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Cantieri smart per i progetti dei nuovi atenei italiani

Due progetti di edilizia universitaria e riqualificazione urbana profondamente diversi dal punto di vista architettonico, ma accomunati da scelte innovative e utilizzo di tecnologie 4.0.

Agli antipodi per caratteristiche stilistiche e del tutto differenti per tipologie di intervento: sono i cantieri da cui stanno nascendo le università italiane del futuro.

Nel primo caso, protagonista è il nuovo campus dell’Università Bocconi a Milano, inaugurato nel 2019, e firmato dallo studio giapponese Sanaa. Un intervento complesso che non passa inosservato e si estende su un’area di 35 mila mq dove in passato sorgevano gli stabilimenti della Centrale del Latte. Una struttura estremamente moderna e leggera – quasi immateriale – dalle linee curve e fluide, composta da cinque edifici trasparenti (con spazi per la didattica, la docenza, la residenza e le attività ricreative) che creano forte continuità interno ed esterno.

Il secondo intervento riguarda, invece, il restauro dell’ex seminario diocesano di Mompiano che diventerà a breve – l’inaugurazione è prevista per la fine del prossimo settembre – la seconda sede dell’Università Cattolica Sacro Cuore di Brescia. In questo caso, si tratta quindi di un intervento di recupero che consiste in una rifunzionalizzazione dei volumi esistenti, compresi lavori di adeguamento antisismico della struttura e di efficientamento energetico.

Attenzione all’ambiente al primo posto

Due esempi di cantiere che non potrebbero essere più diversi e che, tuttavia, hanno più di una caratteristica in comune.  Innanzitutto, entrambi si fondano su progetti ad alta sostenibilità ambientale.

Nell’avveniristico campus dell’Università Bocconi, intervento costato 130 milioni di euro,  sono state messe a punto diverse soluzioni innovative per garantire l’autosufficienza energetica su base annua. Tutte le coperture degli edifici sono dotate di pannelli fotovoltaici ad alta efficienza, che producono oltre 1.200 kW di potenza nominale. Il risparmio energetico è garantito anche da un involucro degli edifici ad alta efficienza energetica – oltre che a forte impatto visivo – composto da una prima “pelle” esterna in lamiera stirata in alluminio anodizzato e da una seconda in vetro e alluminio a taglio termico.

Gli edifici sono dotati, inoltre, di un sistema evoluto di gestione dell’illuminazione con controllo automatico dei livelli di luminosità in ogni singolo spazio: sono stati progettati per garantire la penetrazione ideale della luce solare e per ottimizzare la ventilazione naturale, in modo da ridurre il più possibile l’utilizzo dell’illuminazione artificiale e i consumi.

L’intero complesso beneficia inoltre di un sistema di teleriscaldamento e tele-raffreddamento, basato sull’utilizzo dell’acqua della falda acquifera milanese e del Ticinello. Il progetto ha previsto anche un sistema di raccolta e riutilizzo dell’acqua piovana.

Nel cantiere dell’ex seminario vescovile di Brescia, invece, l’attenzione all’impatto ambientale si è tradotta anche nel recupero e riutilizzo dei materiali provenienti dall’abbattimento di alcune parti del vecchio stabile, in un’ottica di economia circolare, anche per evitare lo spostamento di ingenti volumi di scarto e l’emissione di sostanze nocive nell’ambiente.

Il progetto prevede, inoltre, l’installazione di un impianto fotovoltaico sul tetto dell’edificio per garantire una produzione di energia elettrica media di 82.400kW/anno e il collegamento all’impianto di teleriscaldamento cittadino che consente una riduzione dei consumi e delle sostanze inquinanti nell’atmosfera intorno a 415.000 kg di CO2 all’anno.

La marcia in più della digitalizzazione

Due complessi universitari con storie, caratteristiche e fasi di lavorazione differenti, ma accomunate anche da un approccio innovativo 4.0 nella gestione dei cantieri. Per entrambe le realizzazioni, i rispettivi general contractor, impresa Percassi per il campus Bocconi e impresa Deldossi per il nuovo ateneo dell’Università Cattolica di Brescia, hanno scelto di affidarsi a DVA – DVision Architecture, società di architettura e ingegneria bresciana, specializzata nella messa a punto di progetti di integrazione fra progettazione architettonica, digital engineering e sviluppo di procedure BIM.

Una azienda giovane, fondata nel 2015, dove oggi lavorano oltre 40 professionisti con ruoli e specializzazioni diversi ma con un unico, preciso obiettivo: mettere al centro innovazione e sostenibilità, così come la creatività e il controllo dei processi. In altre parole, cercare sempre una sintesi tra cultura tecnica, sensibilità architettonica e metodologia innovativa.

DVA fornisce la gamma dei suoi servizi a tutti i protagonisti della filiera delle costruzioni, in funzione esigenze specifiche del progetto e in relazione alla fase di processo in cui il suo intervento è richiesto.

Per esempio, nel caso del cantiere del Campus Bocconi, la richiesta dell’Impresa Percassi è stata quella di chiarire e organizzare la sequenza e i tempi delle operazioni. La società bresciana non ha avuto un ruolo nella progettazione ma è stata coinvolta dal general contractor per offrire i propri servizi di know how nella fase realizzativa. A DVA, è stata anche commissionata la verifica in fase di cantiere delle scelte architettoniche, con particolare attenzione alla volontà del committente di riuscire a inaugurare il nuovo campus entro la fine del 2019, proponendo in caso contrario soluzioni alternative che garantissero il rispetto della consegna.

«Nell’ambito di questo progetto particolarmente complesso, anche dal punto di vista geometrico – racconta Denny Pè, architect – 4D specialist DVA – la nostra società è stata coinvolta dall’impresa Percassi per sviluppare i mockup digitali delle aule didattiche (POD) e dei blocchi dei servizi igienici (BUBBLE).  Un mockup digitale è l’insieme di 3D, quindi modellazione, con il 4D, monitoraggio dei tempi. Realizzare un mockup digitale vuol dire virtualizzare i componenti e gli assiemi in un prototipo prima che questo venga effettivamente realizzato. Il vantaggio principale offerto da questa soluzione consiste in un controllo più efficace del processo e del risultato finale del progetto. Tramite una modellazione spinta, LOD400, abbiamo creato tridimensionalmente quasi 35mila oggetti, all’interno di una singola aula. Attraverso la simulazione di tre scenari differenti di sovrapposizione delle differenti attività – edile, impiantistica, finiture, facciate – siamo riusciti a permettere all’Impresa di identificare lo scenario ottimale per ridurre i tempi per la realizzazione delle aule. Il modello tridimensionale – continua Pè – ha subito non poche modifiche e variazioni nell’arco dell’elaborazione di questi mockup digitali.  Il nostro punto di forza è stata la capacità di recepire a tempo zero tutte le indicazioni che arrivavano direttamente dall’ufficio tecnico del cantiere e dei fornitori. Questo ci ha fatto capire come la digitalizzazione del processo sia un valore aggiunto per l’edilizia 4.0».

È piuttosto frequente che in un cantiere si verifichino ritardi negli approvvigionamenti di materiali con conseguenti fermi dei lavori. Problematiche che si possono prevenire proprio grazie ai modelli 4D che consentono di strutturare processi costruttivi così da prevedere e ottimizzare questi fenomeni in fase di progettazione, contendo tempi e costi di realizzazione e migliorando la qualità di realizzazione e gestione del futuro edificio con il monitoraggio, in ottica manutentiva, di tutti i materiali che nel tempo devono essere verificati.

Per la realizzazione delle aule didattiche tre erano i possibili scenari configurabili: l’inizio dei lavori con la facciata dell’edificio già completata, gli interventi interni ed esterni da portare avanti in contemporanea e, infine, realizzazione della facciata successiva al completamento delle aule.

L’obiettivo principale è stato, naturalmente, l’ottimizzazione dei tempi in tutte e tre i contesti. In sostanza, l’utilizzo di ambienti 4D- che hanno permesso una verifica agevole delle varie sequenze costruttive, la gestione delle clash detection e il confronto tra scenari alternativi – è stato di grande aiuto all’impresa nella scelta delle soluzioni migliori da adottare: la visualizzazione a monte dei risultati dei processi di lavorazione ha, quindi, semplificato e reso più funzionale il percorso decisionale.

Una ristrutturazione 4.0

Per la riqualificazione dell’ex seminario diocesano l’impresa Deldossi ha affidato a DVA il compito di gestire la migrazione del progetto esecutivo – redatto in modalità tradizionale – al modello Bim per la disciplina architettonica, strutturale e impiantistica allo scopo di sviluppare una progettazione coordinata per la fase di cantierizzazione. Durante l’intervento di recupero di edifici realizzato tra gli Anni ’50 e ’70 sono emerse, in fase di demolizione, alcune criticità non previste che il modello tridimensionale ha potuto risolvere, attraverso l’aggiornamento del progetto in tempo reale.

La società DVA ha elaborato anche il progetto costruttivo delle sottocentrali termiche in spazi molto limitati, facilitando così le operazioni di approvvigionamento e posa dei componenti. Al termine del cantiere, è stato consegnato al cliente il modello “as built” navigabile e interoperabile, utile anche per gestire le manutenzioni ed eventuali successive varianti. Una ristrutturazione 4.0, quindi, per la quale è stato adottato un modello di business smart “cognitivo”, che ha permesso il completo abbandono dei supporti cartacei e il passaggio a una gestione digitale al cento per cento.

«DVision Architecture è stata contattata dall’impresa Deldossi per il knowhow di coordinamento e di progettazione di grandi interventi attraverso il BIM. Il nostro apporto a sostegno dell’impresa – spiega Stefano Scaroni, Design Coordinator DVA – è stato quello di verificare, attraverso un coordinamento geometrico e di disciplina, le varie interferenze tra i modelli strutturali e impiantistici, rilevando criticità che, nel caso di un edificio esistente, con una progettazione tradizionale in 2D, non erano state analizzate e individuate».

L’attività è stata molto utile per ridurre il più possibile i tempi realizzativi. La presenza di DVA è stato un sostegno puntuale dei singoli momenti del cantiere dove si riteneva importante e risolutivo l’utilizzo del Bim. È stato anche realizzato il mock-up digitale di un’aula con finiture e arredi, grazie alla realtà virtuale immersiva e al modello 3D. Il cliente, attraverso l’oculus, ha così potuto visionare l’aula in tutti i dettagli, muoversi fisicamente al suo interno e vedere tutte le finiture. «Questo ha permesso di affrontare – conclude Scaroni – alcune scelte relative alla funzionalità e all’estetica degli spazi universitari senza dover creare un prototipo fisico, passaggio che avrebbe richiesto costi e tempi aggiuntivi al cantiere. Utilizzando la realtà aumentata, il Rettore ed il Direttore amministrativo dell’Università Cattolica hanno potuto vedere il lavoro finito quando il cantiere era ancora in atto».

L’utilizzo dei modelli digitali ha garantito, quindi, un processo di interazione collaborativa tra gli stakeholder della commessa, risolvendo in maniera condivisa alcune problematiche ancor prima dell’inizio lavori, evitando rallentamenti nelle operazioni di cantiere. L’approccio BIM è stato utile anche per risolvere diverse problematiche che si stavano sviluppando in fase di fornitura dei materiali.

Il progetto – per il quale sono stati investiti 24 milioni di euro – si è sviluppato su un lotto di 20 mila mq di superficie. Gli spazi finali, messi a disposizione di studenti e docenti, sono invece di 14.700 mq, distribuiti su vari piani. La seconda sede dell’Università Cattolica di Brescia sarà composta da 25 aule, 13 laboratori, 55 studi per professori e ricercatori, sei sale studio, una sala mensa da 175 posti, una nuova cappella e spazi esterni per attività sportive (palestre e campi da calcio).

Il nuovo ateneo ospiterà le facoltà di Scienze matematiche, fisiche e naturali, Scienze della Formazione, Psicologia, oltre al corso triennale in Servizi sociali della facoltà di Scienze politiche e sociali.

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