Manual:BIM modeling/it

BIM sta per Building Information Modeling (Modello d'Informazioni di un Edificio). La definizione esatta di ciò che è varia, ma possiamo dire semplicemente che è il modo attuale di modellare gli edifici e le altre strutture di grandi dimensioni, come ponti, gallerie, ecc ... I modelli BIM sono di solito basate su modelli 3D, e comprendono anche una serie di ulteriori strati di informazioni, come le informazioni sui materiali, le relazioni con altri oggetti o modelli, o le istruzioni speciali per la costruzione o la manutenzione. Queste informazioni supplementari consentono tutti i tipi di analisi avanzate del modello, come ad esempio la resistenza strutturale, i costi e le stime dei tempi di costruzione, o il calcolo del consumo energetico.

L'ambiente Arch di FreeCAD implementa una serie di strumenti e servizi per la modellazione BIM. Anche se ha uno scopo diverso, è fatto per lavorare in stretta integrazione con il resto di FreeCAD. Qualsiasi cosa fatta con qualsiasi altro ambiente di FreeCAD può diventare un oggetto Arch, o essere utilizzato come base per un oggetto Arch.

Come nell'ambiente PartDesign, gli oggetti prodotti dall'ambiente Arch sono destinati ad essere costruiti nel mondo reale. Pertanto, devono essere solidi. Gli strumenti ad Arch di solito si prendono cura di questo automaticamente, e forniscono anche degli strumenti di utilità per facilitare la verifica della validità degli oggetti.

L'ambiente Arch comprende anche tutti gli strumenti di Draft, e usa la sua griglia e il sistema di aggancio. Prima di iniziare, è sempre una buona idea sfogliare le pagine delle preferenze di entrambi, Draft e Arch, e definire le impostazioni di default secondo i vostri gusti.

In questo capitolo, vedremo come modellare questo piccolo edificio:



e produrre un piano e una vista in sezione da esso:




 * Creare un nuovo documento e passare all'ambiente Arch.
 * Aprire il menu Modifica -> Preferenze -> Draft -> Griglia e Snap e impostare la spaziatura della griglia a 1000 mm, in questo modo abbiamo una griglia da un metro, che sarà adatta alla dimensione del nostro edificio.
 * Nella barra degli strumenti snap, assicurarsi che il pulsante [[Image:Snap_Grid.png|16px]] Aggancia alla griglia sia attivato, in modo da poter utilizzare la griglia per quanto possibile.
 * Impostare come Piano di lavoro il piano XY
 * Disegnare quattro linee con lo strumento [[Image:Draft_Line.png|16px]] Linea. È possibile inserire le coordinate manualmente, o semplicemente scegliere i punti sulla griglia con il mouse:
 * Dal punto (0,0) al punto (0,3)
 * Dal punto (0,3) al punto (4,3)
 * Dal punto (4,3) al punto (4,0)
 * Dal punto (4,0) al punto (0,0)



Si noti che abbiamo disegnato sempre nella stessa direzione (in senso orario). Questo non è necessario, ma farà in modo che le pareti che noi costruiremo in seguito abbiano tutte la stessa direzione, sinistra e destra. Si potrebbe anche pensare che qui avremmo potuto semplicemente disegnare un rettangolo, il che è vero. Ma le quattro linee ci permetteranno di illustrare meglio come aggiungere un oggetto in un altro.


 * Selezionare la prima linea, quindi premere il pulsante [[Image:Arch_Wall.png|16px]] Muro.
 * Ripetere questa operazione per le altre 3 linee, fino a quando si dispone di 4 muri.
 * Selezionare le quattro mura, e impostare la loro proprietà Height a 3.00 m e la loro proprietà Alignment su left. Se non si tracciano le linee nello stesso ordine come abbiamo fatto in precedenza, alcune delle pareti potrebbero avere le loro direzioni sinistra e destra capovolte, e Alignement potrebbe dover essere invece impostato su right . Si otterranno quattro pareti intersecanti, all'interno delle linee di base:



Ora si devono unire queste mura, affinchè si intersechino in modo corretto. Questo non è necessario quando i muri sono disegnati in modo che siano già collegati in modo corretto, ma qui dobbiamo farlo, dato che si intersecano. In Arch, questo viene fatto decidendo che una delle pareti è "host" (ospite), e aggiungendo le altre a questa, come "aggiunte". Tutti gli oggetti Arch possono avere qualsiasi numero di aggiunte (oggetti la cui geometria verrà aggiunta alla geometria ospite), e sottrazioni (oggetti la cui geometria verrà sottratta). Le aggiunte e le sottrazioni di un oggetto possono essere gestiti in qualsiasi momento facendo doppio clic sull'oggetto nella struttura.
 * Selezionare le quattro pareti tenendo premuto il tasto Ctrl, l'ultimo dei muri scelti diventa l'ospite.
 * Premere il tasto [[Image:Arch_Add.png|16px]] Aggiungi. Ora le quattro pareti sono state trasformate in una sola:



Le singole pareti sono comunque ancora accessibili, espandendo il muro nella vista ad albero.


 * Vediamo ora ome posizionare una porta. In FreeCAD, le porte sono considerate un caso particolare di finestre, quindi questo viene fatto usando lo strumento Finestra.
 * Iniziare selezionando il muro. Questo non è necessario, ma è una buona abitudine da prendere. Se si seleziona un oggetto quando si avvia lo strumento Finestra, si forza l'inserimento della finestra in quell'oggetto, anche se si aggancia un altro oggetto.
 * Impostare il Piano di lavoro su auto in modo da non sono limitati al piano terra
 * Premere il pulsante [[Image:Arch_Window.png|16px]] Finestra.
 * Nel pannello di creazione della finestra, selezionare la preset Simple door, e impostare la sua Width a 0.9 m e la sua Height a 2.1 m
 * Assicurarsi che la casella di aggiancio a [[Image:Snap_Near.png|16px]] Vicinanza sia attivata, in modo che sia possibile agganciarsi alle facce
 * Posizionare la finestra verso ill centro della faccia anteriore del muro:




 * Dopo aver cliccato, la finestra viene posta sulla faccia giusta, ma non esattamente dove vogliamo:




 * Ora possiamo impostare la posizione precisa, espandendo il muro e gli oggetti della finestra nella vista ad albero e cambiando la proprietà Placement dello schizzo di base della porta. Impostare la sua posizione a x = 2 m, y = 0, z = 0. Ora la finestra è esattamente dove vogliamo:




 * Ripetere l'operazione per inserire una finestra: Selezionare il muro, premere lo strumento finestra, selezionare il modello predefinito Open 2-pane, e posizionare una finestra di 1 m x 1 m nella stessa faccia della porta. Impostare il posizionamento dello schizzo sottostante nella posizione posizionare x = 0.6 m, y = 0, z = 1.1 m, così la linea superiore della finestra è allineata alla parte superiore della porta.



Le finestre sono sempre costruite su schizzi. Per creare facilmente delle finestre personalizzate basta creare prima uno schizzo su una faccia, poi trasformarlo in una finestra selezionandolo e premendo il pulsante finestra. Poi, i parametri di creazione della finestra, cioè i profili del disegno che devono essere estrusi e di quanto, possono essere definiti facendo un doppio clic sulla finestra nella vista ad albero. Vediamo ora creare una soletta:


 * Impostare il Piano di lavoro sul piano XY
 * Creare un [[Image:Draft_Rectangle.png|16px]] rettangolo con una lunghezza di 5 m, una larghezza di 4 m, nella posizione x:-0.5 m, y:-0.5 m, z:0.
 * Selezionare il rettangolo
 * Cliccare lo strumento [[Image:Arch_Structure.png|16px]] struttura per creare una soletta dal rettangolo
 * Impostare la proprietà height della soletta a 0.2 m e la sua direzione normal a (0,0,-1) perché vogliamo che estruderla verso il basso. Potremmo anche semplicemente spostarla in basso di 0.2 m, ma è una buona norma tenere sempre gli oggetti estrusi nella stessa posizione del loro profilo di base.
 * Impostare la proprietà Role della soletta su slab. Ciò non è necessario in FreeCAD, ma è importante per l'esportazione IFC, questo garantisce che l'oggetto viene esportato con il corretto tipo IFC.




 * Vediamo ora utilizzare uno dei modelli di strutture predefinite per fare una trave metallica. Cliccare sul pulsante [[Image:Arch_Structure.png|16px]] struttura, selezionare il preset HEB 180, e impostare la sua altezza a 4 m.Posizionarla ovunque:



Ciò posiziona la putrella esattamente su una delle pareti laterali:
 * Regolare il suo placement impostando la sua rotation a 90° sugli assi (1,0,0), e la sua position a x:90 mm, y:3.5 m, z:3.09 m.




 * Ora bisogna duplicare questa trave alcune volte. Potremmo fare i duplicati uno per volta con lo strumento [[Image:Draft_Clone.png|16px]] clona, ma c'è un modo migliore, per fare tutte le copie in una sola volta utilizzando una schiera:
 * Selezionare la trave
 * Premere il pulsante [[Image:Draft_Array.png|16px]] Schiera
 * Impostare la proprietà Number X della schiera a 6, lasciare i valori di Y e Z a 1
 * Espandere la proprietà interval X, e premere la piccola icona [[Image:Bound-expression-unset.png|16px]] expressione sul lato destro del campo X. Questo apre un editor delle espressioni:




 * Scrivere (4m-180mm)/5 nel campo dell'espressione, e premere OK. Questo imposta il valore di x a 0.764 (4 m è la lunghezza totale della parete frontale, 180 mm è la larghezza della trave, è per questo che si chiama HEB180, e vogliamo un quinto di quello spazio come intervallo tra ogni trave):




 * Ora su di loro possiamo costruire facilmente una semplice soletta, disegnando un rettangolo direttamente sul piano superiore delle travi. Selezionare una faccia superiore di una delle travi
 * Premere il pulsante [[Image:Draft_SelectPlane.png|16px]] piano di lavoro. Il piano di lavoro è ora impostato su quella faccia.
 * Creare un [[Image:Draft_Rectangle.png|16px]] rettangolo, agganciarsi ai due punti opposti del limite delle travi:




 * Selezionare il rettangolo
 * Clicccare sul pulsante [[Image:Arch_Structure.png|16px]] struttura e creare una soletta di altezza 0.2 m.

Questo è tutto, il nostro modello è completo. Ora dovremmo organizzarlo in modo che sia esportato correttamente in IFC. Il formato IFC richiede che tutti gli oggetti di un edificio siano all'interno di un oggetto edificio, ed eventualmente, in un piano. Richiede inoltre che tutti gli edifici siano posti in un sito, ma l'esportatore IFC di FreeCAD aggiunge automaticamente un sito predefinito, se necessario, quindi quì non abbiamo bisogno di aggiungerne uno.


 * Selezionare le due solette, il muro, e la serie di travi
 * Premere il pulsante [[Image:Arch_Floor.png|16px]] Piano
 * Selezionare il piano appena creato
 * Premere il pulsante [[Image:Arch_Building.png|16px]] Edificio

Ora il modello è pronto per l'esportazione:



Il formato IFC è una delle cose più preziose nel mondo BIM free, perché permette lo scambio di dati tra tutte le applicazioni e attori del mondo delle costruzioni, in modo aperto (il formato è aperto, libero e mantenuto da un consorzio indipendente). Esportare i modelli BIM come IFC assicura che chiunque può vederli e analizzarli, non importa quale applicazione viene utilizzata.

In FreeCAD, lìimportazione e l'esportazione IFC è fatta interfacciando un'altra parte di software, chiamato IfcOpenShell. Per essere in grado di esportare in IFC da FreeCAD, nel sistema deve essere installato il pacchetto IfcOpenShell-python. Assicurarsi di selezionarne uno che utilizza la stessa versione Python di FreeCAD. La versione Python utilizzata da FreeCAD viene visualizzata all'apertura del pannello Vista -> Pannelli -> Console Python in FreeCAD. Fatto questo, è possibile esportare il modello:


 * Selezionare l'oggetto superiore che si desidera esportare, vale a dire, l'oggetto Building.
 * Selezionare il menu File -> Esporta -> Industry Foundation Classes e salvare il file.
 * Il file IFC risultante può essere aperto in una vasta gamma di applicazioni e di visualizzatori (L'immagine sottostante mostra il file aperto nel visualizzatore free IfcPlusPlus). Controllare il file esportato in una tale applicazione di visualizzazione prima di distribuirlo ad altre persone è importante per controllare che tutti i dati contenuti nel file siano corretti. Per riaprire il file IFC risultante può anche essere utilizzato FreeCAD stesso.



Ora aggiungiamo alcune dimensioni. A differenza del capitolo precedente, dove abbiamo disegnato tutte le dimensioni direttamente sul foglio da disegno, qui usiamo un altro metodo, e mettiamo le dimensioni di Draft direttamente nel modello 3D. Queste dimensioni saranno poi posizionate nel foglio di disegno. Per prima cosa creiamo due gruppi per le dimensioni, uno per le dimensioni che appaiono nella vista in pianta, e un altro per quelle che appaiono nel prospetto.


 * Right-click the "house" document in the tree view, and create two new groups: Plan dimensions and Elevation dimensions.
 * Set the Working Plane to XY plane
 * Make sure the [[Image:Snap_WorkingPlane.png|16px]] restrict snap location is turned on, so everything you draw stays on the working plane.
 * Draw a couple of [[Image:Draft_Dimension.png|16px]] dimensions, for example as on the image below. Pressing Shift and Ctrl while snapping the dimension points will give you additional options.




 * Select all your dimensions, and drag them to the Plan dimensions group in the tree view
 * Set the Working Plane to XZ plane, that is, the frontal vertical plane.
 * Repeat the operation, draw a couple of dimensions, and place them in the Elevation dimensions group.



We will now prepare a set of views from our model, to be paced on a Drawing page. We can do that with the tools from the Drawing Workbench, as we have seen in the previous chapter, but the Arch Workbench also offers an all-in-one advanced tool to produce plan, section and elevation views, called Section Plane. We will now add two of these section planes, to create a plan view and an elevation view.
 * Select the building object in the tree view
 * Press the [[Image:Arch_SectionPlane.png|16px]] Section Plane button.
 * Set its Display Height property to 5m, its Display Length to 6m, so we encompass our house (this is not needed, but will look better, as it will show naturally what it is used for), and its Placement position at x:2m, y:1.5m, z:1.5m.
 * Check the list of objects considered by the Section Plane by double-clicking it in the tree view. Section Planes only render specified objects from the model, not all of them. The objects considered by the Section Plane can be changed here.




 * Repeat the operation to create another section plane, give it the same display length and height, and give it the following Placement: position: x:2m, y:-2m, z:1.5m, angle: 90°, axis: x:1, y:0, z:0. Make sure this new section plane also considers the building object.




 * Now we have everything we need, and we can create our Drawing page. Start by switching to the Drawing Workbench, and create a new default [[Image:Drawing_Landscape_A3.png|16px]] A3 page (or select another template if you wish).
 * Select the first section plane, used for the plan view
 * Press the [[Image:Drawing_DraftView.png|16px]] Draft View button. This tool offers a couple of additional features over the standard Drawing View tool, and supports the Section Planes from the Arch Workbench.
 * Give the new view the following properties:
 * X: 50
 * Y: 140
 * Scale: 0.03
 * Line width: 0.15
 * Show Cut True
 * Show Fill: True
 * Select the other section plane, and create a new Draft View, with the followng properties:
 * X: 250
 * Y: 150
 * Scale: 0.03
 * Rendering: Solid



We will now create two more Draft Views, one for each group of dimensions.


 * Select the Plan dimensions group
 * Press the [[Image:Drawing_DraftView.png|16px]] Draft View button.
 * Give the new view the following properties:
 * X: 50
 * Y: 140
 * Scale: 0.03
 * Line width: 0.15
 * Font size: 10mm
 * Repeat the operation for the other group, with the following settings:
 * X: 250
 * Y: 150
 * Scale: 0.03
 * Line width: 0.15
 * Font size: 10mm
 * Direction: 0,-1,0
 * Rotation: 90°

Our page is now ready, and we can export it to SVG or DXF formats, or print it. The SVG format allows to open the file illustration applications such as inkscape, with which you can quickly enhance technical drawings and turn them into much nicer presentation drawings. It offers many more possibilities than the DXF format.

Downloads


 * The file produced during this exercise: https://github.com/yorikvanhavre/FreeCAD-manual/blob/master/files/house.FCStd
 * The IFC file exported from the above file: https://github.com/yorikvanhavre/FreeCAD-manual/blob/master/files/house.ifc
 * The SVG file exported from the above file: https://github.com/yorikvanhavre/FreeCAD-manual/blob/master/files/house.svg

Read more


 * The Arch Workbench
 * The Draft working plane
 * The Draft snapping settings
 * The expressions system
 * The IFC format
 * IfcOpenShell
 * IfcPlusPlus
 * Inkscape