La gestione del cantiere di un edificio multipiano in legno con tecnologia X-RAD attraverso l'utilizzo del BIM

3 CASO STUDIO: EDIFICIO MULTIPIANO CON TECNOLOGIA X-RAD 
3.1 INTRODUZIONE 
Il caso studio riguarda la progettazione di un edificio multipiano in legno ad uso residenziale, 
con tecnologia X-RAD. Per lo sviluppo del processo si è deciso di utilizzare un processo 
sintetizzabile in una  Work Breakdown Structure nella quale vengono evidenziate le diverse 
fasi: la prima fase è identificata con la progettazione preliminare dell’involucro nel quale ogni 
pannello viene catalogato in funzione delle caratteristiche geometriche, della tipologia di 
bucature e del posizionamento all’interno dell’edificio. Questa catalogazione ha permesso di 
generare un abaco di elementi riconoscibili organizzati in funzione di codici corrispondenti ai 
parametri sopracitati, semplificando la lettura delle planimetrie e l’attuazione del progetto (fase 
di  montaggio della struttura). Inoltre, in considerazione dell’elevato livello di prefabbricazione 
dell’edificio si è scelto di attuare scelte finalizzate alla realizzazione di un abaco anche per 
l’impiantistica: oltre le bucature predisposte sui pannelli per porte e serramenti, ne vengono 
inserite ulteriori per l’alloggio di vani tecnici nei quali transitano le condutture degli impianti. 
Infine, nella fase preliminare vengono stabilite le linee guida per l’organizzazione del cantiere, 
definendo il layout, le macchine necessarie alla realizzazione e gli attori coinvolti nei vari 
momenti della costruzione. Nella fase attuativa vengono individuate due situazioni 
complementari: la preparazione dei pannelli in stabilimento e l’attuazione delle opere in 
cantiere, comprensiva della costruzione delle fondazioni dell’edificio. L’avvio simultaneo del 
cantiere con la realizzazione delle opere di fondazione e della produzione in stabilimento dei 
pannelli consente di fornire secondo i livelli di priorità costruttiva prestabiliti. Il materiale una 
volta realizzato in stabilimento viene trasportato in cantiere nel quantitativo necessario alla 
realizzazione di un livello evitando stoccaggi consistenti di legno che dovrebbero essere 
particolarmente accurati. In tal modo si tende  ad una realizzazione “just in time” che prova ad 
ottimizzare le fasi di produzione, messa in opera e liquidazione delle parti costituenti l’edificio. 
Ogni spedizione contiene al suo interno anche la rendicontazione degli elementi spediti, dai 
pannelli agli utensili e prodotti necessari per l’assemblaggio. L’accettazione delle varie 
spedizioni passa attraverso distinte di verifica in cantiere fornite dal progettista al direttore dei 
lavori per il controllo degli elementi che, in caso di incongruenze, devono essere rispediti al 
mittente. Si utilizza, per facilità di lettura,  il codice colore che identifica la zona nel cantiere in 
funzione dell’idoneità dei materiali velocizzando la costruzione: ogni operatore in merito alla 
posizione dei pannelli nel sistema di stoccaggio della merce è consapevole se l’elemento è 
pronto per la fase di montaggio o se non è idoneo alla costruzione. Una volta completato il
Capitolo 3 
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montaggio della struttura ed ultimato l’edificio, si passa alla fase di gestione. In questa fase si 
osserva come aver effettuato la predisposizione di elementi di controllo negli impianti migliori 
la manutenzione dell’edifici: in caso di guasto i sistemi di rilevazione predisposti nei vani 
tecnici permettono di individuare il punto preciso e di guidare l’intervento tempestivo degli 
addetti, migliorando l’efficienza dell’intero edificio. Infine, in considerazione dell’alta 
prefabbricabilità dell’edificio, l’eventuale dismissione potrà avvenire agevolmente dopo il ciclo 
di vita utile procedendo allo smontaggio dei vari livelli in sequenza opposta a quella di 
montaggio. Il livello di definizione (LOD) in fase di concezione dell’edificio consente di 
pervenire ad elaborati del tipo AS BUILT. 
3.2 ANALISI DEL PROCESSO BIM 
 
Fig. 3.1 Work Brakdown Structure preliminare 
Si è proceduto analizzando tre fasi: 
o La progettazione; 
o L’attuazione; 
o La gestione dell’opera compiuta. 
3.2.1 PROGETTAZIONE  
La fase progettuale coincide con la definizione dell’organizzazione dell’organismo edilizio da 
creare. Attraverso l’ausilio di un software BIM, Revit® di Autodesk, si arriva alla definizione 
di un modello virtuale tridimensionale contenente tutte le informazioni propedeutiche alla fase 
attuativa. 
In particolare, la fase progettuale viene suddivisa in tre parti:
Capitolo 3 
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 Modellazione → fase di modellazione tridimensionale attraverso software BIM; 
 Elaborazione dati → fase di raccolta delle informazioni estrapolate dal software; 
 Coordinamento informativo → fase di organizzazione del cantiere.  
1. MODELLAZIONE  
La modellazione virtuale prevede la scelta preliminare del sistema costruttivo: 
A. Scelta del modello tipologico → che si traduce nella scelta del tipo di edificio e nel 
rispetto dei minimi funzionali; 
B. Scelta del modello strutturale → che riguarda la scelta del sistema di connessioni e 
sostegni necessari alla resistenza meccanica dell’edificio. 
  
Fig. 3.2 Fase di modellazione 
A. Scelta del modello tipologico 
Si è scelto di realizzare un organismo edilizio con i caratteri del tipo in linea composto 
da sei piani fuori terra con copertura continua di tipo non praticabile. Per quanto riguarda 
il progetto i vari livelli sono stati organizzati come segue: 
 Piano terra → Uso commerciale 
 Dimensionamento variabile 
 Piano 2, 3, 4, 5 → Uso residenziale suddiviso in: 
 Alloggi small → dai 60 ai 70 mq; 
 Alloggi medium → dagli 80 ai 110 mq;
Capitolo 3 
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 Alloggi large → sopra i 120 mq. 
B. Scelta del modello strutturale 
Per la scelta del modello strutturale si è tenuto conto della zona in cui si realizza il 
progetto: la città di Rende in provincia di Cosenza. Essendo la cittadina area di forte 
rischio sismico (zona 1), si è deciso di utilizzare un sistema costruttivo in legno a parete 
portante con pannelli in XLAM, che attraverso giunzioni meccaniche del tipo XRAD 
realizza un sistema resistente di tipo scatolare. Nel dettaglio: 
 Pannelli portanti 
o Pannello parete → comportamento tipo lastra 
o Pannello solaio → comportamento tipo piastra 
 Connessioni metalliche X-RAD → funzione dissipativa e caratteristiche di duttilità. 
 
 Processo di modellazione 
Definito il modello tipologico e strutturale da seguire si può procedere alla modellazione 
dell’edificio con l’ausilio del software BIM Revit®. Viene riportato lo schema concettuale 
utilizzato per l’organizzazione della costruzione.
Capitolo 3 
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Fig. 3.3 Schema Modellazione BIM 
La modellazione BIM utilizzata è stata incentrata sui seguenti aspetti:
Capitolo 3 
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A. Modellazione struttura portante 
o Fase preliminare 2d 
o Modellazione 3d 
 Elementi verticali – Pareti  
 Orizzontamenti – Solai  
 Elementi complementari – Vano scala 
o Elementi di connessione 
 Principali 
 Ausiliari 
B. Impiantistica 
C. Finiture 
A. Modellazione struttura portante 
Viene riportata lo sviluppo completo dell’edificio: 
 
Fig. 3.3 Stecca completa edificio 
Nelle successive rappresentazioni, per facilità di lettura, si riporta solamente la parte sinistra 
dell’organismo edilizio. La parte destra viene specchiata per simmetria ad esclusione del 
modulo centrale, utilizzato come collegamento tra le due parti. Per la disamina completa si 
fa riferimento all’appendice A. 
o Modellazione 2D → Modellazione dell’impianto planimetrico distinta in una serie 
di fasi.  
 
Il primo passaggio eseguito è la definizione della maglia strutturale.
Capitolo 3 
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Fig. 3.4 Predisposizione maglia strutturale 
Il secondo passaggio eseguito è la definizione delle volumetrie degli alloggi e dei vani 
scala. 
 
Fig. 3.5 Definizione dei volumi 
Il terzo passaggio è la definizione degli ambienti in funzione di moduli: ad ogni 
ambiente corrispondono determinati elementi parete in funzione della luce da coprire. 
 
Fig. 3.6 Definizione dei moduli
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L’ultimo passaggio eseguito è la definizione degli elementi parete distinti in funzione 
del colore al quale corrispondono determinate caratteristiche geometriche. 
 
Fig. 3.7 Identificazione degli elementi parete
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Ad ogni elemento parete, individuato in funzione del colore, corrisponderà poi un 
sottoinsieme di elementi, organizzati in funzione delle bucature necessarie per i 
collegamenti tra i vari ambienti all’intero degli alloggi. Così facendo si genera una 
famiglia di elementi raggruppata in funzione del colore nella quale l’elemento 
“genitore” corrisponde alla parete senza bucature. 
o Modellazione 3D → Elementi Parete 
Per procedere alla costruzione del modello tridimensionale si parte dallo schema 
progettuale planimetrico. Avendo differenziato i locali del piano terra, ad uso 
commerciale, dai successivi piani, ad uso residenziale, si ottiene una distinzione in 
funzione dell’altezza. Gli impianti dell’ambito commerciale risultano più ingombranti 
rispetto a quelli dell’ambito residenziale. Inoltre, in funzione della tecnologia 
Rothoblaas scelta, devono essere effettuati i tagli angolari differenti per la 
predisposizione degli elementi X-ONE. Sulla base di queste precisazioni e in ragione 
delle logiche di codifica dell’azienda si è scelto di utilizzare codici simili per le famiglie 
parete individuate in funzione dei seguenti parametri: 
                                                 
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 Esempio planimetrico indicante codice colore relativo alle caratteristiche geometriche del pannello e spessore 
della parete BASE. Questa codifica viene spiegata di seguito nel paragrafo della modellazione 3D.
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 Posizione → codifica in funzione del livello di collegamento. 
- Elemento BASE
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 → Altezza 4,500 m → CODICE B 
- Elemento MID
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 → Altezza 3,240 m → CODICE M 
 
Fig. 3.8 Elemento BASE 
  
                                                 
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 Elemento corrispondente al piano terra dell’edificio. 
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 Elemento corrispondente ai piani superiori al piano terra dell’edificio.
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Fig. 3.9 Elemento MID 
 Caratteristiche geometriche → ulteriore codifica degli elementi tramite 
colore. Ad ogni colore corrispondono determinate caratteristiche 
geometriche in funzione di lunghezza e spessore. 
Si riporta la rappresentazione tridimensionale dell’edificio. 
  
Fig. 3.10 Rappresentazione grafica della volumetria 
Per i primi tre livelli si distinguono: 
- Elemento Blu → CODICE b 
- Elemento Red → CODICE r 
- Elemento Yellow → CODICE y 
- Elemento Green → CODICE g 
Salendo in altezza al quarto e quinto livello lo spessore di alcune pareti
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diminuisce per alleggerire il peso della struttura; a questi livelli si distinguono: 
                                                 
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 Non tutte le pareti diminuiscono di spessore in funzione della tecnologia X-RAD. Essendo una tecnologia 
innovativa alcuni sistemi di connessione ancora devono essere sviluppati; tra questi lo spessoramento attraverso
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- Elemento Violet → CODICE v 
- Elemento Orange → CODICE o 
Un’ulteriore diminuzione di spessore è fatta al sesto livello dove si distinguono: 
- Elemento Dark green → CODICE dg 
- Elemento Sky → CODICE s 
 
 Spessore → codifica in funzione dello spessore associata al livello da 
collegare. Si distinguono
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: 
 
- Livello 1, 2, 3 → spessore 158 cm → CODICE 158 
- Livello 4, 5 → spessore 137 cm → CODICE 137 
- Livello 6 → spessore 124 cm → CODICE 124. 
Viene riportato un esempio di codice: 
ELEMENTO BASE B + DIMENSIONI ELEMENTO BLU b + SPESSORE 158 = 
Bb158 
Segue la distinta completa degli elementi parete previa analisi delle bucature. 
                                                 
gli SPACER di connessioni sui nodi X di pareti con spessori diversi sovrapposte. Per questo motivo si è optato 
per il mantenimento dello spessore lungo l’asse y, avente minor numero di pareti rispetto l’asse x. 
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 Gli spessori corrispondenti sono stati estrapolati dalle schede tecniche di X-lam Dolomiti, fornitore scelto per 
la realizzazione dei pannelli parete.
Capitolo 3 
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Fig. 3.11 Distinta pannelli parete previa analisi bucature 
In questo elenco sono presenti anche gli elementi parete non portanti che contribuiscono 
al completamento dell’edificio. Si distinguono: 
o Pareti di collegamento tramite giunto tecnico
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 Elemento Base → Dimensione Elemento Cian → Spessore 124 
 Elemento Mid → Dimensione Elemento Cian → Spessore 124 
 
o Pannelli Parete interne 
 Interno lunghezza L →  Spessore 90 
- Lunghezza L → Int L 90 
- Lunghezza L* → Int L* 90 
- Lunghezza L** → Int L** 90 
                                                 
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 È stata ideata un’interruzione strutturale attraverso un giunto tecnico per evitare il danneggiamento sismico 
nonché variazione di temperatura consentendo ove previsto la libera dilatazione della pavimentazione.