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Adriano Castagnone
INTEROPERABILITA’ E STANDARD IFC
2016:www.bims.news
2
1983: software per il calcolo strutturale
2007: socio IAI - Capitolo Italiano
2008: socio fondatore di AIST – Associazione Italiana Software Tecnico
2006: collegamento BIM software strutturale Axis VM
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1. L’interoperabilità
2. L’anatomia di un software BIM
3. I file IFC: struttura e potenzialità
4. La compatibilità dei software BIM riguardo ai file IFC
5. Le problematiche per il software strutturale
6. Esempi di applicazioni
L’interoperabilità
4
(Fotografia di Ian Adams.)
Un esempio storico di collaborazione nella costruzione. Innalzamento di un fienile Amish in Ohio.
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Interoperabilità 1. Sociale: abilità a operare e collaborare in un gruppo
6
Gestione manageriale del gruppo:• Leadership• Team building• Performance management• …
Interoperabilità:
2. Informatica: Scambio dati/informazioni tra programmi
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Anatomia del software BIM
8
Progetto tradizionale: dal disegno…Documentazione del progetto attraverso il disegno manuale o con CAD di piante e sezioni (G. Monge)
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OGGETTI PARAMETRICI (+ DATI )
Progettazione con logica BIM: …al modello1. Costruzione del modello virtuale con oggetti parametrici
Anatomia del software BIM
BIMBIM Building Information Model
CADGIM Geometric Information Model
0,0,0 30,0,0
30,30,0
0,0,300 30,0,300
30,30,300
Libreria
0,30,300
A= 30B= 30H=
300
AB
H
MOTORE PARAMETRICO PER
LA GESTIONE
DEGLI OGGETTI
11
Linea 0,0,0 30,0,0Linea 30,0,0
30,30,0Linea 0,0,0
0,0,300…Layer…
Pilastro (30, 30, 300)
Codice univocoCls R 25/30Fornitore:….Getto iniziato il …
Manutenzione…
CAD: Rappresentazionegeometrica
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BIM: Virtualizzazione edificio tramite oggetti, relazionati tra loro con le informazioni specifiche
+
BIM: il focus è sulle informazioni
CAD: il focus è sui dati
La richiesta di interoperabilità è condizionata dal livello di sviluppo del BIM
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Livello 1
Livello 1: scambio di dati su file
14
Modelli 2d e 3d non coordinati – trasmissione file DXF, DWG, DOC, ecc.
Livello 1: scambio di dati su file
ARCHITETTONICO STRUTTURALE
La richiesta di interoperabilità è condizionata dal livello di sviluppo del BIM
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Livello 2: interoperabilità attraverso dati su file
Livello 2
16
Livello 2: interoperabilità su modello unico integrato
ARCHITETTONICO STRUTTURALE
ESPORTAZIONE IFC
IMPORTAZIONE IFC
ESPORTAZIONE IFC
IMPORTAZIONE IFC
1
2
3
Il modello finale (3) integra tutte le informazioni (1) + (2)
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Il modello finale (3) contiene tutte le informazioni (1) + (2) in modo distinto
Livello 2: interoperabilità su modello federato
ARCHITETTONICO STRUTTURALE
ESPORTAZIONE IFC
IMPORTAZIONE IFC
ESPORTAZIONE IFC
IMPORTAZIONE IFC
1
2
3
La richiesta di interoperabilità è condizionata dal livello di sviluppo del BIM
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Livello 3: interoperabilità completa
Livello 3
BIMSERVER
ARCHITETTONICO
STRUTTURALE
IMPIANTI
COMPUTO
PROJECT MANAG.
MANUTENZIONE
Livello 3: integrazione completa
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WEB BIMSERVER
ARCHITETTONICO
STRUTTURALE
IMPIANTI
COMPUTO
PROJECT MANAG.
MANUTENZIONE
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Livello 3: integrazione completa
DBMS
DBMS
DBMS
DBMS
ARCHICAD ®AXIS VM ®
ALLPLAN ®REVIT ®
Trasferimento dei datiI software di authoring hanno caratteristiche differenti tra loro e database proprietari
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DBMS
DBMS
DBMS
DBMS
ARCHICAD ®AXIS VM ®
ALLPLAN ®REVIT ®
Il collegamento tra i diversi software non può che essere 1 a 1 (soluzione complessa)
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Trasferimento dei dati
La soluzione è l’uso di un formato neutro (IFC) comune a tutti i software
AXIS VM ® ARCHICAD ®
ALLPLAN ® REVIT ®23
IFC
Trasferimento dei dati
IFC: la struttura
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http://www.buildingsmart.org
IFC: Industry Foundation Classes data model
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1995: nasce IAI - Internantional Alliance for Interoperability (oggi Buildingsmart)
CERTIFICATO ISO 16739:2013
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IFC: Industry Foundation Classes data model
Entità: es. IfcWall1. Entità dati generali2. Entità oggetti3. Entità prodotti4. Entità elementi5. Entità elementi di
costruzione6. Entità muro7. Dati della entità muro
6
5
4
3
2
1
7
Da teoria degli oggetti*Linguaggio STEP • Modularità• Ereditarietà• Incapsulamento, ecc.
* G. Booch - Object-Oriented Analysis and Design with Applications
IFC: Industry Foundation Classes data model
IFC è uno standard in grado di trasferire informazioni relative a:
1. Geometrie (oggetti 3d in vari formati)
2. Relazioni (collegamento tra gli oggetti, es. finestra inserita in una parete)
3. Proprietà (materiali, prezzo, ecc.)
4. Metadati (es. dati relativi allo stato del progetto: approvato, in esecuzione, ecc.)
IFC 2x4 comprende 800 entità, 358 proprietà e 121 tipi di dati!
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IFC: Industry Foundation Classes data model
IFC: le potenzialità e le criticità
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IFC: Industry Foundation Classes data model
IFC è ridondanteVantaggi: consente un ampio numero di opzioniSvantaggi: lo stesso oggetto può essere definito con comandi diversi, con difficoltà di comunicazione dei datiIFC è fortemente astrattoVantaggi: il campo applicativo è molto esteso Svantaggi: consente diverse interpretazioni tutte valideIFC non copre tutte le problematiche Ad esempio: non sono considerate le tolleranze
IFC è in fase di evoluzioneIl software deve essere aggiornato per tenere conto delle variazioni tra
release dello standard IFC
IFC: la compatibilità dei software BIM
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Modello BIM software A
FAMIGLIE DI OGGETTI
PARAMETRICI (GEOMETRIA +
DATI)
Creazione file IFC
Esportazione
Importazione
Modello BIMsoftware B
FAMIGLIE DI OGGETTI
PARAMETRICI (GEOMETRIA +
DATI)
FILE IFC
IFC: Industry Foundation Classes data model
Pur essendo un formato standard, l’uso non è standard!
I software BIM sono «IFC compliant» a diversi gradi e livelli (spesso si ha perdita di dati nei passaggi)
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IFC: Industry Foundation Classes data model
Per applicazioni particolari è possibile (e conveniente) sviluppare software «ad hoc» che sfrutta tutte le potenzialità di IFC
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Le problematiche per il software strutturale
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2°: modello geometrico strutturale
3°: modello di calcolo - FEM
1°: modello architettonico
Modello architettonico e modelli strutturali
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Ipotesi di flusso operativo
1
2 3
41
2 3
4
A) B)
C)
1
2 3
4
Modello architettonico e modelli strutturali
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Caratteristiche del calcolo FEM:
modello geometrico modello di calcolo - FEM
38
39
1. Gli elementi strutturali sono introdotti con segmenti che indicano assi e piani medi degli elementi
2. Il calcolo FEM richiede NODI COMUNI agli elementi, attraverso i quali si realizza la continuità strutturale
Caratteristiche del calcolo FEM
Nel passaggio IFC architettonico modello FEM occorre adattare geometrie alla logica FEM (offset)
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1 2
Il pilastro è posizionato sotto al solaio, quindi il nodo (1) deve spostarsi per posizionarsi sul piano medio del solaio (2)
INPUT MODELLO FEM
INPUT FILI FISSI
SOLUZIONE MODELLO
VERIFICHE ELEMENTI SEZIONI INVARIATE?
SI
FINE
ADEGUAMENTO MODELLO
NO
La gestione dei fili fissi per l’adeguamento automatico del modello al variare delle sezioni
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• Il passaggio diretto non è possibile, sono necessarie operazioni di adattamento tra i modelli
• Molte operazioni sono automatizzabili• E’ comunque necessario un controllo finale
Considerazioni circa uso IFC da modello architettonico a strutturale
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43
Il software FEM per il BIM strutturale
Input ad oggetti parametrici (travi, pilastri, solai, muri, …)
1. Collegamento con BIM architettonici
COLLEGAMENTO DIRETTO
IMPORT/EXPORT IFC
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Il software FEM per il BIM strutturale
ARCHICAD ®
ALLPLAN ®
REVIT ® X X
X
X
INTEROPERABILITA’
Collegamento con BIM architettonici
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Il software FEM per il BIM strutturale
Collegamento con BIM architettonici Plug-in per Revit® per creazione automatica modello
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Il software FEM per il BIM strutturale
Modulo IFC avanzato per input
Filtro di oggettiParametri di input
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Il software FEM per il BIM strutturale
Elaborazione modello 3d e tavole 2d
Creazione automatica della sezione verticale
A
A
Sez. A-A
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Il software FEM per il BIM strutturale
Elaborazione modello 3d e tavole 2d
Creazione automatica della pianta
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Il software FEM per il BIM strutturale
Elaborazione modello 3d e tavole 2d
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Il software FEM per il BIM strutturale
Calcolo e disegno 3d armatureVerifica di travi, pilastri, setti, plinti e travi di fondazione e disegno delle armature
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Il software FEM per il BIM strutturale
Calcolo e disegno 3d armatureVerifica di travi, pilastri, setti, plinti e travi di fondazione e disegno delle armature
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Computo automatico dei materiali
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Il software per le muratureBIMPassaggio dal modello strutturale al modello architettonico – esportazione oggetti
Modello BIM Modello 3Muri Modello BIM
Esempi ed applicazioni
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RESIDENZE IN LECCE AL VIALE GALLIPOLI - 5.000 MQ
IMPRESA DE NUZZO COSTRUZIONI & C
PROGETTO STRUTTURALE BIM: ING. FRANCESCO LEO
PARCHEGGIO + TERZIARIO - P.ZZA TITO SCHIPA LECCE - 50.000 MQ
IMPRESA DE NUZZO COSTRUZIONI & C
PROGETTO STRUTTURALE BIM: ING. FRANCESCO LEO
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RESIDENZE - AL V.LE GALLIPOLI LECCE - 15.000 MQ
IMPRESA EDIL.MA.R. (BA) – SIG.RA ELISA RUBINO
PROGETTO STRUTTURE BIM: ING. FRANCESCO LEO
Analisi economica costi di progettazione rispetto a progettazione tradizionale
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Maggior costo
Carpen
teria
Minor costo
Calcolo
FEM
Disegn
o arm
atura
Compu
to metr
ico
Direzio
ne la
vori
Il maggior costo del progetto sarà sempre minore degli errori di costruzione
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