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 и установим расстояние между линиями сетки в  мм, так что у нас будет метровая сетка, соответствующая размеру нашего строения.
 * На панели привязок убедимся, что кнопка [[Image:Snap_Grid.svg|16px]] Сетка включена, так что мы можем использовать сетку насколько можно.
 * Установим Выбор плоскости на XY
 * Нарисуем четыре линии инструментом [[Image:Draft_Line.svg|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.svg|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, последняя будет выбрана хостом
 * Нажмите кнопку [[Image:Arch_Add.svg|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.svg|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.svg|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 параметры создания окна, то есть какие линии эскиза должны быть выдавлены и насколько, можно определить кликнув дважды по окну в дереве проекта. Давайте сделаем заготовку:


 * Установим рабочую плоскость в XY
 * Создадим [[Image:Draft_Rectangle.svg|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.svg|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.svg|16px]] Структура, выберем набор HEB 180, и установим его высоту в 4м. Поместим его куда-нибудь:




 * Настройте её placement, установив Angle 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.svg|16px]] клонирования, но лучше сделать все копии за раз как массив:
 * Выделим балку
 * Нажмём кнопку [[Image:Draft_Array.svg|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.svg|16px]] Выбор плоскости. Рабочая плоскость теперь совпадает с этой поверхностью.
 * Создадим [[Image:Draft_Rectangle.svg|16px]] прямоугольник, захватив две противоположные точки крайних балок:




 * Выделим прямоугольник
 * Нажмём кнопку [[Image:Arch_Structure.svg|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.svg|16px]] Этаж
 * Выделим созданный нами этаж
 * Нажмём кнопку [[Image:Arch_Building.svg|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:


 * Выделить головной объект для экспорта, это будет Building.
 * Выделить в меню File -> Export -> Industry Foundation Classes и сохранить свой файл.
 * Полученный файл IFC теперь может быть открыть множеством приложений и просмотрщиков (изображение ниже показывает открытый файл в свободном просмотрщике IfcPlusPlus). Проверка экспортированного файла в этом просмотрщике перед отправкой другим людям желательна, чтобы убедиться в корректности содержащихся в файле данных. Так же можно использовать FreeCAD для повторного открытия полученного файла IFC.



Теперь поставим некоторые размеры. В отличие от предыдущей главы, где мы чертили размеры прямо на чертёжном листе, здесь мы используем другой метод, и поместим размеры прямо в трёхмерной модели. Эти размеры затем будут помещены на чертёжном листе автоматически. Сначала мы сделаем две группы наших размеров, одна для тех, что будет помещена на виде сверху, другая для вида со стороны фасада.


 * Правым кликом на документе в древе проекта создадим две новые группы: Plan dimensions и Elevation dimensions.
 * Установим рабочую плоскость в XY
 * Убедимся, что [[Image:Snap_WorkingPlane.svg|16px]] привязка к рабочей плоскости включена, чтобы всё оставалось в её пределах.
 * Поставим пару [[Image:Draft_Dimension.png|16px]] размеров, например, как на рисунке ниже. Нажатие или  во время захвата размерных точек во время привязки даст дополнительные опции.




 * Выделите все ваши размеры и перетащите их в группу Plan dimensions древа проектов
 * Установите рабочую плоскость в XZ, фронтальную вертикальную.
 * Повторите операцию, создав пару размеров, и поместив их в группу Elevation dimensions.



Теперь приготовим набор видов нашей модели для размещения на странице чертежа. Это можно сделать с помощью инструментов верстака Drawing, как это делалось в предыдущей главе, но верстак Arch так же предлагает универсальный продвинутый инструмент для создания планов, сечений и фасадных видов, называемый Плоскость сечения. Теперь мы добавим две из этих сечений для создания вида сверху и фронтального вида.
 * Выделите строение в древе проекта
 * Нажмите кнопку [[Image:Arch_SectionPlane.svg|16px]] Плоскость сечения.
 * Установите параметр Display Height в 5m, его Display Length в 6m, чтобы охватить наш дом (это не обязательно, но лучше выглядит, поскольку покажет естественно для чего он используется), и его Placement в x:2m, y:1.5m, z:1.5m.
 * Проверьте список объектов указываемых в Секущей плоскости двойным кликом в древе проекта. Секущие плоскости отрисовывают не все, а только выбранные объекты модели. Выбранные объекты Секущей плоскости могут быть изменены здесь.




 * Повторите операцию для создания другого сечения, установите ту же длину и высоту экрана, и позицию в Placement, равную: x:2m, y:-2m, z:1.5m, angle: 90°, axis: x:1, y:0, z:0. Убедитесь, что эта новая секущая плоскость так же включает здание.




 * Теперь у нас всё готово, и мы можем создать страницу Drawing. Начнём с переключения на верстак Drawing, и создадим новую [[Image:Drawing_Landscape_A3.png|16px]] страницу A3 (или выделим другую заготовку, по желанию).
 * Выделим первую секущую плоскость, использованную для вида сверху
 * Нажмём кнопку [[Image:Drawing_DraftView.png|16px]] Draft View. Этот инструмент предлагает пару дополнительных возможностей, кроме стандартных для инструмента Drawing View, и поддерживает Секущие плоскости из верстака Arch.
 * Дадим новому виду следующие параметры:
 * X: 50
 * Y: 140
 * Scale: 0.03
 * Line width: 0.15
 * Show Cut True
 * Show Fill: True
 * Выделим другой вид, и создадим новый Draft View со следующими параметрами:
 * X: 250
 * Y: 150
 * Scale: 0.03
 * Rendering: Solid



Теперь создадим ещё два вида Draft, по одному для каждой группы размеров.


 * Выделим группу Plan dimensions
 * Нажмём ryjgre [[Image:Drawing_DraftView.png|16px]] Draft View.
 * Зададим новый вид со следующими параметрами:
 * X: 50
 * Y: 140
 * Scale: 0.03
 * Line width: 0.15
 * Font size: 10mm
 * Повторим операцию для другой группы со следующими параметрами:
 * 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 вы можете открыть используя приложение для иллюстраций вроде Inkscape, где можно 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

Сопутствующее

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