Estrazione delle geometrie dalla nuvola di punti

Per una questione di praticità operativa il modello del terreno è stato temporaneamente nascosto, così da poter visionare a schermo solamente la nuvola di punti georeferita. A questo punto, dato che l’oggetto della modellazione riguardava solo la fortezza, la nuvola di punti è stata opportunamente ritagliata, in modo che nel workspace fosse visibile solamente una porzione della città, ovvero quella relativa alla Piazza S.Benedetto e agli edifici che su di essa si affacciano, compresa ovviamente la Castellina. Il risultato ottenuto da queste operazioni preliminari consiste in un modello tridimensionale, collocato correttamente nello spazio, composto da migliaia di punti che in fase di importazione hanno mantenuto le informazioni legate al colore, contribuendo quindi ad una fedele rappresentazione della realtà.

Nella fase preparatoria una delle operazioni più significative che il software Revit permette di fare con le nuvole di punti è legata alla possibilità di sezionarle grazie alla creazione di piani paralleli alle viste di pianta di default (in situazioni particolari è anche possibile la creazione di piani obliqui creati ad hoc). In questo modo sono state create delle “viste di lavoro” utilizzate per la creazione degli elementi che compongono la fortezza. L’utilizzo di questi piani di lavoro, che intersecano la nuvola in punti significativi definiti dall’utente, ha permesso di comprendere direttamente all’interno dello spazio 3D la corretta forma e posizione dei vari elementi costruttivi dell’edificio in questione. A partire da ogni piano è stato quindi possibile generare delle linee di costruzione che seguono precisamente i punti sezionati, al fine di ottenere un profilo simile alla realtà. In questo modo anche dei profili irregolari, come ad esempio quelli relativi a muri con forme particolari, lesionati o con imperfezioni di qualsiasi tipo, possono essere rappresentati fedelmente. Successivamente si definiscono tutte le viste di lavoro che si ritengono necessarie per la generazione del modello BIM, che possono essere sia orizzontali (piante e planimetrie) sia verticali (prospetti e sezioni). I piani di sezione orizzontali permettono inoltre di identificare i Livelli, ovvero dei piani di lavoro infiniti che consentono di definire le distanze verticali di un elemento o di un edificio. Solitamente i Livelli vengono creati per ogni piano del complesso, se parliamo di un edificio, oppure per identificare altri punti di riferimento utili alla generazione di un qualsiasi elemento. Un ulteriore strumento che ha lo scopo di fornire utili riferimenti per il posizionamento preciso di elementi tridimensionali sono le Griglie. In questo caso studio, le griglie hanno permesso di individuare il perimetro dell’edificio, fornendo un importante appoggio nella fase di creazione delle murature. L’insieme di tutte queste operazioni viene definita “fase preparatoria”, e ricopre un ruolo di fondamentale importanza, in

166 quanto definisce i riferimenti da utilizzare come guida per tutte le successive fasi che compongono la modellazione.

Figura 111: Inserimento di assi fissi e griglie nella vista planimetrica della nuvola di punti della Castellina –

Autodesk Revit 2017.

Figura 112: Inserimento dei Livelli nella vista di sezione raffigurante la facciata principale della Castellina – Autodesk Revit 2017.

167 Per quanto riguarda la fase di modellazione delle geometrie viene utilizzata inizialmente una particolare tipologia di Famiglia, chiamata “Massa concettuale”. Per Massa si intende una forma generica, sia essa solida o vuota, senza inizialmente alcun legame con elementi costruttivi, particolarmente utile in una fase metaprogettuale dove si stanno ancora facendo delle valutazioni. Queste Famiglie sono state pensate per fornire ai progettisti un primo modello digitale semplificato della realtà, che nonostante la sua elementarità consenta di derivare tutte le informazioni geometriche di cui si ha bisogno. L’aspetto più importante è legato poi al fatto che, una volta terminata la modellazione concettuale, è possibile tradurre la forma precedentemente ottenuta in elementi costruttivi reali¹⁵⁴.

In questo studio preliminare le geometrie della Castellina sono state estratte dalla nuvola di punti utilizzando le Masse concettuali, al fine di generare oggetti 3D conformi alla realtà. Tali Famiglie, agendo semplicemente sugli elementi geometrici che le compongono, come punti, linee, spigoli, archi, superfici ecc., possono essere modificate in qualsiasi momento nello spazio, in quanto non presentano vincoli di nessun tipo.

Per applicare tale metodo al presente caso studio è stato selezionato inizialmente il livello precedentemente creato e la rispettiva vista di pianta che individuano l’elemento da modellare.

In seguito si è proceduto a vettorializzare la nuvola di punti interpretando la forma architettonica di tale elemento e andando così a creare un contorno chiuso. Una volta che sono state create le sagome necessarie, per mezzo di una semplice estrusione si è venuta così a formare una Massa concettuale. Tale metodo si è rivelato molto lungo in termini di tempo e dispendioso, soprattutto per il fatto che tale procedimento deve essere eseguito per tutti i singoli elementi che compongono la Castellina, che essendo un monumento storico presenta numerosi elementi complessi, imperfetti e talvolta lesionati. Come detto in precedenza però, questo metodo possiede il grande vantaggio di riuscire a dare una determinata forma a geometrie complesse, come ad esempio i muri. La muratura della fortezza infatti non presenta un andamento regolare, in particolare le torri presentano murature a scarpa e muri a sperone. Attraverso l’utilizzo delle masse concettuali è stato quindi possibile dapprima di generare un volume solido in grado di rappresentare la forma dell’elemento, e poi con l’utilizzo dell’apposito tool “muro da superfici”

è stato assegnato ad ogni faccia del solido un determinato tipo di muro.

154 Pozzoli, S., 2017, p.391.

168 Figura 113: Costruzione dei contorni chiusi delle masse relative alle torri e al complesso centrale della

Castellina – Autodesk Revit 2017.

Figura 114: Modifica della massa centrale del complesso con l’inserimento di un vuoto centrale in corrispondenza del chiostro – Autodesk Revit 2017.

169 Figura 115: Generazione delle masse concettuali della Castellina in rapporto con la nuvola di punti – Autodesk

Revit 2017.

Figura 116: Vista assonometrica del modello delle masse della Castellina – Autodesk Revit 2017.

170 Per quanto riguarda la definizione dei muri perimetrali, non avendo a disposizione i disegni (piante, prospetti, sezioni) della fortezza, è stato creato, a partire dalla Famiglia di sistema Muro, un nuovo Tipo di muratura che potesse rappresentare al meglio quella esistente. A tal proposito è stato innanzitutto definito un nuovo muro generico in pietra dall’ipotetico spessore di 1m, ed in seguito è stato applicato alle superfici che identificano le torri, le quattro facciate del complesso e il chiostro interno. I muri così creati seguono gli andamenti reali delle pareti individuate sulla nuvola, quindi nel caso di superfici oblique anche il muro generato su tale superfici sarà obliquo. Le pareti infatti vengono orientate seguendo le normali delle superfici e soprattutto nei casi in cui queste ultime non risultavano allineate, seguendo questa logica, è stato possibile concatenare i muri per piani successivi. In questo modo i legami costruttivi tra le varie murature sono stati mantenuti.

Figura 117: Configurazione del muro della Castellina con i relativi parametri ed esempio di concatenamento dei muri della torre costruiti a partire da assi non allineati – Autodesk Revit 2017.

Per quanto riguarda la realizzazione delle murature del chiostro interno sono state invece generate quattro sezioni passanti per il centro del complesso, in modo da avere a disposizione i quattro prospetti dei portici interni. Il muro disegnato lungo il perimetro del chiostro risultava un solido pieno e si è quindi proceduto, utilizzando sempre le precedenti viste di sezione, ad editare il suo perimetro inserendo le aperture degli archi al piano terra e al piano primo (Fig.117).

171 Invece, per la generazione dei tetti è stato utilizzato un tetto standard messo a disposizione dalle famiglie di default di Revit, non essendo in possesso anche in questo caso dei disegni relativi alle stratigrafie delle coperture. Il software mette a disposizione un comando che permette di generare una copertura indicando un perimetro di riferimento. Prima di effettuare tale passaggio, vista la complessità del tetto della fortezza (inclinazioni differenti, forme irregolari e asimmetriche), è stata presa la decisione di scomporre il tetto in elementi differenti, così da poter controllare con maggior precisione la forma e le inclinazioni di ogni falda e generare per ogni diverso elemento una famiglia di riferimento opportuna. Dopo essersi assicurati di lavorare su una vista planimetrica si è in primis proceduto con la generazione del perimetro delle coperture delle torri, le quali presentavano livelli di gronda differenti, fattore che ha portato alla creazione di quattro nuovi livelli da cui generare le singole coperture. Il comando “Tetto da perimetro” per assolvere la sua funzione necessita infatti di un piano a cui associare il profilo di gronda, che viene quindi individuato da un apposito livello. Una volta assegnato tale livello si è proceduto con la creazione del perimetro del tetto in questione seguendo il profilo indicato dalla nuvola di punti. Per la definizione dell’inclinazione è opportuno creare una vista di sezione, così da poter sfruttare la nuvola di punti per adeguare la falda creata alla reale posizione del tetto. Questo procedimento è stato ripetuto per tutte le restanti coperture della fortezza.

Figura 118: Vista in prospetto delle masse locali messe a confronto con la nuvola di punti – Autodesk Revit 2017.

172 Figura 119: Vista assonometrica rappresentante i muri della fortezza generati a partire da una superficie –

Autodesk Revit 2017.

Figura 120: Vista di sezione della fortezza per la generazione del portico del chiostro interno – Autodesk Revit 2017.

173 Figura 121: Vista di sezione della manica Sud-Ovest della fortezza con l’individuazione dei tetti creati –

Autodesk Revit 2017.

Figura 122: Vista assonometrica del modello BIM della fortezza composto da elementi murari coperture, con individuazione dei tetti della manica Sud-Ovest – Autodesk Revit 2017.

174 Adottare un metodo di lavoro di questo tipo, che vede la divisione dell’intero complesso edilizio in più parti ed elementi costruttivi, ha permesso di avere una distinzione il quanto più possibile realistica delle varie componenti che formano l’edificio. In perfetta ottica BIM infatti tale metodo permette di avere sempre sotto controllo ogni singolo elemento creato, al quale possono essere apportate modifiche ed aggiunte informazioni in qualsiasi momento ed in seguito ad analisi successive.