Digitalizzazione IFC e determinazione computazionale delle carenze sismiche degli edifici esistenti: esempi di implementazione tramite codice Python

The BIM (Building Information Modeling) approach was born to serve the design of new structures, aiming at the production of models that contain all the information necessary for the construction, operation, and maintenance of the building. The large number of existing structures, especially the need to monitor and intervene on these, led to the approach called HBIM (Historical/Heritage Building Information Modeling), aimed at the representation of existing buildings with the addition of information related to the state of preservation, providing the tools for a process of digitization of vulnerabilities. Digitization of seismic vulnerabilities is a field of research on which very little has been done and on which this study seeks to contribute. The objective of this thesis project is to verify the possibility of carrying out a computational approach to the compilation of schedographic tools (deficiency cards) for expeditious vulnerability assessments, starting from the availability of simplified BIM (Building Information Model) and IFC (Industry Foundation Classes) models, developing a method for the recognition and digitization of regularity in plan. This approach is based on the possibility of analytically deriving indicators on plan symmetry and compactness from models in IFC format using a code developed in Python, then digitizing the results obtained in the source models. The analytical indicators developed are based on the definitions of symmetry and compactness from current Italian regulations. The validator produced was then tested on some models reproducing some schools of the Municipality of Padova, the object of study based on an agreement of the municipal administration with the University of Padova, verifying the applicability and goodness of the results. The work done stands as a starting point for the total digitization of the deficiency sheets, constituting a step forward in the development of the digitization of seismic vulnerabilities of the building stock, with a view not only to the analysis of individual buildings, but also for stock assessments at a territorial scale. The approach devised should therefore demonstrate the potential of the availability of simplified BIM models, the versatility of the Ifc database, the portability of information in computational environments and the scalability of the project. Starting from the script produced, a web application that can be used for symmetry and compactness verification of existing and new buildings can also be implemented.

L’approccio BIM (Building Information Modeling) nasce a servizio della progettazione di nuove strutture, mirando alla produzione di modelli che contengano tutte le informazioni necessarie alla realizzazione, gestione e manutenzione dell’edificio. La grande quantità di strutture esistenti, in particolare la necessità di monitorare ed intervenire su questi, ha condotto all’approccio denominato HBIM (Historical/Heritage Building Information Modeling), volto alla rappresentazione di edifici esistenti con l’aggiunta di informazioni relative allo stato di conservazione, fornendo gli strumenti per un processo di digitalizzazione delle vulnerabilità. La digitalizzazione delle vulnerabilità sismiche è un ambito su cui molto poco è stato fatto e su cui questo studio cerca di dare un contributo. L’obiettivo del presente progetto di tesi è verificare la possibilità di effettuare un approccio computazionale alla compilazione di strumenti schedografici (schede carenze) per valutazioni speditive di vulnerabilità, partendo dalla disponibilità di modelli BIM (Building Information Modeling) e IFC (Industry Foundation Classes) semplificati, sviluppando un metodo per il riconoscimento e la digitalizzazione della regolarità in pianta. Tale approccio si basa sulla possibilità di ricavare analiticamente da modelli in formato IFC degli indicatori sulla simmetria e la compattezza della pianta mediante un codice sviluppato in Python, digitalizzando poi i risultati ottenuti nei modelli di partenza. Gli indicatori analitici sviluppati sono basati sulle definizioni di simmetria e compattezza da normativa italiana attualmente vigente. Il validatore prodotto è stato poi testato su alcuni modelli che riproducessero alcune scuole del Comune di Padova, oggetto di studio sulla base di una convenzione dell’amministrazione comunale con l’Università di Padova, verificandone l’applicabilità e la bontà dei risultati. Il lavoro svolto si pone come punto di partenza per la digitalizzazione totale delle schede carenze, costituendo un passo in avanti nello sviluppo della digitalizzazione delle vulnerabilità sismiche del patrimonio edilizio, in ottica non solo di analisi di singoli edifici, ma anche per valutazioni a scala territoriale di stock. L’approccio ideato dovrebbe quindi dimostrare le potenzialità della disponibilità di modelli BIM semplificati, la versatilità del database IFC, la portabilità delle informazioni in ambienti da calcolo e la scalabilità del progetto. Partendo dallo script prodotto potrà inoltre essere implementata una web application utilizzabile per la verifica di simmetria e compattezza di edifici esistenti e di nuova costruzione.