Analisi del flusso di informazioni tra i modelli BIM e i sistemi di automazione e controllo degli edifici tramite BACnet e IFC

La presente tesi ha come obiettivo quello di analizzare nel dettaglio la relazione che intercorre tra i sistemi informativi digitali (BIM) e i sistemi di controllo e di automazione degli edifici (BACS), dato il loro ruolo sempre più strategico e fondamentale nel settore costruttivo e la rapida evoluzione digitale alla quale si sta assistendo. Lo studio si concentra prevalentemente sulle affinità tra due standard aperti: l’IFC (Industry Foundation Classes) il formato di interscambio dati tra applicativi BIM più utilizzato, nonché l’unico recepito a partire dal 2013 dall’International Organization for Standardization (ISO), e BACnet (Building Automation and Control Networking protocol), il quale si contraddistingue dalle altre tecnologie di comunicazione per un tipo di organizzazione dei dati orientata agli oggetti, i quali hanno tutti delle determinate proprietà e garantiscono al protocollo lo sviluppo di servizi. Da questa analisi poi, ne deriva lo sviluppo di un caso studio applicativo con lo scopo di testare l’integrazione sistematica di un unico file completo IFC nell’ambiente BACS, riducendo gli oneri, semplificando le procedure ed eliminando le ambiguità anagrafiche derivabili dall’elaborazione di più modelli in discipline diverse. Nell’elaborazione dei contenuti si è svolta un’analisi inziale sullo sviluppo della building automation a partire dal 1980, quando l'automazione era intesa a livello del singolo apparato o dispositivo. Successivamente sono stati accurati grandi progressi nell'integrazione del sistema di intelligenza degli edifici in termini sia di tecnologia che di scala. Non solo, è stata studiata anche la digitalizzazione con la recente affermazione dell’IoT, la quale disegna una convergenza di varie tendenze informatiche e di connettività, evolutesi per decenni. È, infatti, diventato un fulcro tecnologico per il mondo accademico, per i settori industriali (automobilistico, elettronico casalingo e di consumo, sanitario, manifatturiero e tanti altri) e persino per le organizzazioni governative. Nel secondo capitolo, si è trattato esaustivamente il concetto di building automation, delineando le tecnologie di comunicazione associate al tema. Sono dunque stati presentati i concetti generali dei sistemi di automazione e controllo dell’edificio, descrivendone per prima cosa l’architettura di sistema contraddistinta da stack di livelli gerarchici. Sono poi stati analizzati gli elementi elementari che compongono un BACS e le relative interfacce di comunicazione. Particolare attenzione è stata dedicata allo studio degli standard per la comunicazione dei sistemi di automazione e controllo degli edifici, notando come la building automation sia stata, fin dal principio, popolata da una pletora di soluzioni proprietarie. Ci si è focalizzati soprattutto nel delineare accuratamente lo standard BACnet, descrivendone tutti i dispositivi, gli oggetti con le relative proprietà e i servizi applicativi, essendo oggetto di sperimentazione. Nel capitolo terzo vengono indagati in letteratura i riferimenti BACnet all’interno dello standard IFC, notando come questi siano perlopiù assenti o sommari. Si è rivelato perciò necessario procedere ad associare, dove possibile, ad ogni oggetto BACnet un’entità specificata dallo standard IFC, comprendendo come esista un’analogia da implementare in un percorso di sperimentazione. Nel capitolo quarto viene proposto il caso studio applicativo citato, il quale si propone di dimostrare come questi standard abbiano un’effettiva affinità e come sia possibile trasferire in modo soddisfacente determinati dati a partire da un modello in formato ifc ad un file in formato xml, al fine di automatizzare il percorso di modellazione degli impianti domotici in software specializzati che applicano lo standard BACnet.