HBIM per il restauro della ex chiesa
di San Quirico all’Olivo a Lucca
Relatori:
Prof. Ing. Marco Giorgio Bevilacqua Prof. Arch. Gianluca Bacci
Prof. Arch. Massimiliano Martino Prof. Arch. Pietro Ruschi
Ing. Isabel Martinez Espejo-Zaragoza
Candidata: Francesca Bertolini UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PISA
Dipartimento di Ingegneria dell’Energia, dei Sistemi, del Territorio e delle Costruzioni Corso di Laurea Specialistica in Ingegneria Edile-Architettura
Indice
Introduzione 1 BIM 1.1 Origini e significato 1.2 Oggetti parametrici 1.3 Multidimensionalità 1.4 Vantaggi2 Il BIM per il patrimonio storico - architettonico
2.1 Perchè HBIM?
2.2 In cosa consiste l’Historic Building Information Modeling 2.2.1 Acquisizione dei dati
2.2.2 Elaborazione dei dati 2.2.3 Fusione dei dati
3 Una migliore gestione dell’Informazione
3.1 Verso l’interoperabilità 3.2 Potenziale del BIM 3.3 Sistemi di Classificazione 3.4 Protocolli BIM di riferimento
3.4.1 Protocolli nel Regno Unito 3.4.2 Protocolli UK e HBIM 3.5 Livello di sviluppo e Livello di dettaglio
4 La ex chiesa di San Quirico all’Olivo in Lucca
4.1 Analisi Architettonica 4.1.2 L’esterno 4.1.3 L’interno 4.2 Analisi Storica 5 Il progetto di restauro
5.1 Analisi del degrado
5.1.1 Predisposizione del progetto 5.1.2 Analisi del degrado
5.2 Interventi di conservazione
5.2.1 Individuazione delle strategie di intervento 5.2.2 Indagini diagnostiche preventive
5.2.3 Preconsolidamenti 5.2.4 Puliture
5.2.5 Consolidamenti 5.2.6 Operazioni di finitura
5.2.7 Integrazione delle voci di listino dei prezzari
6 HBIM di progetto
6.1 Acquisizione dei dati
6.1.1 Ricerca documentale e strategia per il rilievo 6.1.2 Rilievo tradizionale
6.1.3 Rilievo fotogrammetrico
6.1.3.1 Rilievo Fotografico e correzioni 6.1.3.2 Structure from motion
6.1.3.3 L’esportazione della nuvola di punti 6.1.4 Rilievo tematico sullo stato di conservazione 6.2 Elaborazione dei dati
6.2.1 Strutturazione e predisposizione del modello 6.2.2 Scan to BIM
6.2.3 Database di progetto 6.3 Fusione dei dati
6.3.1 Generazione della documentazione di progetto 6.3.2 L’esportazione
6.3.3 Il template per il progetto di restauro
7 Il progetto di riuso 8 Conclusioni Appendici Bibliografia Ringraziamenti
Questo lavoro di tesi di laurea vuole mostrare un caso di studio relativo alla tecnologia BIM applicata al contesto del progetto di restauro per l’edilizia storica. La tecnologia BIM consente agli stakeholders di un progetto di avere una visione multidimensionale della soluzione in via di sviluppo. In particolare questa tecnologia rende possibile la modellazione di un edificio attraverso la creazione di oggetti parametrici, che è possibile arricchire con informazioni utili per tutte le fasi del ciclo di vita dell’edificio. In questo aspetto la tecnologia BIM si differenzia dai sistemi CAD, in quanto essa offre la possibilità di lavorare a una granularità più alta. Inoltre la possibilità di riutilizzare largamente gli oggetti parametrici creati, l’automatizzazione di molteplici operazioni e il lavoro collaborativo, facilitano la gestione delle informazioni e portano ad un risparmio di tempi e costi. Per questi ed altri motivi possiamo testimoniare un vero e proprio boom relativo a questa tecnologia. Tant’è che molti governi hanno introdotto obbligatoriamente l’uso della tecnologia BIM per i lavori pubblici. Nel campo della conservazione degli edifici storici, nell’ultimo decennio, numerosi lavori di ricerca hanno mostrato le potenzialità dell’applicazione del
BIM ai beni architettonici. Sono state studiate diverse modalità per compiere una transizione dalla rappresentazione tradizionale al cosiddetto HBIM (Historic Building Information Modelling). L’HBIM può essere utile per la documentazione delle informazioni relative a un manufatto esistente, le quali possono essere raccolte e condivise in un unico modello. Questo può essere successivamente utilizzato come base per un progetto di restauro, manutenzione o per la gestione del bene. L’uso del BIM per gli edifici storici (HBIM) risulta essere tutt’ora una materia in fase di evoluzione. Il BIM è stato ideato per modellare edifici di nuova costruzione che presentano il carattere di ripetitività e standardizzazione, per cui il riuso di elementi durante la creazione di un modello virtuale viene sfruttato nella sua massima espressione. Di contro, gli edifici storici esistenti raramente presentano queste caratteristiche, a causa della loro unicità e in molti casi irripetibilità.
Tuttavia ci sono molti vantaggi che l’uso del BIM porta con sé nell’ambito l’edilizia storica, tra i quali l’archiviazione di informazioni relative a un edificio in un unico modello, la facilità di integrazione con strumenti relativi a
rilievi tridimensionali ad alta definizione,
il tracciamento dei contenuti del progetto di restauro, l’interrogazione diretta sulle quantità e l’inclusione di informazioni legate ai costi del progetto. In questa tesi analizzeremo lo stato dell’arte relativo alla tecnologia BIM applicata al patrimonio architettonico (capitoli 2,3,4) e successivamente verrà preso in analisi il restauro dell’ex chiesa di San Quirico all’Olivo a Lucca utilizzando il processo HBIM studiato. Partendo da un’analisi architettonica e storica (capitolo 5), affronteremo l’analisi dello stato di conservazione dell’edificio e proporremo gli interventi di conservazione (capitolo 6). Nel capitolo 7 vedremo l’applicazione critica del procedimento HBIM nelle diverse fasi: acquisizione di tutti i dati geometrici ed informativi, elaborazione dei dati mediante la modellazione della geometria e del database del progetto, fusione dei dati, generazione degli elaborati 2D/3D e della documentazione, possibilità di condivisione e possibilità di creare template per il progetto di restauro. Lo scopo di questa tesi è quello di fornire elementi utili alla generalizzazione di una vera e propria metodologia per l’applicazione del BIM in riferimento agli edifici storici.
