Tutorium für geöffnete Fenster

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Tutorial
Topic
Architektur
Level
Anfänger
Time to complete
60 Minuten
Authors
vocx
FreeCAD version
0.18 or höher
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Einleitung

Dieses Tutorial zeigt, wie man Fenster und Türen in einem Gebäudemodell platziert, wie man sie in der 3D Ansicht als offen anzeigt und wie man eine 2D Zeichnung (Grund- und Aufriss) für das Modell erstellt. Es verwendet die Arbeitsbereiche Entwurf (Draft), Architektur (Arch) und Technisches Zeichnen (TechDraw).

Häufig benutzte Werkzeuge sind: Draft:Raster (Draft Grid), Draft:Fang (Draft Snap), Draft:Drahtwerkzeug (Draft Wire), Arch:Wand (Arch Wall), Arch:Fenster (Arch Window), Arch:Schnittebene (Arch SectionPlane) und TechDraw:Neuer Zeichnungsausschnitt (TechDraw NewArch).

Einrichtung

1. Öffne FreeCAD, erstelle ein neues, leeres Dokument und wechsel zum Architektur-Arbeitsbereich.

2. Stelle sicher, dass Deine Einheiten im Menü Bearbeiten → Einstellungen → Allgemein → Einheiten korrekt eingestellt sind. Zum Beispiel ist MKS (m/kg/s/Grad) gut geeignet, um mit den Abständen in einem typischen Gebäude umzugehen; setze außerdem die Anzahl der Nachkommastellen auf 4, um auch die kleinsten Teile eines Meters zu berücksichtigen.

3. Benutze die Schaltfläche Entwurfsraster ein-/ausschalten, um ein Raster mit ausreichender Auflösung einzublenden. Das Erscheinungsbild des Rasters kannst Du im Menü Bearbeiten → Einstellungen → Draft → Raster und einrasten → Raster ändern. Setze "Hauptlinien alle" auf 20, "Rasterabstand" auf 50 mm und "Rastergröße" auf 1000 Linien (das Raster wird damit eine Fläche von 50m x 50m abdecken).

4. Zoome im 3D-Ansichtsfenster heraus, wenn Du zu nahe am Raster bist.

Jetzt sind wir bereit, ein einfaches Gebäude mit geschlossenen Wänden, 2 Türen und 2 Fenstern zu erstellen.

Wände erstellen

5. Benutze das Draft:Drahtwerkzeug, um einen geschlossenen Linienzug zu erstellen. Gehe gegen den Uhrzeigersinn vor.

5.1. Erster Punkt bei (0, 0, 0); gib im Dialog ein: 0 m Enter, 0 m Enter, 0 m Enter.
5.2. Zweiter Punkt bei (3, 0, 0). Drücke X um die Bewegung auf die X-Achse einzuschränken; gib den Wert ein: 3 m Enter.
5.3. Dritter Punkt bei (3, 4, 0). Drücke Y um die Bewegung auf die Y-Achse einzuschränken; gib den Wert ein: 4 m Enter.
5.4. Vierter Punkt bei (0, 4, 0). Drücke X um die Bewegung auf die X-Achse einzuschränken; gib den Wert ein: - 3 m Enter.
5.5. Drücke O um den Linienzug zu schließen und das Werkzeug zu beenden.
5.6. Drücke auf dem Nummernblock 0 um eine isometrische Projektion des Modells zu erhalten.
Hinweis: Die Punkte können auch mit dem Mauscursor durch Anklicken der Rasterschnittpunkte unter Zuhilfenahme der Draft:Fang-Werkzeugleiste und der Raster-Methode definiert werden.

6. Wähle den Linienzug DWire aus und verändere die Eigenschaft DatenMake Face auf false.

7. Wähle den Linienzug DWire aus und klicke auf das Werkzeug Arch:Wand; die Wände werden unverzüglich erstellt mit einer voreingestellten Breite (Dicke) von 0.2 m und einer Höhe von 3 m.

Note: Wenn die Eigenschaft DatenMake Face des Linienzugs DWire auf true eingestellt ist, wird dieser Schritt einen soliden Block erstellen anstatt nur die Kontur des Linienzugs DWire zu nutzen.

Basis-Polygon für die Wände; es ist ein geschlossener Linienzug, welcher nicht als Fläche definiert ist

Die aus dem Linienzug konstruierten Wände

Türen und Fenster platzieren

8. Klicke auf das Werkzeug Arch:Fenster, wähle die Voreinstellung (preset) Simple door aus und ändere die Höhe auf 2 m.

8.1. Ändere die Fangmethode auf Mittelpunkt und versuche die untere Kante der vorderen Wand auszuwählen. Wenn nötig verdrehe die 3D-Ansicht, um die Kante und nicht die Wandoberfläche anklicken zu können; wenn der Mittelpunkt aktiv ist, klicke um die Tür zu platzieren.
8.2. Klicke noch einmal auf das Werkzeug Arch:Fenster und platziere eine weitere Tür, aber diesmal am Mittelpunkt der rückseitigen Wand; verdrehe dazu die 3D-Ansicht soweit wie nötig.

Fangen des Mittelpunktes der unteren Wandkante um die Tür zu platzieren

9. Klicke auf das Werkzeug Arch:Fenster; wähle die Voreinstellung Open 1-pane (1flg. Fenster) und ändere die Sill height (Brüstungshöhe) auf 1 m.

9.1. Behalte die Fangmethode Mittelpunkt bei und versuche die untere Kante der linken Wand auszuwählen. Wenn nötig verdrehe die 3D-Ansicht, um die Kante und nicht die Wandoberfläche anklicken zu können; wenn der Mittelpunkt aktiv ist, klicke um das Fenster zu platzieren.
Hinweis: Die Sill height (Brüstungshöhe) ist der Abstand vom Fußboden bis zur unteren Fensterkante. Für Türen ist die Sill height gewöhnlich 0 m weil Türen normalerweise bis zum Fußboden reichen; andererseits haben Fenster üblicherweise einen Abstand von 0,5 m bis 1,5 m zum Fußboden.
9.2 Klicke noch einmal auf das Werkzeug Arch:Fenster und platziere ein weiteres Fenster, aber diesmal am Mittelpunkt der rechten Wand; verdrehe dazu die 3D-Ansicht soweit wie nötig. Stelle diesmal die Fensterbreite auf 1,5 m ein und die Sill height (Brüstungshöhe) wieder auf 1 m.

Fangen des Mittelpunktes der unteren Wandkante um das Fenster zu platzieren

Hinweis: Der Parameter Sill height (Brüstungshöhe) kann nur während des ursprünglichen Erzeugens eines Fensters mittels Voreinstellung (preset) eingegeben werden. Ist das Fenster erst einmal eingefügt, lässt sich seine Lage durch Editieren der Eigenschaft DatenPosition [x, y, z] der zugrundeliegenden Skizze modifizieren.
9.3. Verschiebe nun des Fenster Window001 ein Stück höher. Wähle die zugrunde liegende Skizze Sketch003 aus und ändere seine DatenPosition von [3.1 m, 2.0 m, 1.0 m] auf [3.1 m, 2.0 m, 1.6 m]. Das gesamte Fenster Window001 sollte sich nun nach oben bewegen. Die Wandöffnung kann ggf. noch an seiner vorherigen Position angezeigt werden. Wenn das passiert, klicke mit der rechten Maustaste auf das Wall-Element, wähle Markieren, um neu zu berechnen aus und drücke dann Ctrl+R um das Modell zu aktualisieren.

erstellte Wände mit Türen und Fenstern

Hinweis: Beim Platzieren eines Fensters oder einer Tür mittels der Voreinstellung (preset) bewege das Element über die Wand und warte, bis sich das Element parallel zur Wand ausgerichtet hat. Ziele auf die untere Wandkante und nutze den Parameter Sill height um den Abstand vom Fußboden einzustellen. Falls dies schwierig ist, benutze die Fangmethode "Nächste" der Fang-Werkzeugleiste, um das Element überall auf der Oberfläche einer Wand einzufügen, und justiere danach seine DatenPosition manuell wie oben beschrieben. Zu viele gleichzeitig aktive Fang-Modi können Probleme beim Platzieren des Elementes verursachen - versuche es deshalb nur mit jeweils einer aktiven Option.

Hinweis 2: Mitunter wird das Fenster außerhalb der Wand platziert. Solange es jedoch parallel zu dieser Wand ist, solltest Du imstande sein, seine Position manuell zu korrigieren.

Die Türen öffnen

10. Wähle im Modellbaum den unter Tür liegenden Sketch und drücke Space oder ändere die Eigenschaft AnsichtVisibility auf true

11. Doppelklicke im Modellbaum auf Tür, um mit dem Editieren zu beginnen.

11.1. Innerhalb des Dialoges Fensterelemente sind zwei Felder: Kantenzüge und Komponenten.
Hinweis: bei einer vordefinierten einfachen Tür gibt es zwei Kantenzüge: Wire0 und Wire1 sowie zwei Komponenten: OuterFrame und Door. Eine benutzerspezifisch designte Tür kann mehr Kantenzüge und Komponenten haben.
11.2. Klicke erst auf Komponente Door und dann die Bearbeiten-Schaltfläche. Das zeigt die Eigenschaften der Door-Komponente wie Name, Typ, Kantenzüge, Dicke, Versatz, Gelenk (Scharnier) und Öffnungsmodus.
11.3. Wähle in der 3D-Ansicht eine vertikale Kante des sichtbaren Sketches der Tür aus, klicke dann die Schaltfläche ausgewählte Kante erhalten. Die Schaltfläche sollte sich verändern und nun den Namen der ausgewählten Kante anzeigen, zum Beispiel Edge8.
11.4. Ändere den Öffnungsmodus in Arc 90 oder eine andere Option.
11.5. Klicke auf die Schaltfläche +Erstelle/aktualisiere Komponente und dann Schließen um das Bearbeiten der Tür zu abzuschließen. Der Sketch wird wieder unsichtbar geschaltet.

Dialog zum Bearbeiten eines Fensters oder einer Tür

Dialog zum Bearbeiten der Einzelkomponenten eines Fensters oder einer Tür

als Gelenk (Scharnier-/Bandseite) einer Tür ausgewählte vertikale Kante des Sketches

12. Wähle Tür und gib der Eigenschaft DatenOpening einen Wert von 45. Das Türblatt sollte sich ins Innere das Gebäudes öffnen.

13. Wähle Tür und verändere die Eigenschaft DatenSymbol Elevation auf true. Die Spitze des erzeugten Linienzuges zeigt an, nach welcher Seite sich die Tür öffnet; dies ist einfacher zu erkennen, wenn Du in die Vorderansicht wechselst. Verändere jetzt die Eigenschaft DatenSymbol Plan auf true: ein Kreisbogen sollte nun anzeigen, nach welcher Seite die Tür aufschwingt; dies ist einfacher zu erkennen, wenn Du in die Draufsicht wechselst.

14. Wiederhole nun die Schritte mit der Tür001 und dem zugrundeliegenden Sketch001 um diese Tür 75 Grad ins Gebäudeinnere öffnen zu lassen. Aktiviere auch die Symbole in Ansicht und Grundriss.

Eigenschaftsdialog der Tür zur Veränderung von Öffnungswinkel, Ansichts- und Grundriss-Symbol sowie anderer Optionen

Tür mit Öffnungssymbol in Ansicht

Tür mit Öffnungssymbol im Grundriss

Die Fenster öffnen

15. Wähle im Modellbaum den unter Window liegenden Sketch002 und drücke Space oder ändere die Eigenschaft AnsichtVisibility auf true.

16. Doppelklicke im Modellbaum auf Window, um mit dem Editieren zu beginnen.

16.1. Klicke auf die Komponente InnerFrame und dann auf die Schaltfläche Bearbeiten.
16.2. Wähle in der 3D-Ansicht eine vertikale Kante des Sketch002 des Fensters aus. Die Linienzüge, welche für den äußeren OuterFrame und den inneren InnerFrame Rahmen stehen, liegen sehr eng nebeneinander, also Zoome hinein so nah wie möglich an die Skizze um den zugehörigen Linienzug auszuwählen. Klicke dann die Schaltfläche ausgewählte Kante erhalten. Die Schaltfläche sollte sich verändern und nun den Namen der ausgewählten Kante anzeigen, zum Beispiel Edge12.
Hinweis: Wenn zu viele Körper auf dem Bildschirm vorhanden sind, so dass es schwierig ist, eine einzelne Kante auszuwählen, wechsel zum Drahtgitter-Modus, um die Flächen dieser Körper auszublenden, so dass nur noch Linien, Kanten und Konturen zu sehen sind.
16.3. Verändere Öffnungsmodus zu Arc 90 inv oder eine andere Option.

17. Wähle Window und gib der Eigenschaft DatenOpening einen Wert von 45. Der die transparente Glasscheibe beinhaltende Fensterflügel sollte sich ins Innere das Gebäudes öffnen.

18. Wähle Window und verändere die Eigenschaft DatenSymbol Elevation auf true. Die Spitze des erzeugten Linienzuges zeigt an, nach welcher Seite sich das Fenster öffnet; dies ist einfacher zu erkennen, wenn Du in die linke Seitenansicht wechselst. Verändere jetzt die Eigenschaft DatenSymbol Plan auf true: ein Kreisbogen sollte nun anzeigen, nach welcher Seite das Fenster aufschwingt; dies ist einfacher zu erkennen, wenn Du in die Draufsicht wechselst.

19. Wiederhole nun die Schritte mit dem Window001 und dem zugrundeliegenden Sketch003, um dieses Fenster 75 Grad öffnen zu lassen. Aktiviere auch die Symbole in Aufriss und Grundriss. Picke diesmal nicht eine vertikale Linie des InnerFrame als Scharnier sondern die obere horizontale Linie. Das bedeutet, dass sich dieses Fenster anders öffnet als das andere. Das Aufriss-Symbol wird besser von der rechten Seitenansicht zu sehen sein. Das Grundriss-Symbol wird besser von der Frontansicht zu sehen sein. Falls die Wand den Blick versperren sollte, kannst Du ihre AnsichtTransparency auf einen Wert wie 85 ändern, um durch sie hindurch sehen zu können. Alternativ kannst Du den AnsichtDisplay Mode auf Drahtgitter ändern, um nur die Kanten anzeigen zu lassen.

als Scharnier für das Fenster ausgewählte horizontale Kante des Sketches

Auf- und Grundriss-Symbole für alle Elemente, isometrische Darstellung

Auf- und Grundriss-Symbole für alle Elemente, Draufsicht

Erstellen eine Bauzeichnung des Gebäudes

20. Noch im Architektur-Arbeitsbereich wähle im Modellbaum alle Elemente, also die Wände, die beiden Fenster und die beiden Türen, aus. Benutze anschließend das Werkzeug Schnittebene um ein Section-Element zu erstellen.

Hinweis: Ändere die Eigenschaft AnsichtArrow size der Schnittebene auf einen größeren Wert, zum Beispiel auf 200 mm, damit die Blickrichtung des Schnittes in der 3D-Ansicht klarer sichtbar ist.

Schnittebene, welche solide Objekte einschl. Wände, Türen und Fenster durchschneidet

21. Wechsel zum TechDraw-Arbeitsbereich und füge mit dem Werkzeug Neue Standardvorlage eine neue Seite ein; a new Page object is created, and the view switches to this page. The page inserted is a standard A4 sheet in landscape orientation, with a basic frame around it. Use the TechDraw New Pick tool if you need to create a new page using a particular SVG template.

22. Select Section, and use the TechDraw NewArch tool to create an ArchView object in the page. Most probably the new object won't be visible in the page because it has a very large scale of 1, that is, 1:1. This means that every meter in the 3D view is shown as a meter in the page view; since the page is only 0.297 m x 0.210 m in size, most features are too big to fit in this page at their natural scale.

23. Select this ArchView object, and change the property DatenScale to 0.02, which is equivalent to 1:50, a scale suitable for typical buildings. This means every meter in the 3D view will be shown as 20 mm in the page. The object should appear in the center of the page, and can be moved to a better position on the left side. The two doors should look like they are open, but only the left window should look open. The reason the right window doesn't appear in the projection is that the plane defined by Section does not cut through this right window.

Section view of the building, A4 sheet, scale 1:50
Section view of the building, A4 sheet, scale 1:50

Section plane cutting through solid objects, including walls, doors, and windows

24. Switch back to the Arch Workbench. In the tree view select all components again, and use the Arch SectionPlane tool to create a second Section001 element.

24.1. Select Section001 and change the property DatenPosition to [1.5 m, 2.0 m, 1.8 m]. This second plane does cut through all Arch objects.
24.2. Switch back to the TechDraw Workbench. Select Section001, use the TechDraw NewArch tool to create ArchView001, and set DatenScale to 0.02. The new view in the TechDraw page now shows all openings in the Arch Wall produced by doors and windows.

Note: set DatenAll On to true for TechDraw ArchView objects so that all elements cut by the plane are visible in the page, regardless of their visibility state in the 3D viewport. The option DatenShow Fill can also be set to true to draw a shade on the solids that were cut by the section plane.

Section view of the building, with a second plane cut, A4 sheet, scale 1:50

Making an elevation projection of the building

25. Go back to the Arch Workbench. In the tree view, select all components, the Arch Wall, the two Arch Windows, and the two Arch Doors, then use the Arch SectionPlane tool to create a third Section002 element.

25.1. Rotate Section002, so that it cuts vertically through the building. Change the properties DatenAxis to [1, 0, 0], and DatenAngle to 90.
25.2. Change the DatenPosition to [1.5 m, -1 m, 1.5 m], so that the plane is in front of the building.

Section planes that cut or look at the building and the solid objects

26. Go back to the TechDraw Workbench, and use the TechDraw NewArch tool on Section002; remember to adjust the scale to 0.02 (1:50). Change DatenRotation to -90 to correct the appearance of the projections. Arrange ArchView002 next to the other views in the page. This third projection looks at the building from the front.

Section view of the building, two top views, and one elevation view, A4 sheet, scale 1:50

Arch and TechDraw interaction

As of the time of writing of this document (FreeCAD 0.18, November 2018), the TechDraw Workbench can only display in its pages what the Arch Workbench exports as SVG. This means that the appearance of the elements included within the Arch SectionPlane tool, and displayed by the TechDraw NewArch tool, is controlled by the Arch Workbench.

The TechDraw Workbench only has minimal control over how it displays those Arch SectionPlane (ArchView) objects. Therefore, bug reports and feature requests related to displaying Arch elements should be filed with both workbenches.

A closer interaction between the workbenches is planed for future versions of FreeCAD. In those versions it is expected that long-standing issues be resolved, such as controlling the characteristics of lines and faces (line width, line color, face color, hatch patterns, and others).