Manual:Modelagem BIM
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Building Information Modeling (BIM) é um processo usado em arquitetura, engenharia e construção para criar e gerenciar representações digitais de estruturas físicas. Ela integra não apenas geometria 3D, mas também dados críticos como materiais, custos e cronogramas, permitindo análises avançadas e colaboração durante todo o ciclo de vida de um projeto.
No FreeCAD, a funcionalidade BIM evoluiu significativamente, especialmente com o lançamento da versão 1.0, onde as bancadas de trabalho Arch e BIM, antes separadas, foram fundidas em uma única bancada BIM integrada. Essa consolidação otimiza os fluxos de trabalho, permitindo que os usuários modelem, documentem e gerenciem projetos de construção com mais eficiência em um único ambiente.
Um grande avanço introduzido no FreeCAD v1.0 é a adoção do conceito IFC Nativo. Anteriormente, como a maioria dos aplicativos BIM, o FreeCAD traduzia dados entre seu modelo de dados interno e o formato de arquivo IFC (Industry Foundation Classes), o que levava à potencial perda de dados durante os processos de abertura e salvamento. Com o IFC Nativo, os usuários do FreeCAD agora podem abrir, manipular e salvar arquivos IFC diretamente, onde o próprio arquivo IFC serve como estrutura de dados. Essa abordagem elimina a tradução desnecessária de dados e garante que as modificações sejam salvas sem reescrever o arquivo inteiro, tornando-o compatível com sistemas de controle de versão como o Git e proporcionando um fluxo de trabalho mais transparente e preciso para o manuseio de arquivos IFC.
Neste capítulo, veremos como modelar este pequeno edifício:
- Crie um novo documento e acesse o
BIM Workbench.
- Abra o menu Edit (Editar) → Preferences (Preferências) → Draft (Rascunho) → Gride and Snapping (Grade e Encaixe) e defina:
- Main lines every (Linhas principais)
10. - Grid spacing (Espaçamento da grade)
1000mmpara ter uma grade de um metro, o que é conveniente para o tamanho do nosso edifício. - Grid size (Tamanho da grade)
100 linhas.
- Main lines every (Linhas principais)
- Na snapping toolbar (barra de ferramentas de encaixe), certifique-se de que o botão
Snap grid (Encaixe na Grade) esteja habilitado para que possamos usar a grade o máximo possível.
- Se você não conseguir enxergar os eixos, clique no botão
Toggle grid (Ligar/Desligar grade).
- Defina o Working Plane (Plano de Trabalho) como o plano XY
- Desenhe quatro retas com a ferramenta
Draft Line (Linha de Rascunho). Você pode inserir as coordenadas manualmente ou simplesmente selecionar os pontos na grade com o mouse. Usaremos metros para nossas dimensões:
- Do ponto (0,0) ao ponto (0,3)
- Do ponto (0,3) ao ponto (4,3)
- Do ponto (4,3) ao ponto (4,0)
- Do ponto (4,0) ao ponto (0,0)
Observe que desenhamos as linhas consistentemente na mesma direção (sentido horário). Embora isso não seja obrigatório, ajuda a garantir que as paredes, que construiremos em seguida, tenham orientações esquerda e direita consistentes. Você pode se perguntar por que não desenhamos apenas um retângulo, o que teria sido mais simples. No entanto, usar quatro linhas separadas nos dá a oportunidade de demonstrar funcionalidades BIM adicionais, como combinar vários objetos em um, o que é uma parte essencial do fluxo de trabalho.
- Depois de criar as linhas, verifique seus pontos inicial e final e ajuste, se necessário, para que fiquem exatamente corretas.
- Selecione as quatro linhas e pressione o botão
Wall.
- Defina a Height (Altura) das paredes como 3 m (padrão).
- Defina a propriedade Aligment (Alinhamento) como left (esquerda). Definir a propriedade Alinhamento para a esquerda garante que as paredes criadas sejam posicionadas à esquerda das linhas desenhadas. No BIM Workbench do FreeCAD, as paredes são normalmente geradas com base em uma linha de referência, e o alinhamento à esquerda ou à direita determina de que lado da linha a parede será posicionada.
Se você não desenhou as linhas na mesma ordem indicada (sentido horário), a orientação de algumas paredes pode ser invertida, o que significa que elas podem ser posicionadas no lado oposto da linha (à direita em vez de à esquerda). Nesse caso, você precisaria ajustar o alinhamento à direita para essas paredes específicas para garantir que todas estejam alinhadas de forma consistente. Uma vez definido corretamente, você terá quatro paredes que se cruzam nos cantos, posicionadas na parte interna da linha de base, formando o layout desejado.
Após criar as paredes, o próximo passo é uni-las para que se interseccionem corretamente. Isso é necessário quando as paredes não se conectam perfeitamente em suas interseções. Para isso, selecione uma parede como "hospedeira" e adicione as outras paredes como "adições", mesclando sua geometria com a hospedeira. Todos os objetos no BIM Workbench podem ter múltiplas adições (que adicionam geometria) ou subtrações (que removem geometria). Essas relações podem ser gerenciadas a qualquer momento clicando duas vezes no objeto na árvore, permitindo ajustes flexíveis para garantir que as paredes e outros elementos arquitetônicos se integrem perfeitamente.
- Selecione as quatro paredes com a tecla Ctrl pressionada, sendo a última a parede que você escolheu para se tornar a hospedeira.
- Pressione o botão
Add (Adicionar). As quatro paredes agora foram transformadas em uma:
No entanto, as paredes individuais ainda são acessíveis expandindo a parede na visualização em árvore.
- Agora, vamos posicionar uma porta pressionando a ferramenta
Door (Porta).
- Comece selecionando a parede. Embora esta etapa não seja obrigatória, é um hábito útil a ser desenvolvido. Se um objeto for selecionado antes de iniciar uma operação, a operação será aplicada automaticamente a essa entidade por padrão.
- Defina o
Working Plane (Plano de Trabalho) como auto (automático) para que não fiquemos restritos ao plano do solo.
- Pressione o botão
Door (Porta).
- No painel de criação de portas, selecione a predefinição Glass door (Porta de vidro) e defina sua Width (Largura) como 1 m e sua Height (Altura) como 2,1 m. Você notará que pode escolher entre vários tipos de portas e configurar seus parâmetros como desejar. No FreeCAD, uma porta é derivada por uma operação Window (janela).
- Certifique-se de que a opção
Snap near (Elemento Próximo) esteja ativada para que possamos ajustar as faces.
- Posicione sua porta aproximadamente no meio da face frontal da parede:
- Agora podemos definir a localização precisa expandindo os objetos parede e janela na visualização em árvore e alterando a propriedade Placement (Posicionamento) do esboço base da nossa porta. Defina sua posição como x = 0,5 m, y = 0, z = 0. Nossa porta agora está exatamente onde queremos:
- Vamos posicionar uma janela ao lado da nossa porta. Selecione a parede, pressione a ferramenta
Window (Janela), selecione a predefinição Open 2-pane (Abrir 2 painéis) e posicione uma janela de 1m x 1m na mesma face da porta. Defina o posicionamento do "underlying sketch" para x = 0, y = 0, z = 1,1m, de forma que a linha superior da janela fique alinhada com a parte superior da porta.
As janelas são sempre baseadas em esboços (sketches). Você pode criar janelas personalizadas facilmente desenhando primeiro um esboço (sketch) em uma face e, em seguida, transformando esse esboço (sketch) em uma janela, selecionando-a e clicando no botão da janela. Em seguida, você pode definir os parâmetros da janela — como quais partes do esboço (sketch) devem ser extrudadas e em que proporção — clicando duas vezes na janela na visualização em árvore. Agora, vamos criar uma laje:
- Defina o Working Plane (Plano de Trabalho) como o plano XY
- Crie um
rectangle (retângulo) com length (comprimento) de 5 m, height (altura) de 4 m e posicione-o nas posições x:-0,5 m, y:-0,7 m, z:0.
- Selecione o retângulo
- Clique na ferramenta
Slab (Laje) para criar uma laje a partir do retângulo
- Mantenha os valores padrão de 0,2 m para a propriedade height (altura) e defina a direction (direção) normal como (0,0,-1), para que a extrusão seja para baixo. Embora pudéssemos ter movido o objeto 0,2 m para baixo, é uma boa prática manter os objetos extrudados alinhados com seu perfil base para manter a consistência e a precisão no modelo.
- Defina a propriedade (property) Ifc Type (Tipo Ifc) da laje (slab) como slab (laje). Isso não é necessário no FreeCAD, mas é importante para a exportação IFC, pois garantirá que o objeto seja exportado com o tipo IFC correto.
- Vamos colocar um roof (teto) sobre nossas cabeças agora. Podemos fazer isso facilmente usando a ferramenta
Roof (Telhado).
- Pressione a opção
Snap working plane (Plano de trabalho) para habilitar o desenho em todos os planos.
- Ao escolher uma das faces superiores da nossa casa, pressione o botão
Select plane (Selecionar plano). O plano de trabalho agora está definido para essa face.
- Crie um
rectangle (retângulo), ajustando-o a dois pontos opostos das paredes:
- Na aba data (dados) do telhado, defina o parâmetro Runs como 1600.
- Se desejar alterar a cor do telhado, você pode fazê-lo na view tab (aba Visualizar)
Com isso, nosso modelo está completo. O próximo passo é organizá-lo adequadamente para garantir que seja exportado corretamente para o formato IFC. Os arquivos IFC exigem que todos os elementos da construção sejam agrupados dentro de um objeto "building" e, opcionalmente, dentro de um "story" específico. Além disso, todas as construções devem estar localizadas em um site. No entanto, o exportador IFC do FreeCAD gerará automaticamente um site padrão caso não haja um, portanto, não precisamos adicioná-lo manualmente. É importante estruturar o modelo adequadamente para atender aos padrões IFC, garantindo colaboração e compatibilidade com outros softwares BIM. A organização adequada também ajudará a evitar perdas de dados ou erros durante o processo de exportação.
- Selecione as paredes, a laje e o telhado.
- Pressione o botão
Floor (piso)
- Selecione o piso que acabamos de criar
- Pressione o botão
Building
Nosso modelo agora está pronto para exportar:
O IFC format é um dos recursos mais valiosos no mundo BIM livre, pois permite a troca de dados entre qualquer aplicativo e agente do mundo da construção, de forma aberta (o formato é aberto, gratuito e mantido por um consórcio independente). Exportar seus modelos BIM como IFC garante que qualquer pessoa possa visualizá-los e analisá-los, independentemente do aplicativo utilizado.
- Selecione o objeto principal que deseja exportar, ou seja, o objeto Building.
- Selecione o menu File (Arquivo) -> Export (Exportar) -> Industry Foundation Classes e salve o arquivo.
- O arquivo IFC resultante agora pode ser aberto em uma ampla gama de aplicativos e visualizadores (a imagem abaixo mostra o arquivo aberto no visualizador gratuito [1]). Verificar o arquivo exportado em um aplicativo visualizador antes de distribuí-lo para outras pessoas é importante para verificar se todos os dados contidos no arquivo estão corretos. O próprio FreeCAD também pode ser usado para reabrir o arquivo IFC resultante.
Podemos usar o TechDraw Workbench para criar um desenho do nosso edifício. O processo é semelhante ao mostrado na seção anterior, portanto, não entraremos em muitos detalhes aqui. Basta criar uma nova vista usando a opção
insert Default Page (inserir página padrão), selecionar a vista que deseja exibir no desenho e adicionar dimensões onde necessário. Isso nos permitirá criar uma representação 2D profissional do modelo 3D para fins de documentação ou apresentação.
Nossa página está pronta e podemos exportá-la para os formatos SVG ou DXF, ou imprimi-la. O formato SVG permite que você abra o arquivo usando aplicativos de ilustração como o Inkscape, com o qual você pode aprimorar rapidamente desenhos técnicos e transformá-los em desenhos de apresentação muito mais bonitos. Ele oferece muito mais possibilidades do que o formato DXF.
Downloads
- O arquivo produzido durante este exercício: https://github.com/yorikvanhavre/FreeCAD-manual/blob/master/files/house.FCStd
- O arquivo IFC exportado do arquivo acima: https://github.com/yorikvanhavre/FreeCAD-manual/blob/master/files/house.ifc
- O arquivo SVG exportado do arquivo acima: https://github.com/yorikvanhavre/FreeCAD-manual/blob/master/files/house.svg
Relacionado
- BIM Workbench
- The Arch Workbench
- The Draft working plane
- The Draft snapping settings
- The expressions system
- The IFC format
- IfcOpenShell
- IfcPlusPlus
- Inkscape
- 2D drafting: Sketch, Line, Polyline, Circle, Arc, Arc From 3 Points, Fillet, Ellipse, Polygon, Rectangle, B-Spline, Bézier Curve, Cubic Bézier Curve, Point
- 3D/BIM: Project, Site, Building, Level, Space, Wall, Curtain Wall, Column, Beam, Slab, Door, Window, Pipe, Connector, Stairs, Roof, Panel, Frame, Fence, Truss, Equipment
- Reinforcement Tools: Custom Rebar, Straight Rebar, U-Shape Rebar, L-Shape Rebar, Stirrup, Bent-Shape Rebar, Helical Rebar, Column Reinforcement, Beam Reinforcement, Slab Reinforcement, Footing Reinforcement
- Generic 3D Tools: Profile, Box, Shape Builder, Facebinder, Objects Library, Component, External Reference
- Annotation: Text, Shape From Text, Aligned Dimension, Horizontal Dimension, Vertical Dimension, Leader, Label, Hatch, Axis, Axis System, Grid, Section Plane, New Page, New View
- Create 2D Views: 2D Drawing, Section View, Section Cut
- Snapping: Snap Lock, Snap Endpoint, Snap Midpoint, Snap Center, Snap Angle, Snap Intersection, Snap Perpendicular, Snap Extension, Snap Parallel, Snap Special, Snap Near, Snap Ortho, Snap Grid, Snap Working Plane, Snap Dimensions, Toggle Grid, Working Plane Front, Working Plane Top, Working Plane Side, Working Plane
- Modify: Move, Copy, Rotate, Clone, Create Simple Copy, Create Compound, Offset, 2D Offset, Trimex, Join, Split, Scale, Stretch, Draft to Sketch, Upgrade, Downgrade, Add Component, Remove Component, Array, Path Array, Polar Array, Point Array, Cut With Plane, Mirror, Extrude, Difference, Union, Intersection
- Manage: BIM Setup, Views Manager, Setup Project, Manage Doors and Windows, Manage IFC Elements, Manage IFC Quantities, Manage IFC Properties, Manage Classification, Manage Layers, Material, Schedule, Preflight Checks, Annotation Styles
- Utils: Toggle Bottom Panels, Move to Trash, Working Plane View, Select Group, Set Slope, Working Plane Proxy, Add to Construction Group, Split Mesh, Mesh to Shape, Select Non-Manifold Meshes, Remove Shape From BIM, Close Holes, Merge Walls, Check, Toggle IFC B-Rep Flag, Toggle Subcomponents, Survey, IFC Diff, IFC Explorer, New IFC Spreadsheet, Image Plane, Unclone, Rewire, Glue, Re-Extrude
- Panel Tools: Panel, Panel Cut, Panel Sheet, Nest
- Structure Tools: Structure, Structural System, Multiple Structures
- IFC Tools: IFC Diff, IFC Expand, Create IFC Project, IfcOpenShell Update
- Nudge: Nudge Switch, Nudge Up, Nudge Down, Nudge Left, Nudge Right, Nudge Rotate Left, Nudge Rotate Right, Nudge Extend, Nudge Shrink
- Additional: Preferences, Fine tuning, Import Export Preferences, IFC, DAE, OBJ, JSON, 3DS, SHP












