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IFC文件结构及其BIM、WEB应用的介绍

创作时间:
作者:
@小白创作中心

IFC文件结构及其BIM、WEB应用的介绍

引用
CSDN
1.
https://blog.csdn.net/weixin_35760413/article/details/144839425

IFC(Industry Foundation Classes)文件是一种在建筑、工程和建设领域广泛应用的标准化文件格式,由buildingSMART组织开发。它主要用于提高不同软件工具之间的协同操作性,以便在建筑信息模型(BIM)中进行数据交换。本文将详细介绍IFC文件的结构及其在BIM和Web应用中的使用方法。

IFC文件介绍

IFC文件全称为行业基础课程文件格式(Industry Foundation Classes),是一种被应用于家建、工程和建设领域的标准化文件格式。由buildingSMART发展,IFC的设计目的是提高不同软件工具之间的协同操作性,以便在建筑信息模型(BIM)中进行数据交换。

IFC文件包含了对于建筑或结构的丰富信息,包括几何数据、材料属性和元素间的关系。这种文件格式以层级化结构表示复杂数据,调和了机器可读和人可读的需求。

IFC文件的结构

  1. 头部部分
  • 包含文件的充分信息,如文件名称、作者和时间戳。
  • 示例:
    ISO-10303-21;
    HEADER;
    FILE_DESCRIPTION(('ViewDefinition [CoordinationView_V2.0]'), '2;1');
    FILE_NAME('example.ifc', '2024-12-30T12:00:00', ('Author'), ('Organization'), 'IFC4', 'Exporter', '');
    ENDSEC;
    
  1. 数据部分
  • 实际包含的BIM数据,通过实体和关系进行组织。
  • 实体指定根据IFC模式的类型,如IFCWall、IFCWindow、IFCBuilding等。
  • 关系通过实体,如IFCRelAggregates或IFCRelConnects进行表示。
  • 示例:
    #1 = IFCWALLSTANDARDCASE('1', 'WallName', 'WallDescription', ...);
    #2 = IFCWINDOW('2', 'WindowName', 'WindowDescription', ...);
    #3 = IFCRELAGGREGATES('3', #1, #2);
    
  1. 几何数据描述
  • IFC文件支持详细的几何数据建模,主要包括点(Point)、线(Line)、面(Surface)、体(Solid)以及网格(Mesh)等。
  • 点(Point)
  • 表示三维空间中的单个位置,使用IFCCARTESIANPOINT定义。
  • 示例:
    plaintext #10 = IFCCARTESIANPOINT((0.0, 0.0, 0.0));
  • 线(Line)
  • 使用直线或曲线描述元素边缘,如IFCPolyline。
  • 示例:
    plaintext #11 = IFCPolyline((#10, #12)); #12 = IFCCARTESIANPOINT((10.0, 0.0, 0.0));
  • 面(Surface)
  • 使用平面或曲面描述元素表面,通过IFCPLANARFACE等实体定义。
  • 示例:
    plaintext #13 = IFCPLANARFACE((#11));
  • 体(Solid)
  • 表示三维空间中的封闭几何体,常用IFCEXTRUDEDAREASOLID。
  • 示例:
    plaintext #14 = IFCEXTRUDEDAREASOLID(#13, #10, (0.0, 0.0, 1.0), 10.0);
  • 网格(Mesh)
  • 使用多边形网络表示复杂形状,如IFCTRIANGULATEDFACESET。
  • 示例:
    plaintext #15 = IFCTRIANGULATEDFACESET((#10, #12, #16), ((1, 2, 3))); #16 = IFCCARTESIANPOINT((0.0, 10.0, 0.0));
  1. 模式规范
  • 最常见的版本为IFC2x3和IFC4。
  • IFC2x3:广泛用于建筑、工程和施工领域,提供了基本的几何和非几何数据支持。
  • IFC4:是IFC2x3的扩展版本,改进了几何描述和支持更丰富的属性定义。
  • 示例(IFC4中的墙描述):
    #10 = IFCWALLSTANDARDCASE('1', 'ExampleWall', $, $, $, $, #11, $);
    #11 = IFCPRODUCTDEFINITIONSHAPE($, $, (#12));
    #12 = IFCCARTESIANPOINT((0.0, 0.0, 0.0));
    

使用Blender编辑和修改IFC文件

Blender作为一款高频实用的3D模型工具,可通过BlenderBIM插件来处理和编辑IFC文件。以下是一些步骤:

  1. 安装插件
  • 安装BlenderBIM,该插件是一个免费并开源的IFC文件处理工具。
  • 在BlenderBIM官网下载,并在Blender首选页面中启用插件。
  1. 导入IFC文件
  • 打开Blender,进入File > Import > Industry Foundation Classes (.ifc)。
  • 选择需要导入的IFC文件将其加载到Blender中。
  1. 编辑IFC模型
  • 使用Blender的编辑工具优化几何或添加注释。
  • 通过BlenderBIM界面可以修改资料属性和数据。
  • 示例:
  • 选中一面墙,将材料由混凝土修改为砖材。
  • 添加自定义属性,如防火评级或空间过热能力。
  1. 导出修改后的IFC文件
  • 进入File > Export > Industry Foundation Classes (.ifc)。
  • 确保所有修改元素都为合规结构并导出文件。

3D BIM及其在IFC中的作用

  1. 3D几何表示
  • IFC文件支持详细的三维几何建模,通过精确的参数描述如坐标、体积和形状信息来定义建筑元素。
  • BIM中的三维表示允许设计师和工程师可视化建筑设计,评估不同的设计选项并减少错误。
  1. 语义信息
  • 除了几何数据,IFC文件还嵌入了建筑元素的语义信息,例如墙壁的材料、窗户的热性能等。
  • 这种语义信息有助于在建造和维护阶段提供详细的工程信息。
  1. 协同设计
  • 通过BIM工具,多个团队可以在三维环境中同时工作。
  • IFC文件充当数据交换的桥梁,确保所有团队成员基于相同的建筑模型进行工作。
  1. 冲突检测
  • 在复杂的建筑项目中,BIM工具利用IFC文件的数据进行冲突检测,例如管道与结构之间的碰撞。
  • 这提高了施工前的设计准确性。

IFC在web中的应用

以网络技术为核心,现在可以在浏览器中直接查看和处理IFC文件。如下是几种涉及方式和工具:

  1. IFC.js
  • 一个轻量级的JavaScript库,能够在浏览器中渲染和互动IFC文件。
  • 无需安装重量系统软件,能够实现实时查看和处理BIM模型。
  • 示例流程:
  • 将IFC文件导入至网站应用,使用IFC.js进行渲染。
  • 在WebGL画布中显示3D模型。
  • 提供用户查看属性或添加注释功能。
  1. WebGL和Three.js
  • 使用Three.js在浏览器中渲染IFC模型。
  • 配合IFC.js实现高级互动和数据处理功能。

在web端使用3dconvert预览和转换ifc模型

  1. nsdt IFC Viewer是一个免费的IFC模型在线查看工具,点击左上角的文件图标,选择你本机的IFC文件,即可直接在浏览器里查看你的IFC模型文件,并且支持剖切查看等。

  1. 云端BIM平台
  • 如Autodesk Forge或Trimble Connect提供云端解决方案,便于管理和分享IFC文件。
  • 提供版本控制、协作和与项目管理工具的整合功能。
  1. 与物联网的互联
  • 利用IFC数据将建筑模型与物联网设备连接,实现实时监控和管理。
  • 示例:将HVAC系统数据集成到IFC模型,以促进能源效率。

结论

IFC文件在现代建筑工程中的重要性日益增加,其标准化的数据结构为跨平台协作、设计优化和后期管理提供了强有力的支持。此外,随着Web技术的发展,IFC的应用场景不断扩展,为行业提供了更灵活、高效的解决方案。

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