Il blog di Archicad Italia

In questo articolo descriveremo alcuni dei flussi di lavoro tipici dell’IFC all’interno di Archicad, per poi introdurre alcune nuove caratteristiche disponibili della versione 26.

Abbiamo introdotto il formato IFC nel precedente articolo, a partire dai suoi primi sviluppi con il formato aperto STEP fino ad arrivare alla nascita della prima organizzazione, International Alliance for Interoperability, nata inizialmente per supportare lo sviluppo del formato, per poi diventare quella che oggi conosciamo come buildingSMART International. Proseguiamo  con l'argomento.

BIM e Data Model

Quando si parla di Building Information Modeling si fa riferimento al modello informativo digitale come la controparte virtuale di uno specifico manufatto edilizio. Tutti gli elementi vengono rappresentati in uno spazio digitale, all'interno del quale ognuno di essi è univoco rispetto alla totalità e specificato semanticamente.

[Esempio di controparte virtuale o data model BIM]

Più precisamente, ogni elemento sarà univocamente riconosciuto attraverso una specifica classe di elemento (ad esempio muro, solaio e altre tipologie), un’identità e una serie di relazioni con altri elementi. È il tipico esempio di un serramento che viene specificato solamente in una partizione verticale o orizzontale. 

In questo modo, gli elementi vengono compresi grazie all'interpretazione digitale e non attraverso quella umana, come avviene nel sistema CAD con l'uso di convenzioni grafiche. In fondo, due linee con un retino interposto potrebbero rappresentare una muratura, composta da un numero infinito di elementi a seconda della nostra soggettività e del sistema di conversione geometrico del software.

Passiamo ora all'ontologia BIM che, come definita dalla letteratura, genera considerazioni odierne e future per lo sviluppo della metodologia stessa verso nuovi orizzonti di progettazione e collaborazione integrata. 

Ontologia BIM

Per ontologia si intende […] lo studio dell'essere come insieme degli enti, limitatamente a ciò che sembra esistere in concreto o risultare anche solo pensabile, dunque secondo quanto sembrerebbe attestato dai sensi o dalla psiche.

Come per l’essere, anche per quanto riguarda l’architettura e i sistemi informatici architettonici, si può parlare di ontologia. La metodologia BIM pone le sue basi proprio sui concetti di ontologia dell’architettura e ontologia informatica.

Tecnicamente, il termine ontologia informatica viene utilizzato per indicare il modo in cui viene elaborata una concettualizzazione in un determinato dominio, che altro non è che una struttura dati contenente le entità rilevanti e le relazioni che sussistono fra loro.

Facciamo riferimento, ad esempio, al dominio della disciplina architettonica. Un edificio può essere descritto da vari elementi tecnologici e non, messi in relazione fra loro mediante il piano e lo spazio di appartenenza o attraverso le relazioni di hosting. Lo stesso accade per i serramenti, che possono esistere solamente se contenuti in altri elementi come partizioni verticali o orizzontali.

Esempio del concetto di ontologia BIM in Archicad con Classificazioni e mappatura Classi IFC.

In pratica, le ontologie sono una tecnologia per la rappresentazione della conoscenza. Sono strettamente correlate a vocabolari definiti (come architettonico, strutturale impiantistico o infrastrutturale) per risolvere problemi, classificare e descrivere il modello di dati. 

È proprio l’uso dell’ontologia che differenzia la metodologia BIM rispetto ai sistemi CAD. Più nello specifico, il BIM è fondato su relazioni semantiche fra object-oriented, ovvero formate da un oggetto indipendente e riutilizzabile, che contiene al suo interno tutti i dati e le informazioni relative a sé stesso. Però in questo caso parliamo di ontologia delle relazioni semantiche, passando da una rappresentazione per mezzo di linee a una realizzazione virtuale degli edifici.

In accostamento al building object, si dovrebbero utilizzare i termini:

• Intelligence, intesa come la capacità dell'oggetto di imitare il comportamento della progettazione logica;
• Behavior, in relazione alla capacità di rispondere a stimoli indotti nel caso in cui vengano modificati dei parametri.

[Esempio di un building object behavior (BOB) (vedi la fonte)]

Mappatura Tipi IFC

Rappresentare la conoscenza architettonica (o progettuale) rimane sempre un tema fondamentale per la digitalizzazione del settore delle costruzioni. Gli applicativi di BIM Authoring basano il loro funzionamento su questi concetti, che molto spesso non vengono adeguatamente affrontati.

Graphisoft e Archicad, sin dalla loro nascita, sono sempre stati promotori dell’OpenBIM e dell’interoperabilità fra più software. Infatti, le soluzioni rese disponibili al pubblico della software house ungherese risultano essere le più semplici ma allo stesso tempo le più flessibili. Questo perché permettono all'utente di modellare gli elementi architettonici con qualsiasi strumento e senza perdere l'efficacia dell'esportazione del modello in formato IFC. Ad esempio, modellando un battiscopa con lo strumento Muro è possibile cambiarne la classificazione Archicad e anche i valori di mappatura dei Tipi o delle Entità IFC. 

Precisamente, l'’apposita finestra Mappa i Tipi IFC per l’Esportazione è richiamabile dai Traduttori IFC alla voce Mappatura Tipo. Qui bisogna prestare attenzione nella scelta specifica di un Traduttore in importazione o in esportazione. 

Questa finestra di dialogo definisce come assegnare un Tipo IFC a ciascun elemento Archicad che dovrà essere esportato secondo due precise modalità (sezione 1):

• Tipo Elemento: non consigliabile in quanto assegna automaticamente un Tipo IFC per elemento corrispondente al relativo strumento Archicad o, nel caso di oggetti GDL, al suo Sottotipo Oggetto;
• Classificazione: fortemente consigliabile in quanto permette una mappatura del Tipo IFC flessibile e dettagliata, a secondo delle specifiche progettuali.

Utilizzando quest’ultima funzione è possibile scegliere un sistema di classificazione, fra quello di default di Archicad o di altri tipi importati nel progetto come potrebbe essere la UniClass 2015 (sezione 2). 

[Suddivisione in aree tematiche della finestra di dialogo Mappa i Tipi IFC per l’Esportazione]

Le classificazioni del sistema vengono così rese disponibili in forma di elenco sul lato sinistro della finestra di dialogo (sezione 4), mentre sul lato destro (sezione 5), vengono resi disponibili i Tipi IFC (o Entità IFC) e i Tipi Prodotto IFC (o PredefinedType IFC). In questo modo il flusso di lavoro per mappare correttamente un muro è il seguente:

• Muro (Strumento Archicad);
• Muro (Classificazione Archicad - v 2.0);
• IfcWall (Entità IFC dello schema dati IFC 2x3 o IFC 4);
• IfcWallType.PLUMBINGWALL (PredefinedType dell’entità IfcWall).

Mentre, in un caso non così standard, viene modellata una rampa con lo strumento Falda:

• Falda (Strumento Archicad);
• Rampa (Classificazione Archicad - v 2.0);
• IfcRamp (Entità IFC dello schema dati IFC 4);
• IfcRampType.SPIRAL_RAMP (PredefinedType dell’entità IfcRamp).

• Falda (Strumento Archicad);
• Rampa (Classificazione Archicad - v 2.0);
• IfcRamp (Entità IFC dello schema dati IFC 2x3);
• - (PredefinedType dell’entità IfcRamp non disponibile).

• Falda (Strumento Archicad);
• Ss_35 (UniClass 2015);
• IfcRamp (Entità IFC dello schema dati IFC 2x3);
• - (PredefinedType dell’entità IfcRamp non disponibile).

Bisogna fare attenzione a quale "filtro" viene impostato al di sotto della barra delle classificazioni (sezione 3), in modo da visualizzare le definizioni del Tipo IFC mediante lo schema IFC2x3, IFC4, o entrambi.

Forme come IfcSpace

Durante alcune fasi di progettazione è necessario avere sotto controllo, dal punto di vista spaziale, le macro e micro aree. Un esempio può essere il calcolo della metratura quadra o cuba dei piani di un appartamento, prendendo in considerazione i singoli spazi (come soggiorno, cucina, camere da letto) rispetto alla totalità dell’appartamento stesso.

Archicad mette a disposizione lo strumento Zona per individuare questi spazi, ma non molti sanno che utilizzare zone sovrapposte o intersecate può causare delle problematiche:

• Rende difficile l'aggiornamento automatico delle zone stesse;
• Archicad non riesce a comprendere a quale zona appartengono determinati elementi. 

Quando vengono posizionati nel modello degli elementi di arredo o porte/finestre, si rivela difficile visualizzare e comprendere negli abachi se un elemento appartiene alla micro zona "Soggiorno" o alla macro zona "Appartamento A". Di conseguenza diventa complesso riuscire a comprendere anche tutti gli altri ambienti presenti all'interno della macro zona.

Al contrario, per la modellazione in ambiente Authoring, il problema si risolve applicando dei Filtri di Ristrutturazione o, in alcuni casi, dei Retini. 

Per la risoluzione del coordinamento dei modelli disciplinari è stato necessario attendere Archicad 26, la nuova versione. Solo gli elementi Zona potevano essere mappati e tradotti come entità IfcSpace, nonostante fosse possibile, grazie alla mappatura dei Tipi IFC, classificare gli elementi "Forma" come spazi e mapparli come IfcSpace. Invece, con Archicad 25 e le versioni precedenti, le forme venivano ancora esportate come IfcBuildingElementProxy.

[Messaggio di info per la mappatura delle entità IfcSpace per elementi Archicad Zone e Forme]

Seguendo il procedimento prima descritto per la mappatura delle entità IFC, è possibile in Archicad 26 ricavare i volumi spaziali anche dalle forme presenti nel modello informativo IFC. In seguito, basterà classificali nel pannello delle regolazioni come "Spazio", o in maniera più dettagliata ("Spazio commerciale"), per poi mappare la classificazione come IfcSpace utilizzando la finestra di dialogo "Mappa i Tipi IFC per l'Esportazione". 

Grazie a questo procedimento, sarà possibile avere più spazi sovrapposti anche all’interno del modello informativo, in modo da poter definire un controllo più specifico e approfondito per la verifica e la validazione degli spazi e dei relativi vincoli dimensionali del progetto. 

[Test comparativo in esportazione fra elementi Zona (in verde) e Forma (in rosso) mappati come IfcSpace]

Creare Pset e mappare proprietà

Un’altro degli aspetti fondamentali per quanto riguarda i modelli informativi in formato IFC, è il modo in cui le informazioni di progetto vengono strutturate, scambiate e condivise fra più attori della stessa commessa. Proprio per questo motivo non basta creare delle informazioni all’interno di Archicad tramite il Gestore Proprietà, ma è necessario mappare - quelle che si vogliono esportare nel modello informativo - anche come Proprietà IFC in relazione ai Tipi IFC (o Entità). 

Il Traduttore IFC gioca sempre un ruolo fondamentale, specificando nella sezione Mappatura Proprietà la  funzionalità appena descritta. Riapparsa la finestra di dialogo Mappa Proprietà IFC per l’Esportazione, le entità IFC vengono inserite nell’elenco ad albero a sinistra (sezione 1) e possono essere a loro volta filtrate per (sezione 2):

• Schema dati (IFC2x3 o IFC4);
• Dominio (Strutturale o MEP): Il Dominio Strutturale, ad esempio, contiene i tipi (IfcBeam, IfcColumn, ecc.) di elementi edilizi (IfcBuildingElement). Invece, il Dominio MEP contiene i tipi IfcDistribution;
• Tipi di Assegnazione IFC, Oggetti Tipo IFC o tipi di elementi Spaziali IFC (come IfcSpatialStructureElements: IfcSite, IfcBuilding, IfcBuildingStorey e IfcSpace).

[Suddivisione in aree tematiche della finestra di dialogo Mappa Proprietà IFC per l’Esportazione]

Selezionando un'Entità IFC nell’albero a sinistra, è possibile visualizzare nella colonna centrale (sezione 3) le Proprietà IFC che verranno esportate nel modello informativo. Precisamente, si definiscono dei PropertySet, ovvero dei contenitori o gruppi di proprietà che riportano più informazioni all’interno di una struttura dati. Ciascun insieme di proprietà è definito attraverso un nome che verrà identificato con un prefisso. Ad esempio, buildingSMART identifica il nome tramite il prefisso Pset_.

Con il pulsante Nuovo, è possibile definire un Pset e la relativa Proprietà IFC che dovrà essere contenuta per uno specifico Tipo IFC selezionato. Una volta creata la Proprietà IFC non basterà nient’altro che creare una regola di mappatura da applicare in automatico, che detterà la mappatura fra Proprietà Archicad e Proprietà IFC.

Cliccando sul pulsante Nuova Regola viene creata una nuova regola di mappatura che dovrà essere riempita da un contenuto informativo, come una Proprietà Archicad, tramite la funzione di Aggiungi contenuto (sezione 5) e selezionando i campi tra i tipi di contenuto disponibili:

• Parametri e Proprietà;
• Parametri Elemento di Libreria;
• Testo Statico.

Ovviamente, è possibile aggiungere più campi concatenati e convertiti in una stringa, per ottenere delle informazioni strutturate ed organizzate secondo quanto definito nelle richieste informative dell’Exchange Information Requirements. 

[Esempio di concatenazione di Proprietà Archicad e Testi Statici per la mappatura di una Proprietà IFC]

Proprietà IFC dei Componenti Archicad

Nelle versioni precedenti di Archicad 26, non era possibile esportare informazioni personalizzate per i singoli componenti in formato IFC. Significa che interrogando un modello informativo in IFC Viewer, non era possibile estrapolare le informazioni di progetto (spessore, volume o massa) della stratigrafia di una Struttura Composta. 

Ciò che differenzia l'ultima versione da quelle precedenti, è proprio la possibilità di esportale le informazioni in formato IFC tramite la finestra di dialogo Mappa Propiretà IFC per l'Esportazione. In quest'ultima è anche possibile creare una nuova regola di mappatura da applicare all'intero elemento o al singolo componente (sezione 4) e aggiungervi un contenuto come volumi, spessori, masse o simili (sezione 5). 

Nell'immagine sottostante, la regola di mappatura è stata applicata ad una entità generica IfcElement, in modo da poter essere disponibile, dove possibile, per tutti gli altri elementi (come solai, falde e shell), che potrebbero presentare delle Strutture Composte e di conseguenza dei componenti.

[Creazione di una regola di mappatura Proprietà IFC utilizzando le Proprietà dei Componenti]

Come nel precedente, anche in questo caso è possibile concatenare più proprietà nello stesso contenuto. Un consiglio pratico è quello di suddividere, in fase di creazione, i Pset di carattere generale da quelli specifici per i componenti, in modo da ottenere una struttura dati uniforme ed omogenea. Sarà poi possibile eseguire delle procedure di Model Checking adeguate solamente per questa tipologia di entità IFC, sia che vengano mappate come IfcBuildingElementParts sia come IfcCovering o entità simili.

[Esempio di esportazione e visualizzazione della proprietà Spessore Componente in un IFC Viewer]

Grazie a questa nuova introduzione dell’IFC i modelli informativi risulteranno più ricchi di informazioni, rispondendo in maniera più efficiente alle esigenze informative definite in fase di gara.

In previsione del prossimo lancio di Archicad 27, scopriremo insieme a qualche ospite nella mia pagina social (@quallochefabim) le implementazioni dell'ultima versione, soprattuto considerando la finalizzazione ISO della versione più recente di IFC 4.3.

[Live Reaction @quellochefabim di Archicad 26 in compagnia di Luca Manelli, Roberto Marin e Matteo Di Filippo]