Bim Specialist

Bim Specialist

Classificazione per stato di cantierizzazione

Inquadramento contestuale

Legenda: Cantiere aperto

ZOOM vincoli e beni pubblici

Vincoli e beni pubblici

Cantiere chiuso Cantiere lavori sospesi Chiese Area Cantiere

N

N

Legenda: Fonte: Comune dell’Aquila Area Cantiere Nucleo storico (Zona A di P.R.G.)

Classificazione per stato di avanzamento lavori

Legenda: 00 / 25 %

Beni paesaggistici con dichiarazione di notevole interesse pubblico

25/50 %

Tessuto edilizio - base catastale

75/100 %

50/75 %

Mura urbiche

Area Cantiere

Edifici Pubblici Beni culturali e paesaggistici D.LGS 42/2004

N

Beni culturali con dichiarazione di interesse culturale Prescrizioni di tutela indiretta Edifici pubblici realizzati da più di settant'anni

Strategia posizionamento gru

Esistente

Ipotetiche / future

Progetto Fotomontaggio

1° Ipotesi - GRU CONDIVISA? Non è stato possibile optare per la scelta optimale per mancata collaborazione dei cantieri limitrofi.

2° Ipotesi - GRU RIALZATA? Progettata per consentire il passaggio in sicurezza di piccole macchine operatici,l’ipotesi è stata scartata per motivi logistici e dimensionali.

Università degli studi dell’Aquila DICEAA - Dipartimento di Ingegneria civile,edile-architettura e ambientale

3° Ipotesi - GRU INTERNA? Si è scelta la posizione ottimale della gru all’interno della piccola corte interna. Come si nota dal fotomontaggio,la gru riesce a coprire l’intera area.

Prof. Ing. Pierluigi De Berardinis Ing. Matteo Lucarelli

Heritage Building Information Modeling: la gestione del cantiere in un centro storico terremotato Analisi e Strategia per il posizionamento della gru

T 01

Schema vertici di progetto - Standard prefissati

Procedimento dall’alto verso il basso

Tempo

Inizio

Squadra n0 Attività XY

1° Struttura copertura

At. 1

At. 1

At. 2

At. 2 Qualità

Squadra n1 Attività yx

2° Struttura solai e consolidamento murature

Costi

At. 3

At. 3 At. 4

3° Consolidamento murature lavorazioni piano terra

Sicurezza

Fine

At. 4

1° caso: Evitare lo svolgimento di più attività nella stessa porzione dell’edificio così da ridurre il risk management.

2° caso: Per motivi di sicurezza,sarà meglio non sovrapporre attività lavorative nella stessa porzione,essendo un edificio in un centro storico terremotato.

Metodi studiati 3° metodo: ADAP (As Detailed as possible)

e

ho

ld

er

s

o

q

max

S.d.S. 2

S.d.S. n

Ritardo

Tempo

Gantt realizzato in base a dei parametri: Interferenze attività lavorative.

Sicurezza Riduzione risk management Gestione costi

S.d.S. 2

Tempo

Individuazione range. Non avranno le stesse proporzioni o le stesse durate di tempo ma saranno individuate in base al tipo di attività. Compito e abilità del Bim Manager.

Prof. Ing. Pierluigi De Berardinis Ing. Matteo Lucarelli

S.d.S. 1

Metodo errato

S.d.S. n

Consegna dei lavori

S.d.S. 1

S.d.S. n

Consegna lavori

Consegna lavori Tempo

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Sicurezza

Attività

i t à a l

Qualità

Posticipo consegna lavori

s t i C o ive t ra

ur

ke

l

l

u

max

ALAP ADAP

Consegna lavori

i&

o ta

Giorni

Attività

p

os

te

ali ri

S.d.S. 2

Attività

m

ort

at

ere

Gestione dei costi

Slittamento/ritardo attività lavorativa S.d.S. 1

Attività

e Rapp

zz

Si A r r i curez za vo C o n ca m t r a o

n

T

v

Sicurezza ASAP

S.d.S. = Stadio di sviluppo

ti

MAX.

Costi

giorni

Ogni blocco contiene tutte le informazione riguardati un determinato intervallo di tempo

Attre

Tempo

T.max

giorni

Stadio di Sviluppo

Medio

min.

Sintesi schematica dei metodi

Attività

Attività

Attività

T.max

T.max

2° metodo:ALAP (As Late as possible)

giorni

la

Attività in sovrapposizione.

Elevata possibilità di rischi

Schema vertici Metodo ADAP

1° metodo:ASAP (As soon as possible)

Fasi

Attività in sicurezza

Tempo

Metodo esatto

NO traslazione delle attività lavorative.

SI riorganizzazione delle attività lavorative.

Ritardo della consegna dei lavori

Rispetto delle tempistiche - Minore sforzo

Heritage Building Information Modeling: la gestione del cantiere in un centro storico terremotato Strategia di progetto

T 02

BEP : Programmazione lavori

BEP

WBS

OBS

Programmazione delle risorse Individuare le attività lavorative e i loro vincolo di dipendenza BIM Specialist

NO Sviluppare il cronoprogramma dei lavori BIM Specialist

Studio del cronoprogramma

SI

BIM Specialist Il risultato è accettabile?

Concept

Associare gli elementi 3D alle attività

Revisionare il modello 3D

BIM Specialist

BIM Specialist

Modello 3D

Cronoprogramma dei lavori

Per la realizzazione delle matrici RAM e RACI, sono stati utilizzati il secondo livello WBS e il secondo livello OBS. Come evideziano le due matrici, lo studio è stato svolto sia in fase di progettazione sia esecuzione per avere un quadro completo del tipo responsabilità e a chi spettano determinati ruoli.

Allestimento Montaggio e smontaggio cantiere gru

Stakeholders

Chiusura cantiere

Fase di demolizione

Fase scuci e cuci

Fase di

consolidamento

Fase di rifinitura

Impianto elettrico

Impianto idrico sanitario

Impianto termico

Opere provvisionali

Impianti di cantiere

Segnaletica

Redazione PSC

Redazione POS

Progettista elettrico

CSP WBS Allestimento Montaggio e smontaggio cantiere gru

Stakeholders

Chiusura cantiere

Fase di demolizione

Fase scuci e cuci

Fase di

consolidamento

Fase di rifinitura

Impianto elettrico

Impianto idrico sanitario

Impianto termico

Opere provvisionali

Impianti di cantiere

Segnaletica

Redazione PSC

Redazione POS

Impresa edile Impresa impianto elettrico Impresa impianto idrico Impresa consolidamento volte Impresa Tinteggiature Direttore lavori CSE

La RAM è l’ufficializzazione delle responsabilità di progetto, nasce dall’incrocio della WBS e della OBS e obbliga ad assegnare una responsabilità univoca e nominale per ciascuno degli elementi di lavoro individuati nella WBS. È fondamentale perché permette di ufficializzare le responsabilità delle fasi di progetto, inoltre responsabilizza gli attori del progetto sul dettaglio del lavoro e facilita il project manager nell’indirizzamento al responsabile di ogni particolare fase. Inoltre grazie alla RAM i livelli di responsabilità sono ben chiari a tutti.

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Prof. Ing. Pierluigi De Berardinis Ing. Matteo Lucarelli

CSE

Stakeholders

Qualità esecuzione

Direttore dei lavori

Impresa edile

Impresa impianto elettrico

Impresa impianto idrico

Impresa consolid. volte

Impresa Tintegg.

Attività

Progettista

Progettista Progettista Progettista strutturista elettrico HVAC

CSP

Allestimento cantiere

A

A

R

Allestimento cantiere

C

A

Montaggio e smontaggio gru

A

A

R

Montaggio e smontaggio gru

I

A

Chiusura cantiere

A

A

R

Chiusura cantiere

C

A

Fase di demolizione

A

A

C/I

Fase di demolizione

I

C

A

A

A

R

C

I

A

A

A

C/I

I

C

A

Fase di rifinitura

A

A

R

Impianto elettrico

A

A

C/I

Impianto idrico sanitario

A

A

C/I

Impianto termico

A

A

C/I

Opere provvisionali

A

A

R

Opere provvisionali

Impianti di cantiere

A

A

R

Impianti di cantiere

I

I

A

Segnaletica

A

A

I

Segnaletica

I

I

A

Redazione PSC

A

I

Redazione POS

A

I

Fase di consolidamento

Esecuzione

R.A.C.I. - Progettazione

Sicurezza esecuzione

Fase scuci e cuci

Progettista HVAC

Modello 4D

Stakeholders

Progettista Progettista strutturista

Il modello è corretto?

R.A.C.I. - Esecuzione

RAM,Resource assigned matrix WBS

Stima dei costi

BIM Specialist

Cronoprogramma dei lavori

Attività

Progettazione

Revisionare il modello 4D

R

Fase scuci e cuci

R

Fase di consolidamento Fase di rifinitura

C

Impianto elettrico

I

I

A

C

R

Impianto idrico sanitario

I

I

A

C

R

Impianto termico

I

I

A

C

R

I

I

I

I

Redazione PSC

R

R

R

R

A

In realtà per una corretta esecuzione del progetto non è sufficiente determinare soltanto la responsabilità,cioè non basta sapere che uno stakeholder ha la responsabilità di una attività,è importante stabilire anche il tipo di responsabilità.

Anche se esistono diverse rappresentazioni dei tipi di responsabilità,quella piu usata è la RACI,acronimo composto dalle iniziali delle parole inglesi: Responsible,Accountable,Consulted ed Informed.

R

Responsible: è il responsabile dell’esecuzione dell’attività,colui che esegue materialmente un’attività.

Le R possono essere condivise.

A

Accountable: colui che ha la responsabilità finale di una attività. E’ la persona che ha l’ultima parola,la persona che ha potere di veto.Ci può essere una sola A per attivita.

C

Consulted: la persona che deve essere consultata.

I

Informed: di solito è la persona che ha interesse specifico e pertanto dovrà essere informato.

A

A

R

Heritage Building Information Modeling: la gestione del cantiere in un centro storico terremotato Organizzazione programmazione lavori

T 00

Stato ante operam

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Heritage Building Information Modeling: la gestione del cantiere in un centro storico terremotato Sintesi Gestione del cantiere

T 03

BEP : Gestione della variante Lavorando in BIM, non possiamo ricevere ed eseguire direttamente la variante poichè verrebbe meno il principio di comunicazione e condivisione delle informazione tra gli stakeholder.

Opereremo,come per le altre fasi del lifecycle, con un mappaggio del processo e gestione di tutte le informazioni.

Stima dei costi aggiuntivi General Contractor NO

NO

Inizio

Target spesa variante

Individuazione entità della variante

Inserimento variante nella programmazione di cantiere

Committente

BIM Manager / Committente

SI

Aggiornamento 4D

SI

BIM Coordinator

General Contractor

E’ rispettato il target di spesa?

Eventuale aggiornamento layout General Contractor

Distribuzione del piano di gestione del cantiere

Fine

General contractor

Tutte le clash sono state risolte?

Individuazione risorse macchinari,attrezzature ed aree di cantiere Programmazione originaria di cantiere

Processi BIM pre-variante

WBS: Work Breakdown Structure

Sistemazione cantiere

Prima variante piano terra

WBS Palazzo residenziale Via Garibaldi

Render pre - variante

Costruzione

Fase di variante

Realizzazione nuove tramezzature

Fasi ed eventi di cantiere

Piano di gestione del cantiere

General Contractor

Fase di demolizione

Manto di Copertura Muratura Solai Volte

Fasi ed eventi di cantiere

RAM

Impianti

Render post - variante

Sicurezza cantiere

Fase Fase di Fase di scuci e cuci consolidamento rifinitura

Muratura Solai Volte

Fasi ed eventi di cantiere

Isolamento termico

Seconda variante 3° piano Fasi ed eventi di cantiere

Opere esterne

Render pre - variante

Opere interne

Render post - variante

RACI

Progettazione Variante: Stakeholders Nuove tramezzature Progettista

Esecuzione Stakeholders

Progettista HVAC CSP

Impresa Tinteggiature

Progettista strutturista Progettista elettrico

Variante: Nuove tramezzature

Impresa edile Impresa impianto elettrico Impresa impianto idrico Impresa consolidamento volte

Direttore lavori CSE

Stakeholders

Progettazione Attività

Progettista

Variante: Nuove tramezzature

R

Progettista Progettista Progettista strutturista elettrico HVAC

I

Esecuzione

Variante: Nuove tramezzature

R

A

Stakeholders Sicurezza esecuzione

Attività

CSP

CSE

Direttore dei lavori

A

Responsible: è il responsabile dell’esecuzione dell’attività,colui che esegue materialmente un’attività.

Le R possono essere condivise.

Qualità esecuzione

A A

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Impresa edile

R

Impresa impianto elettrico

Impresa Impresa impianto consolid. volte idrico

C

Accountable: colui che ha la responsabilità finale di una attività. E’ la persona che ha l’ultima parola,la persona che ha potere di veto.Ci può essere una sola A per attivita.

Impresa Tintegg.

I C I

Consulted: la persona che deve essere consultata.

Informed: di solito è la persona che ha interesse specifico e pertanto dovrà essere informato.

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Heritage Building Information Modeling: la gestione del cantiere in un centro storico terremotato Gestione della variante

T 00

VANTAGGI IN CANTIERE

SICUREZZA IN CANTIERE

La possibilità di disporre di ambienti digitali 4D contribuirebbe alla possibilità di strutturare processi costruttivi in grado di ridurre al minimo lo spreco di materiali, di tempi e di sforzi al fine di generare il massimo valore economico possibile nella soddisfazione delle richieste del committente. Una efficiente comunicazione tra gli stakeholder di progetto ed un più integrato trasferimento delle informazioni relative alla costruzione, infatti, migliorerebbe la qualità della realizzazione anche in termini di utile per l’impresa di costruzioni. In altri termini il 4D modeling può costituire un supporto decisivo alle funzioni di Risk Management. In un ambiente 4D le risorse 3D (risorse umane, materiali, attrezzature e spazi) si collegano alle attività pianificate permettendo una più agevole verifica delle sequenze costruttive, della gestione di eventuali variazioni ed un più semplice confronto tra scenari alternativi. Il risultato è un processo costruttivo più efficiente, maggiormente affidabile e sicuro capace di condurre a risparmi di tempo e di denaro. In altri termini, si configura un sistema di supporto alle decisioni basato su informazioni attendibili sin dalla fase di pianificazione e sempre aggiornabili anche durante la costruzione. Operando in 4D la pianificazione delle attività è gestibile attraverso il modello e viceversa e la possibilità di disporre su processi di verifica basati anche sulla visualizzazione degli elementi tridimensionali aumenta in maniera significativa gli abituali standard legati agli aspetti temporali ed economici della realizzazione di un’opera. La modellazione 4D è un potente strumento di visualizzazione e comunicazione che permette agli stakeholder di progetto di avere una migliore comprensione dei traguardi intermedi del progetto e dei piani di costruzione. Tra i valori potenziali: - Miglioramento della comprensione della programmazione ai partecipanti al progetto e al committente identificando il percorso critico; - Gestione delle risorse offrendo diverse opzioni e soluzioni ai conflitti spaziali.

- Integrazione della pianificazione delle risorse umane, delle attrezzature e delle risorse materiali con la modellazione BIM permettendo una migliore stima dei costi del progetto; - Identificazione e soluzione dei conflitti spaziali all’inizio del processo di costruzione; - Utilizzazione dei contenuti per scopi di comunicazione e marketing;

Progettazione cantiere

Modello 3D simulazioni cantieristiche

CoSIM Sicurezza e Coordinamento Caratteri principali:

- Programmare i lavori in modo più congruente alla realtà del cantiere.

- Migliorare l’identificazione delle situazioni di rischio.

- Progettare il cantiere in modo più accurato riguardo la definizione delle aree di lavoro e delle eventuali interferenze.

- Migliorare il coordinamento e ottimizzazione dell’impiego delle risorse.

- Aggiornare in tempo reale le eventuali modifiche in corso d’opera e controllo delle relative conseguenze sulla gestone del cantiere.

- Graficizzare le attività lavorative permette di ridurre il rischio interferenze e infortuni in cantiere.

Modello BIM 3D/4D/5D

Introduzione della variabile tempo.

Possibilità di simulare preventivamente alcuni errori progettuali.

Gestione dei costi

Maggiore affidabilità dei tempi previsti.

Possibilità di pianificare e programmare le attività di cantiere.

Gestione dei tempi

Verifica semplificata delle quantità e approvigionamento di materiali.

Possibilità di controllare in ogni momento le specifiche prestazionali dei componenti utilizzati.

- Migliore organizzazione del lavoro, della sequenzialità delle fasi lavorative; - Monitoraggio dell’approvvigionamento dei materiali di progetto; - Incremento della produttività e diminuzione dei rifiuti nel luogo di lavoro

Gestione forniture

- Capacità di esprimere la complessità spaziale del progetto, le informazioni sulla pianificazione e supportare ulteriori analisi.

Competenze richieste: - Conoscenza di programmazione dei processi costruttivi. Un modello 4D è collegato ad un programma di lavoro ed è valido quanto il programma a cui è collegato.

Simulazione

Gestione Sicurezza cantiere

- Abilità di manipolare, navigare, e revisionare un modello 3D; - Conoscenza di un software 4D: capacità di importare le geometrie, gestire i collegamenti con la programmazione del lavoro, produzione e controllo delle animazioni, ecc…

Università degli studi dell’Aquila DICEAA - Dipartimento di Ingegneria civile,edile-architettura e ambientale

Prof. Ing. Pierluigi De Berardinis Ing. Matteo Lucarelli

Heritage Building Information Modeling: la gestione del cantiere in un centro storico terremotato

T 00