Vectorworks Architect:

un'applicazione BIM adatta alla progettazione architettonica

Sommario

La maggior parte delle Case produttrici di software per la progettazione architettonica hanno recentemente divulgato dossier riguardanti un "nuovo approccio" al CAD architettonico denominato in vari modi come "Virtual Building Model" (Modello architettonico virtuale) o "Building Information Model" (BIM) (Modello dei dati di edificio); BIM si è imposto come acronimo di uso generale. Vectorworks Architect soddisfa i criteri di base per un'applicazione BIM grazie alle seguenti funzionalità:

  • oggetti architettonici interagenti e definiti parametricamente
  • visualizzazione e modifica 2D, 3D e parametrica simultanea
  • estione integrata dei dati non grafici

Tuttavia, nelle applicazioni pratiche dell'architettura, il BIM da solo non è sufficiente a soddisfare le necessità della progettazione. Vectorworks Architect provvede alle necessità del progettista aggiungendo le seguenti funzionalità:

  • un flusso di lavoro flessibile che consente di dominare le idee progettuali
  • strumenti di trasformazione per utilizzare dati nel modello
  • strumenti grafici per integrare il BIM nella produzione della documentazione tecnica

Alcune applicazioni BIM richiedono che l'utente lavori in due ambienti software o anche che i dati vengano portati da un formato all'altro affinché la documentazione tecnica soddisfi gli standard professionali in materia di resa grafica. L'articolo si conclude con alcune osservazioni riguardanti i costi di questo approccio.

Cosa caratterizza un'applicazione BIM?

Ogni produttore di applicazioni BIM tende a dare una definizione di BIM nei termini del proprio prodotto [1]. Perciò, non esistono definizioni di BIM "indipendenti dalla piattaforma". Tuttavia, un recente articolo di CYON Research [2] su un prodotto della concorrenza stabilisce ciò che può essere considerato il "livello minimo" affinché un prodotto sia definibile BIM. Le richieste sono:

  • oggetti architettonici interagenti e definiti parametricamente
  • visualizzazione e modifica 2D, 3D e parametrica simultanea
  • gestione integrata dei dati non grafici

Esaminiamo ciascuno di questi aspetti e vediamo come Vectorworks Architect li implementa:

Oggetti architettonici interagenti e definiti parametricamente

L'articolo di CYON stabilisce che un'applicazione BIM debba basare la rappresentazione architettonica su un insieme di oggetti intelligenti piuttosto che su un disegno:

"..una porta non è una semplice collezione di punti, linee e curve combinati in modo da avere l'aspetto di una porta: è un oggetto, con un'infrastruttura "orientata agli oggetti", che mostra la maggior parte delle qualità e delle proprietà di una porta reale nel contesto del modello dei dati dell'edificio."

Da questa affermazione, possiamo dedurre le seguenti esplicite specifiche:

  • un BIM contiene "oggetti" che mostrano la maggior parte delle qualità e delle proprietà delle costruzioni reali nel contesto di un modello dei dati di edificio [3]
  • un BIM possiede un''intelligenza dietro le quinte': quando si inserisce una porta in un muro, il muro viene forato e 'si ricompone' in modo da collocarla opportumente; una porta potrà essere spostata nel muro in cui è stata inserita.

Vectorworks Architect assicura queste funzionalità e le fornisce in modo flessibile e orientato all'utente. In parole semplici, per la modellazione architettonica di base un utente non dovrebbe mai disegnare "per linee". La ricca dotazione di Vectorworks Architect di oggetti architettonici (muri, tetti, pilastri, porte, finestre, travi, scale, ecc) soddisfa questo criterio di base del BIM e fornisce le fondamenta per una facile modellazione architettonica.

Questi oggetti sono ibridi, cioè hanno un aspetto appropriato dal punto di vista grafico sia in 2D sia in 3D, a seconda della vista scelta dall'utente. Allorché l'architetto abbia bisogno di un oggetto veramente "personalizzato" che non sia possibile, cioè, reperire fra quelli costruiti in modo parametrico, si può semplicmente disegnarlo (in 2D e 3D) e trasformarlo in un "simbolo ibrido" che segua regole ben definite, che permettono di stabilire come il simbolo interagisca con muri e tetti. Quindi, oltre alla flessibilità nel flusso di lavoro già menzionata, Vectorworks Architect presenta la massima flessibilità anche per quanto riguarda il vocabolario di base del disegno tecnico.

Visualizzazione e modifica 2D, 3D e parametriche simultanea

Vectorworks Architect, come ogni altro software BIM, assicura grandi benefici nella creazione di modelli e viste coordinati durante la realizzazione schematica di un progetto, quando il progettista ha bisogno di studiarlo dal maggior numero possibile di punti vista.

L'articolo di CYON contiene le seguenti osservazioni riguardanti la visualizzazione simultanea:

"Questa 'intelligenza' consente un modello realistico, in cui cioè ogni aspetto sia collegato ad ogni altro, per meglio riflettere la realtà. Una modifica fatta ad una 'vista', di natura grafica o testuale, si riflette immediatamente su ogni altra 'vista.'"

Da questa affermazione, possiamo dedurre i seguenti requisiti per un'applicazione BIM:

  • Un'applicazione BIM supporta molteplici viste simultanee di un singolo, modello architettonico unificato (2D e 3D) [4]. Se il modello viene modificato, questa modifica dovrebbe riflettersi in tutte le viste: piante, prospetti, prospettive, dettagli, ecc.
  • Modifiche alle sottostanti proprietà del modello BIM dovrebbe riflettersi in tutte le viste del modello. Gli oggetti di un modello BIM, se costruiti con appropriatezza, dovrebbero presentare "parametri" o "proprietà" per gestire la geometria del modello da un singolo punto di controllo.

Per questi aspetti, il paradigma del BIM è un naturale sviluppo ed evoluzione della fondamentale Prima Regola del CAD, in vigore dai suoi primordi, cioè: "Disegna una volta sola". Questa "regola", una volta applicata solo alla (predominante) vista in pianta di un progetto architettonico, è stata espansa dal paradigma del BIM a tutte le viste: piante e viste supplementari (prospetti, dettagli e tabelle). Vectorworks e il suo predecessore MiniCAD supportano da più di 18 anni questo paradigma, non solo nella vista in pianta ma anche nelle viste supplementari (prospetti, prospettive e viste di dettaglio).

Oltre agli "oggetti architettonici" menzionati nella sezione precedente, le funzionalità avanzate di Vectorworks Architect di modellazione e visualizzazione (simboli ibridi, oggetti parametrici e Collegamento Lucidi) soddisfano i requisiti del BIM a un livello fondamentale.

Gestione integrata dei dati non grafici

La visualizzazione simultanea non è limitata alle viste grafiche ortogonali di un modello. Con Vectorworks Architect, i punti di vista possono essere spaziali o analitici e numerici, grazie all'uso nelle presentazioni di fogli elettronici collegati che fungono da distinte per costi, dati non grafici, conformità spaziali, materiali e superfici.

Il saggio di CYON, in un passaggio che rivela particolare entusiasmo [5], contiene le seguenti osservazioni riguardo il reporting di dati non grafici:

"Naturalmente, rilievi quantitativi, liste di materiali, distinte di finestre e porte, elenchi di finiture e stime di costi possono essere preparati in modo quasi automatico mediante il Virtual Building, ottenendo un livello di controllo della gestione sconosciuto nei processi di costruzione convenzionali."

Possiamo così dedurre i seguenti requisiti per un'applicazione BIM:

  • Un'applicazione BIM consente viste analitiche (tabellari) su dati grafici e non grafici contenuti in un modello architettonico. Se il modello viene modificato, le viste grafiche e tabellari dovrebbero riflettere la modifica.

Tale funzionalità è "sconosciuta" solo se non si è mai visto o usato Vectorworks. Negli ultimi 17 anni, Vectorworks ha anticipato esattamente questo tipo di reporting definito dall'utente, e attualmente possiede uno dei più maturi e personalizzabili sistemi integrati di reporting fra le applicazioni BIM. Ciò permette non solo il reporting "post-progettazione" (cioè le liste dei materiali) ma anche un feedback analitico durante il processo di progettazione (cioè le aree programmate rispetto a quelle reali). La gestione dati di Vectorworks, il suo collegamento dei testi e i suoi fogli elettronici personalizzabili e dinamicamente collegabili lo pongono all'avanguardia nei requisiti del BIM.

Cosa rende un'applicazione BIM "adatta alla progettazione"?

Poiché Vectorworks Architect soddisfa i "requisiti minimi" per un BIM, perché diciamo che è un'applicazione "adatta alla progettazione"? La risposta a questa domanda coinvolge una qualità dell'approccio di Vectorworks: la flessibilità.

Un secondo libro bianco di Cyon Research [6] suggerisce che gli architetti progettisti sono "superstiziosi" riguardo ai loro processi creativi e che questa mancanza di auto-comprensione (e generale avversione dei processi basati su computer) è ciò che rallenta l'adozione del BIM. Lo stesso saggio si spinge fino a suggerire che una ragione per cui gli architetti non hanno ancora adottato avanzate tecnologie informatiche (con cui si intende il BIM) sta nel fatto che gli architetti sono riluttanti a ragionare in termini di risparmio del denaro dei loro committenti, perché ciò significherebbe una riduzione dei loro compensi! [7]

Piuttosto che ricorrere a ragioni legate all'etica professionale per spiegare le scelte tecnologiche degli architetti, pensiamo che questo tasso di adozione sia meglio spiegabile con il fatto che la maggior parte delle applicazioni BIM richiede all'utente di adottare una rigida metodologia di progettazione. Questa mancanza di flessibilità di processo e flusso di lavoro è limitante per gli architetti, data la grande varietà di attività astratte di progettazione che essi devono seguire. Un architetto non dovrebbe sentirsi costretto a creare un modello dettagliato per comunicare un concetto ad uno stadio precoce della progettazione. (La concettualizzazione architettonica è già abbastanza difficile di per sé!)

In un messaggio comparso recentemente su un forum pertinente a uno dei prodotti in concorrenza con Vectorworks si può leggere:

"Mi chiedo quanto seriamente gli altri stiano prendendo il concetto [di BIM], nella vita reale....Teoricamente si potrebbe modellare ogni vite e chiodo ma quale sarebbe il vantaggio? Ho fatto esperimenti con modelli informativi edilizi integrali di capanni da giardino, tanto per vedere fino a che punto potessi arrivare. Ma sono sempre tornato al mio metodo consolidato. Quando si tratta di produrre materiale illustrativo per l'esterno che abbia un aspetto decente, si finisce sempre lì."

Questa citazione suggerisce che il BIM da solo non è sufficiente. Ciò di cui l'utente ha bisogno sono le capacità del BIM di allargare la prospettiva degli strumenti di progettazione. Vectorworks Architect assicura proprio questo, supportando il variare dei processi dell'utente con le seguenti funzionalità:

  • Un flusso di lavoro flessibile per la progettazione;
  • Strumenti di trasformazione per riversare i dati nel modello;
  • Strumenti grafici per migliorare le capacità BIM di creare la documentazione tecnica

Guardiamo a ciascuna di queste funzionalità per valutare come Vectorworks Architect supporti gli approcci personali degli architetti progettisti, e per imparare di più sul perché sia diventato famoso nel mondo come strumento di progettazione:

Un flessibile flusso di lavoro per la progettazione

La concettualizzazione architettonica, cioè la creazione di un insieme di concetti chiave su cui basare tutte le decisioni formali che devono essere prese durante l'intero corso del progetto, è un lavoro intellettuale difficile ed è naturale che si tratti di un processo personalizzato. Comprendiamo come l'approccio dei progettisti provenga da disparate direzioni. Vectorworks Architect fornisce un insieme versatile di strumenti che funge da molteplice "punto di ingresso" nel processo progettuale:

  • schizzi e diagrammi 2D;
  • modellazione 3D, includendo le "forme libere";
  • pianificazione degli spazi;
  • modellazione simultanea 2D/3D con muri, solai, tetti e altri oggetti architettonici parametrici.

Studiamo un esempio di alto profilo, il progetto di Daniel Libeskind per il nuovo World Trade Center a Manhattan, per illustrare l'importanza della semplice tecnica di disegno dello schizzo durante la concettualizzazione architettonica:

Schizzo concettuale 1 di Libeskind per il WTC
Schizzo concettuale 3 di Libeskind per il WTC
Schizzo concettuale 4 di Libeskind per il WTC
Schizzo concettuale 5 di Libeskind per il WTC

Guardiamo anche ad alcune presentazioni di Libeskind che fanno uso di modellazione volumetrica, di diagrammi e di mappe:

Diagramma delle fasi di Libeskind per il WTC
Mappa contestuale di Libeskind per il WTC
Idea di massima di Libeskind per il livello base del WTC
Idea di massima di Libeskind per il livello uno del WTC

Questi esempi supportano l'affermazione precedente che la concettualizzazione architettonica è una attività multi-modale, fondata sulle attività creative di base dello schizzo, della modellazione e della creazione di diagrammi che verranno approcciate in modo diverso da utenti diversi. Vectorworks Architect assicura una larga varietà di strumenti che supportano queste attività (fra altre) come "punti di ingresso" nel disegno:

  • Potenti strumenti grafici e di annotazione 2D;
  • Supporto per immagini scannerizzate integrato in un ambiente di sketching;
  • Oggetti architettonici intelligenti per la creazione della dettagliata struttura dell'edificio;
  • Modellazione volumetrica;
  • 3D PowerPack per la creazione avanzate di forme libere.

Strumenti di trasformazione per trasferire dati nel modello

Qualunque sia l'approccio iniziale del progettista, è importante non dover "buttar via del lavoro" e che i dati che si trovano nella forma concettuale preferita dal progettista siano trasferibili nel modello che servirà a produrre i disegni architettonici ortografici. Tali dati possono essere semplici schizzi o possono trovarsi in forma tabellare.

Se un utente ha delle forme semplicemente schizzate che vuol trasformare in spazi e quindi in muri, Vectorworks Architect dà la possibilità di eseguire questa trasformazione. Una volta che l'utente ha convertito queste forme schizzate in oggetti, possono essere trasformati in spazi definiti da muri. Allo stesso modo, un certo insieme di muri può automaticamente portare alla creazione di una copertura o può automaticamente generare la forma per una trave.

Strumenti grafici per integrare BIM nei documenti tecnici

Una credenza non esplicitata ma comunemente diffusa riguardo al BIM è che, una volta creato un BIM, la creazione di disegni di costruzione sia "automatica". Questo modello concettuale si basa su alcune ipotesi:

  • Il BIM è talmente esauriente da consentire che una vista arbitraria contenga informazioni sufficienti per i disegni di costruzione [8];
  • Il software che crea il disegno di produzione può fare deduzioni affidabili sui dettagli e sull'intersezione fra i sistemi dell'edificio e gli assiemi.

In pratica, tuttavia, tutti gli architetti sentiranno la necessità di andare oltre la visualizzazione scelta dal BIM con notazioni e quote e, spesso, con grafica aggiuntiva. Parte di questa grafica può convogliare informazioni (per es. motivi decorativi di pareti e pavimenti) mentre altra può costituire standard di ufficio o convenzioni (per es. spessori di linea o motivi grafici e di riempimento). Tuttavia, in pratica la vista del BIM diventa una "tela geometrica" su cui l'architetto esegue il suo disegno finale. Perciò, senza un forte fondamento di disegno grafico qualsiasi programma BIM è destinato al fallimento.

Le convenzioni grafiche usate nei disegni architettonici hanno conosciuto un'evoluzione in alcuni casi lunga quanto l'intera vita di uno studio di progettazione. Questo linguaggio grafico può essere essenziale per le possibilità comunicative fondamentali dei "documenti contrattuali", non solo per quel che concerne l'architetto, ma anche il costruttore. Una volta ancora, alla fine del processo di progettazione architettonica come all'inizio, è richiesto un robusto insieme di strumenti grafici. Perciò, il programma BIM ideale deve non solo "imparare a disegnare come un architetto"; deve anche disegnare come uno dei "nostri architetti"!

Un esempio molto buono della necessità impellente di strumenti grafici nel contesto del BIM può essere trovato nel documento PDF TutorialsImperialENU-Letter.pdf che costituisce un tutorial per Revit 5 [9]. La sezione, "Detailing the View", a pag. 286-301 (nel documento 297-312), illustra il processo di conversione della "tela geometrica" fornita da un BIM in un disegno finito. Per coloro che non vogliono studiare questo tutorial, ecco un breve riassunto del processo di trasformazione di una vista BIM (in questo caso, un dettaglio di un'intersezione fra muro e solaio) in un disegno finito:

  • Ritracciare parte della vista per aggiungere motivi di riempimento;
  • Aggiungere componenti di dettaglio (la grafica solo 2D non fa parte del BIM):
  • Rappresentare i rivestimenti;
  • Inserire i bulloni;
  • Aggiungere la linea per enfatizzare il piano di taglio della sezione;
  • Ritracciare parte della vista per aggiungere i motivi di riempimento per il rivestimento di gesso;
  • Ritracciare parte della vista per aggiungere i motivi di riempimento per i muri delle fondazioni in cemento armato;
  • Aggiungere la linea di barriera del vapore;
  • Aggiungere componenti di dettaglio per gli isolanti;
  • Aggiungere componenti di dettaglio per le linee di interruzione ai limiti del dettagli;
  • Nascondere la vista in modo che solo i componenti di dettaglio e la linea di riferimento siano visibili;
  • Aggiungere le note per le descrizioni dei materiali;

Questa documentazione conferma che il BIM crea una "tela geometrica" che costituisce uno strato sottostante per il disegno di dettaglio. Sebbene questa sia una vista di dettaglio, e perciò un esempio un po' all'estremo, risulteranno rare la viste in pianta o di prospetto che non incorporino anche informazioni grafiche significative non contenute nel BIM.

La domanda reale è: "Perché sono necessarie quindici pagine di documentazione per descrivere il processo precedente?" La risposta è perché il processo descrive un'applicazione software ritagliata per il BIM, non tanto per la rappresentazione grafica. Le capacità grafiche ben conosciute di Vectorworks forniscono l'ampia tavolozza di strumenti grafici necessari all'architetto per perfezionare il suo disegno.

Un ammonimento: il costo di passaggio dal CAD al BIM

Uno dei punti di forza di Vectorworks Architect è che integra in una sola applicazione capacità BIM con notevoli strumenti grafici, utilizzando lo stesso formato di documento. Talvolta "Meno è più [10]".

Anche se sembra ovvio, non lo è. La quantità di tempo e denaro spesa dagli studi di progettazione per spostare i dati da programmi di "modellazione" o "BIM" per rifinire il loro lavoro grafico sbalordisce. Consideriamo i costi e gli sforzi nella coordinazione e nella trasformazione dei documenti richiesti per spostare i dati fra AutoCAD e Revit: la documentazione di AutoDesk Revit Interoperability with CAD [11] è uno scoraggiante manuale di 26 pagine che imposta la procedura per lo scambio dei dati fra due programmi di uno stesso produttore. Ciò include:

  • Assegnazione del nome ai documenti;
  • Gestione degli standard di layer;
  • Gestione di dati esterni (non grafici);
  • Mappatura di colori e spessori di linea;
  • Linee guida per riferimenti esterni;
  • Processo reale di esportazione/importazione dei dati.

In conclusione, per quegli uffici che stanno usando un BIM come "front end" del processo di progettazione architettonica e che si aspettano di integrarlo con il CAD tradizionale per i disegni di costruzione o di presentazione, può non essere sufficiente guardare a un solo produttore per completare il processo; può essere necessario più di un programma.

Conclusioni: BIM, disegno e ruolo dell'architetto

Naturalmente il ruolo sociale dell'architetto non è cambiato: creare forme abitative solide, confortevoli e belle [12] in armonia con l'ambiente, (e soddisfacendo le esigenze di budget del cliente!). Il processo con il quale l'architetto realizza questo ruolo è inevitabilmente influenzato dal livello della tecnologia disponibile. E' chiaro che, nel futuro prevedibile, nell'ufficio dell'architetto le funzionalità avanzate come quelle rappresentate dal BIM dovranno essere integrate con la possibilità di "disegnare bene".

Vectorworks Architect fornisce le più ampie funzionalità della tecnologia BIM per supportare il disegno architettonico e il processo di creazione della documentazione tecnica:

  • Vasta dotazione di strumenti di sketching e modellazione per la fase di concettualizzazione;
  • Oggetti architettonici con complete funzionalità BIM;
  • Strumenti di trasformazione per trasferire dati concettuali nella realizzazione del "modello";
  • Strumenti grafici specializzati e generali per creare documentazione tecnica;
  • Dati definibili dall'utente e capacità di reporting per liste parti e distinte materiali.

Le applicazioni BIM diventeranno un giorno sufficientemente "intelligenti" per "disegnare come un architetto" e sostituire il paradigma corrente in cui l'architetto sceglie e rende più attraenti le viste che costituiscono la descrizione dell'edificio? Questo livello di "intelligenza" non esiste ancora nel software; a parer nostro, questo non è necessariamente un male, perché chi sceglie di diventare architetto ama il disegno; ci vorrà molto tempo prima che il disegno cessi di far parte della progettazione architettonica.

[1] Lasciamo al lettore di determinare se anche noi seguiamo questa modalità infelice.

[2] The Building Information Model: A Look at Graphisoft's Virtual Building Concept, Cyon Research Corporation, pag. 4. Attualmente, questo rapporto è disponibile online all'indirizzo: http://www.wbh.com/WhitePapers/Graphisoft_Virtual_Building_Model--a_Cyon_Research_White_Paper_030102.pdf

[3] Un altro modo per dire la stessa cosa è che "l'utente interagisce con informazioni ad alto livello invece che con primitive grafiche a basso livello."

[4] Molte aziende si riferiscono al "Building Model" come al "Single-Building Model" o "Building Database" o ad altre combinazioni di questi termini.

[5] Cyon Research Corporation, op. cit., pag. 4.

[6] Architectural Automation: Facing the Challenges of Work-Culture, Cyon Research Corporation. Attualmente, questo rapporto è disponibile online all'indirizzo: http://www.graphisoftus.com/whitepapers/Cyon%20Research%20Work-Culture.pdf

[7] Cyon Research Corporation, ibid, pag. 5.

[8] Alcuni hanno suggerito che il futuro della documentazione tecnica di costruzione sarà un'interrogazione a un Building Information Model. Noi pensiamo che sopravviverà il diritto dell'architetto di determinare il modo di guardare all'edificio che definisce il contratto.

[9] Attualmente, questo rapporto è disponibile online all'indirizzo: http://revit.autodesk.com/EN/5_0/Documents/TutorialsImperialENU-Letter.pdf

[10] Ludwig Mies Van Der Rohe (1886-1969)

[11] Attualmente, questo documento è un libro bianco, disponibile online all'indirizzo: http://revit.autodesk.com/EN/5_0/Documents/DocumentsEN5_0.htm

[12] Vitruvio: De Architectura, tradotto in inglese da Henry Wotton, 1624, con il titolo The Elements of Architecture