Arch tutorial/pl

Wprowadzenie
Ten tutorial ma na celu przekazać Państwu podstawy do pracy z Środowiskiem pracy Arch. Postaram się uczynić go wystarczająco łatwym, abyś nie potrzebował żadnego wcześniejszego doświadczenia z FreeCAD, ale posiadanie doświadczenia z aplikacjami 3D lub BIM będzie pomocne. W każdym razie, powinieneś być przygotowany na szukanie dalszych informacji o tym jak działa program FreeCAD na Dokumentacja FreeCAD na Wiki. Strona Jak zacząć stanowi minimum do zapoznania się, jeśli nie miałeś wcześniej doświadczenia z programem FreeCAD. Sprawdź również naszą sekcję poradniki, a na stronie youtube znajdziesz również dużo więcej wideo poradników dla FreeCAD.

Celem Środowiska pracy Arch jest zaoferowanie kompletnego dla BIM przepływu pracy wewnątrz FreeCAD. Ponieważ jest on wciąż rozwijany, nie oczekuj, że znajdziesz tutaj te same narzędzia i poziom ukończenia, co w przypadku rozwiniętych alternatyw komercyjnych, takich jak Revit lub ArchiCAD, ale z drugiej strony, FreeCAD jest używany w znacznie większym zakresie niż te aplikacje. Arch znacząco wykorzystuje inne dziedziny, do których FreeCAD się odwołuje i oferuje niektóre funkcje rzadko spotykane w tradycyjnych aplikacjach BIM.

Oto, przykładowo prezentuję, kilka interesujących funkcji FreeCAD Arch, które trudno znaleźć w innych aplikacjach BIM:


 * Obiekty architektoniczne są zawsze bryłami. Z silnego mechanicznego zaplecza FreeCAD nauczyliśmy się, jak ważna jest praca z obiektami brył. Zapewnia to znacznie bardziej bezbłędny przepływ pracy i bardzo niezawodne działanie funkcji logicznych. Ponieważ wycinanie obiektów 3D płaszczyzną 2D, w celu wyodrębnienia przekrojów, jest również operacją logiczną, można od razu dostrzec znaczenie tego punktu.


 * Obiekty architektoniczne zawsze mogą mieć dowolny kształt. Bez żadnych ograniczeń. Ściany nie muszą być pionowe, płyty nie muszą wyglądać jak płyty. Każdy obiekt bryły może zawsze stać się dowolnym obiektem architektonicznym. Bardzo złożone rzeczy, zwykle trudne do zdefiniowania w innych aplikacjach BIM, jak płyta podłogowa wyginająca się i stająca się ścianą (tak Zaha Hadid, to o Tobie mówimy), nie stanowią żadnego szczególnego problemu w FreeCAD.


 * Cała moc FreeCAD jest w zasięgu twojej ręki. Możesz projektować obiekty architektoniczne za pomocą dowolnego innego narzędzia programu FreeCAD, takiego jak PartDesign, a kiedy będą gotowe, przekonwertuj je na obiekty architektoniczne. Nadal zachowają one swoją pełną historię modelowania i będą w pełni edytowalne. Również Środowisko pracy Arch odziedziczyło wiele z funkcji Środowiska Draft, takich jak snapping i płaszczyzny robocze.


 * Środowisko pracy Arch jest bardzo przyjazne dla siatek. Możesz łatwo zaprojektować model architektoniczny w aplikacji opartej na siatce, takiej jak Blender lub SketchUp i zaimportować go we FreeCAD. Jeśli zadbałeś o jakość swojego modelu, a jego obiekty to różnorodne bryły, przekształcenie ich w obiekty architektoniczne wymaga jedynie naciśnięcia przycisku.

W czasie, gdy piszę ten artykuł, Środowisko pracy Arch, podobnie jak reszta FreeCAD, cierpi na pewne ograniczenia. Większość z nich jest jednak ciągle dopracowywana i zniknie w przyszłości.

Ostrzeżono Cię.
 * FreeCAD nie jest aplikacją 2D. Jest on przygotowany do pracy z elementami 3D. Istnieje rozsądny zestaw narzędzi do rysowania i edycji obiektów 2D w Środowiska pracy Draft i Sketcher, ale nie jest on stworzony do obsługi bardzo dużych (i czasami źle narysowanych) plików 2D CAD. Zazwyczaj można z powodzeniem importować pliki 2D, ale nie oczekuj bardzo wysokiej wydajności, jeśli chcesz nadal pracować nad nimi w 2D.


 * Brak wsparcia dla materiałów. FreeCAD będzie posiadał kompletny system Materiał, zdolny do definiowania bardzo złożonych materiałów, ze wszystkimi dobrami, których możesz się spodziewać (niestandardowe właściwości, rodziny materiałów, właściwości renderowania i wizualne aspekty, itd.), a Arch będzie oczywiście używał go, kiedy będzie gotowy.


 * Bardzo wstępne wsparcie dla IFC. Możesz już importować pliki IFC, całkiem niezawodnie, pod warunkiem, że IfcOpenShell jest zainstalowany w Twoim systemie, ale eksport nie jest jeszcze oficjalnie obsługiwany. Pracują nad tym zarówno deweloperzy FreeCAD jak i IfcOpenShell, i w przyszłości możemy spodziewać się pełnego wsparcia standardu IFC.


 * Większość narzędzi Arch jest nadal w fazie rozwoju. Oznacza to, że automatyczne narzędzia kreatora, które tworzą złożoną geometrię, takie jak Arch Roof lub Arch Stairs mogą tworzyć tylko niektóre typy obiektów, a inne narzędzia, takie jak Arch Structure lub Arch Window mają tylko kilka podstawowych ustawień. To oczywiście będzie narastać wraz z upływem czasu.


 * Relacje pomiędzy obiektami w FreeCAD nadal nie są oficjalnie dostępne. Przykładem może być relacja pomiędzy oknem a jego ścianą hosta, która jest obecnie zaimplementowana w Arch Workbench za pomocą metod tymczasowych (a zatem nieco ograniczonych). Wiele nowych możliwości pojawi się, gdy funkcja ta będzie w pełni dostępna.


 * Jednostki są wdrażane w FreeCAD, co pozwoli ci pracować z każdą jednostką, jaką zechcesz (nawet jednostki imperialne, wy chłopaki z USA możecie być za to wiecznie wdzięczni Jürgenowi, ojcu chrzestnemu i dyktatorowi FreeCAD). Ale w tej chwili realizacja nie jest jeszcze zakończona, a warsztat Arch nadal ich nie wspiera. Powinniście to potraktować jako bezjednostkowe.

Typowy proces pracy
Środowisko pracy Arch wykonane jest głównie dla dwóch rodzajów schematów pracy:


 * Zbuduj swój model za pomocą szybszej, opartej na siatce aplikacji, takiej jak Blender lub SketchUp, i zaimportuj go do FreeCAD w celu wyodrębnienia planów i widoków sekcji. FreeCAD jest stworzony do precyzyjnego modelowania, na znacznie wyższym poziomie niż to, czego zazwyczaj potrzebujemy w modelowaniu architektonicznym, budowanie twoich modeli bezpośrednio w FreeCAD może być uciążliwe i wolne. Z tego powodu, taki przepływ pracy ma duże zalety. Opisałem to w tym artykule na swoim blogu. Jeśli zależy Ci na prawidłowym i precyzyjnym modelowaniu (czyste, solidne, niezłożone siatki), ten proces pracy daje Ci taki sam poziom wydajności i precyzji jak inne.


 * Zbuduj swój model bezpośrednio w FreeCAD. To właśnie zaprezentuję w tym poradniku. Będziemy używać głównie trzech stanowisk pracy: Arch, oczywiście, ale także Draft, którego narzędzia są zawarte w Arch, więc nie ma potrzeby przełączania stołów roboczych, oraz Sketcher. Wygodnie możesz zrobić to, co zwykle robię, czyli stworzyć własny pasek narzędzi w swoim Środowisku pracy Arch, z menu Narzędzia → Dostosuj, i dodać często używane narzędzia ze szkicownika. To jest mój niestandardowy zestaw narzędzi Arch:



W tym poradniku będziemy modelować dom w 3D, na podstawie rysunków 2D, które pobierzemy z sieci, a następnie wydobędziemy z niego dokumenty 2D, takie jak plany, elewacje i przekroje.

Przygotowania
Zamiast tworzyć projekt od podstaw, weźmy przykładowy projekt do modelowania, to zaoszczędzi nam trochę czasu. Wybrałem ten wspaniały dom słynnej architektki Vilanova Artigas (zobacz serię [zdjęć http://www.leonardofinotti.com/projects/architects-second-house/image/40409-130405-010d] Leonarda Finottiego), ponieważ jest on blisko mojego miejsca zamieszkania, jest prosty, jest wspaniałym przykładem niesamowitej modernistycznej architektury São Paulo, a rysunki DWG są łatwo dostępne.

Do budowy naszego modelu wykorzystamy rysunki 2D DWG uzyskane z powyższego linku (aby pobrać, musisz się zarejestrować na powyższej stronie, ale jest ona darmowa, lub skorzystać bezpośrednio z wersji DXF tutaj). Tak więc pierwszą rzeczą, którą będziesz chciał zrobić, jest pobranie pliku, rozpakowanie go i otwarcie pliku DWG znajdującego się wewnątrz, za pomocą aplikacji DWG, takiej jak DraftSight. Alternatywnie, możesz przekonwertować go na DXF za pomocą darmowego narzędzia, takiego jak ODA File Converter. Jeśli masz zainstalowany ODA Converter (i jego ścieżkę ustawioną w ustawieniach preferencji Arch), FreeCAD potrafi również wykonać bezpośrednio import plików DWG. Ale ponieważ te pliki mogą być czasami złej jakości i bardzo ciężkie, zazwyczaj lepiej jest najpierw otworzyć je za pomocą aplikacji 2D CAD i trochę oczyścić.

Usunąłem tutaj wszystkie rysunki szczegółowe, wszystkie bloki tytułowe i układy stron, dokonałem czyszczenia (oczyszczenia w slangu programu AutoCAD) w celu usunięcia wszystkich nieużywanych elementów, przeorganizowałem sekcje w logicznym miejscu w stosunku do widoku planu i przesunąłem wszystko do punktu (0,0). Następnie nasz plik można dość sprawnie otworzyć w programie FreeCAD. Sprawdź różne opcje dostępne w manu Edycja → Preferencje → Draft → Import/Eksport, mogą mieć wpływ na to jak (i jak szybko) importowane są pliki DXF/DWG.

Tak wygląda plik po otwarciu go, we FreeCAD. Zmieniłem również grubość ścian (zawartość grupy muros), a także obróciłem kilka drzwi, które zostały zaimportowane z niewłaściwą skalą X, za pomocą narzędzia Draft Skala:



Importer DXF importer (który zajmuje się również plikami DWG, ponieważ podczas importu plików DWG są one po prostu najpierw konwertowane do DXF) grupuje importowane obiekty według warstw. W FreeCAD nie ma żadnej warstwy, ale są grupy. Grupy oferują podobny sposób porządkowania obiektów w plikach, ale nie mają specyficznych właściwości, takich jak warstwy programu AutoCAD, które mają zastosowanie do ich zawartości. Można je jednak umieszczać wewnątrz innych grup, co jest bardzo przydatne. Pierwszą rzeczą, którą możemy chcieć tutaj zrobić, jest utworzenie nowej grupy w widoku drzewa, kliknięcie prawym przyciskiem myszy na ikonę dokumentu, dodanie grupy, kliknięcie jej prawym przyciskiem myszy w celu zmiany jej nazwy na podstawowe plany 2D i przeciągnięcie do niej wszystkich innych obiektów.

Budowa ścian
Podobnie jak większość obiektów Arch, wall może być zbudowany na dużej ilości innych obiektów: linia, ciąg linii (polilinie), szkicowniki, powierzchnie lub bryły (lub nawet na niczym, w tym przypadku są one określone przez wysokość, szerokość i długość). Wynikowa geometria ściany zależy od geometrii bazowej i od właściwości, które wypełnisz, takich jak szerokość i wysokość. Jak możesz się domyślać, ściana bazująca na linii będzie używała tej linii jako linii wyrównania, podczas gdy ściana bazująca na powierzchni czołowej będzie używała tej powierzchni jako powierzchni podstawy, a ściana bazująca na bryle po prostu przyjmie kształt tej bryły. Dzięki temu każdy kształt, jaki można sobie wyobrazić, staje się ścianą

Istnieją różne możliwe strategie budowy ścian w FreeCAD. Można zbudować kompletny plan piętra z sketcher i zbudować z niego jeden, duży, ścienny obiekt. Ta technika działa, ale można podać tylko jedną grubość dla wszystkich ścian projektu. Albo możesz zbudować każdy kawałek ściany z oddzielnych odcinków linii. Albo, to jest to co zrobimy tutaj, połączenie obu: Zbudujemy kilka szkiców ciągów linii na importowanym planie, po jednym dla każdego typu ściany:



Jak widać, narysowałem na czerwono linie, które staną się betonowymi ścianami (wyszukiwanie zdjęć domu może pomóc zobaczyć różne rodzaje ścian), zielone to ściany zewnętrzne z cegły, a niebieskie to ściany wewnętrzne. Przechodzę przez te linie przez drzwi, ponieważ drzwi zostaną później wstawione w ściany i automatycznie stworzą ich otwory. Ściany mogą być również wyrównane w lewo, w prawo lub centralnie na ich linii podstawowej, więc nie ma znaczenia, po której stronie narysujesz linię podstawową. Dołożyłem również wszelkich starań, aby unikać skrzyżowań, ponieważ nasz model będzie w ten sposób czystszy. Ale tymi skrzyżowaniami zajmiemy się później.

Kiedy to zrobisz, umieść wszystkie te linie w nowej grupie, jeśli chcesz, wybierz każdą linię jedna po drugiej i naciśnij narzędzie Arch Wall, aby zbudować ścianę z każdej z nich. Możesz również wybrać kilka linii na raz. Po wykonaniu tej czynności i skorygowaniu szerokości (ściany zewnętrzne mają 25cm szerokości, wewnętrzne 15cm szerokości) oraz wprowadzeniu kilku poprawek, mamy gotowe nasze ściany:



Mogliśmy też zbudować nasze mury od podstaw. Jeśli wciśniesz przycisk Arch Tworzy obiekt ściana ... bez zaznaczonego obiektu, będziesz mógł kliknąć dwa punkty na ekranie, aby narysować ścianę. Ale jednocześnie wewnątrz muru, narzędzie do rysowania ścian narysuje linię i zbuduje na niej ścianę. W tym przypadku uważam, że jest to bardziej dydaktyczne, ponieważ pokazuje, jak to funkcjonuje.

Zauważyłeś, że bardzo się starałem, by nie przecinać murów? Zaoszczędzi nam to trochę bólu głowy później, na przykład jeśli wyeksportujemy naszą pracę do innych aplikacji, którym może się to nie spodobać. Mam tylko jedno skrzyżowanie, na którym byłem zbyt leniwy, by narysować dwa małe odcinki linii, i narysowałem jeden duży ciąg przechodzący przez drugi. To musi być naprawione. Na szczęście wszystkie obiekty Arch mają świetną cechę: można dodawać jedne do drugich. W ten sposób połączą się ich geometrie, ale nadal można je edytować niezależnie od siebie. Aby dodać jedną z naszych krzyżujących się ścian do drugiej, wystarczy wybrać jedną, przytrzymać klawisz + wybrać drugą, a następnie użyć narzędzie Arch Add:



Po lewej stronie znajdują się dwie przecinające się ściany, po prawej stronie wynik po dodaniu jednej do drugiej.

Na przykład, mogłem narysować wszystkie moje linie bazowe powyżej bez zwracania uwagi na to, co przecina co, i naprawić rzeczy za pomocą narzędzia Arch Add później. Ale znacznie zwiększyłbym złożoność mojego modelu, bez żadnego zysku. Lepiej sprawić, aby były one poprawne od samego początku, i utrzymywać je jako bardzo proste elementy geometrii.

Teraz, gdy nasze ściany są w porządku, musimy podnieść ich wysokość, żeby się mogły zetknąć z dachem. Następnie, ponieważ obiekt na ścianie nadal nie może zostać automatycznie przecięty przez dachy (co jednak kiedyś nastąpi), zbudujemy atrapę obiektu, która będzie odpowiadała kształtowi dachu, do późniejszego odjęcia od naszych ścian.

Po pierwsze, patrząc na nasze rysunki 2D widzimy, że najwyższy punkt dachu znajduje się na wysokości 5,6m nad ziemią. Nadajmy więc wszystkim naszym ścianom wysokość 6m, więc upewnimy się, że zostaną one przecięte przez naszą atrapę dachu. Dlaczego 6m, a nie 5,6m? Możesz zapytać. Cóż, jeśli już pracowałeś z operacjami logicznymi (dodawanie, odejmowanie, krzyżowanie), musisz już wiedzieć, że te operacje zazwyczaj nie lubią sytuacji na styk. Wolą one wyraźnie, szczerze mówiąc przecinające się obiekty. Czyniąc to, trzymamy się więc po bezpiecznej stronie.

Aby zwiększyć wysokość naszych ścian, po prostu wybierz je wszystkie (nie zapomnij o tej, którą dodaliśmy do drugiej) w widoku drzewa i zmień wartość ich właściwości wysokość.

Przed wykonaniem dachu i wycięciem ścian, wykonajmy pozostałe elementy, które będą musiały zostać wycięte: Ściany powyższej pracowni i kolumny. Ściany pracowni są wykonane tak samo jak nasze, na najwyższym planie, ale zostaną podniesione do poziomu 2,6m. Tak więc damy im potrzebną wysokość, aby ich wierzchołek znajdował się również na poziomie 6m, czyli 3,4m. Kiedy już to zrobimy, przesuńmy nasze ściany o 2,6 m w górę: Wybierzmy je obie, ustawiamy się w widoku od przodu (Widok → Widoki standardowe → Przód), naciskamy przycisk Draft Move, wybieramy pierwszy punkt, następnie wprowadzamy 0, 2.6, 0 jako współrzędne, i naciskamy enter. Twoje obiekty skoczyły teraz na wysokość 2,6 m. Wciśnij przycisk Draft Move, wybierz pierwszy punkt, następnie wprowadź 0, 2,6, 0 jako współrzędne i naciśnij enter:



Teraz przenieśmy nasze mury poziomo, na ich właściwe miejsce. Skoro mamy punkty, do których trzeba się zatrzasnąć, to jest to łatwiejsze: Wybierz obie ściany, naciśnij narzędzie Draft Move i przenieś je z jednego punktu do drugiego:



W końcu zmieniłem kolor niektórych ścian na ceglany (dzięki czemu łatwiej jest je rozpoznać) i wprowadziłem niewielką korektę: Niektóre ściany nie zachodzą na dach, ale zatrzymują się na wysokości 2,60m. Ja skorygowałem wysokość tych ścian.

Podnoszenie konstrukcji
Teraz, ponieważ będziemy musieli wyciąć nasze ściany z odejmowaną objętością, równie dobrze możemy zobaczyć, czy nie ma innych obiektów, które będą musiały być wycięte w ten sposób. Są, niektóre z kolumn. Jest to dobra okazja, aby wprowadzić drugi obiekt - łukowy: Struktura. Obiekty Struktury zachowują się mniej więcej jak ściany, ale nie są przystosowane do podążania za linią odniesienia. Wolą raczej pracować z profilem, który jest wyciągany (wzdłuż linii profilu lub nie). Każdy płaski obiekt może być profilem dla danej konstrukcji, z jednym tylko wymogiem: muszą one tworzyć kształt zamknięty.

W przypadku naszych słupów będziemy stosować inną strategię niż w przypadku ścian. Zamiast rysować je na planach 2D, będziemy bezpośrednio korzystać z obiektów pochodzących z tej strategii: kółek, które reprezentują słupy w widoku planu. Teoretycznie możemy po prostu wybrać jedno z nich i wcisnąć przycisk Arch Structure. Jeśli jednak to zrobimy, stworzymy pusty obiekt strukturalny. Dzieje się tak, ponieważ nigdy nie można być zbyt pewnym, jak dobrze obiekty zostały narysowane w pliku DWG, a często nie są to kształty zamknięte. Tak więc, zanim zamienimy je na rzeczywiste kolumny, zamieńmy je na płaszczyzny, używając na nich dwukrotnie narzędzia Draft Upgrade. Za pierwszym podejściem zamieniamy je na zamknięte ciągi linii (polilinie), za drugim zamieniamy je na powierzchnie. Ten drugi krok nie jest obowiązkowy, ale jeśli masz powierzchnię, to jesteś w 100% pewien, że jest ona zamknięta (w przeciwnym razie nie można wykonać powierzchni).

Po przekonwertowaniu wszystkich naszych kolumn na płaszczyzny, możemy użyć na nich narzędzia Arch Structure i dostosować wysokość (niektóre mają wysokość 6m, inne tylko 2.25m):



Na powyższym obrazku widać dwie kolumny, które są nadal takie same jak w pliku DWG, dwie, które zostały zaktualizowane do postaci powierzchni czołowych i dwie, które zostały przekształcone w obiekty konstrukcyjne, a ich wysokość została ustawiona na 6m i 2,25m.

Zauważ, że te różne obiekty Arch (mury, konstrukcje i wszystkie inne, które odkryjemy) mają wiele wspólnego (na przykład wszystkie mogą być dodane do siebie, jak już widzieliśmy w przypadku ścian, a każdy z nich może być przekształcony w inny). Jest to więc bardziej kwestia gustu, mogliśmy zrobić nasze kolumny również za pomocą narzędzia do budowania ścian i przekształcić je w razie potrzeby. W rzeczywistości, niektóre z naszych ścian są betonowymi ścianami, moglibyśmy chcieć później przekształcić je w konstrukcje.

Operacja odcięcia
Teraz nadszedł czas, aby zbudować naszą przestrzeń przeznaczoną do odjęcia. Najprostszym sposobem będzie narysowanie jej profilu na górze widoku przekroju. Następnie obrócimy go i ustawimy we właściwej pozycji. Widzisz, dlaczego umieściłem profile i elewacje w ten sposób przed rozpoczęciem? To będzie bardzo przydatne do rysowania elementów tam, a następnie przesunięcia ich do właściwej pozycji na modelu.

Narysujmy objętość, większą niż dach, która zostanie odjęta od naszych ścian. W tym celu narysowałem dwie linie na podstawie dachu, a następnie przedłużyłem je nieco dalej narzędziem Draft Trimex. Następnie narysowałem wire, zatrzaskując się na tych liniach, i idąc znacznie powyżej naszych 6 metrów. Narysowałem też niebieską linię na poziomie ziemi (0.00), która będzie naszą osią obrotu.



Teraz jest trudna sprawa: Użyjemy narzędzia Draft Rotate, aby obrócić nasz profil o 90 stopni w górę, we właściwej pozycji do wyciągnięcia. Aby to zrobić, musimy najpierw zmienić płaszczyznę obrotową na płaszczyznę YZ. Gdy to zrobimy, obrót nastąpi w tej płaszczyźnie. Jeśli jednak zrobimy tak, jak zrobiliśmy to trochę wcześniej, i ustawimy widok na bok, trudno będzie zobaczyć i wybrać nasz profil, a także wiedzieć, gdzie jest punkt bazowy, wokół którego musi się obracać, prawda? Wtedy musimy ręcznie ustawić płaszczyznę roboczą: Wcisnąć przycisk Draft SelectPlane (znajduje się w zakładce Zadania widoku drzewa), i ustawić go na YZ (który jest płaszczyzną boczną). Po ręcznym ustawieniu płaszczyzny roboczej, w ten sposób nie zmieni się ona w zależności od widoku. Możesz teraz obracać swój widok, aż będziesz miał dobry widok wszystkich rzeczy, które musisz wybrać. Aby później przełączyć płaszczyznę roboczą z powrotem do trybu automatycznego, należy ponownie nacisnąć przycisk Draft SelectPlane i ustawić go na Brak.

Teraz rotacja będzie łatwa do wykonania: Wybierz profil, naciśnij przycisk Draft Rotate, kliknij na punkt niebieskiej linii, wprowadź 0 jako kąt początkowy, a 90 jako obrót:



Teraz wystarczy tylko przesunąć profil nieco bliżej modelu (w razie potrzeby ustawić płaszczyznę roboczą na XY), a następnie go wyciągnąć. Można to zrobić za pomocą narzędzia Part Wyciągnij wybrany szkic, lub Draft Trimex, które również posiada specjalną ukrytą moc umożliwiającą wytłoczenie powierzchni. Upewnij się, że twoje elementy do wytłoczania są większe niż wszystkie ściany, od których będą odejmowane, aby uniknąć sytuacji typu na styk:



Teraz, tutaj przychodzi do działania w przeciwieństwie do narzędzia Arch Add narzędzie: Arch Remove. Jak można się było domyślać, czyni on również obiekt potomkiem innego, ale jego kształt jest odejmowany od obiektu głównego, zamiast być zespolonym. Więc teraz wszystko jest proste: Wybierz objętość do odjęcia (zmieniłem jej nazwę na Objętość dachu do odjęcia w widoku drzewa, aby łatwo ją było dostrzec), naciśnij klawisz + wybierz ścianę, a następnie naciśnij przycisk Arch Remove. Zobaczysz, że po odjęciu objętość do odjęcia zniknęła zarówno z widoku 3D, jak i z widoku drzewa. Dzieje się tak, ponieważ została ona oznaczona jako dziecko ściany i połknięta przez tę ścianę. Wybierz ścianę, rozwiń ją w widoku drzewa, tam jest nasza objętość.

Teraz wybierz objętość w oknie drzewa, klawisz + wybierz następną ścianę, naciśnij Arch Remove. Powtarzaj tę czynność dla kolejnych ścian, aż do momentu, gdy wszystko zostanie prawidłowo wycięte:



Pamiętaj, że zarówno dla Arch Add jak i Arch Remove ważna jest kolejność wybierania obiektów. Główny obiekt jest zawsze ostatni, jak w Usuń X z Y lub Dodaj X do Y.

Wykonywanie dachów
Teraz jedyne, co musimy zrobić, aby ukończyć konstrukcję, to wykonać dach i mniejsze płyty wewnętrzne. Ponownie, najłatwiej jest narysować ich profile na górze sekcji, za pomocą narzędzia Draft Wire. Tutaj narysowałem 3 profile jeden na drugim (odsunąłem je na obrazku poniżej, aby lepiej je było widać). Zielony będzie służył do bocznych krawędzi płyty dachowej, następnie niebieski do części bocznych, a czerwony do części środkowej, która znajduje się nad blokiem łazienki:



Następnie musimy powtórzyć powyższą operację rotacji, aby obrócić obiekty w pozycji pionowej, a następnie przesunąć je w odpowiednie miejsca i skopiować niektóre z nich, które będą musiały być wyciągnięte dwukrotnie, za pomocą narzędzia [[Draft Move|]Draft Move], z wciśniętym klawiszem, który tworzy kopie zamiast przesuwać bieżący obiekt. Dodałem także dwa kolejne profile do bocznych ścian otworu w łazience.



Kiedy wszystko jest na swoim miejscu, jest to tylko kwestia użycia narzędzia Draft Trimex do wyciągnięcia, a następnie przekształcenia ich na obiekty Arch Structure.



Następnie widzimy pojawiające się problemy: dwie kolumny po prawej stronie są za krótkie (powinny wejść na dach), a pomiędzy płytą a ścianami pracowni po prawej stronie znajduje się szczelina (symbol 2,60 poziomu na widoku przekroju był oczywiście błędny). Dzięki zastosowaniu obiektów parametrycznych, wszystko to jest bardzo łatwe do rozwiązania: W przypadku słupów wystarczy zmienić ich wysokość na 6m, odjąć objętość dachu z widoku drzewa i odjąć ją do słupów. W przypadku ścian, jest to jeszcze łatwiejsze: przesuń je trochę w dół. Ponieważ odejmowana objętość pozostaje w tym samym miejscu, geometria ścian dostosuje się automatycznie.

Teraz trzeba naprawić jeszcze jedną, ostatnią rzecz, jest mała płyta w łazience, która przecina niektóre ściany. Naprawmy to, tworząc nową objętość odejmowania, i odejmijmy ją od tych ścian. Inną cechą narzędzia Draft Trimex, którego używamy do wyciągania elementów, jest to, że może ono również wyciągnąć jedną powierzchnię z istniejącego obiektu. Tworzy to nowy, oddzielny obiekt, więc nie ma ryzyka uszkodzenia drugiego obiektu. Możemy więc wybrać podstawową powierzchnię małej płyty (spójrz na nią od dołu modelu, zobaczysz ją), a następnie wcisnąć przycisk Draft Trimex i wyciągnąć ją aż do wysokości dachów. Następnie odejmij ten element od dwóch wewnętrznych ścian łazienki za pomocą narzędzia Arch Remove:



Posadzki, schody i komin
Teraz, nasza struktura jest kompletna, mamy tylko kilka mniejszych obiektów do wykonania.

Komin
Zacznijmy od komina. Teraz już wiesz, jak to działa, prawda? Narysuj kilka zamkniętych ciągów linii, przesuń je na odpowiednią wysokość za pomocą narzędzia Draft Move, wyciągnij je za pomocą narzędzia Draft Trimex, przekształć większy w structure, i odejmij mniejsze. Zauważ, że rura kominowa nie została narysowana na widoku planu, ale znalazłem jej położenie przeciągając niebieskie linie z widoków przekroju.



Posadzki
Posadzki nie są dobrze udokumentowane na rysunkach podstawowych. Patrząc na przekroje, nie można wiedzieć, gdzie i jak grube są płyty podłogowe. Przypuszczam więc, że ściany znajdują się na blokach fundamentowych, na poziomie 0.00, i że na tych blokach znajdują się płyty posadzkowe, także te o grubości 15 cm. Więc płyty posadzkowe nie przebiegają pod ścianami, ale obok nich. Moglibyśmy to zrobić, tworząc dużą prostokątną płytę, a następnie odjąć ściany, ale pamiętajmy, że operacje odejmowania są dla nas bardzo zasobochłonne. Lepiej zrobić to w mniejszych częściach, to będzie lżejsze pod względem obliczeniowym, a także jeśli zrobimy to inteligentnie, pomieszczenie po pomieszczeniu, przydadzą się one również później do obliczenia powierzchni podłogi:



Po przeciągnięciu linii, wystarczy zamienić je w structures i dać im wysokość 0.15m:



Schody
Teraz schody. Poznajcie następne z narzędzi Arch, Arch Stairs. Narzędzie to jest jeszcze w bardzo wczesnej fazie rozwoju w czasie gdy to piszę, więc nie oczekuj od niego zbyt wiele. Ale jest już całkiem przydatne, aby zrobić proste, nieskomplikowane schody. Ważna jest jedna koncepcja, narzędzie schody ma za zadanie budować schody od płaskiej podłogi aż do ściany. Innymi słowy, patrząc z góry, obiekt schody zajmuje dokładnie tyle miejsca, ile zajmuje na planie, więc nie rysuje się ostatniego pionu (ale oczywiście jest on brany pod uwagę przy obliczaniu wysokości).

W tym przypadku wolałem zbudować schody na widoku przekroju, ponieważ będziemy potrzebowali wielu pomiarów, które są łatwiejsze do uzyskania z tego widoku. Tutaj narysowałem kilka czerwonych wytycznych, następnie dwie niebieskie linie, które będą podstawą naszych dwóch części schodów, oraz dwa zielone zamknięte kształty, które będą tworzyć brakujące części. Teraz wybierzcie pierwszą niebieską linię, wciśnijcie narzędzie Arch Stairs, ustawcie ilość stopni na 5, wysokość na 0.875m, szerokość na 1.30m, typ konstrukcji na masywną i grubość konstrukcji na 0.12m. Powtórz tę czynność dla drugiego elementu.

Następnie należy wyciągnąć oba zielone kształty do 1.30m, obrócić je i ustawić we właściwej pozycji:



Na widoku elewacji narysuj (a następnie obróć) krawędź:



Potem przenieś wszystko na miejsce:



Nie zapomnij również przyciąć kolumny przechodzącej przez schody, ponieważ w BIM zawsze źle jest mieć przecinające się obiekty. Budujemy jak w realnym świecie, pamiętaj, gdzie nie mogą przecinać się obiekty stałe. Tutaj nie chciałem odejmować kolumny bezpośrednio od schodów (w przeciwnym razie obiekt z kolumny zostałby połknięty przez obiekt ze schodów w widoku drzewa, a mi to nie odpowiadało), więc wziąłem powierzchnię, na której zbudowano kolumnę i ponownie ją wyciągnąłem. To nowe wyciągnięcie zostało następnie odjęte od schodów.

Tak! Cała ta mozolna praca jest już wykonana, kontynuujmy tę bardzo ciężką pracę!

Drzwi oraz okna
Arch Windows to dość skomplikowane obiekty. Są one używane do tworzenia wszelkiego rodzaju wstawianych obiektów, takich jak okna czy drzwi. Tak, w FreeCAD, drzwi są po prostu specjalnym rodzajem okna. W prawdziwym życiu też, jeśli o tym pomyśleć, prawda? Narzędzie Arch Window może być jeszcze trochę trudne w użyciu, ale uważaj to za kompromis, ponieważ zostało zbudowane dla maksymalnej mocy. Prawie każdy rodzaj okna, które możesz sobie wyobrazić, może być za jego pomocą zrealizowany. Ale ponieważ narzędzie to zyska więcej nastaw, sytuacja ta z pewnością stanie się bardziej dogodna w przyszłości.

Obiekt Arch Window działa w następujący sposób: Jest on oparty na planie 2D, dowolnym obiekcie 2D, ale najlepiej szkicu, który zawiera zamknięte kształty (polilinie). Te linie definiują różne części okna: ramy zewnętrzne, ramy wewnętrzne, panele szklane, panele pełne, itp. Obiekty okienne mają zatem właściwość, która przechowuje co należy zrobić z każdym z tych ciągów linii: wytłoczyć go, umieścić na pewnym przesunięciu, itp. Wreszcie, okno może być wstawione do obiektu głównego, takiego jak ściana lub konstrukcja, i automatycznie utworzy w nim otwór. Otwór ten zostanie obliczony przez wyciągnięcie największego kształtu znajdującego się w układzie 2D.

Istnieją dwa sposoby na tworzenie takich obiektów w FreeCAD: używając wstępnie zdefiniowanego lub rysując układ okna od podstaw. Obu metodom przyjrzymy się tutaj. Ale pamiętaj, że metoda predefiniowana nie robi nic poza stworzeniem obiektu układu i zdefiniowaniem niezbędnych dla Ciebie wyciągnięć.

Korzystanie z ustawień wstępnych
Po naciśnięciu narzędzia Arch Window bez zaznaczonego obiektu, zostaniesz poproszony o wybranie układu 2D lub użycie jednego z ustawień wstępnych. Użyjmy ustawienia Proste drzwi, aby umieścić główne drzwi wejściowe w naszym modelu. Nadajmy mu szerokość 1m, wysokość 2.45m, rozmiar W1 0.15m, a pozostałe parametry pozostawmy na wartości 0.05m. Następnie kliknij w lewy dolny róg ściany, a Twoje nowe drzwi zostaną utworzone:



Zauważysz, że twoje nowe drzwi nie pojawią się w widoku drzewa. To dlatego, że klikając na ścianę, wskazaliśmy ją jako obiekt gospodarza. W związku z tym zostały połknięte przez ten mur. Kliknij na nie prawym przyciskiem myszy → Przejdź do wyboru, a znajdziesz je w drzewie dokumentu.

W tym przypadku, ponieważ nasze okno nie jest włożone w żadną ścianę (otwór już tam był), możemy równie dobrze oderwać nasze okno od jego ściany. Dokonujemy tego klikając dwukrotnie na tą ścianę w widoku drzewa, aby wejść do trybu jej edycji. Tam pojawi się okno w grupie "Odejmowania". Po prostu zaznaczamy tam okno, naciskamy przycisk "Usuń element", a następnie "OK". Nasze okno zostało teraz usunięte ze swojej ściany głównej i znajduje się na dole widoku drzewa.

Mamy drugie drzwi, dokładnie takie same jak te, trochę na lewo. Zamiast tworzyć nowe drzwi od podstaw, mamy dwa sposoby na zrobienie kopii poprzednich: Za pomocą narzędzia Draft: Move, z wciśniętym klawiszem, które, jak już wiesz, kopiuje obiekt zamiast go przesuwać. Albo, jeszcze lepiej, możemy użyć narzędzia Draft: Clone. Narzędzie do klonowania tworzy klon wybranego obiektu, który można przesuwać, ale który zachowuje kształt oryginalnego obiektu. Jeśli oryginalny obiekt ulegnie zmianie, klon również się zmieni.

Tak więc wszystko, co musimy teraz zrobić, to wybrać drzwi, wcisnąć narzędzie Draft: Clone, a następnie przesunąć klon na jego właściwą pozycję za pomocą narzędzia Draft: Move.

Porządkowanie modelu


Teraz byłby dobry czas na odrobinę porządkowania projektu domu. Ponieważ mamy już dwa okna, jest to dobry moment, aby zrobić trochę czyszczenia w widoku drzewa: Stwórz nową grupę, zmień jej nazwę na okna i przesuń do niego 2 okna. Polecam również oddzielenie w ten sposób innych elementów, takich jak ściany i konstrukcje. Ponieważ możesz również tworzyć grupy wewnętrzne, możesz organizować je dalej, na przykład umieszczając wszystkie elementy tworzące dach w osobnej grupie, dzięki czemu łatwo je włączać i wyłączać (przełączenie widoczności grupy robi to samo ze wszystkimi obiektami w jej wewnętrzu).

W Środowisku pracy Arch znajdują się dodatkowe narzędzia do organizacji modelu: Arch: Site, Arch: Building i Arch: Floor. Te 3 obiekty są oparte na standardowej grupie FreeCAD, więc zachowują się dokładnie jak grupy, ale mają kilka dodatkowych właściwości. Na przykład, floor ma możliwość ustawienia i zarządzania wysokością osadzonych w nich ścian i konstrukcji, a gdy są one przenoszone, przesuwana jest również cała ich zawartość.

Ale tutaj, ponieważ mamy tylko jeden budynek z jednym (i pół) piętrem, nie ma rzeczywistej potrzeby korzystania z takich obiektów, więc trzymajmy się prostych grup.

A teraz wracajmy do pracy. Wyłączcie grupę dachową, żebyśmy mogli lepiej widzieć przestrzeń wewnątrz, i przełączcie tryb wyświetlania obiektów piętrowych na Wireframe (lub użyjcie narzędzia Draft ToggleDisplayMode), żebyśmy nadal mogli na nie patrzeć, ale poniżej możemy zobaczyć widok planu. Jednak możesz również całkowicie wyłączyć podłogi, następnie umieścić drzwi na poziomie 0, a następnie podnieść je o 15cm za pomocą narzędzia Draft Move.

Ustawmy drzwi wewnętrzne. Użyj ponownie nastawy wstępnej Simple Door, wykonaj drzwi o wymiarach 1,00m i 0,70m szerokości x 2,10m wysokości, o wielkości W1 0,1m. Upewnij się, że przy ich umieszczaniu zatrzasnąłeś się do odpowiedniej ściany, aby automatycznie utworzyły w niej otwór. Jeśli trudno jest umieścić je prawidłowo, można je umieścić w łatwiejszym miejscu, na przykład w rogu ściany, a następnie przenieść. Otwór przesunie się jednocześnie.

Jeśli przez pomyłkę umieściłeś okno w niewłaściwej ścianie, to łatwo jest to naprawić: Usuń okno z grupy Subtraction ściany głównej w trybie edycji, jak widzieliśmy powyżej, a następnie dodaj je do grupy Subtraction właściwej ściany, tą samą metodą, lub po prostu za pomocą narzędzia Arch Remove.

Trochę pracy, później, wszystkie nasze drzwi są na miejscu:



Po bliższym przyjrzeniu się widokowi elewacji, wykryłem teraz kolejny błąd: Górna część murów ceglanych nie jest 2,60m, ale 17,5cm niższa, czyli 2,425m. Na szczęście okna bazujące na ustawieniach fabrycznych mają swoje zalety: Można zmieniać ich ogólne wymiary (szerokość i wysokość) w zależności od ich właściwości. Zmieńmy więc ich wysokość na 2,425 - 0,15, czyli 2,275. Drugie okno, ponieważ jest klonem pierwszego, dostosuje się również. Tu w zasadzie pojawia się prawdziwa magia konstrukcji parametrycznej.

Teraz możemy spojrzeć na naprawdę ciekawe rzeczy: Jak zaprojektować własne okna na miarę.

Tworzenie okien według własnych upodobań
Jak wyjaśniłem powyżej, obiekty Arch: Okno są tworzone z planów 2D, wykonanych z zamkniętych elementów (ciągów linii (polilinii), okręgów, prostokątów, czegokolwiek). Ponieważ obiekty Draft nie mogą pomieścić więcej niż jednego z tych elementów, preferowanym narzędziem do rysowania planów okien jest Sketcher. Niestety, przy pomocy szkicownika nie jest możliwe przyciągnięcie do zewnętrznych obiektów, jak w przypadku Środowiska pracy Draft, które byłoby tutaj użyteczne, ponieważ nasze elewacje są już narysowane. Na szczęście istnieje narzędzie do konwersji obiektów Draft do szkicu: Narzędzie Draft To Sketch.

Więc, zacznijmy od zbudowania naszego pierwszego projektu okna. Narysowałem go na elewacji, używając kilku rectangles: Jeden dla linii zewnętrznej, i 4 dla wewnętrznej. Zatrzymałem się przed drzwiami, bo, pamiętaj, nasze drzwi mają już tam ramę:



Następnie zaznacz wszystkie prostokąty i naciśnij przycisk Draft To Sketch (i usuń prostokąty, ponieważ to narzędzie nie usuwa oryginalnych obiektów, w przypadku gdy coś pójdzie nie tak). Następnie, po wybraniu nowego szkicu, naciśnij przycisk Arch Window



Narzędzie wykryje, że układ posiada jedną obwiednię zewnętrzną i kilka wewnętrznych i automatycznie zaproponuje Ci domyślną konfigurację: Jedna ramka, wykonana przez odjęcie ciągu linii wewnętrznych od zewnętrznych, wyciągniętych o 1m. Zmieńmy to, wchodząc w tryb edycji okna, poprzez dwukrotne kliknięcie na nim w widoku drzewa:

Zobaczysz komponent Domyślny, który został utworzony automatycznie przez narzędzie Okno, który wykorzystuje 5 linii (zawsze odejmując pozostałe od największej) i ma wartość wyciągnięcia 1m. Zmieńmy jego wartość wyciągnięcia na 0.1, aby dopasować go do tego, co zostało zastosowane w drzwiach.

Następnie dodajmy 4 nowe panele szklane, każdy za pomocą jednegociągu linii, i nadajmy im wartość wyciągnięcia 0,01, i przesunięcie 0,05, tak aby były umieszczone na środku ramy. Tak będzie wyglądać Twoje okno, gdy skończysz:



Przypuszczam, że teraz musiałeś poznać moc tego systemu: Każda kombinacja ram i paneli o dowolnym kształcie jest możliwa do uzyskania. Jeśli możesz narysować ją w układzie 2D, może ona istnieć jako w pełni poprawny obiekt 3D.

Teraz narysujmy inne fragmenty, a potem przeniesiemy wszystko razem na miejsce. Ale najpierw musimy zrobić kilka poprawek do podstawowego rysunku 2D, ponieważ brakuje niektórych linii w miejscu, gdzie okna stykają się ze schodami. Możemy to naprawić przesuwając linię schodów o 2,5 cm za pomocą narzędzia Draft Offset (oczywiście z wciśniętym kolawiszem, aby skopiować nasze linie zamiast je przesuwać). Teraz możemy narysować nasz układ, za pomocą narzędzia wires, a następnie przekonwertować go do szkicu, aby w końcu zrobić z niego okno.

Po zrobieniu tego wielokrotnie (zrobiłem to w 4 oddzielnych kawałkach, ale decyzja należy do Ciebie), mamy naszą fasadę kompletną:



Now, as before, it's just a matter of rotating the pieces, and moving them to their correct position:



Last missing piece, there is a segment of wall that didn't appear on the plan view, that we need to add. We have several options for that, I chose to draw a line on the ground plane, then move it up to the correct height, then create a wall from it. Then, we also need to fish up our roof subtraction volume (it must have stayed in the last column), then subtract it. Now this side of the building is ready:



Ready? Not quite. Look at the image above, we did our doors with a 5cm frame, remember (it was the default from the preset). But the other windows have 2.5cm frames. This needs to be fixed.

Editing windows
We already saw how to build and update window components, via the window's edit mode, but we can also edit the underlying sketch. Preset windows are not different than custom windows, the Arch Window tool only created the underlying sketch fo you. Select our door object (the original, not the copy, remember, we made a clone), and expand it in the tree view. There is our sketch. Double-click it to enter edit mode.

the Sketcher Workbench is an extremely powerful tool. It doesn't have some of the Draft conveniences, such as snapping or working planes, but it has many other advantages. In FreeCAD you will frequently use one or another depending on the need. The most important feature of the sketcher is constraints. Constraints allow you to automatically fix the position of some elements relative to others. For example, you can force a segment to always be vertical, or to always be at a certain distance to another.

When we edit our door sketch, we can see that it is made on a fully constrained sketch:



Now all we need to do is edit the 5cm distances between the outer line and the inner line, by double-clicking them, and changing their value to 2.5cm (Remember, the units are still not fully functional at the time I'm writing this). After clicking the "OK" button, our door (and its clone) have been updated.

Working without 2D support
Until now our work has been relatively easy, because we had the underlying 2D drawings to base our work upon. But now, we must do the opposite facade and the glass atrium, and things are getting more complicated: The opposite facade drawing has a lot of wrong things, doesn't represent the atrium at all, and we have simply no drawing for the inner walls of the atrium. So we will need to invent a couple of things ourselves. Be sure to have a look at reference pictures to figure out how things are made. Or do it as you wish!

One thing we can already do: duplicate the complicated stairs window with the Draft Move tool, because it is equal on both sides:



Note that here, I preferred to duplicate with the Draft Move tool instead of using a clone, because the clone currently doesn't support different colors inside objects. The difference is that the clone is a copy of the final shape of the original object, while if you copy an object, you create a new object and give it all the same properties as the original one (therefore, also its base sketch and its window components definition, which are both stored as properties).

Now we must attack the parts that are not drawn anywhere. Let's start with the glass wall between the sitting room and the atrium. It'll be easier to draw it on the elevation view, because we'll get the correct height of the roof. Once you are in plan view, you can rotate the view from the menu View → Standard Views → Rotate left or right, until you get a comfortable view to work, like this:



Note how on the image above, I made a line from the model to the left section, to get the exact width of the window. Then, I reproduced that width on the elevation view and divided it into 4 pieces. Then I built one main window piece, plus 4 additional windows for the sliding doors. The sketcher sometimes has difficulties with overlapping wires, that's why I preferred to keep them separated like this:



After the necessary rotations, everything clicks perfectly into place:



We still need some corner piece there. A little useful trick with the Draft SelectPlane tool, if you have a face selected when you press the button, the working plane matches this face (at least its position, and if the face is rectangular, it also tries to match its axes). This is useful to draw 2D objects directly on the model, such as here, we can draw a rectangle to be extruded directly at its correct position:



Then let's do the two remaining pieces. One is easy, it is a copy of what's on the other side, so we can simply use the 2D drawing:



The other one is a bit tricky, by looking at the pictures, we see that it has many vertical divisions, like the stairs windows. By chance (or very good design from Vilanova Artigas), the width of our window, of 4.50m, is exactly the same as the stairs window, so we can use the exact same division: 15 pieces of 30cm. Here I used the Draft Array tool to copy over the two lines 15 times,and drew rectangles on top of them:



Once this is done, we can create our window with the same method we already know. Another small useful trick, in case you haven't found it yourself already: When editing a window, if you change the name of a component, it actually creates a duplicate of it. So to create the 15 inner glass panels, instead of clicking 15 times the "add" button and fill 15 times the data, you can just keep editing one, and change its name and wire, it will create a copy each time.

After the window is rotated and moved into place, the atrium is complete:



Edits and fixes
Now when we look at our back elevation, and compare it with the plan, we see that there are some differences that need to be fixed. Namely, the bedroom windows are smaller than I first thought, and we'll need to add some more walls. In order to do that properly, some floors need to be cut:



We have of course several ways to do that, making a subtraction volume would be an easy way, but it would add unnecessary complexity to the model. Better to edit the base wire of each floors. This is where the Draft Edit mode comes into action. By expanding these floors in the tree view, then making their base wire visible, we can then double-click them to enter edit mode. There, we can move their points, or add or remove points. With this,editing our floor plates becomes easy.



After some more sweat (the person who made those drawings obviously became pretty lazy when did this last elevation, much is drawn wrong), we finally have our complete house:



Note the chimney tube, which is made from a circle I used to make a hole in the chimney block, that I extruded, then converted into a tube with the Part Offset tool.

Output
Now, after all the hard work we passed through to build this model, comes the reward: What can we do with it? Basically, this is the big advantage of working with BIM, all our traditional architectural needs, such as 2d drawings (plans, sections, etc), renderings, and calculations (bills of quantities, etc) can all be extracted from the model. And, even better, regenerated every time the model changes. I'll show you here how to obtain these different documents.

Preparations
Before starting to export stuff, one consideration is interesting to do: As you saw, our model is becoming increasingly complex, with a lot of relationships between objects. This can make subsequent calculation operations, such as cutting through the model, heavy. One quick way to magically "simplify" drastically your model, is to remove all of this complexity, by exporting it to the STEP format. That format will preserve all your geometry, but will discard all the relationships and parametric constructions, keeping only the final shape. When reimporting that STEP file into FreeCAD, you will get a model that has no relationship, and a much smaller file size. Think of it as an "output" file, that you can regenerate anytime from your "master" file:



Exporting to IFC and other applications


One of the very fundamental things you need when working with BIM is to be able to import and export IFC files. This is still a work in progress in FreeCAD. IFC format is already supported, and importing IFC files into FreeCAD is already pretty reliable. Exporting is still experimental, though, and has currently many limitations. However, things are bettering and we should get proper IFC export very soon.

IFC export requires very little setup, once the necessary software libraries are installed. You only need to recreate the building structure, which is needed in all IFC files, by adding an Arch Building to your file, then an Arch Floor, then moving all the groups of objects that compose your model in it. Make sure you leave your construction geometry (all the 2D stuff we've been drawing) out of it to avoid making your IFC file unnecessarily heavy.

Another thing to set, is to check the "Role" property of structural elements. Since IFC has no "generic" structural element, like FreeCAD, we need to assign them roles (column, beam, etc...) so the exporter knows what element to create in the IFC file.

In this case, we need our whole architectural system, so the IFC exporter can know if an object must be exported as a wall or a column, so we are using our "master" model, not our "output" model.

Once this is done, simply select your building object, and choose the "Industry Foundation Classes" format. Exporting to non-BIM applications, such as Sketchup is also easy, you have several export formats at your disposal, such as Collada, STEP, IGES ou OBJ.

Rendering
FreeCAD also features a rendering module, the Raytracing Workbench. That workbench currently supports two render engines, PovRay and LuxRender. Since FreeCAD is not designed for image rendering, the features that the Raytracing workbench offer to you are somewhat limited. The best course of action when you want to do proper rendering, is to export your model to a mesh-based format such as OBJ or STL, and open it in an application more suited to rendering, such as blender. The image below has been rendered with blender's cycles engine:



But, for a quick rendering, the Raytracing workbench can already do a good job, with the advantage of being very easy to setup, thanks to its templates system. This is a rendering of our model fully made within FreeCAD, with the Luxrender engine, using the "indoor" template.



The Raytracing workbench still offers you very limited control over materials, but lighting and environments are defined in templates, so they can be fully customized.

2D drawings
Certainly the most important use of BIM is to produce 2D drawings automatically. This is done in FreeCAD with the Arch SectionPlane tool. This tool allows you to place a section plane object in the 3D view, that you can orient to produce plans, sections and elevations. Section planes must know what objects they must consider, so once you have created one, you must add objects to it with the Arch Add tool. You can add individual objects, or, more conveniently, a group, a floor or a whole building. This allows you to easily change the scope of a certain section plane later, by adding or removing objects to/from that group. Any change to these objects gets reflected in the views produced by the section plane.

The section plane automatically produces cut views of the objects it intersects. In other words, to produce views instead of sections, you just need to place the section plane outside of your objects.



The section planes can produce two different outputs: shape objects, that live in the same document as your 3D model, or drawing views, that are made to use on a drawing sheet produced by the Drawing workbench. Each of these behave differently, and has its own advantages.

Shape views

This output is produced by using the Draft Shape2DView tool with a section plane selected. You produce a 2D view of the model directly in the 3D space, like on the image above. The main advantage here is that you can work on them using the Draft tools (or any other standard tool of FreeCAD), so you can add texts, dimensions, symbols, etc:



On the image above, two Shape2D views have been produced for each section, one showing everything, the other showing only the cut lines. This allows us to give it a different line weight, and turn hatching on. Then, dimensions, texts and symbols have been added, and a couple of DXF blocks have been imported to represent the furniture. These views are then easy to export to DXF or DWG, and open in your favorite 2D CAD application, such as LibreCAD or DraftSight, where you can work further on them:



Note that some features are still not supported by the DXF/DWG exporter so the result in your 2D application might differ a bit. For example, in the image above, I had to redo the hatching, and correct the position of some dimension texts. If you place your objects in different groups in FreeCAD, these become layers in your 2D CAD application.

Drawing views

The other kind of output that can be produced from section planes is a Drawing view. These are produced by using the Draft Drawing tool with a section plane selected. This method has one big limitation compared to the previous one: you have limited possibilities to edit the results, and at the moment, things like dimensioning or hatching are still not natively supported.

On the other hand, the final output being easier to manipulate, and the graphical possibilities of the SVG format being huge, in the future, undoubtedly this will be the preferred method. At the moment, though, you'll get better results using the previous one.



On the image above, the geometry is the direct output of the section plane, but some other Draft objects have been added, such as dimensions and hatched polygons, and another view object with same scale and offset values has been produced from them with the Draft Drawing tool. In the future, such operations will be done directly on the Drawing page, leaving your model totally clean.

Wydobywanie danych o ilości
Jest to kolejne bardzo ważne zadanie do wykonania na modelach BIM. W FreeCAD wszystko wygląda dobrze od samego początku, ponieważ jądro OpenCasCade FreeCAD zajmuje się już obliczaniem długości, powierzchni i objętości dla wszystkich produkowanych przez siebie kształtów. Ponieważ wszystkie obiekty Arch są bryłami, zawsze masz gwarancję, że będziesz w stanie uzyskać z nich objętość.

Używanie arkusza kalkulacyjnego

W programie FreeCAD dostępny jest zupełnie nowe narzędzie - Spreadsheet Workbench, które jest idealnym narzędziem do zbierania takich informacji o naszym modelu. Może on zliczać obiekty o określonej nazwie lub określonym typie, lub wyświetlać określone właściwości tych obiektów. W Środowisku pracy Spreadsheet znajdują się dwa obiekty. Obiekt spreadsheet jest prostym obiektem arkusza kalkulacyjnego, który można edytować i umieszczać wartości wewnątrz komórek, ale nie zapewnia żadnej automatyzacji. Natomiast obiekt cell controller jest obiektem, który musisz wstawić do arkusza kalkulacyjnego, kontroluje on serię komórek swojego głównego arkusza kalkulacyjnego, wypełniając je zgodnie z tym co określisz. Zakładając, że dobrze zorganizowałeś swój model, pozwala to na łatwe pobieranie poszczególnych wartości:



Zauważ, że Środowisko pracy Spreadsheet jest wciąż bardzo nowe, i jak wszystko zupełnie nowe, nadal zawiera wiele błędów i ograniczeń. Ale przy takich prostych podsumowaniach jak to, już działa dobrze. Powstały arkusz kalkulacyjny można następnie wyeksportować do pliku CSV, który można zaimportować w dowolnej aplikacji obsługującej arkusze kalkulacyjne.

Tryb badania

Innym sposobem na badanie modelu i uzyskanie wartości, jest użycie trybu Arch Survey. W tym trybie możesz kliknąć na punkty, krawędzie, powierzchnie lub kliknąć dwukrotnie aby wybrać całe obiekty. Otrzymasz w ten sposób wartości dotyczące wysokości, długości, powierzchni lub objętości, pokazane na modelu, wydrukowane w oknie wyjściowym FreeCAD i skopiowane do schowka. Dzięki temu możesz łatwo wybrać i wkleić wartości w innej uruchomionej aplikacji.



Podsumowanie
Mam nadzieję, że poradnik dostarczy Państwu dobrego przeglądu dostępnych narzędzi, proszę odnieść się do dokumentacji Środowiska pracy Arch i Środowiska pracy Draft po dalsze informacje (jest więcej narzędzi, o których tutaj nie wspomniałem), oraz, bardziej ogólnie, do reszty dokumentacji FreeCAD. Odwiedź również forum, wiele problemów można tam zazwyczaj rozwiązać w mgnieniu oka i śledź mój blog, aby uzyskać informacje o rozwoju Środowiska pracy Arch.

Plik utworzony podczas tego ćwiczenia można znaleźć tutaj.