CREAZIONE DEL CONCEPT ARCHITETTONICO IN SKETCHUP E ARCHICAD

La fase concettuale della progettazione è determinante per il successo dell’intero progetto edilizio. È proprio in questa fase che si formano le principali soluzioni spaziali, le zone funzionali e le immagini visive del futuro edificio. SketchUp e ArchiCAD, pur con metodologie diverse, offrono strumenti potenti per la concettualizzazione BIM. SketchUp, grazie alla sua interfaccia intuitiva e alla visualizzazione rapida, consente agli architetti di generare e iterare rapidamente le idee, testare diverse soluzioni volumetriche e ottenere un feedback visivo immediato. La sua velocità è indispensabile per il brainstorming e la presentazione dei primi schizzi al cliente. D’altra parte, ArchiCAD, in quanto piattaforma BIM completa, consente di creare oggetti intelligenti con dati attributivi già nella fase di concept. Questo significa che pareti, solai, finestre e altri elementi contengono informazioni sulle proprie proprietà — materiali, prestazioni termotecniche, parametri acustici e altro. Questo approccio consente non solo di visualizzare la forma, ma anche di gettare le basi per i calcoli e le analisi ingegneristiche già nelle fasi iniziali.

I vantaggi della modellazione BIM precoce nella fase concettuale sono evidenti. La possibilità di apportare modifiche rapidamente, verificarne l’impatto sull’estetica generale e sulla funzionalità, e iniziare a integrare i requisiti tecnici, riduce significativamente i tempi delle fasi successive della progettazione. Ad esempio, grazie all’approccio BIM, l’architetto può modellare l’orientamento dell’edificio sul lotto e ottenere immediatamente dati di base sull’insolazione solare o sull’ombreggiatura, che incidono sulla termotecnica. L’uso delle librerie di elementi standard in ArchiCAD accelera il processo di modellazione e consente di concentrarsi sulle decisioni progettuali chiave, senza distrarsi con dettagli che verranno elaborati in seguito. Per informazioni più dettagliate sugli approcci architettonici e sui progetti, si consiglia di visitare la pagina Architetto KOLEO, dove sono presentati esempi di realizzazioni di successo.

È importante comprendere che SketchUp può essere un ottimo complemento ad ArchiCAD. Spesso gli architetti iniziano con una modellazione rapida in SketchUp per generare idee, per poi importare questi modelli in ArchiCAD per ulteriori sviluppi, l’aggiunta di informazioni BIM e la definizione dei dettagli. Questo consente di combinare la velocità e la flessibilità della modellazione concettuale con la potenza e la ricchezza informativa della piattaforma BIM, garantendo un processo di progettazione continuo dall’idea alla documentazione esecutiva. Questo approccio sinergico ottimizza il flusso di lavoro e riduce al minimo i potenziali errori che possono verificarsi nel passaggio tra le diverse fasi della progettazione.

Il comfort acustico è una delle componenti critiche della qualità della vita in un edificio, e deve essere considerato già nella fase di creazione del concept. Una progettazione anticipata delle soluzioni acustiche consente di evitare costose correzioni nelle fasi successive della costruzione. In Ucraina i requisiti principali per la protezione dal rumore sono stabiliti dalla ДБН В.1.1-31:2013 ‘Protezione dal rumore’. Questo documento normativo definisce i livelli di rumore ammessi negli ambienti residenziali e pubblici, nonché le metodologie di calcolo e progettazione delle strutture di isolamento acustico. Nella fase di progettazione concettuale, l’architetto deve gettare le basi per le future soluzioni acustiche, comprendendo come la scelta dei materiali, la disposizione degli ambienti e la configurazione generale dell’edificio influenzeranno l’isolamento acustico.

L’indicatore chiave dell’isolamento acustico ai rumori aerei è l’indice di isolamento acustico Rw (Weighted Sound Reduction Index), misurato in decibel (dB). Per gli ambienti residenziali in Ucraina, la ДБН В.1.1-31:2013 richiede valori minimi di Rw per le pareti tra appartamenti diversi (ad esempio non inferiori a 52 dB) e per i solai interpiano (Rw non inferiore a 50 dB). Nella fase concettuale, l’architetto, lavorando in ArchiCAD, può modellare diverse varianti di pareti e solai, assegnando loro immediatamente valori ipotetici di Rw, basandosi su strutture e materiali tipici. Ad esempio, per una parete in legno lamellare, che ha proprietà acustiche naturali, si possono pianificare strati aggiuntivi di isolamento acustico (lana minerale, cartongesso) per raggiungere l’Rw richiesto. ArchiCAD consente di creare strutture multistrato complesse, indicandone la composizione, il che è il primo passo verso l’analisi acustica. In SketchUp questo può essere visualizzato tramite livelli e gruppi che simulano la stratificazione, sebbene senza un’analisi acustica integrata diretta come in ArchiCAD.

È importante anche considerare le fonti di rumore e la loro propagazione. Ad esempio, la posizione delle camere da letto rispetto alle zone rumorose (cucina, soggiorno, locali tecnici) o alle fonti di rumore esterne (strade) è di importanza decisiva. La zonizzazione concettuale, che può essere rapidamente elaborata in SketchUp e dettagliata in ArchiCAD, consente di minimizzare la trasmissione del rumore. Anche la scelta dei tipi di finestre e porte e dei loro valori di Rw è fondamentale. In questa fase l’architetto non esegue calcoli acustici dettagliati, ma pone le basi per il ‘potenziale acustico’ dell’edificio, scegliendo le soluzioni costruttive e planimetriche ottimali.

La definizione dei dettagli dei nodi di fissaggio nella fase di progettazione concettuale in ArchiCAD è estremamente importante per garantire l’integrità strutturale e la durabilità dell’edificio. Mentre SketchUp consente di visualizzare le forme geometriche di base, ArchiCAD offre la possibilità di modellare i nodi strutturali con un elevato livello di precisione, tenendo conto dei materiali e delle loro proprietà. Questo consente all’architetto e al progettista strutturale di individuare già nelle fasi iniziali le potenziali collisioni, ottimizzare le giunzioni e verificarne la conformità alle norme edilizie.

Nella progettazione di edifici, ad esempio in legno lamellare, sono di importanza critica i nodi di collegamento tra le pareti stesse, tra le pareti e i solai e le strutture del tetto. In ArchiCAD l’architetto può utilizzare strumenti per creare nodi personalizzati o adattare elementi di libreria affinché riflettano le specificità del sistema costruttivo scelto. Ad esempio, per il collegamento di una parete in legno lamellare con un solaio in legno, si può modellare una giunzione a tenone e mortasa, piastre metalliche, ancoraggi o altri elementi di fissaggio. Il modello deve tenere conto non solo della geometria, ma anche dei principi di interazione dei materiali, in particolare evitando i ‘ponti termici’ o i ‘ponti acustici’. Questo è particolarmente rilevante per gli edifici che puntano a elevati livelli di efficienza energetica e comfort acustico. L’uso degli strumenti di sezione e taglio in ArchiCAD consente di esaminare in dettaglio la struttura interna del nodo e di assicurarsi che tutti gli elementi siano posizionati correttamente e garantiscano la resistenza necessaria.

Un altro aspetto importante è la modellazione dei nodi per contrastare le deformazioni. Per le strutture in legno, che possono essere soggette a ritiro o espansione a causa dell’umidità e della temperatura, è necessario progettare nodi che compensino questi movimenti. Ad esempio, giunzioni scorrevoli o fissaggi speciali che consentono al legno di ‘respirare’ senza danneggiare la struttura complessiva. ArchiCAD consente di rappresentare queste particolarità costruttive, il che è il primo passo verso lo sviluppo di una documentazione esecutiva dettagliata. Prima queste sfumature vengono considerate nel concept, meno problemi sorgeranno nelle fasi di progettazione esecutiva e costruzione. Questo aiuta anche a evitare errori tipici legati alla sottovalutazione della complessità delle giunzioni, che può portare a problemi strutturali o a una riduzione delle prestazioni operative dell’edificio.

Esaminiamo l’analisi dettagliata di un nodo critico — la giunzione tra la parete esterna e la struttura del tetto — dal punto di vista dell’integrazione delle soluzioni acustiche e termotecniche mediante ArchiCAD. Questo nodo è uno dei punti più vulnerabili dell’edificio, poiché attraverso di esso possono verificarsi significative perdite di calore e la penetrazione del rumore esterno.

Nel modellare questo nodo in ArchiCAD, iniziamo dalle strutture multistrato della parete e del tetto. Ad esempio, per una parete esterna in legno lamellare (ad esempio GL24h), che ha buone proprietà portanti, aggiungiamo un isolamento termico esterno (lana di roccia con densità 80-100 kg/m³ e spessore 200 mm, con coefficiente di conducibilità termica λ = 0,035 W/(m·K)), una barriera al vapore interna (con Sd = 100 m) e una finitura interna (cartongesso). Anche la struttura del tetto viene modellata come una struttura multistrato: travetti in legno lamellare, tra i quali viene inserito l’isolamento termico (min. 300 mm), barriere impermeabili e al vapore, nonché il manto di copertura. Tutti questi strati vengono creati in ArchiCAD con dimensioni e proprietà precise. I moderni materiali edili, come i pannelli XLAM, possono anch’essi essere integrati in nodi simili, offrendo soluzioni alternative per raggiungere elevate prestazioni.

**Ottimizzazione acustica:** Per garantire il livello necessario di isolamento acustico Rw, è necessario prevenire i ponti acustici diretti. Nella giunzione tra parete e tetto, questo significa che l’isolamento termico deve aderire strettamente agli elementi della struttura, riempiendo tutte le cavità. Inoltre, è importante utilizzare guarnizioni elastiche e sigillanti per tutte le fessure. In ArchiCAD questo può essere rappresentato mediante una modellazione dettagliata dei raccordi, in cui gli strati di isolamento e finitura vengono creati con sovrapposizione o con l’uso di appositi cuscinetti acustici. Ad esempio, per un valore di Rw di 55 dB, è necessaria un’accurata lavorazione per evitare fessure e l’uso di materiali con proprietà adeguate. Le classificazioni acustiche specifiche, come la classe di isolamento ai rumori aerei (Rw) e ai rumori da calpestio (Lnw), sono fondamentali per valutare l’efficacia del nodo. Per le strutture in legno, il valore di Rw può essere migliorato fino a 58-60 dB grazie alla combinazione di elementi massicci e strati elastici.

**Ottimizzazione termotecnica:** La minimizzazione delle perdite di calore attraverso questo nodo si ottiene con la continuità del contorno di isolamento termico. In ArchiCAD, utilizzando la funzione ‘Solid Element Operations’, è possibile ritagliare con precisione gli elementi per creare uno strato continuo di isolamento, evitando i ponti termici. I valori del coefficiente di trasmittanza termica U (per le pareti in Ucraina la ДБН В.2.6-31:2016 richiede U ≤ 0,28 W/(m²·K)) e della resistenza termica R (R ≥ 3,5 m²·K/W) sono fondamentali. Grazie alla modellazione dettagliata degli strati, ArchiCAD consente di esportare i dati per ulteriori analisi in software specializzati per il calcolo dei ponti termici, il che rappresenta una prova unica di progettazione approfondita. In questo modo, già nella fase concettuale è possibile gettare le basi per la futura efficienza energetica dell’edificio, conforme agli standard ZEB (Zero Energy Building).

Sebbene ArchiCAD sia uno strumento potente per la modellazione BIM dettagliata e l’analisi, SketchUp resta impareggiabile per la visualizzazione rapida e le iterazioni nelle prime fasi della progettazione concettuale. La sua semplicità e velocità consentono agli architetti di sperimentare liberamente con diverse varianti di nodi, senza dedicare molto tempo a configurazioni complesse di parametri. Anche quando si lavora con i nodi di fissaggio, SketchUp può essere utilizzato per verificare rapidamente la conformità geometrica, l’ergonomia e l’impatto visivo.

Ad esempio, quando un architetto sviluppa il concept di una struttura in legno, ad esempio per progetti di case, può avere bisogno di visualizzare rapidamente come apparirà un determinato tipo di giunzione — ad esempio un elemento di fissaggio metallico nascosto o un tradizionale nodo a incastro. In SketchUp è facile creare questi elementi come componenti o gruppi separati, per poi copiarli, ridimensionarli e posizionarli rapidamente in diverse parti del modello. Questo consente di valutare istantaneamente l’aspetto estetico del nodo, le sue proporzioni rispetto agli altri elementi e persino di provare diverse varianti di finitura. La possibilità di applicare texture e materiali in SketchUp aiuta a creare una rappresentazione realistica dell’aspetto finale del nodo.

Inoltre, SketchUp consente di creare rapidamente sezioni e tagli, il che è importante per il controllo visivo della struttura interna del nodo. Sebbene questo non sostituisca un’analisi precisa in ArchiCAD, per una verifica rapida dei principi di base della giunzione e per evitare collisioni evidenti, SketchUp è ideale. Ad esempio, si può verificare rapidamente se gli elementi di fissaggio si intersecano con gli impianti o altri elementi strutturali. La creazione di «scene» (views) consente di salvare diverse rappresentazioni visive dei nodi, il che è comodo per il confronto e la discussione con clienti o colleghi. È uno strumento interattivo che accelera il processo decisionale e consente di testare rapidamente un gran numero di varianti prima di passare alla modellazione dettagliata nell’ambiente BIM. La flessibilità di SketchUp garantisce libertà creativa nelle fasi iniziali, il che è la chiave per lo sviluppo di soluzioni originali e funzionali.

Le norme edilizie ucraine (ДБН) e gli standard sono obbligatori in tutte le fasi della progettazione e della costruzione, a partire dalla fase concettuale. Anche nella fase di creazione delle prime idee in SketchUp o ArchiCAD, l’architetto deve tenere conto dei requisiti chiave in materia di sicurezza, funzionalità, efficienza energetica e durabilità. Ignorare queste norme può portare alla necessità di significative revisioni del progetto, ritardi nella costruzione e aumento dei costi.

Ad esempio, la ДБН В.2.2-15:2019 ‘Edifici residenziali. Disposizioni fondamentali’ stabilisce i requisiti per la superficie e l’insolazione degli ambienti, l’altezza minima dei soffitti, la larghezza dei corridoi e delle aperture delle porte. Questi parametri incidono direttamente sulle soluzioni volumetrico-planimetriche che si formano nel concept. L’architetto, modellando lo spazio in ArchiCAD, può utilizzare oggetti parametrici che consentono di controllare queste dimensioni e verificarne la conformità alle norme. Inoltre, la ДБН В.1.1-7:2016 ‘Sicurezza antincendio degli oggetti edilizi’ definisce i requisiti per la resistenza al fuoco delle strutture e le vie di evacuazione, il che influisce sulla scelta dei materiali, sugli schemi costruttivi e sulla disposizione delle uscite. Questo è particolarmente importante per gli edifici modulari, dove la velocità di montaggio si combina con rigorosi requisiti di sicurezza.

L’interpretazione delle norme nella fase concettuale consiste nel gettare i principi che consentiranno di raggiungere la conformità nelle fasi successive. Ad esempio, se la normativa richiede una determinata classe di resistenza al fuoco per le strutture portanti, l’architetto deve già prevedere nel concept i materiali appropriati (ad esempio legno lamellare trattato con prodotti ignifughi o pareti multistrato con strati incombustibili). Le norme termotecniche (ДБН В.2.6-31:2016 ‘Isolamento termico degli edifici’) richiedono determinati valori di resistenza termica (R) per le strutture di involucro esterne. Nel concept, questo significa che l’architetto deve pianificare lo spessore delle pareti e del tetto tenendo conto dell’isolamento termico necessario. ArchiCAD, consentendo di creare pareti multistrato, offre la possibilità di valutare visivamente questi spessori e il loro impatto sull’aspetto esterno dell’edificio.

Anche la considerazione delle particolarità climatiche dell’Ucraina (oscillazioni di temperatura, umidità, carichi da vento) fa parte della progettazione concettuale. Questo influisce sulla scelta delle soluzioni costruttive, sull’orientamento dell’edificio, sul tipo di fondazione e di copertura. La ДБН В.1.2-2:2006 ‘Carichi e influssi’ è fondamentale per il calcolo delle strutture, e i suoi requisiti relativi ai carichi da neve e da vento devono essere tenuti presenti nella definizione della geometria del tetto e del sistema portante. Un concept che tiene conto di questi aspetti sarà più stabile ed efficace nel lungo periodo.

L’ottimizzazione dell’efficacia acustica dell’edificio inizia con un’attenta scelta dei materiali e delle soluzioni costruttive già nelle prime fasi della progettazione. Ogni materiale ha proprietà acustiche uniche, come l’assorbimento e l’isolamento acustico, che devono essere considerate per raggiungere il livello di comfort desiderato. In SketchUp e ArchiCAD l’architetto può creare modelli che visualizzano questi materiali, consentendo di valutarne l’impatto sul quadro acustico complessivo.

Per raggiungere elevati livelli di isolamento acustico ai rumori aerei (Rw), è importante utilizzare strutture multistrato. Ad esempio, le pareti in legno lamellare, nonostante la loro massa, possono richiedere strati aggiuntivi per rispettare le rigorose norme acustiche, in particolare per le pareti tra appartamenti o tra ambienti diversi. Una soluzione efficace è la combinazione di materiali massicci (calcestruzzo, mattoni, legno) con strati elastici (lana minerale, lana di basalto). Questi strati interrompono la propagazione delle onde sonore, aumentando significativamente l’isolamento acustico. In ArchiCAD tali composizioni multistrato possono essere modellate facilmente, assegnando a ogni strato proprietà acustiche specifiche.

Oltre all’isolamento ai rumori aerei, è importante il controllo del rumore da calpestio (Lnw), in particolare per i solai interpiano. Per ridurre il rumore da calpestio si applicano pavimenti galleggianti, in cui il rivestimento finale e il massetto sono separati dalla struttura portante da un materiale elastico di isolamento acustico. Nella fase di concept, l’architetto deve prevedere uno spessore sufficiente del solaio per alloggiare tutti gli strati necessari del pavimento galleggiante. ArchiCAD consente di creare solai dettagliati di questo tipo, che includono la soletta portante, lo strato di isolamento acustico e il massetto, visualizzandoli come un’unica struttura.

Ha inoltre importanza critica la progettazione dello spazio interno dal punto di vista dell’assorbimento acustico. Per gli ambienti in cui è importante l’assenza di eco e riverbero (ad esempio sale da concerto, uffici open space), si applicano materiali fonoassorbenti su pareti e soffitti (pannelli acustici, materiali perforati, tessuti). In SketchUp è possibile visualizzare rapidamente la disposizione di questi materiali, mentre in ArchiCAD è possibile assegnare loro dati attributivi per un’ulteriore modellazione acustica. Comprendere questi principi nella fase concettuale consente di creare un edificio che non sia solo visivamente attraente, ma anche confortevole dal punto di vista acustico, garantendo un’elevata qualità dell’ambiente per la vita o il lavoro.