Manual:BIM modeling/ru

Информационное моделирование зданий (BIM - Building Information Modeling) (англ.) (рус.) - это процесс, используемый в архитектуре, проектировании и строительстве для создания и управления цифровыми представлениями физических структур. Оно объединяет не только 3D-геометрию, но и такие важные данные, как материалы, затраты и графики, позволяя проводить расширенный анализ и взаимодействие на протяжении всего жизненного цикла проекта.

Функциональность Строительных Конструкций (BIM ) в FreeCAD значительно расширилась, особенно с выходом версии 1.0, в которой ранее раздельные верстаки Arch и BIM были объединены в интегрированный BIM верстак (Строительные Конструкции). Это объединение упрощает рабочие процессы, позволяя пользователям моделировать, документировать и управлять строительными проектами более эффективно в единой среде.

Важным достижением FreeCAD v1.0 стало внедрение концепции Native IFC. Ранее, как и большинство BIM-приложений, FreeCAD переводил данные туда и обратно между своей внутренней моделью данных и форматом файлов IFC (Industry Foundation Classes - Базовые Классы в Промышленности), что приводило к возможной потере данных в процессе открытия и сохранения. С помощью Native IFC пользователи FreeCAD теперь могут открывать, манипулировать и сохранять файлы IFC напрямую, при этом сам файл IFC выступает в качестве структуры данных. Такой подход исключает ненужную конвертацию данных и обеспечивает сохранение изменений без переписывания всего файла, что делает его совместимым с системами контроля версий, такими как Git, и обеспечивает более прозрачный и точный рабочий процесс для работы с файлами IFC.

В этой главе мы рассмотрим, как смоделировать это небольшое здание:

• Создайте новый документ и переключитесь на Верстак BIM.
• Откройте меню Правка → Настройки → Набросок (Draft) → Сетка и привязка и установите:
  • Основные линии каждые 10.
  • Расстояние между линиями сетки 1000mm, чтобы иметь сетку на основе одного метра, что удобно для размеров нашего здания.
  • Размер сетки 100 линий.
• На панели инструментов привязки убедитесь, что кнопка Привязка к сетке включена, чтобы мы могли использовать сетку как можно больше.
• Если вы не видите осей, то нажмите на кнопку Переключить сетку.
• Установите для Рабочая плоскость значение XY.
• Нарисуйте четыре линии с помощью Набросок Линия. Вы можете ввести координаты вручную или просто выбрать точки на сетке с помощью мыши. Для измерения мы будем использовать метры:
  • От точки (0,0) в точку (0,3)
  • От точки (0,3) в точку (4,3)
  • От точки (4,3) в точку (4,0)
  • От точки (4,0) в точку (0,0)

Обратите внимание, что мы проводим линии в одном и том же направлении (по часовой стрелке). Хотя это и не обязательно, но это помогает гарантировать, что стены, которые мы будем строить дальше, будут одинаково ориентированы влево и вправо. Вы можете удивиться, почему мы просто не нарисовали прямоугольник, что было бы проще. Однако использование четырёх отдельных линий даёт нам возможность продемонстрировать дополнительные функции BIM, например, как объединить несколько объектов в один, что является важной частью рабочего процесса.

• После создания линий проверьте их начальные и конечные точки и при необходимости подкорректируйте их, чтобы они были точно выдержаны.

• Выберите все четыре линии, затем нажмите Стена.
• Установите для стен Высоту равной 3 метра (по умолчанию).
• Установите свойство Alignment (Выравнивание) на left (слева). Установка свойства Выравнивание (Alignment) влево гарантирует, что создаваемые стены будут располагаться слева от нарисованных линий. В верстаке FreeCAD BIM стены обычно создаются на основе базовой линии, а выравнивание влево или вправо определяет, по какую сторону от линии будет располагаться стена.

Если вы проводили линии не в том порядке, как указано в инструкции (по часовой стрелке), ориентация некоторых стен может быть изменена, то есть они могут располагаться на противоположной стороне линии (справа, а не слева). В этом случае вам нужно будет отрегулировать выравнивание вправо для этих стен, чтобы все они выровнялись последовательно. Когда всё настроено правильно, у вас будет четыре стены, пересекающиеся по углам, расположенные внутри базовой линии и образующие желаемую планировку.

После создания стен следующим шагом будет их соединение, чтобы они правильно пересекались. Это необходимо в тех случаях, когда стены не соединяются в точках пересечения. Для этого вы выбираете одну стену в качестве "основной" и добавляете другие стены в качестве "дополнительных", объединяя их геометрию с основной. Все объекты в верстаке BIM могут иметь несколько дополнений (которые добавляют геометрию) или вычитаний (которые удаляют геометрию). Этими отношениями можно управлять в любое время, дважды щёлкнув по объекту в дереве проекта, что позволяет гибко настраивать стены и другие архитектурные элементы, чтобы обеспечить плавную интеграцию.

• Выбери четыре стены с зажатой клавишей Ctrl, последней должна быть стена, которую ты выбрал в качестве хоста.
• Нажми кнопку Добавить компонент. Теперь четыре стены превратились в одну:

Отдельные стены по-прежнему доступны, если раскрыть иерархию стен в древе проекта.

• Теперь давайте разместим дверь, нажав на Дверь.
• Начни с выбора стены. Хотя этот шаг не является обязательным, его полезно выработать. Если объект выбран перед началом операции, операция будет автоматически применена к нему по умолчанию.
• Установи Текущую рабочую плоскость на авто, чтобы мы не были ограничены только плоскостью земли
• Нажми на кнопку Дверь.
• На панели создания двери выберите предустановку Стеклянная дверь (Glass door), установите ее ширину на 1 м и высоту на 2,1 м. Вы заметите, что можете выбирать между различными типами дверей и настраивать их параметры по своему усмотрению. В FreeCAD дверь создаётся с помощью операции окно.
• Убедитесь, что Привязкарядом включена, чтобы мы могли привязываться к граням
• Поместите дверь примерно на середину передней стороны стены:

• Теперь мы можем установить точное положение раскрытием объектов стена и окно в древе проекта, и изменением параметра Placement базового эскиза двери. Установите его позицию в x = 0,5 м, y = 0, z = 0. Теперь наше дверь точно там, где мы хотим:

• Давайте поместим окно рядом с нашей дверью. Выберите стену, нажмите инструмент Окно, выберите предустановку Open 2-pane и разместите окно размером 1м x 1м на одной стороне с дверью. Установите размещение базового эскиза в положение x = 0, y = 0, z = 1,1 м, чтобы верхняя линия окна была выровнена с верхом двери.

Окна (проёмы) всегда основаны на эскизах. Вы можете легко создавать пользовательские окна, сначала нарисовав эскиз на грани, а затем превратив этот эскиз в окно, выделив его и нажав кнопку окна. После этого можно задать параметры окна, например, какие части эскиза должны быть выдавлены и на сколько, дважды щёлкнув по окну в дереве проекта. Теперь перейдем к созданию плиты:

• Установи для Рабочей плоскости значение XY.
• Создай прямоугольник с длиной 5м, высотой 4м, и поместите его в позицию x:-0.5м, y:-0.7м, z:0.
• Выбери прямоугольник
• Щёлкни по кнопке Плита, чтобы создать плиту из прямоугольника.
• Оставьте значение по умолчанию 0,2 м для свойства height - высота и установите нормаль normal - направление на (0,0,-1), чтобы выдавливание шло вниз. Хотя мы могли бы переместить объект на 0,2 м вниз, это хорошая практика - держать выдавливаемые объекты выровненными относительно их базового профиля, чтобы сохранить последовательность и точность в модели.
• Установи свойство Ifc Type плиты в slab. Это не обязательно в FreeCAD, но важно для экспорта в IFC, так как это гарантирует, что объект будет экспортирован с правильным типом IFC.

• Давай теперь сделаем крышу над головой. Мы можем легко сделать это с помощью инструмента Крыша.
• Нажми на кнопку Привязка рабочей плоскости, чтобы активировать черчение на всех плоскостях.
• Выбрав одну из верхних граней нашего дома, нажмите кнопку Выбрать плоскость. Теперь рабочая плоскость установлена на эту грань.
• Создай прямоугольник, привязав его к двум противоположным точкам стены:
• На вкладке данные крыши установи параметр Runs - Пробеги на 1600.
• Если ты хочешь изменить цвет крыши, то можешь сделать это на вкладке «Вид».

На этом наша модель завершена. Следующий шаг - правильно организовать её, чтобы она корректно экспортировалась в формат IFC. Файлы IFC требуют, чтобы все элементы здания были сгруппированы в объекте building - здание и, по желанию, в определённом story - этаже. Кроме того, все здания должны быть расположены на site - площадке. Однако IFC-экспортёр FreeCAD автоматически генерирует площадку по умолчанию, если таковая отсутствует, поэтому нам не нужно добавлять её вручную. Важно правильно структурировать модель в соответствии со стандартами IFC, чтобы обеспечить бесперебойную работу и совместимость с другим BIM-программным обеспечением. Правильная организация также поможет избежать потери данных или ошибок в процессе экспорта.

• Выбери стены, фундаментную плиту и крышу.
• Нажмите кнопку Уровень
• Выбери Уровень, который мы только что создали.
• Нажми кнопку Здание

Теперь наша модель готова к экспорту:

Формат IFC (англ.) (рус.) является одним из самых значимых активов в мире свободного BIM, поскольку он позволяет обмениваться данными между любыми приложениями и участниками строительного мира в открытом виде (формат является открытым, бесплатным и поддерживается независимым консорциумом). Экспорт ваших BIM-моделей в формат IFC гарантирует, что любой человек сможет увидеть и проанализировать их, независимо от используемого приложения.

• Выбери верхний объект, который вы хотите экспортировать, то есть объект Building - Здание.
• Выбери меню Файл -> Экспорт -> Industry Foundation Classes и сохраните файл.
• Полученный файл IFC теперь можно открыть в различных приложениях и программах просмотра (на рисунке ниже показан файл, открытый в бесплатной программе просмотра IfcPlusPlus). Проверка экспортированного файла в таком приложении просмотра перед его распространением среди других людей очень важна, чтобы убедиться, что все данные, содержащиеся в файле, корректны. Для повторного открытия полученного IFC-файла можно также использовать сам FreeCAD.

Мы можем использовать верстак Технический Чертёж (TechDraw Workbench), чтобы создать чертёж нашего здания. Процесс похож на тот, что был показан в предыдущем разделе, поэтому мы не будем вдаваться в подробности. Просто создайте новый вид, используя Вставить страницу по умолчанию, затем выбери вид, который ты хочешь отобразить на чертеже, и добавь размеры, если необходимо. Это позволит нам создать профессиональное 2D-представление 3D-модели для документации или презентации.

Теперь наш лист готов, и мы можем экспортировать его в форматы SVG или DXF или распечатать. Формат SVG позволяет открыть файл с помощью приложений для создания иллюстраций, таких как Inkscape, с помощью которых можно быстро улучшить технические чертежи и превратить их в гораздо более красивые презентационные рисунки. Он предлагает гораздо больше возможностей, чем формат DXF.

Загрузки

• Созданный в ходе упражнения файл: https://github.com/yorikvanhavre/FreeCAD-manual/blob/master/files/house.FCStd
• Файл IFC, экспортированный из этого файла: https://github.com/yorikvanhavre/FreeCAD-manual/blob/master/files/house.ifc
• Файл SVG, экспортированный из этого файла: https://github.com/yorikvanhavre/FreeCAD-manual/blob/master/files/house.svg

Связанные станицы

• Верстак BIM (Строительные Конструкции)
• Верстак Arch (Архитектура)
• Рабочая плоскость верстака Набросок (Draft)
• Установка привязки в верстаке Набросок (Draft)
• The expressions system
• Формат файлов IFC (англ.)
• IfcOpenShell
• IfcPlusPlus
• Inkscape