L'identità dell'oggetto nel formato ifc

Articolo pubblicato da Hilario Bourg il 22 agosto 2019

Tutto quello che c'è da sapere sul formato IFC - parte 1

Prima di conoscere le caratteristiche del formato IFC, è utile comprendere che cos'è e a quali esigenze risponde nel contesto del BIM: per chi non l'avesse ancora letto, suggeriamo di leggere la prima parte introduttiva.

Quali fattori caratterizzano il formato IFC? Sono numerosi (circa 900 entità) ma possiamo individuare in estrema sintesi quattro principi fondamentali: 

  1. Gli oggetti hanno una precisa identità;
  2. Sono in relazione fra loro;
  3. Hanno una determinata geometria;
  4. Contengono determinate informazioni.

Se il vostro modello non possiede queste caratteristiche, allora semplicemente non è un modello BIM.

Parliamo infatti di IFC come di entità "semantiche", ogni elemento ha cioè un significato rispetto all'insieme e non si tratta unicamente di geometrie a sé stanti.

Utilizzeremo le quattro categorie individuate come traccia per approfondire la tematica IFC in 4 articoli distinti. Cominciamo ora con la prima caratteristica:

 

1- IDENTITÀ

Cosa ci fa dire che un muro è effettivamente un muro? L’aspetto è sicuramente un criterio valido nella quotidianità ma non sufficientemente rigoroso nel mondo del BIM. Un muro è effettivamente tale perché, ad esempio, ospita porte e finestre, poggia su un solaio o una trave (e può sostenere a sua volta altri elementi), ha una determinata collocazione nello spazio, funge da demarcazione fra spazi diversi e fra interno ed esterno, ecc.. Ma soprattutto perché gli è stata assegnata un' identità a seconda dell'uso e scopo del modello.

Il più delle volte l’associazione di un componente al tipo IFC più opportuno avviene automaticamente e il progettista non ne è nemmeno al corrente, almeno nelle fasi iniziali del progetto. Quando invece il progetto entra nella fase del coordinamento disciplinare diventa importante riconoscere alcune specificità; queste dipendono da due ordini di fattori che derivano dal processo BIM più che dal modello stesso:

  • L’uso del modello: un muro di partizione interna è ininfluente ai fini del calcolo strutturale e quindi non viene nemmeno preso in considerazione; ai fini della manutenzione una partizione viene sì valutata per la sua funzione di delimitazione degli spazi ma, nel caso di un ufficio questa può essere ottenuta con elementi di separazione ascrivibili a sistemi di arredo piuttosto che alla categoria dei muri.
  • La fase di sviluppo: in una fase preliminare del progetto probabilmente non ci interessa stabilire le caratteristiche dell’elemento e quindi una classificazione generica è assolutamente funzionale a quello stadio di sviluppo.

L’associazione di un componente al tipo IFC è denominato Mappatura Tipo e deve essere operato dal progettista sulla base delle considerazioni di cui sopra.

In IFC esistono moltissime entità ma possiamo individuare 25 BuildingElements principali, oltre ad un'altra quindicina di elementi impiantistici ed accessori. 

IfcBuildingElements_2 

Nella maggior parte dei casi la corrispondenza è facilmente intuibile, ad esempio un muro ricade per lo più nella categoria ifcwall, mentre altre definizioni necessitano di un chiarimento:

  • IfcBuildingElementProxy sono tutti quegli elementi che non hanno una definizione specifica; ifcBuildingElementPart è la suddivisione di un elemento in sub-componenti, ad esempio un muro che è composto da singoli strati (ma questo sarà oggetto di approfondimento ulteriore quando affronteremo la geometria degli oggetti).
  • IfcTransportElements (attenzione!) non sono le automobili parcheggiate negli interrati ma gli ascensori, le scale mobili, i tapis roulant, ecc.
  • IfcReinforcingElement sono i ferri del cemento armato, a loro volta distinti in barre, staffe, ecc.
  • IfcElementComponent, comprendono invece gli IfcDiscreteAccessory, gli elementi da cui sono formati i componenti, ad esempio una trave reticolata che è composta da flange, fissaggi, saette, ecc.
  • IfcFastener, sotto di loro infine ricadono gli incollaggi: saldature, colle, fissaggi meccanici fra diversi componenti

Alcuni elementi poi non hanno un proprio corpo e sono invece dei contenitori di altri oggetti in relazione gerarchica fra di loro: sono i cosiddetti ifcContainer, ad esempio i Curtain Wall e le scale che contengono al loro interno gli IfcMember e IfcPlate. Le scale sono costituite da IfcMember, che a loro volta sono suddivise in IfcRiser (alzate), IfcStep (pedate) e IfcStairStructure (struttura).

IFC STAIR 

Attenzione: l'elenco di cui sopra fa riferimento al formato IFC 2x3 mentre nel formato IFC 4 sono disponibili alcuni nuovi tipi. Non è il momento di mettere troppa carne al fuoco, daremo una descrizione del formato IFC 4 in un prossimo articolo (in attesa di IFC 5).

Oltre alla definizione del Tipo è possibile fornire un’ulteriore specifica, le Type Enum: possiamo infatti ulteriormente dettagliare i muri come ifcwall del tipo STANDARD, POLYGONAL, SHEAR, USERDEFINED e NOTDEFINED.

 Type Enum

Regola generale di IFC: se non sapete a cosa serve qualcosa, molto probabilmente non ne avete (ancora) bisogno! Questo vale nel caso di IfcWallTypeEnum, dove i tipi proposti non hanno un riscontro significativo nella definizione dell'oggetto ma per quanto riguarda invece gli IfcSlab vale la pena un piccolo approfondimento: le solette possono essere usate a diversi scopi: come pianerottolo, come copertura piana o basamento.

 Slab Type Enum

 

Per una copertura piana, quindi, l’associazione corretta è Ifc Slab / Roof, mentre la categoria Ifc Roof viene (o dovrebbe essere) utilizzata solo per i tetti a falda.

Esiste poi una distinzione fra la scala intera a più rampe comprensiva di rampe e pianerottoli, denominata ifcstair e la scala a unica rampa denominata ifcstairflight, dove i pianerottoli sono invece definiti come ifcslab/Landing.

Il processo di mappatura deve far corrispondere numerosi elementi: pensiamo ai rivestimenti che ricadono tutti sotto la categoria ifcCovering ma che poi sono specificati come controsoffitto, pavimento, isolamento o altro. 

Per approfondire ogni singola voce potete consultare la pagina di BuildingSmart che riporta l'elenco di tutte le entità: in questa pagina trovate il riferimento all'IFC 2x3 e noterete che sono definite 33 Entità contro le 25 che abbiamo riportato ad inizio dell'articolo; questo dipende dalla struttura IFC che si articola in diverse categorie gerarchizzate, pertanto le 25 entità che abbiamo individuato sono prese da diversi rami dello Schema IFC. Per una lettura più user friendly è consigliabile seguire la traccia da noi sviluppata.

Difficilmente un software avrà tanti strumenti di disegno quante sono le categorie IFC, da qui la necessità di effettuare il cosiddetto "mappaggio": non solo dobbiamo distinguere diverse tipologie di elemento con gli ifcTypeEnum ma spesso utilizziamo lo stesso strumento di modellazione per generare diversi elementi Ifc.

Mappatura Tipi

Il mappaggio tipi in ARCHICAD: è possibile istituire quante corrispondenze necessarie
fra gli strumenti di modellazione e la categoria IFC.

Esiste un'ulteriore caso particolare: i muri che sono generati tramite un'estrusione verticale e che hanno un'unico spessore lungo tutta la loro lunghezza ricadono nella sottocategoria ifcWallStandardCase: è una distinzione di cui probabilmente non si sentiva l'esigenza e che anzi complica un po' l'operatività. 

Esistono infine le entità spaziali, gli IfcSpace ma di cui parleremo nel prossimo articolo di questa serie.

 

ELEMENTI TIPO ED ELEMENTI

 I componenti sono organizzati per Elementi (ifcBuildingElements) ed Elementi Tipo (ifcBuildingElementsType). Ancora una volta abbiamo semplificato un po' i concetti: in realtà gli elementi sono a loro volta suddivisi in IfcTypeObject / IfcTypeProduct / IfcElementType e infine IfcBuildingElementType, ma sono distinzioni che dipendono da logiche classificatorie informatiche che hanno scarso riscontro con la pratica lavorativa progettuale. 

Gli Elementi sono le singole istanze degli oggetti posizionati, mentre per Elementi Tipo si intendono le categorie di appartenenza di più Elementi. Prendiamo ad esempio delle finestre, e attribuiamo loro un codice alfanumerico progressivo "F01", "F02", ecc che ci permetta di identificarle singolarmente; sebbene abbiano un codice distinto possiamo raggrupparle in categorie più ampie sulla base dei criteri prescelti, come la tipologia (Finestra a 2 Ante) e le dimensioni (L=1,20, H=1,50): l'Elemento Tipo verrà ad esempio denominato "F2A-120x150" e conterrà al suo interno più finestre pur con codici unici diversi fra loro. L’ ifcElementType è quindi la categoria che include diversi elementi sulla base di caratteri comuni. Anche la definizione del Tipo Elemento, così come quella dell'Elemento, può variare a seconda dell’uso: per il manutentore utilizzeremo piuttosto una codifica che riporti il Piano e la Zona di appartenenza, ad esempio "F - P02 - 001" (Finestra, al Piano 2, nella Zona 001). 

Tipi ed elementi

I Tipi Elemento e, sulla destra, un esempio di nidificazione degli Elementi 
nell'apposita categoria Tipo. 

Il Builnding Element Type “prende il nome” dal Building Element stesso, seguito dalla desinenza Type: ad esempio una particolare tipologia di muri sarà individuata come ifcWallType, le travi ifcBeamType, ecc. Porte e finestre prendono invece la denominazione IfcDoorStyle e IfcWindowStyle perché in realtà sono degli ifcTypeProduct.

Ogni software ha un proprio modo di definire gli Elementi e gli Elementi Tipo: in ARCHICAD ad esempio si opera attraverso l’uso di regole di composizione del Tipo, per un approfondimento sul tema, potete vedere il nostro ultimo Webinar su IFC.

 

IFC E CLASSIFICAZIONI 

IFC è esso stesso un sistema di classificazione, così come ogni software ne ha uno proprio, anche se per lo più è implicito. Per poter condividere i sistemi di codifica dei progetti abbiamo la necessità di rapportarci ad altri sistemi classificatori esterni (UNICLASS, OMNICLASS, ecc) soprattutto per quanto riguarda la Computazione e il Project Management: in quante e quali parti dobbiamo scomporre l’edificio? Che nomi attribuire ai componenti? I codici identificativi, sono ugualmente comprensibili da ogni professionista in ogni parte del mondo?

Classificazioni

IFC e Classificazioni Internazionali: gli elementi possono avere più di un riferimento identificativo.

L’adozione di un sistema di classificazione esterno ha senso nel caso di grandi commesse, dove è necessario operare secondo criteri di programmazione dell'opera più articolati. Quel che conta sapere ora è che le classificazioni istituiscono gerarchie e definiscono delle regole di identificazione fra l’insieme e le loro parti e che rispondono a logiche che non sono unicamente originate all'interno del modello. I componenti hanno una precisa identità come parte di un tutto, vale a dire che la loro identificazione ha senso se vengono prese in considerazione le relazioni fra gli elementi: abbiamo visto come in certi casi due componenti, pur con identiche caratteristiche, vengono identificati in maniera diversa a seconda della loro posizione o appartenenza a un insieme dato.


E questo introduce il secondo tema di questa serie, le Relazioni, che tratteremo nel prossimo post. 
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Topics: BIM

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