È infatti di settembre 2021 il rilascio del formato più avanzato di IFC, noto appunto come IFC Rail, nella sua edizione 4.3, con una gamma di oggetti che traducono in corrispondenti classi di oggetti elementi BIM della progettazione ferroviaria.  

In questa sede tuttavia, oltre a voler brevemente riassumere la genesi e lo sviluppo, illustrando le ragioni pratiche per cui è stato creato, vogliamo ribadirne pregi e difetti del loro utilizzo, ma soprattutto l’evoluzione che questo formato vede di anno in anno nel tentativo di correggerne i limiti di utilizzo e di restituzione puntuale degli oggetti intelligenti AEC. 

Chiariamo intanto cosa si intende per formati di interscambio o formati aperti di un modello BIM: è noto infatti che qualsiasi modellatore tridimensionale, che sia BIM o meno, utilizza dei formati di file che consentono di generare ed editare volumi complessi costituiti da insiemi di punti spazialmente referenziati, sia in un sistema cartesiano o geografico - quindi punti tipo ENZ (Est Nord Zeta) – che in coordinate geografiche di tipo Lat. Long.  

Questi modelli sono costituiti da forme e geometrie complesse che rappresentano manufatti costruiti e strutturati con schemi di programmazione differenti e quindi non compatibili e lavorabili con ogni software 3D. Per molti anni lo standard di riferimento in cui era utile esportare un modello 3D era il dwg di AutoCAD, semplicemente perché era il prodotto leader e più diffuso rispetto ad altri simili ed altrettanto eccellenti prodotti. AutoCAD è stato ed è il software tecnico per definizione sul cui formato si sono basate anche tutte le procedure standardizzate ISO e DIN tedesche, le PAS britanniche, etc., in materia di elaborati tecnici, regole di rappresentazione, organizzazione dei file e caratteristiche grafiche della rappresentazione assistita da computer. 

L’ambito però si è andato rapidamente evolvendo, in particolar modo nel settore dell’edilizia con l’avvento del disegno 3D parametrico intelligente e degli oggetti AEC (Architectural Engineering Costruction) che strutturano un modello 3D come assemblaggio di oggetti tra loro mutuamente collegati in rapporti di hosting e talvolta in schemi anche più complessi per associazione di formati di file anche differenti tra loro (quando federati). 

IL FORMATO IFC RICONOSCE TUTTI I FORMATI, MA CON QUALCHE RISERVA 

Intanto è bene chiarire che il formato IFC è regolamentato dalla specifica norma ISO 16739, standard definito dalla commissione internazionale di esperti nota come BuldingSMART, creata nel 1995 con l’intento di individuare processi di standardizzazione industriale nel settore informatico. Con la definizione della metodologia BIM, anche i modellatori parametrici per la progettazione edilizia - in grado di lavorare per oggetti AEC (Architectural, Engineering, Construction) - sono stati oggetto di standardizzazione, traducendo appunto tutti i formati proprietari in modelli digitali interoperativi aperti, detti Industrial Foundation Class o IFC. BuildingSMART si è poi dedicata a classificare e certificare tutti i software di varie discipline, quindi non solo modellatori architettonici ma anche prodotti dedicati alla modellazione e al calcolo impiantistico e strutturale (si pensi ai vari SAP strutturali di mercato) che lavorano e producono il formato IFC, consentendone l’esportazione e il caricamento.   

Da quando è comparso, è noto che il formato IFC è in grado di leggere e tradurre strutture di informazioni e geometrie 3D (non quelle 2D) della maggior parte di modellatori parametrici BIM, riproducendone fedelmente la spazialità con una fedeltà di riproduzione del dato a modulazione diversa. Infatti nel tradurre geometrie, in rapporto di hosting con altri elementi, e soprattutto misurazione delle quantità geometriche, non vi è sempre una fedele restituzione del modello. 

Ad esempio nel caso dell’esportazione dei modelli proprietari .rvt  di Revit, il problema storico irrisolto è l’impossibilità del formato IFC di riportare le eventuali quote di offset verticali positive e negative assegnate agli oggetti, rispetto al livello spaziale su cui insistono e sono classificati. Per cui serve, nel caso queste informazioni ai fini progettuali siano rilevanti, prevedere ed associare un dato aggiuntivo nel software di origine (parametro condiviso) che aiuti a collocarli, almeno come dato informativo, alla quota giusta. Altri problemi ci sono nella traduzione dei pannelli di facciate di sistema, nel loro taglio geometrico reale, nella misurazione superficiale dei pilastri fisici, tutte situazioni a cui serve porre rimedio con dati predefiniti e descrittivi appositamente generati. 

UN IFC PER OGNI SETTORE 

Descriviamo intanto l’organizzazione logica di un IFC. I formati IFC costituiscono una evoluzione costante di uno schema gerarchico che vede il progetto come nodo principale con tutti i relativi metadati dell’organizzazione (autore, cliente, dati commerciali, etc.) Immediatamente al di sotto c’è lo spazio topografico, con i dati descrittivi del luogo, coordinate cartografiche, informazioni di sito, orografia, etc.  

Poi segue il nodo immediatamente dipendente, riferito all’edificio con tutti i livelli di cui è costituito, in termini di piani, quote ubicative rispetto allo zero di progetto in cui sono elencate gli elementi dell’edificio, oggetti divisi nelle classi degli IFC (cioè quelli aventi come hosting di piano, muri, porte, finestre, arredi), ma anche oggetti di disciplina, pilastri fisici ed analitici, sistemi di travi fisiche ed analitiche, irrigidimenti strutturali, armature e carpenterie, per quel che riguarda gli elementi di ambito strutturale, ma anche subsistemi di impianti, idrico, elettrico, meccanico etc. 

Per quanto concerne le edizioni di IFC, esse si contraddistinguono nelle cosiddette MDV - ossia viste di modello in cui prevalgono un certo tipo di informazioni rispetto ad altre, a seconda dell’uso che debba farsi.  

Peraltro si tratta di schemi che procedono secondo un percorso temporale che vede i primi risalenti ai progetti pilota del 2010, ai primordi del BIM, della GSA o General Service Administration, l’agenzia non governativa americana che ha l’incarico di manutenere e provvedere alla costruzione degli edifici pubblici in tutti gli Stati Uniti, ossia le sedi di attività amministrative ed in generale di interesse pubblico, fino agli  schemi di IFC dedicati al sistema di classificazione degli oggetti manutentivi come il COBie 2.4 Deliverable Design finalizzato alla gestione delle tabelle COBie (quelle per il tracciamento e gestione degli oggetti manutentivi nel processo standardizzato Britannico) o secondo standard tipicamente orientati al processo costruttivo (come il IFC 2x2 Coordination Design).  

La prerogativa di questi continui aggiornamenti è di tradurre nel formato descrittivo tridimensionale degli IFC sempre più elementi e funzioni, legati ad esigenze progettuali di specifici ambiti disciplinari anche di tipo infrastrutturale e non solo al singolo edificio. 

Il formato per lungo tempo in uso è l’IFC 2x3 Coordination View 2.0, che traduce gran parte degli oggetti delle categorie disciplinari di Revit ed è quello di interscambio per la maggioranza di prodotti correlati, cioè software di calcolo strutturale e relativo software di NX modeling o in generale di analisi degli oggetti BIM, clash detecting, simulazioni 4D QTO, come Navisworks, Solibri model, etc. 

Le successive versioni di IFC, come la 4.0, hanno ampliato la gamma di categorie traducibili inserendo classi che includono le coordinate geospaziali e gli oggetti infrastrutturali - come i ponti IFCBridges, le strade IFCRoads e le relative sottocategorie - nell’intento di ampliare la gamma di oggetti provenienti dai BIM Authoring infrastrutturali, come Civil 3D o Civil Design. I nuovi formati IFC rail  4.3, citati all’inizio dell’articolo, sono stati studiati da una commissione mista - italiana e cinese - nell’ambito di un progetto di ricerca volto ad ampliare le proprietà di un modello infrastrutturale cosiddetto di BIM lineare, includendo classi e set di oggetti dedicati alla progettazione di tratte ferroviarie, quali le geometrie di curve tipiche dei tracciati stradali (ifc_clothoid, ifc_track), ravvisabili anche negli oggetti della progettazione stradale. Si tratta tuttavia di un formato molto giovane in via di sperimentazione non ancora diffuso, ma già in uso nella piattaforma Muif della RFI italiana. 

VISUALIZZATORI IFC  

Abbiamo intanto detto che un formato IFC è prodotto da ogni software di BIM Authoring attraverso il pannello di esportazione che include tutte le relative opzioni di inclusione dati, come la scelta del MVD, l’inclusione di set di proprietà e livello di dettaglio, che di conseguenza ne definisce i contenuti permettendo di solito anche di generare dei property set personalizzati, cioè delle raccolte di dati specifici. Di conseguenza, cosi come si esportano, si possono poi reimportare dentro il BIM authoring con lo scopo di visualizzarli nel contesto in cui sono stati creati, senza poterli modificare se non rigenerandoli. Tuttavia esistono interfacce creata appositamente come visualizzatori di modelli IFC, spesso open source e quindi gratuiti con la tipica clausola di svilupparli ulteriormente da parte degli utenti, oppure anche inclusi all’interno di quei programmi inclusi nel workflow BIM che processano i dati per le valutazioni quantitative a scopo economico, cioè i programmi di contabilità, computo metrico, gestione economica delle commesse, etc. 

Un visualizzatore IFC in genere permette una rappresentazione secondo varie modalità grafiche wireframe (a colori omogenei con ombre o in maniera realistica), consentendo una navigazione 3D, una visualizzazione prospettica o assonometrica, oppure con la possibilità di attivare dei piani di taglio verticali e orizzontali, paralleli ai piani ortogonali. Ovviamente lo scopo è quello di mostrare tutte le proprietà quantitative e qualitative dei singoli oggetti o delle classi di oggetti cui appartengono. In alcuni casi i visualizzatori più evoluti consentono anche la federazione di modelli IFC, permettendo una navigazione 3D del modello BIM federato. Tra quelli più utilizzati segnaliamo il software Xbim explorer, l’IFC viewer di Autodesk nelle varie versioni, FZK viewer, elaborato da gruppo di ricerca dell’università tedesca di Karlsruhe, Dalux BIM, prodotto molto performante evoluto e tanti altri facenti parte di piattaforme commerciali che offrono soluzioni cloud per la gestione di tutto il flusso commerciale BIM. 

CONCLUSIONI  

Il ruolo che l’uso dei formati aperti riveste nei cosiddetti livelli di maturazione del processo BIM, citati peraltro in Italia fin da subito nei provvedimenti di legge in materia di appalti pubblici, è molto importante. Si ricorda che peraltro il loro sempre maggior uso adottato come criterio di trasparenza nelle gare per la realizzazione di opere di interesse pubblico, consente nelle procedure standardizzate dei vari paesi a partire dalle PAS Britanniche, nel celebre triangolo di Brews, fino alle nostre UNI11337 e le ISO19650, di indicare il cosiddetto livello di maturazione della metodologia BIM. Tuttavia rimane opinione comune che debba ancora uscire un MVD in grado di tradurre fedelmente e completamente la riproduzione delle geometrie e dei dati dei modelli BIM proprietari della maggioranza di soluzioni di mercato. 

A cura di: Architetto Luca Talucci -  BIM Expert Descor