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Per comprendere la natura di un fenomeno è bene risalire alle sue origini: quando lo si affronta per la prima volta si ha una chiarezza d'insieme non contaminata dalle implicazioni della vita quotidiana, e gli aspetti fondamentali emergono con maggiore nitidezza. Con il progetto di Casa Acayaba, possiamo scrutare le origini del BIM.
Casa Acayaba, progetto pioniere del BIM
Mi è recentemente capitato sotto mano l'articolo di una rivista brasiliana d'architettura, Projeto, risalente al 1993 in cui è riportato un progetto di una villa a me già nota dai tempi dell'Università (l'analizzai per il Laboratorio di Scienze delle Costruzioni).
La casa a Tijucopava, località turistica sulla costa Paulistana, a firma dell'architetto Marcos Acayaba, è una struttura così esile da sfidare le leggi della statica, e sembra un'opera concepita dal genio di Hayao Myiazaki (il celebre cartoonist giapponese) più che il frutto del lavoro di un architetto. Questa leggerezza le consente di appoggiarsi al terreno in modo tanto armonico e rispettoso del contesto da formare con questo quasi un tutt'uno.
Ma la caratteristica che ce la rende più interessante è che è stata interamente concepita e progettata con ARCHICAD (che allora si chiamava RADAR CH) già nel lontano 1993. Questo le conferisce il valore di opera pionieristica nel mondo del BIM.
Fin dal primo paragrafo, l'articolo chiarisce il tema centrale e nevralgico della questione: "Più che una macchina da disegno, il nuovo strumento è servito come prezioso mezzo di progettazione."
Prosegue l'articolo: "la creazione e lo sviluppo si realizzano simultaneamente", eliminando la distinzione fra Progetto e Disegno, fra progettista e tiralinee. Il progetto smise di essere sviluppato per fasi successive e discontinue.
ARCHICAD si dimostrò essenziale per questo progetto dove andava considerato con particolare attenzione l'inserimento armonico in un contesto popolato da molti alberi, che allo stesso tempo però non dovevano pregiudicare la vista e il soleggiamento.
Ho quindi cercato di ripercorrere lo sviluppo del progetto con i mezzi odierni, ben più potenti rispetto all'epoca - Marcos Acayaba lavorava infatti con un Computer con 80 Mb di RAM e 60 Mb di Hard Disk!
Ricostruire il progetto: contestualizzazione
Il primo passo è la contestualizzazione del progetto, sia per inserirlo nell'orografia che per condurre le analisi energetico-ambientali. Oggi, diversamente da allora, abbiamo la grande opportunità di estrapolare i dati territoriali da internet, tramite diversi Database: OpenStreetMap, i DataBase territoriali, Google Earth, ecc. In questo caso mi sono basato su Google Earth, di facile uso e reperibilità.
Tramite Sketch Up si può catturare il terreno e importarlo direttamente in ARCHICAD oppure, passando attraverso Rhino e Grasshopper (con la definizione che vedete in figura, niente di complicato) è possibile trasformarlo in Mesh editabile: 10 minuti in tutto.
Per risultati più attendibili è auspicabile relazionarsi con i database territoriali locali, gli shapefile, così da avere una maggiore precisione e un interfaccia con il mondo GIS e da qui con l'amministrazione pubblica. Ma questo è un argomento che affronteremo in seguito.
Una volta importato il terreno in ARCHICAD, le coordinate esatte del luogo vengono acquisite ed è possibile esportare il modello di nuovo all'interno di Google Earth senza doversi preoccupare di centrare il punto d'inserimento.
Ricostruire il progetto: modellazione
Quando le coordinate d'inserimento sono state definite, può cominciare la modellazione vera e propria: il 99% di tutti gli elaborati proviene direttamente dal modello, mentre il restante 1% sono testi, annotazioni e solo qualche linea accessoria.
L'analisi ambientale ed energetica, come evidenziato nell'articolo, costituisce l'approccio iniziale alla progettazione, con l'obiettivo di valutare la miglior configurazione progettuale: il miglior posizionamento per godere di una vista ottimale, il miglior orientamento per captare la maggior radiazione solare in inverno e schermarla in estate, ecc.
Molti grandi dell'architettura in passato hanno dovuto ricorrere a prove sperimentali di laboratorio per ottenere risultati che invece noi abbiamo disponibili sul nostro portatile grazie agli strumenti informatici. Uno di questi è ECODESIGNER, lo strumento di valutazione energetica di ARCHICAD che permette di indirizzare il progetto sulla giusta strada fin da subito, senza il rischio di ripensamenti tardivi.
Per valutare le interazioni edificio-ambiente possiamo invece avvalerci del contributo di LADYBUG, uno dei più noti ed apprezzati strumenti per l'analisi ambientale in ambiente GRASSHOPPER. Con ECODESIGNER possiamo calcolare l'irraggiamento solare su ogni serramento, con LADYBUG invece lo possiamo valutare sull'intero edificio e ottimizzarlo così per una maggiore o minore captazione totale: si tratta del cosiddetto option engineering, trovare la migliore forma e posizione che soddisfino le performance attese.
Possiamo inoltre valutare i coni visuali (importantissimi in questo caso), condurre uno studio sulle ombre, considerare direzione e forza del vento e molto altro ancora. Con la Live Connection Rhino/Grasshopper/ARCHICAD a ogni modifica del modello in ARCHICAD il calcolo in LadyBug si aggiorna automaticamente senza dover esportare o importare nulla.
Quando siamo soddisfatti del nostro operato, possiamo riportarne i risultati all'interno di ARCHICAD.
Interessante notare che, in virtù dell'acquisizione delle coordinate operata all'inizio del processo, l'ombreggiamento in ARCHICAD alla data e ora stabiliti corrisponde esattamente con l'irraggiamento calcolato in GRASSHOPPER / LADYBUG: notate infatti come la colorazione relativa all'irraggiamento corrisponde con la proiezione delle ombre. Se trovate strano che il sole provenga da Nord, ricordo che nell'emisfero australe la direzione del sole è invertita rispetto a quanto avviene nel nostro.
Per trasferire la mappatura termica come colori RGB ho usato l'oggetto GDL "RGB Mesh GH Object" sviluppato da Daniel Kovacs di GRAPHISOFT, reperibile sul portale BIMCOMPONENTS.
Nell'architettura di Acayaba, le strutture hanno un ruolo molto caratterizzante rispetto ad altre dove sono invece totalmente celate. Sarebbe interessante ampliare questo studio, oltre che alla statica e dimensionamento delle strutture, anche ai metodi di fabbricazione: la rigorosa geometria della griglia esagonale è scomponibile in elementi che ben si prestano, per tipologie e dimensioni, alla loro produzione in officina e montaggio in cantiere.
Come migliora il rapporto con il cliente
Acayaba comprese infine come il rapporto con il cliente potesse mutare significativamente con lo strumento informatico: una migliore rappresentazione del progetto permette di "conquistare" il cliente, ma anche di coinvolgerlo maggiormente nelle scelte e modifiche da apportare.
E' un aspetto che può risultare critico, le interferenze del cliente nelle decisioni di progetto sono sempre un rischio, ma è sempre meglio anticipare i nodi problematici e non venirne a capo a cantiere iniziato. Il problema, nel 1993, era casomai la limitatezza degli strumenti informatici, problema che oggi invece pare ampiamente superato: sia per il notevole potenziamento dell'hardware, che per la nascita di software di renderizzazione e animazione real time che gestiscono grandi quantità di oggetti, in particolare la vegetazione costituita da una enorme quantità di poligoni. Ad esempio TWINMOTION permette di sviluppare render e animazioni che un tempo erano accessibili esclusivamente a studi specializzati dotati di computer ultra-professionali o renderfarm dedicate.
L'uso di un software non ci rende automaticamente esperti della materia: il montaggio video richiede competenze specifiche che non si improvvisano, ma è anche vero che questo filmato sarebbe stato impossibile da realizzare fino a qualche anno fa.
Oggi possiamo metterci al pari dei maestri dell'architettura del passato, siamo i cosiddetti nani sulle spalle dei giganti - a condizione però che gli strumenti informatici siano usati a fondo e consapevolmente, senza farci condizionare da questi.
foto di Nelson Kon
Di seguito ascoltiamo la voce dell'architetto mentre illustra il suo progetto. Andate direttamente a 1:16:20.
