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In cosa consiste un oggetto BIM e come crearne uno che soddisfi le esigenze aziendali e di commessa, definendo le informazioni (grafiche e non) che dovrà contenere? Con questo articolo inizia la mia serie sugli oggetti BIM. Risponderemo a queste domande e ne considereremo gli aspetti più importanti. L'obiettivo rimane ottenere la controparte digitale di un prodotto fisico, come nel caso di un modello informativo BIM.

Cos'è un oggetto BIM

Comunemente, si pensa che un oggetto BIM faccia riferimento a un elemento di arredo o a un qualsiasi altro elemento scaricato dal web. Un oggetto che in qualche modo non fa riferimento diretto agli strumenti utilizzati all’interno del software di BIM Authoring. 

Da un punto di vista generale un oggetto BIM può essere, invece, inteso come: La rappresentazione delle caratteristiche fisiche di prodotto in ambiente digitale in cui l'oggetto ha un comportamento uguale o simile al prodotto reale dell'asset costruito.

In questa prospettiva, si capisce che l’intero modello informativo è costituito da oggetti BIM. Gli stessi elementi Muro o Solaio, fra i più generici, sono degli oggetti rispondenti a questa definizione. Un modello informativo è infatti basato su oggetti contenenti dati codificati e su relazioni tra i vari componenti che lo definiscono. Con questi elementi si va a definire un database che colleziona, identifica e calcola informazioni grafiche e non grafiche. 

Possiamo quindi definire un oggetto BIM come una combinazione di molti elementi, tant’è che sarebbe riduttivo dire che sia costituito solamente da informazioni e geometria. Di seguito riporto una serie di caratteristiche, esaustive a livello aziendale, che definiscono un oggetto BIM:

• Geometria del prodotto, che ne rappresenta le caratteristiche fisiche; 
• Patrimonio informativo di caratteristiche intrinseche a indicatori prestazionali in fase di gestione, che definiscono il prodotto digitale; 
• Dati comportamentali, che specificano relazioni e gerarchie tra l’oggetto e altri elementi del modello come zone, spazi, murature e simili;
• Parametrico, in modo da poter assegnare precise istruzioni di comportamento.

Ai fini di un corretto utilizzo degli oggetti BIM nel modello informativo in commesse sviluppate tramite il BIM, possiamo individuare caratteristiche aggiuntive per definire più nel dettaglio gli oggetti:

• L'interoperabilità consente loro di essere usati, scambiati e visualizzati da qualsiasi attore della filiera senza vincoli di utilizzo di specifici applicativi BIM, tramite formati aperti come l’IFC;
• Sono conformi a uno standard interno all’azienda o aggiornati secondo quelle che sono le specifiche informative di una commessa;
• Sono dotati di uno scopo in riferimento ai Level of Information Need (Livelli di Fabbisogno Informativo) di commessa. senza il quale l’oggetto perderebbe di significato e utilizzo all’interno del modello informativo stesso.

A fronte di queste considerazioni è evidente, quindi, che il mero download di oggetti da siti internet non è sufficiente a creare una Libreria BIM capace di soddisfare non solo le esigenze aziendali, ma sopratutto le richieste di una commessa. La domanda, allora, sorge spontanea: come creare degli oggetti BIM ideali?

Oggetti codificati e tradotti

In Archicad, la creazione di un oggetto BIM può avvenire mediante due differenti metodi. Gli oggetti in generale sono codificati utilizzando il linguaggio di programmazione GDL (Geometric Description Language), che non risulta però essere l’unico strumento in grado di creare degli oggetti. Questi, come anticipato, possono essere creati in due modi: tramite codifica nativa o tramite un processo di traduzione, comune alla maggior parte degli strumenti e/o plugin utilizzati.

Nel primo caso, l’oggetto viene codificato direttamente tramite il GDL, scrivendo righe di codice nelle apposite finestre di definizione dello Script 2D, 3D e Testo Master, oltre che dei parametri. In questo modo, gli oggetti creati risultano essere più performanti per gli utenti e per diversi motivi relativi al funzionamento e programmazione di Archicad stesso.

Esempio di oggetto codificato in linguaggio GDL.

Gli oggetti creati tramite codifica nativa risultano essere parametrici. Così, l’utente può modificare liberamente alcune caratteristiche fisiche e non dell'oggetto. Inoltre, le forme geometriche codificate sono ottimizzate per Archicad, garantendo la corretta rappresentazione sia in 3D ma anche in tutte le altre viste come Sezioni, Alzati e Piante. In questo modo, la dimensione del file risulta essere contenuta, consentendo un rapido caricamento e calcolo delle geometrie.

Nel secondo caso, se un oggetto non è codificato in modo nativo, è probabile che sia stato creato attraverso un processo di traduzione tramite l’utilizzo di strumenti più user-friendly o di applicativi terzi. 

Gli oggetti così generati sono tipicamente non parametrici o meno parametrici. La loro rappresentazione geometrica è molto più primitiva e meno ottimizzata per l'uso in Archicad, con possibili cali di prestazione quando vengono proiettati in una Sezione, Alzato o vista 3D. Spesso, inoltre, il loro simbolo 2D è una proiezione della stessa geometria, influendo sulle prestazioni di Archicad per il calcolo anche delle viste planimetriche. A causa della geometria primitiva, le dimensioni dei file risultano spesso elevate, con tempi di calcolo molto più lunghi.

Strumenti di creazione degli oggetti BIM

Da un punto di vista pratico, esistono differenti strumenti per poter creare oggetti BIM tramite Archicad e la scelta del corretto strumento influisce sicuramente sulla creazione, sulle tempistiche di sviluppo e sulla gestione degli oggetti stessi. Vediamo insieme vantaggi e svantaggi di alcuni degli strumenti interni ed esterni più utilizzati (da sottolineare come vi siano anche altri strumenti e/o plugin capaci di creare oggetti BIM per Archicad).

GDL (Geometric Description Language)

Il linguaggio GDL offre un'enorme flessibilità e libertà di creare oggetti personalizzati in base alle proprie esigenze a fronte di una competenza informatica minima da acquisire. Il GDL è comunque un linguaggio di programmazione testuali relativamente semplice e presenta i seguenti vantaggi e svantaggi.

Vantaggi

• Controllo completo della geometria, informazioni e parametri (per ottenere diverse configurazioni dello stesso); 
• Personalizzazione senza limiti per soddisfare le esigenze aziendali e di commessa; 
• Conformità ai Level of Information Need;
• Efficienza nel controllo globale e nelle sue modifiche e/o aggiornamenti.

Svantaggi

• Richiesta conoscenza del GDL e delle basi di programmazione con relativa curva di apprendimento.

Library Part Maker

È un componente aggiuntivo di Archicad che semplifica e ottimizza la creazione di oggetti BIM personalizzati. Il flusso di lavoro di Library Part Maker è basato sull'uso di strumenti standard 2D e 3D di Archicad e non richiede alcuna conoscenza di programmazione GDL. L'approccio si concentra su prodotti in cui geometria e informazioni sono strettamente legate tra loro. Semplifica, inoltre, la creazione di porte e finestre complesse.

Vantaggi

• Controllo completo della geometria, informazioni;
• Personalizzazione per soddisfare le esigenze aziendali e di commessa; 
• Facilità di modifica/aggiornamento di oggetti esistenti;
• Conformità ai Level of Information Need tramite l’impostazione di OVM 2D e 3D e di gruppi di informazioni;
• Non richiede conoscenze di codifica o di programmazione.

Svantaggi

• Tempi di sviluppo e creazione lunghi;
• Creazione limitata alla versione di Archicad in cui è disponibile;
• A parte i materiali e informazioni, crea un oggetto non parametrico.

PARAM-O

PARAM-O è uno strumento di programmazione visuale basato su nodi e componenti per creare oggetti Archicad parametrici, salvando come degli oggetti nella libreria incorporata. Gli script di PARAM-O trascrivono gli oggetti tramite GDL, consentendo di utilizzarli in qualsiasi versione di Archicad, anche se PARAM-O non è installato.

Vantaggi

• Fornisce un'interfaccia visiva per la creazione di oggetti parametrici;
• Può essere utilizzato per creare un singolo oggetto che potrebbe produrre un alto numero di iterazioni in modo rapido e semplice;
• Non richiede conoscenze di codifica o di programmazione.

Svantaggi

• Il simbolo 2D è una proiezione dell'oggetto 3D, pertanto può influire sulle prestazioni; 
• Richiedere una competenza aggiuntiva per il suo utilizzo;
• Può non essere adatto per la creazione di oggetti parametrici.

Importazione file esterni

Archicad può importare contenuti da molte fonti esterne, come ad esempio Rhino, Revit, 3ds Max e SketchUp. Gli oggetti vengono tradotti più che creati, non sempre garantendo efficienza geometrica, informativa e parametrica dell’oggetto.

Vantaggi

• Aggiunta di una grande varietà di oggetti alla libreria BIM in modo semplice e veloce; 
• Buona soluzione per oggetti specifici non disponibili nella libreria di Archicad;
• Non richiede conoscenze di codifica o di programmazione GDL.

Svantaggi

• Ampia pulizia e modifica dell’oggetto nativo per essere utilizzabile efficacemente; 
• Raramente ottimizzato per l'uso in Archicad, con elevato numero di poligoni e significativi problemi prestazionali;
• A parte i materiali ed informazioni, crea un oggetto non parametrico.

Creazione elementi

Archicad utilizza il processo di traduzione per creare oggetti (tramite il comando “Salva selezione come…”) a partire da elementi standard di Archicad, presentando delle funzioni parametriche limitate. Ad esempio, i parametri dimensionali di altezza, larghezza e profondità possono essere modificati, ma non garantiscono le proporzioni geometriche dello stesso.

Vantaggi

• Utilizza strumenti standard per creare componenti complessi;
• Buona soluzione per oggetti specifici non disponibili nella libreria di Archicad;
• Non sono richieste conoscenze di codifica o di programmazione GDL.

Svantaggi

• Tempi di sviluppo e creazione lunghi;
• Non facilmente aggiornabile o mantenuto nel tempo;
• A parte i materiali e informazioni, crea un oggetto non parametrico.

Come gestire il corretto sviluppo degli oggetti

Nella creazione di un qualsiasi generico oggetto BIM, dovrebbero essere presi in considerazioni alcuni aspetti per il suo corretto sviluppo. Insieme all’arch. Matteo Di Filippo, abbiamo trattato il tema nel webinar 8 punti per sviluppare una Libreria BIM di studio in Archicad, che potete rivedere al link.

Tali aspetti, affrontati in maniera esaustiva, sono stati suddivisi in tre macrocategorie, che di seguito andrò a evidenziare e descrivere.

Organizzazione

• Individuare uno standard di denominazione al fine di poter identificare l’oggetto all’interno di un’ampia libreria e riuscire ad utilizzare i metadati contenuti in ogni suo campo;
• Conformare l’oggetto ai Level of Information Need (Livello di Fabbisogno Informativo) sia per la parte geometrica (2D e 3D) sia per la parte informativa;
• Creare o meno eventuali parametri dimensionali o comportamentali dell’oggetto tramite il corretto strumento utilizzato.

Modellazione

• Garantire continuità geometrica durante la modellazione dell’oggetto facendo riferimento alle regole di geometria descrittiva ed eventualmente differenziale;
• Garantire la corretta documentazione dell’oggetto, in conformità alle schede prodotto, dal punto di vista geometrico (piante, sezioni, prospetti e simili) che dal punto di vista informativo (schede prodotto integrate tramite link e simili);
• Ottimizzare il numero di poligoni a seconda della tipologia di oggetto in modo da non superare la soglia critica.

Gestione

• Ottimizzare la dimensione file, prestando attenzione a una serie di fattori come ad esempio l'immagine di anteprima, le tipologie di geometrie utilizzate (una o più curvature) e simili, in modo da non superare la soglia critica in termini di MB;
• Gestire il GUID (Global Unique IDentifier) per la modifica o aggiornamento nel tempo dell’oggetto in libreria e fra più commesse.

Sperimentazione e Libreria BIM 

Naturalmente, nel presente articolo ho cercato di fornire una panoramica ampia sugli oggetti BIM, con particolare riferimento ad alcune delle diverse soluzioni da adottare per la loro creazione e gestione. Ciò non toglie la continua sperimentazione da parte dell’utente nella ricerca della migliore soluzione in relazione alle proprie esigenze aziendali, verso un approccio che sposa il miglioramento continuo professionale.

Per dare un ultimo esempio, nel corso della mia esperienza professionale non sono mancate alcune sfide interessanti dal punto di vista tecnico, cercando di creare ibridazioni fra più soluzioni differenti, al fine di poter trarre più vantaggi nello stesso flusso di lavoro. Una fra queste è stata l’interazione fra Grasshopper e Library Part Maker, sfruttata per automatizzare la creazione della geometria 2D e 3D per oggetti semplici a fronte di un più alto numero di tipologie da dover creare. Ancora, l’utilizzo combinato di PARAM-O, per creare un oggetto parametrico e la sua struttura codificata di base da implementare tramite l’utilizzo successivo di semplici righe di codice aggiuntive GDL.

Nel prossimo articolo, ci dedicheremo a un più alto livello aziendale, andando a comprendere quali aspetti sono da considerare per la gestione di una Libreria BIM di studio composta da un numero elevato di oggetti. 

Come sempre, per qualsiasi altro spunto di riflessione sul tema BIM e Archicad, mi trovate al mio profilo social @quellochefabim, dove ogni BIMers è il benvenuto!