Building Information Modeling e progettazione sostenibile : modellizzazione parametrica e simulazione energetica di edifici a energia quasi zero

Orges Lesha

Building Information Modeling e progettazione sostenibile : modellizzazione parametrica e simulazione energetica di edifici a energia quasi zero.

Rel. Massimiliano Lo Turco, Vincenzo Corrado. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Architettura Costruzione Città, 2012

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Abstract:	Negli ultimi anni, siamo stati partecipi di un rapido e forte sviluppo di due paradigmi importanti nella progettazione e nella costruzione degli edifici: il Building information Modeling (BIM) e la progettazione sostenibile. BIM ha ottenuto un maggiore rilievo e importanza partendo da un bisogno pressante di ottimizzare la progettazione degli edifici e il processo della redazione degli elaborati, di semplificare il processo costruttivo e quello di gestione dell'edificio durante il suo ciclo di vita. BIM ha reso più efficiente il processo della progettazione, costruzione e gestione e manutenzione degli edifici, riducendo i costi. Dall'altra parte, la maggiore attenzione verso una progettazione sostenibile è stata frutto di un interesse sempre crescente per l'ambiente in cui viviamo. La crescita di popolazione e di conseguenza anche dei manufatti edilizi ci pone davanti a sfide future riguardanti l'uso del suolo, la riduzione dei consumi energetici e la mancanza di risorse materiali. Seppure guidati da ragioni apparentemente differenti, BIM e la progettazione sostenibile hanno in comune il modo di occuparsi degli edifici secondo un approccio integrato, dove tutti gli attori del processo sono partecipi fin dalle prime fasi del progetto. L'impatto della tecnologia nella progettazione è sempre maggiore. La sua continua evoluzione ha permesso l'automatizzazione di diverse parti del processo. Il passaggio dal disegno manuale a quello assistito dai computer (Computer Aided Design) ha permesso di redigere e rappresentare gli elaborati di progetto in modo più efficace e veloce. Oggigiorno, lo sviluppo di nuovi strumenti ci ha permesso di andare oltre la documentazione e la rappresentazione degli edifici, dando la possibilità ai progettisti dì esplorare ed elaborare più varianti di un'idea, sottoponendoli ad analisi e confronti in modo più approfondito fin dalle prime fasi della progettazione. In questa tesi si è cercato di dare uno sguardo approfondito sul tema di Green BIM, ovvero l'utilizzo del BIM nella progettazione sostenibile. La prima parte tratta in modo teorico e generico gli argomenti riguardanti il BIM e la modellazione energetica, mentre nella seconda ci si concentra su un caso studio specifico, di due edifici a energia quasi zero in Borgomanero (NO). Nel primo capitolo viene trattato il concetto di Building Information Modeling, inteso come metodologia e come modello, concentrandosi successivamente su un software BIM in particolare, quale Revit Architecture. Il secondo capito vede trattato il concetto di Green BIM. Si parte da un introduzione sul concetto di progettazione integrata sostenibile, per passare a una descrizione delle fasi progettuali della progettazione sostenibile e dei workflow che accompagnano questo processo. Successivamente, viene approfondito il tema dell'utilizzo del BIM nei vari aspetti della progettazione sostenibile, facendo degli approfondimenti sull'uso del BIM negli studi solari, di orientamento e nella progettazione energetica concettuale. La relazione fra BIM e modellazione energetica viene trattata ampiamente nel terzo capito della tesi. Vengono trattati in particolare i principi che guidano la modellazione energetica, facendo anche una panoramica su alcuni software di modellazione e analisi energetica, tra cui anche il pacchetto Edilclima, software di concezione italiana, il quale verrà utilizzato nel corso della sperimentazione. Una particolare attenzione viene posta alla questione di interoperabilità dei dati fra i modelli BIM e quelli energetici, descrivendo le tipologie e i format di condivisione dei dati. La seconda parte è dedicata interamente al caso studio. Oggetto del caso studio sono due edifici a energia quasi zero progettati da Edilclima s.r.l. a Borgomanero (NO). Il lavoro svolto in questa tesi riguarda la modellazione BIM degli edifici in Revit Architecture e la successiva modellazione energetica basata su modelli BIM attraverso l'utilizzo del plug-in EC770 Integrateci Technical Design for Revit®. L'obiettivo principale della tesi riguarda lo studio dei benefici e limiti della modellazione energetica basata BIM rispetto alla modellazione energetica tradizionale, concentrandosi sul plug-in EC770. Inoltre si cerca di fare un'analisi critica dei risultati confrontando i dati provenienti dalla modellazione energetica basata BIM eseguita con il plug-in con i dati della modellazione energetica tradizionale degli stessi edifici.
Relatori:	Massimiliano Lo Turco, Vincenzo Corrado
Tipo di pubblicazione:	A stampa
Soggetti:	A Architettura > AO Progettazione S Scienze e Scienze Applicate > SD Computer software
Corso di laurea:	Corso di laurea magistrale in Architettura Costruzione Città
Classe di laurea:	NON SPECIFICATO
Aziende collaboratrici:	NON SPECIFICATO
URI:	http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/2756
Capitoli:	1. Introduzione 2. BIM - Building Information Modeling 2.1 Definizioni 2.2 Revit. Strumento, piattaforma, ambiente. 3. Green BIM. Utilizzo del BIM nella progettazione sostenibile 3.1 Progettazione integrata sostenibile 3.1.1. Introduzione 3.1.2. Le fasi della progettazione sostenibile integrata. La modellazione BIM 3.1.3. Il workflow 3.2 Uso del BIM nella progettazione sostenibile 3.2.1. Orientamento degli edifici e gli studi solari 3.2.2. Modellazione per masse - modellazione energetica concettuale 4. BIM e modellazione energetica 4.1 La modellazione energetica basata su modelli BIM. 4.1.1. I principi fondamentali della simulazione energetica 4.1.2. Modellazione energetica tradizionale e modellazione energetica basata su modelli BIM a confronto 4.2 I software di analisi energetica 4.2.1. Autodesk® Ecotect™ Analysis 4.2.2. Green Building Studio 4.2.3. CFD 4.2.4. Autodesk® 3ds Max® Design 4.2.5. Il pacchetto software Edilclima 4.3 Interoperabilità 4.3.1. Introduzione 4.3.2. IFC file formats (Industry Foundation Classes) 4.3.3. XML (eXtensible Markup Language) 4.3.3.1. Gbxml (Green Building Extensible Markup Language) 4.3.3.2. Ifcxml 4.4 La condivisione dei dati fra BIM e modelli energetici 4.4.1. Geometrici 4.4.2. I dati sui materiali e le tipologie costruttive 4.4.3. I dati impiantistici e degli apporti interni 4.4.4. I dati spaziali 4.4.5. Il concetto di zona termica e di locale. I confini. 5. Caso studio 5.1 Descrizione degli edifici 5.1.1. La struttura 5.1.2. L'involucro opaco e trasparente 5.1.3. L'impianto di climatizzazione e produzione di ACS 5.2 Descrizione del plug-in 5.2.1. La definizione delle zone termiche 5.2.2. I dati climatici e di progetto 5.2.3. I materiali 5.2.4. I componenti dell'involucro 5.2.5. Gli ombreggiamenti 5.2.6. I locali 5.3 Descrizione della modellazione 5.3.1. Il workflow 5.3.2. La modellazione BIM 5.3.3. Il modello energetico 5.4 Risultati della sperimentazione 6. Linee guida sulla modellazione energetica basata su modelli BIM. EC77O Integrated Technical Design for Revit 7. Conclusioni e sviluppi futuri 8. Bibliografia Sitografia
Bibliografia:	Bibliografia - Azhar, S., BIM for sustainable design: Results of an industry survey, Journal of Building Information Modeling, Primavera 2010: 27-28. - Bernstein, H. M., Jones, S. A., & Russo, M. A. .Green BIM: How building information modeling is contributing to green design and construction. Bedford, MA: McGraw-Hill Construction, 2010. - Berra L, Capozzoli A., Corrado V., Gorrino A., Il progetto e la verifica di un edificio a energia quasi zero: analisi critica delle prestazioni per un caso di studio, Verso gli edifici a "energia quasi-zero": le tecnologie disponibili. Bologna, 6 ottobre 2011. 113-128. - Boecker, J., Horst, S., Keiter, T., Lau, A., Sheffer, M., Toevs, B., Reed, W. The Integrative Design Guide to Green Building, Redefining the Practice. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, 2009. - Bower, N. LEED-ing your project into the green revolution. Autodesk University 2009 Conference. Las Vegas, Nevada, 2009. - Corrado, V., Paduos, S., La nuova legislazione sull'efficienza energetica degli edifici. Torino: Celid, 2011. - Deutsch, R. BIM and Integrated Design: Strategies for Architectural Practice. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, 2011. - Eastman, Ch., Paul T., Rafael S., e Kathleen L. BIM Handbook: A guide to Building Information Modeling for Owners, Managers, Designers, Engineers and Contractors. Hardcover, 2008. - Garzino, Giorgio, (a cura di), DISEGNO (E) IN_FORMAZIONE. Disegno Politecnico DRAWING (AND) INFORMATION. Polytechnic Drawing. Santarcangelo di Romagna: Maggioli, 2011. - GSA BIM Guide for Energy Performance. United States General Services Administration, March 2012. - Khemlani, L. The IFC Building Model: A Look Under the Hood, AEC Bytes, 2004. http://www.aecbytes.com/feature/2004/IFCmodel.html (consultato il giorno Settembre 8, 2012). - Krygiel, E., Nies, B. Green BIM : successful sustainable design with building information modeling. Indianapolis, Indiana: Wiley Publishing, Inc., 2008. - Lee, Y. S. Using Building Information Modeling for Green Interior Simulations and Analyses. Journal of Interior Design, Marzo 2012: 35-50 - Levring, A., Nielsen, D. Schematic Strategies and Workflows for Sustainable Design Development. Autodesk University 2011 Conference. Las Vegas, Nevada, 2011. - Maile, T., Fischer, M., Bazjanac, V. Building Energy Performance Simulation Tools - a Life -Cycle and Intemperate Perspective. Working Paper, Center for Integrated Facility Engineering, Standford University, 2007. - Phelps, A., BIM-Enabled Set-Based Design for Net-Zero Energy Buildings. San Antonio BIMForum. San Antonio, Texas, 25-26 April 2012. - Stumpf, A. L, Kim, H., Jenicek, E. M. Early Design Energy Analysis Using Building Information Modeling Technology. Final Report, Engineer Research and Development Center, US Army Corps of Engineers, November 2011. Sitografia http://www.aecbvtes.com/ http://au.autodesk.com/ www.bimacademy.it http://bimcurriculum.autodesk.com www.buildingsmartalliance.org http://green.harvard.edu/theresource/new-construction/design-phase/ www.gsa.gov http://sustainabilityworkshop.autodesk.com/ www.revitforum.com www.usa.autodesk.com http://wikihelp.autodesk.com

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