È stato definito l’edificio più complesso del mondo e rivoluziona forme costruttive, tecnologie e semantica. La forma rompe la gara degli edifici alti, che, seppur impegnativi, si basano su una forma statica e costruttiva ormai tradizionale e pone la sfida di una nuova configurazione, a forma di toro, in argento lucido con un grande centro aperto, come un grande occhio sulla città.

La tecnologia introduce ricerche utilizzate nel campo aerospaziale per abbandonare la tradizionale impostazione dell’involucro stratificato affidando a un’unica pelle tutte le funzioni e le prestazioni richieste. Contestualmente si rinnova il significato di museo: non più un luogo in cui conservare per fare memoria del passato ma un incubatore di innovazione e tecnologia per guardare e inventare il futuro. “See the future, create the future” è infatti il motto del principe Mohammed bin Rashid Al Maktoum, vice presidente e primo ministro degli Emirati Arabi Uniti e sovrano di Dubai, che ha ideato e voluto fortemente questo progetto.

Il Museo del Futuro di Dubai, progettato da Killa Design, è principalmente uno spazio espositivo, che esporrà concept, servizi e prodotti innovativi e futuristici; sono inoltre presenti diversi laboratori scientifici, punti vendita, ristoranti e un Auditorium.

La struttura si sviluppa in cemento armato dal piano interrato fino alla sommità e supporta una struttura a diagrid in acciaio fino al livello 7, con solai in calcestruzzo composito. Questo approccio progettuale consente di avere uno spazio interno privo di colonne, ma richiede una serie di approfondimenti e di studi su ogni singolo elemento della struttura in acciaio dell’edificio.

L’apertura è prevista per il 2019 e il progetto ha vinto il Global Building Information Modeling Awards di Tekla in ben tre categorie: Miglior progetto Bim, Miglior progetto di categoria pubblica e progetto vincitore del voto online. “Il Museum of the Future estende l’ingegneria strutturale fino ai suoi limiti e mette in mostra la creatività di ciò che è possibile utilizzando una tecnologia di modellazione innovativa“, ha detto Elbert O. Speidel, professore A.I.A. presso la California Polytechnic State University, San Luis Obispo, e uno dei membri del comitato di selezione. Il progetto ha vinto l’AEC Excellence Award 2017 di Autodesk nella categoria costruzioni.

Fin dall’inizio, la Dubai Future Foundation ha richiesto il Bim e un flusso di lavoro digitale che potesse gestire tutto il ciclo di vita del progetto coinvolgendo BuroHappold Engineering (lead consultant), Killa Design (architetto) e BAM Higgs & Hill and Transgulf (appaltatori).

La collaborazione è stata molto stretta fin dalle prime fasi: il team di progettazione e i team della committenza si sono incontrati regolarmente, in modo che ognuno potesse contribuire in modo proficuo all’avanzamento del progetto, sulla base del modello Bim più aggiornato. La visualizzazione tridimensionale di un progetto così complesso, la risoluzione in tempo reale delle interferenze e la gestione del processo decisionale tramite strumenti Bim hanno avuto un impatto enorme.

Il modello Bim è stato condiviso in ogni fase, da stakeholder a stakeholder, e il livello di dettaglio e di contenuto informativo ha continuato a crescere dalla fase di progettazione alla costruzione. I modelli realizzati dal team di progettazione a LOD 300 sono stati implementati dall’Appaltatore e dalle imprese esecutrici a LOD 400, senza interrompere il flusso e quindi avere una perdita dei dati acquisiti nelle diverse fasi di approvazione del progetto. Un esempio significativo è stata l’identificazione di aree del modello in cui inserire e sviluppare moduli MEP prefabbricati prodotti off-site, in modo da calcolare la riduzione dei tempi di installazione e i costi della manodopera.

Questo è stato possibile solo grazie a un elevato livello di affidabilità, precisione e qualità del modello virtuale. “Non c’è progetto che incarni un progetto digitale a grandezza naturale più della straordinaria complessità del progetto del Museo del Futuro. Stabilisce il punto di riferimento per il modo in cui tutti i progetti saranno realizzati in futuro: collaborazione, design generativo per l’ottimizzazione della progettazione e viste complete della costruzione. Attraverso la tecnologia, questo edificio è stato progettato come un prodotto completamente ottimizzato e rappresenta il futuro della costruzione di edifici” dice Tobias Bauly, direttore del progetto per BuroHappold Engineering.

Foto di cantiere datata 18 settembre dove si vede l’elevazione rapida della struttura in acciaio e l’impostazione della struttura a ponte che chiuderà l’anello

Il Bim per la progettazione

Un edificio con questa complessità non è mai stato realizzato, non con questa forma di involucro e di struttura“, dice Derek Bourke, direttore del Bim per l’impresa edile Bam International.
Per raggiungere lo status LEED Platinum richiesto e per garantire la fattibilità di quanto progettato, Killa Design ha lavorato a stretto contatto con BuroHappold per i servizi di ingegneria e Bam International per le analisi costruibilità, utilizzando le simulazioni Bim 4D per la visualizzazione di tutti gli step di costruzione. “Dai modelli di progettazione di BuroHappold, siamo stati in grado di verificare carichi e vincoli, utilizzando i modelli per generare dati e le fasi 4D in sequenza, così come richiesto anche dal bando di gara, per dimostrare la realizzabilità del progetto“, dice Bourke, che ormai si trova a più di un terzo del percorso con un cronoprogramma di 28 mesi per la consegna. “Abbiamo continuato a costruire, usando i modelli, aggiornandoli quotidianamente, popolando i modelli con i dati che servono per il completamento del modello finale per la consegna e la gestione”.

Abbiamo deciso che avremmo gestito il progetto al 100% con Autodesk Revit, durante l’intero processo. Non c’era spazio per i disegni 2D” – racconta Killa – “Il modello stava diventando incredibilmente grande, così abbiamo collocato tutto il team all’interno del nostro ufficio per accelerare il processo di comunicazione. Quando si progetta un edificio così complesso, dove le uniche cose orizzontali sono i piani, ci sono così tante decisioni che devono essere prese che è necessario essere vicini“.

Mentre in passato un progetto così avveniristico avrebbe frenato ingegneri e appaltatori, grazie ai nuovi strumenti digitali è più facile, per il team di progettazione, comunicare l’idea: si può camminare all’interno del modello, controllarne i dettagli e verificare le criticità. Ogni potenziale interferenza viene rilevata in tempo reale, e questo è stato particolarmente utile per la progettazione della facciata, così profondamente complessa.

Le iscrizioni arabe presenti sull’involucro come decorazioni, sono in realtà finestre, che devono allinearsi correttamente, in tutti i punti, con il guscio della chiusura. La straordinaria facciata del museo è un assemblaggio perfettamente liscio e senza giunzioni di 890 pannelli unici in acciaio inossidabile e fibra di vetro, realizzati con metodi utilizzati dall’industria aeronautica.

Il progettista infatti commenta: “Le facciate esterne di edifici con superfici così complesse, sono di solito schermi antipioggia. Generalmente c’è un altro ‘edificio’ dietro la superficie curva e questo semplifica di molto le cose. In questo edificio, però, l’involucro assolve contemporaneamente alle funzioni di impermeabilizzazione, tenuta all’aria, struttura, illuminazione“.

Anche l’interno del museo ha presentato delle sfide, in particolare una scala autoportante a doppia elica nata dall’idea del DNA. Tommaso Calistri, architetto di Killa Design, precisa che la doppia elica svolge una funzione concreta: poiché le scale raggiungono luoghi diversi, la configurazione permette di differenziare tra chi ha pagato la quota d’ingresso e chi vuole solamente entrare per contemplarne gli spazi e l’architettura. Nonostante la sua forma futuristica, il Museo del Futuro si inserisce in una lunga storia di architetti che spingono oltre i limiti dell’ingegneria, afferma Killa: “Abbiamo la capacità di realizzare forme estremamente complesse, che non era possibile progettare e realizzare 20 o 30 anni fa. Attraverso il Bim e altri software che abbiamo oggi, possiamo creare un nuovo senso di architettura“.

Immagini del modello BIM della struttura in acciaio realizzato con Tekla. Particolari di una vista al piano, della scala elicoidale e della struttura di copertura. Sono identificati tutti gli elementi prodotti in fabbrica e che verranno assemblati in cantiere, compresi tutti gli elementi di collegamento

Il Bim per la progettazione costruttiva

Eversendai Engineering L.L.L.C. ha supervisionato l’implementazione e il coordinamento Bim del progetto, la progettazione delle connessioni, i disegni costruttivi, lo studio dell’ingegnerizzazione per le fasi di montaggio, i disegni di officina, la fornitura, la fabbricazione e il montaggio della carpenteria.

Proprio grazie al Bim, Eversendai è stata in grado di gestire con successo tutte queste responsabilità in modo efficiente, accurato e puntuale. Data la complessità del progetto, il team disponeva in totale di 12 modelli strutturali. Ciò ha comportato la necessità di prendere in considerazione una quantità enorme di dati e di combinazioni di carichi durante la fase di progettazione delle connessioni. I dati sono stati analizzati in diverse configurazioni, utilizzando il progetto FEM per determinare se fossero o meno necessari rinforzi. Sono state anche studiate le sequenze di saldatura dei nodi per trasferire le forze durante le fasi di montaggio. Il ponte di collegamento del podio non doveva essere in grado solo di trattenere la parte superiore della scala a doppia elica, ma anche di essere realizzato.

I vincoli dovuti alle dimensioni massime di trasporto e i vincoli di cantiere, dovuti alla posizione occupata del sito, così come le capacità di sollevamento dei mezzi di movimentazione hanno richiesto la realizzazione di giunzioni saldate in cantiere. Nell’ambito della responsabilità esecutive in capo a Eversendai, grazie al modello della struttura realizzato con il software Tekla, è stata dimostrata la fattibilità dell’approccio scelto per il montaggio delle strutture in acciaio.

L’idea è stata quella di elevare molto rapidamente la struttura in acciaio, per questo, durante la fase di progettazione costruttiva, si è tenuto conto delle sollecitazioni derivanti dalla costruzione graduale dell’edificio e si sono verificate sia le deformazioni che le sollecitazioni per ogni step di elevazione. Ogni nodo della struttura è stato modellato considerando le deformazioni previste in fase di costruzione a causa del peso proprio, e ogni nodo doveva poi essere calcolato e verificato rispetto alle quote di progetto.

Considerando la geometria complessa e i precisi requisiti di interfaccia con i vari operatori delle varie discipline, l’implementazione del Bim con Tekla e l’uso del modello durante tutte le fasi, hanno svolto un ruolo vitale per il successo di questo progetto.

Tekla BIMSight è stato ampiamente utilizzato per identificare le interferenze spaziali con gli elementi delle altre discipline come Roofing, Façade, MEP e RCC contractors, e queste interferenze sono state risolte nella fase di progettazione stessa. “Il software di modellazione strutturale BIM Tekla è uno strumento potente, grazie alla possibilità di aprire opzioni API che ci hanno dato un ampio margine per esplorare e sviluppare procedure per fare modellazione e dettagliare accuratamente i particolari, in un tempo relativamente breve, ma con un alto grado di precisione.

Considerando la geometria complessa, la forma intricata della struttura e anche la necessità di rispondere ai requisiti richiesti di una costruzione a più fasi, il modello di Tekla ha giocato un ruolo vitale nel concludere le attività di Engineering e Detailing entro le scadenze del progetto. La gestione Bim con il software Tekla ha aumentato l’efficienza, la precisione e la gestione dei tempi del progetto” commenta Sreenivasa Rao Vipparla, General Manager di Eversendai Engineering
L.L.L.C.

mmagini del modello BIM 4D con phasing di cantiere. L’immagine corrisponde allo stato di avanzamento illustrato nella fotografia sopra e dimostra la rispondenza tra quanto pianificato in fase di progettazione e la fase realizzativa

Il Bim per la costruzione

La costruzione è ancora in corso e l’uso di codici QR per il controllo qualità, per il controllo della sicurezza e della tracciabilità dei materiali contribuisce a ridurre del 65% le rilavorazioni in loco. Il team di direzione lavori e gli ispettori risparmiano ogni giorno molto tempo con il Bim e vedono un potenziale miglioramento del 50% della produttività.

A causa della forma geometrica e della complessità dell’edificio, il rischio di costruzione viene limitato dalla modellazione delle varie fasi di cantiere. L’appaltatore principale può visualizzare le attività di costruzione e visionare da modello la collaborazione e il coordinamento per le sfide più critiche del cantiere. La quantità di sfrido dei materiali viene ridotto e controllato grazie al coordinamento spaziale prima della costruzione.

Con la progettazione Bim i team riescono a limitare notevolmente le problematiche relative al progetto agevolando la fase costruttiva, rendendo molto limitate le modifiche e garantendo il rispetto delle tempistiche di consegna.

Senza il Bim questo progetto non sarebbe stato possibile“, dice Tobias Bauly, direttore del progetto, BuroHappold Engineering. “Dal progetto incredibilmente complesso del museo alla costruzione vera e propria: solo il Bim poteva trasformare questa visione del futuro in realtà oggi“.

Pinnacle, global leader per il Bim, ha implementato il modello Bim e ha eseguito il 4D Construction Phasing/Simulation, includendo la modellazione degli edifici e delle strutture circostanti (Emarates Towers, Metro via Duct e Station) e i modelli delle strutture temporanee di cantiere (Tower Crane, Site Facilities ecc.). Un ulteriore elemento di innovazione è dato dalla tecnologia utilizzata per la realizzazione di alcune parti: il 25-30% degli interni ed esterni sarà stampato in 3D.


Il museo sarà la sede permanente delle più grandi innovazioni del mondo e già l’edificio che racchiuderà queste funzioni e ne diventa l’icona, include tutte le tecnologie e le modalità di gestione del processo più avanzate a oggi conosciute. Come ambiente integrato, il museo riunirà sotto lo stesso tetto ricercatori, progettisti, inventori e finanziatori di tutto il mondo. Creativi e imprenditori sperimenteranno, finanzieranno e commercializzeranno le loro idee per prototipi e servizi futuristici.

Il futuro appartiene a chi può immaginarlo, disegnarlo e realizzarlo. Mentre altri cercano di prevedere il futuro, noi lo creiamo. Museum of the Future sarà un ambiente integrato che consentirà alle menti creative di testare, finanziare e commercializzare idee per prototipi e servizi futuristici“. Sua Altezza lo Sceicco Mohammed bin Rashid Al Maktoum, Vicepresidente e Primo Ministro, Emirati Arabi Uniti e Sovrano di Dubai.

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