INTEROPERABILITA E STANDARD IFC

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1 INTEROPERABILITA E STANDARD IFC

2 S.T.A. DATA srl Software house fondata nel 1983 Software per il calcolo strutturale (Axis VM 3Muri) Dal 2007 inizio collaborazione con IAI Capitolo It. Socio fondatore di AIST Associazione Italiana Software Tecnico 2

3 Indice 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 3

4 L interoperabilità 4

5 Un esempio storico di collaborazione nella costruzione. Innalzamento di un fienile Amish in Ohio. (Fotografia di Ian Adams.) 5

6 Collaborazione Coordinamento Obiettivi e regole chiare e condivise gli stessi elementi che caratterizzano l interoperabilità! 6

7 Interoperabilità (punto di vista sociale) Abilità a operare e collaborare Punto di vista informatico: Capacità di scambiare dati in modo efficiente tra programmi L interoperabilità rappresenta il problema più grave per gli utenti avanzati del BIM (ricerca McGraw-Hill) 7

8 La richiesta di interoperabilità è condizionata dal livello di maturità circa l uso del BIM PAS :2013 Specification for information management for the capital/delivery phase of construction projects using building information modelling 8

9 Livello 0: no interoperabilità Uso del computer con il CAD per creare disegni in modo tradizionale PAS :2013 Specification for information management for the capital/delivery phase of construction projects using building information modelling 9

10 Livello 1: interoperabilità minima Modelli 2d e 3d non coordinati trasmissione file DXF, DWG, PDF, ecc. PAS :2013 Specification for information management for the capital/delivery phase of construction projects using building information modelling 10

11 Livello 2: interoperabilità necessaria Uso del BIM con modelli separati, integrabili - Dati in ambiente comune (Common Data Environment) PAS :2013 Specification for information management for the capital/delivery phase of construction projects using building information modelling 11

12 Livello 2: interoperabilità necessaria STRUTTURALE CDE ARCHITETTONICO IMPIANTI COMPUTO 12

13 Common data environment - CDE CDE: cartelle comuni su server, spazio web condiviso o software per gestione dei documenti Raccoglie, gestisce e diffonde la documentazione, i modelli, i dati grafici e non per l intero team del progetto Facilita la collaborazione tra i membri del team di progetto e aiuta a evitare la duplicazione dei dati e gli errori. 13

14 Livello 3: interoperabilità essenziale Progetto totalmente integrato con dati comuni condivisi contemporaneamente PAS :2013 Specification for information management for the capital/delivery phase of construction projects using building information modelling 14

15 Livello 3: interoperabilità essenziale STRUTTURALE ARCHITETTONICO IMPIANTI MANUTENZIONE BIM SERVER COMPUTO PROJECT MANAG. 15

16 Livello 3: interoperabilità essenziale STRUTTURALE ARCHITETTONICO IMPIANTI MANUTENZIONE BIM SERVER WEB COMPUTO PROJECT MANAG. 16

17 Anatomia del software BIM 17

18 Progetto tradizionale: dal disegno Documentazione del progetto attraverso il disegno manuale o con CAD di piante e sezioni

19 Progettazione con logica BIM: al modello 1. Costruzione del modello virtuale con oggetti parametrici OGGETTI PARAMETRICI (+ DATI )

20 Anatomia del software BIM 0,30,300 30,30,300 CAD GIM Geometric Information Model 0,0,300 30,0,300 0,0,0 30,0,0 30,30,0 Linea 0,0,0 30,0,0 Linea 30,0,0 30,30,0 Linea 0,0,0 0,0,300 Libreria BIM BIM Building Information Model H A B A= 30 B= 30 H= 300 MOTORE PARAMETRICO PER LA GESTIONE DEGLI OGGETTI Pilastro (30, 30, 300) 20

21 Anatomia del software BIM FAMIGLIE DI OGGETTI PARAMETRICI (GEOMETRIA + DATI) Modellazione associativa MOTORE PARAMETRICO PER LA GESTIONE DEGLI OGGETTI BASE DATI OGGETTI E RELATIVI PARAMETRI ALTRI DATI 21

22 Interoperabilità dei dati I software di authoring hanno caratteristiche differenti tra loro e database proprietari AECOsim ARCHICAD DBMS MOTORE PARAME TRICO FAMIGLIE DI OGGETTI PARAMETRICI (GEOMETRIA + DATI) DBMS MOTORE PARAME TRICO FAMIGLIE DI OGGETTI PARAMETRICI (GEOMETRIA + DATI) DBMS MOTORE PARAME TRICO FAMIGLIE DI OGGETTI PARAMETRICI (GEOMETRIA + DATI) DBMS MOTORE PARAME TRICO FAMIGLIE DI OGGETTI PARAMETRICI (GEOMETRIA + DATI) REVIT ALLPLAN 22

23 Interoperabilità dei dati La soluzione è l uso di un formato neutro (IFC) AXIS VM ARCHICAD TEKLA DBMS DBMS DBMS IFC DBMS DBMS DBMS AECOsim ALLPLAN AUTODESK 23

24 I file IFC: struttura e potenzialità 24

25 IFC: Industry Foundation Classes data model 25

26 IFC: Industry Foundation Classes data model 1995: nasce IAI - Internantional Alliance for Interoperability (oggi Buildingsmart) Versioni di IFC (dal 1997) CERTIFICATO ISO 16739:

27 IFC: Industry Foundation Classes data model Struttura gerarchica: 1 Entità: es. IfcWall 1. Entità dati generali 2. Entità oggetti 3. Entità prodotti 4. Entità elementi Entità elementi di costruzione 6. Entità muro 7. Dati della entità muro

28 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! 28

29 Le potenzialità e le criticità dello standard IFC 29

30 IFC: Industry Foundation Classes data model IFC è estremamente ridondante Vantaggi: consente un ampio numero di opzioni Svantaggi: lo stesso oggetto può essere definito con comandi diversi, con difficoltà di comunicazione dei dati IFC è fortemente astratto Vantaggi: il campo applicativo è molto esteso Svantaggi: consente diverse interpretazioni tutte valide IFC non copre tutte le problematiche Ad esempio: non sono considerate le tolleranze IFC è in fase di evoluzione Il software deve essere aggiornato per tenere conto delle variazioni tra release dello standard IFC 30

31 La compatibilità dei software BIM riguardo ai file IFC 31

32 Creazione file IFC FAMIGLIE DI OGGETTI PARAMETRICI (GEOMETRIA + DATI) Modello BIM costituito da oggetti MOTORE PARAMETRICO MODULO ESPORTAZIONE FILE IFC 1. Analisi oggetti contenuti nel modello BIM e conversione in oggetti IFC (costruzione geometria secondo oggetti IFC) 2. Altre informazioni relativi alle relazioni tra oggetti (finestra nel muro) 3. Dati aggiuntivi (materiale, trasmittanza, costo, metadati, ) 4. Scrittura file IFC con gli oggetti ricevuti (spesso cristallizati) 32

33 Creazione file IFC MODULO IMPORTAZIONE IFC 1. Lettura file IFC 2. Riconoscimento oggetti IFC 3. Associazione oggetti IFC ad oggetti disponibili in libreria con recupero o meno della parametrizzazione 4. Costruzione del modello BIM FAMIGLIE DI OGGETTI PARAMETRICI (GEOMETRIA + DATI) Modello BIM costituito da oggetti IFC MOTORE PARAMETRICO 33

34 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) 34

35 IFC: Industry Foundation Classes data model Per applicazioni particolari è possibile (e conveniente) sviluppare software «ad hoc» che sfrutta tutte le potenzialità di IFC 35

36 Le problematiche per il software strutturale 36

37 Modello architettonico e modelli strutturali 1 : modello architettonico 2 : modello geometrico strutturale 3 : modello di calcolo - FEM 37

38 Modello architettonico e modelli strutturali Ipotesi di flusso operativo A) B) C)

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41 SEMINARIO OICE - Il BIM nel quotidiano Modena

42 Caratteristiche del calcolo FEM: modello geometrico modello di calcolo - FEM 42

43 Caratteristiche del calcolo FEM Gli elementi strutturali sono introdotti con segmenti che indicano assi e piani medi degli elementi stessi Il calcolo FEM richiede che ci siano NODI COMUNI attraverso i quali si realizza la continuità strutturale 43

44 Nel passaggio IFC architettonico modello FEM occorre adattare geometrie alla logica FEM 44

45 Il collegamento tra solaio e pareti trasmette solo alcune sollecitazioni e simula il carico non centrato rispetto all asse della parete verticale 45

46 INPUT MODELLO FEM INPUT FILI FISSI La gestione dei fili fissi per l adeguamento automatico del modello al variare delle sezioni SOLUZIONE MODELLO ADEGUAMENTO MODELLO NO VERIFICHE ELEMENTI SEZIONI INVARIATE? SI FINE 46

47 Caratteristiche del calcolo FEM Per mantenere la coerenza tra modello geometrico strutturale e modello di calcolo FEM occorre gestire i fili fissi: al variare delle sezioni varia la posizione dell asse degli elementi (es. pilastri) modello geometrico modello di calcolo - FEM 47

48 Caratteristiche del calcolo FEM La gestione dei fili fissi per l adeguamento automatico del modello al variare delle sezioni TRAVI Filo esterno solaio 48

49 E necessario mantenere la coerenza tra modello geometrico e modello di calcolo - FEM TIPOLOGIE DI COLLEGAMENTI Il collegamento tra gli elementi trasmette solo alcune sollecitazioni 49

50 Il software per il BIM strutturale TIPOLOGIE DI COLLEGAMENTI Il collegamento tra gli elementi trasmette solo alcune sollecitazioni 50

51 Considerazioni circa uso IFC da modello architettonico a strutturale Il passaggio diretto non è possibile, sono necessarie operazioni di adattamento tra i modelli Molte operazioni sono automatizzabili E comunque necessario un controllo finale 51

52 Esempi ed applicazioni 52

53 Modello BIM architettonico 55

54 Modello BIM architettonico 56

55 Lettura file IFC architettonico 57

56 Modello FEM input carichi 58

57 Definizione fili fissi su modello FEM 59

58 Modello strutturale geometrico 60

59 Verifica di travi, pilastri, setti, plinti e travi di fondazione e disegno delle armature 61

60 Esportazione IFC armature 62

61 GRAZIE PER L ATTENZIONE [email protected] 63