BIM e Interoperabilità: lo scambio dei dati attraverso il formato IFC per la progettazione strutturale

L'uso dell formato IFC nella progettazione strutturale 

Scopo del seguente articolo è fornire al lettore un sintetico ed oggettivo quadro della situazione che possa aiutarlo a comprendere le potenzialità dell’uso del formato IFC ai fini della progettazione strutturale.

Le soluzioni commerciali offerte dalle software house di BIM Authoring ad oggi sono molteplici, nonostante ciò vi sono ancora delle complessità nella completa gestione delle varie discipline che governano un progetto, motivo per cui si ricorre ad un formato interoperabile open-source quale l’IFC

Per un progetto strutturale sviluppato tramite metodologia BIM il punto di partenza è, nella maggior parte dei casi, il progetto architettonico che, una volta modellato, può essere esportato in IFC filtrando solo gli “oggetti” necessari, evitando così il trasferimento di dati superflui. Il file IFC prodotto ed importato nel software di progettazione strutturale verrà rielaborato secondo le logiche di calcolo atte a dimensionare/verificare quelli che sono gli elementi strutturali.

Al termine della progettazione strutturale è possibile esportare un file IFC ed integrarlo nel progetto architettonico, andando a generare un processo produttivo interattivo ed iterativo ma, soprattutto, evitando interferenze e perdite di informazioni.

In alcuni casi, tale processo risulta difficoltoso per la complessità dell’interpretazione e assegnazione dei codici standard IFC ad elementi come travi, pilastri, ecc.

Gli oggetti principali IFC che interessano la modellazione/progettazione strutturale sono: l’IfcBeam, IfcColumn, IfcStandardWall, IfcWall e IfcSlab, ifcPlate.

Introduzione al formato IFC 

Il formato IFC (Industry Foundation Classes) rappresenta il frutto della collaborazione tra diversi operatori nel settore AEC, nato con l’intento di creare una piattaforma aperta per condividere informazioni tra le diverse figure del processo progettuale, costruttivo e manutentivo.

ifc-qr-code.JPG

Figura 1- What is IFC (Industry Foundation Classes)

L’IFC viene mantenuto costantemente aggiornato da buildingSMART International ed è normato secondo standard internazionali (ISO 16739-1:2018).

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IFC: Caratteristiche e forma del “dato”

Il formato IFC nasce e si sviluppa a partire dal linguaggio EXPRESS, definito nella norma “ISO 10303-11: Industrial automation systems and integration — Product data representation and exchange — Part 11: Description methods: The EXPRESS language reference manual”.
La struttura del file è di natura STEP (Standard for the Exchange of Product model data), definita dalla norma ISO 10303-21. 

Esempio di lettura delle entità IFC - IfcAxis2Placement3D

L’entità IfcAxis2Placement3D viene utilizzata per definire la posizione e l’orientamento di un oggetto nello spazio.

DATA;

#1= IFCORGANIZATION($,'BIM Authoring',$,$,$);

#5= IFCAPPLICATION(#1,'2020',BIM Authoring','BIM Authoring');

#6= IFCCARTESIANPOINT((0.,0.,0.));

#11= IFCDIRECTION((1.,0.,0.));

#31= IFCAXIS2PLACEMENT3D(#6,#11,$);

ENDSEC; 

Le informazioni delle entità sono contenute tra le parentesi e vengono divise dal carattere “,”. Dall’esempio precedente, è possibile notare come lo STEP ID “#31” richiami al suo interno le entità “#6” e “#11”, lasciando invece il terzo campo vuoto (utilizzando il carattere “$”). Il significato dei singoli campi all’interno delle parentesi cambia a seconda delle entità e della posizione. 

Utilizzando il “data model” fornito da buildingSMART è possibile ricavare le informazioni necessarie per leggere e interpretare i vari attributi; in particolare, è possibile leggere il significato dei vari campi dal inheritance graph di ogni entità. A completamento dell’esempio precedente, segue la tabella degli attributi dell’entità IFCAXIS2PLACEMENT3D.

attribute-inheritance.JPG

Figura 2 - Attribute Inheritance

Lo schema riporta tutti i possibili attributi radicati secondo una ben definita gerarchia. In particolare, è possibile risalire al valore dei campi nel file IFC guardando in ordine dall’alto verso il basso gli attributi a cui è riferito un numero nella prima colonna. Nel precedente esempio sono quindi riportati i campi: Location, Axis e RefDirection. A destra della voce è possibile vedere il tipo di entità che può essere contenuta nel campo (es. IfcCartesianPoint e IfcDirection).

[...] l'articolo continua con alcuni Esempi pratici di scambio dati tra software BIM Authoring e software FEM attraverso l’IFC >> scarica il pdf

Si ringrazia la Commissione BIM – Building Information Modelling dell'Ordine degli Ingegneri della provincia di Torino per la gentile collaborazione