Manual:BIM modeling/ru

BIM расшифровывается как Building Information Modeling (Информационное моделирование зданий). Точное определение может различаться, но упрощённо можно сказать, что это о том, как сейчас моделируются здания и другие большие структуры вроде мостов, тоннелей и так далее. Модель BIM обычно базируется на трёхмерной модели, и так же включает серию дополнительных информационных слоёв, таких как информация о материалах, связи с другими объектами и моделями, или специальные инструкции по строительству или эксплуатации. Дополнительная информация разрешает включать все виды современных анализов модели, такие как структурная устойчивость, оценки стоимости и сроков строительства, или расчетов потребления энергии.

Верстак FreeCAD Arch предоставляет набор инструментов и возможностей для создания моделей BIM. Хотя он имеет другое применение, он сделан для работы в тесной интеграции с остальной частью FreeCAD: всё, что создано любым из прочих верстаков FreeCAD может превратиться в объект Arch, или послужить базой для объекта Arch.

Как в верстаке PartDesign, создаваемые в верстаке Arch объекты делаются для реализации в реальном мире. Следовательно, они должны быть твердотельными. Инструменты Arch обычно автоматически следят за этим, но есть так же утилиты, помогающие проверить пригодность объектов.

Верстак Arch так же включает все инструменты из верстака Draft, и использует его систему сеток и привязки. Перед началом желательно просмотреть страницу настроек верстаков Draft и Arch и установить желательные значения по умолчанию.

В этой главе мы посмотрим как моделировать это небольшое здание:



и создадим его план и вид в разрезе:




 * Создадим новый документ, и переключимся на верстак Arch.
 * Откроем меню Правка -> Параметры -> Draft -> Grid and Snapping и установим расстояние между линиями сетки в 1000 мм, так что у нас будет метровая сетка, соответствующая размеру нашего строения.
 * На панели привязок убедимся, что кнопка [[Image:Snap_Grid.png|16px]] Сетка включена, так что мы можем использовать сетку насколько можно.
 * Установим Выбор плоскости на XY
 * Нарисуем четыре линии инструментом [[Image:Draft_Line.png|16px]] Линия. Координаты можно вводить вручную, или указывать точке в сетке с помощью мыши:
 * От точки (0,0) к точке (0,3)
 * От точки (0,3) к точке (4,3)
 * От точки (4,3) к точке (4,0)
 * От точки (4,0) к точке (0,0)



Заметьте, что мы рисовали в одном направлении (по часовой стрелке). Это не обязательно, но гарантирует, что стены, которые мы потом создадим, будут иметь то же левое и правое направление. Вы можете подумать, что мы могли бы нарисовать здесь прямоугольник, и это правда. Но четыре линии позволяют нам лучше иллюстрировать, как добавить один объект в другой.


 * Выделите первую линию, затем нажмите кнопку [[Image:Arch_Wall.png|16px]] Wall.
 * Повторите для остальных трёх линий, пока не появится 4 стены.
 * Выделите 4 стены и установите параметр Height в 3,00 м и их Alignment в left. Если Вы рисовали линии стен не в рекомендованном выше порядке, у некоторых из них левая и правая стороны будут в противоположном направлении, и для них надо будет указать right. У Вас получится 4 пересекающиеся стены внутри базовых линий:



Теперь нам надо объединить наши стены, так что они пересекаются правильно. Это не обязательно, если Вы рисовали так, что они уже чётко соединены, но здесь это надо, поскольку они пересекаются. В Arch это делается выбором одной из стен как "host", и добавлением других как "additions". Все объекты Arch могут присоединять любое число добавлений (объекты, чья геометрия добавляется к геометрии хоста), и вычитаний (объекты, чья геометрия вычитается). Добавления и вычитания объекта могут управляться в любое время двойным кликом на объекте в древе проекта.
 * Выделите четыре стены с нажатой кнопкой Ctrl, последняя будет выбрана хостом
 * Нажмите кнопку [[Image:Arch_Add.png|16px]] Add. Четыре стены превратятся в одну:



Отдельные стены по-прежнему доступны, если раскрыть иерархию стен в древе проекта.


 * Теперь вставим дверь. В FreeCAD двери считаются особым видом окон, так что это делается инструментом Окно.
 * Начнём с выделения стены. Это не обязательно, но хорошая привычка. Если объект выделен при запуске этого инструмента, вы обязательно вставите окно в этот объект, даже если Вы захватите другой объект.
 * Установите Выбор плоскости в auto, чтобы мы не были ограничены полом
 * Нажмите кнопку [[Image:Arch_Window.png|16px]] Окно.
 * В панели создания окна выберите установку Simple door, и установите его Width в 0,9 м и его Height в 2,1 м
 * Убедитесь, что включена привязка [[Image:Snap_Near.png|16px]] Ближайшие, чтобы мы могли делать захват поверхностей.
 * Поместим наше окно примерно в середину передней поверхности стены:




 * После клика наше окно будет помещено на нужную стену, но не там, где надо:




 * Теперь мы можем установить точное положение раскрытием объектов стена и окно в древе проекта, и изменением параметра Placement базового эскиза двери. Установите его позицию в x = 2 м, y = 0, z = 0. Теперь наше окно точно там, где мы хотим:




 * Повторим операцию, чтобы поместить окно: выделим стену, выберем инструмент Окно, выберем шаблон Open 2-pane, и поместим окно 1м x 1 м на ту же стену, что и дверь. Установим положение нижележащего эскиза в x = 0.6m, y = 0, z = 1.1m, чтобы верхняя линия окна была на одном уровне с дверью.



Окна всегда строятся на эскизах. Можно легко создать своё окно созданием эскиза на поверхности и превращением его в окно его выделением и нажатием кнопки Окно. Затем можно будет указать, какие полилинии эскиза должны быть выдавлены и насколько, могут быть указаны в окне параметров создания двойным кликом на созданном окне в древе проекта. Сделаем теперь заготовку:


 * Установим рабочую плоскость в XY
 * Создадим [[Image:Draft_Rectangle.png|16px]] прямоугольник длинной 5 м и высотой 4m, и поместим его в позицию x = -0,5м, y = -0,5 м, z = 0.
 * Выделим прямоугольник
 * Кликнем инструмент [[Image:Arch_Structure.png|16px]] структура для создания плиты из прямоугольника
 * Установим параметр заготовки height в 0,2 м и его направление normal в (0,0,-1), поскольку мы хотим выдавливать вниз. Мы можем так же сместить его на 0,2 вниз, но лучше оставлять выдавленный объект в том же месте, где и его базовый профиль.
 * Установим параметр Role заготовки в slab. В FreeCAD это не обязательно, но важно для экспорта в IFC, поскольку гарантирует, что объект будет экспортирован в правильный тип IFC.




 * Теперь используем одну из структуральных наборов для создания металлических балок. Кликнем кнопку [[Image:Arch_Structure.png|16px]] Структура, выберем набор HEB 180, и установим его высоту в 4м. Поместим его куда-нибудь:




 * Настройте её placement, установив rotation в 90° в осях (1,0,0), и position в x:90mm, y:3.5m, z:3.09m. Это поместит балку прямо на одной из боковых стен:




 * Теперь эту балку надо продублировать несколько раз. Мы можем это сделать с помощью инструмента [[Image:Draft_Clone.png|16px]] клонирования, но лучше сделать все копии за раз как массив:
 * Выделим балку
 * Нажмём кнопку [[Image:Draft_Array.png|16px]] Array
 * Установим параметр массива Number X равным 6, оставив Y и Z равным 1
 * Раскроем параметр interval X, и нажмём маленькую иконку [[Image:Bound-expression-unset.png|16px]] expression в правой части поля X . Это откроет редактор выражений:




 * Запишем в поле выражений (4m-180mm)/5 и нажмём OK. Это установит значение x в 0,764 м (при полной длине фасадной стены 4 м и ширине балки 180 мм, которая поэтому зовётся HEB180, чтобы уложить пять промежутков между балками в оставшемся пространстве):




 * Теперь мы запросто сможем создать простую плиту поверх балок, рисуя прямоугольник прямо на верхней поверхности балок. Выделим верх одной из балок
 * Нажмём кнопку [[Image:Draft_SelectPlane.png|16px]] Выбор плоскости. Рабочая плоскость теперь совпадает с этой поверхностью.
 * Создадим [[Image:Draft_Rectangle.png|16px]] прямоугольник, захватив две противоположные точки крайних балок:




 * Выделим прямоугольник
 * Нажмём кнопку [[Image:Arch_Structure.png|16px]] Структура и создадим плиту высотой 0,2 м.

Всё, наша модель готова. Теперь её надо организовать так, чтобы корректно экспортировать её в IFC. Формат IFC требует, чтобы все объекты здания были внутри создаваемого объекта, и, возможно, внутри истории. Это так же требует чтобы все строения помещались внутри участка, но экспортёр FreeCADа при необходимости добавляет участок по умолчанию, так что нам нет необходимости добавлять его здесь.


 * Выделим две плиты, стены и массив балок
 * Нажмём кнопку [[Image:Arch_Floor.png|16px]] Этаж
 * Выделим созданный нами этаж
 * Нажмём кнопку [[Image:Arch_Building.png|16px]] Здание

Теперь наша модель готова к экспорту:



Формат IFC - одна из важнейших ценностей в свободном мире BIM, поскольку он позволяет обмениваться данными между любыми приложениями и участниками мира конструирования, в открытой манере (формат открыт, свободен и поддерживается независимым консорциумом). Экспорт вашей модели BIM в IFC гарантирует, что любой может увидеть и проанализировать его, вне зависимости от используемого приложения.

В FreeCAD импорт и экспорт в IFC производится через другое приложение, называемое IfcOpenShell. Чтобы экспортировать в IFC из FreeCAD, в вашей системе должен быть установлен пакет IfcOpenShell-python. Убедитесь, что выбрали тот, что использует ту же версию Python, что и FreeCAD. Версию Python, которую использует FreeCAD, можно узнать, открыв в нём панель View -> Panels -> Python console. Когда всё готово, можно экспортировать нашу модель:


 * Select the top object you want to export, that is, the Building object.
 * Select menu File -> Export -> Industry Foundation Classes and save your file.
 * The resulting IFC file can now be opened ina wide range of applications and viewers (the image below shows the file opened in the free IfcPlusPlus viewer). Checking the exported file in such a viewer application before distributing it to other people is important to check that all the data contained in the file is correct. FreeCAD itself can also be used to re-open the resulting IFC file.



We will now place some dimensions. Unlike the previous chapter, where we drew all the dimensions directly on the Drawing sheet, we will use another method here, and place Draft dimensions directly in the 3D model. These dimensions will then be placed on the Drawing sheet. We will first make two groups for our dimensions, one for the dimensions that will appear in the plan view, and another for those that appear on the elevation.


 * 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 following 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°

Наш лист теперь готов, и мы можем экспортировать его в формат SVG или DXF, или распечатать. Формат SVG можно открыть в приложении для иллюстраций вроде inkscape, где Вы можете быстро преобразовать чертёж в презентационный рисунок. Он позволяет больше возможностей, чем DXF.

Загрузки


 * Созданный в ходе упражнения файл: https://github.com/yorikvanhavre/FreeCAD-manual/blob/master/files/house.FCStd
 * Файл IFC, экспортированный из этого файла: https://github.com/yorikvanhavre/FreeCAD-manual/blob/master/files/house.ifc
 * Файл SVG, экспортированный из этого файла: https://github.com/yorikvanhavre/FreeCAD-manual/blob/master/files/house.svg

Читать далее


 * Верстак Arch
 * Рабочая плоскость верстака Draft
 * Установка привязки в верстаке Draft
 * The expressions system
 * Формат файлов IFC
 * IfcOpenShell
 * IfcPlusPlus
 * Inkscape