実践OpenBIM

9. GLOOBEとのIFC検証

9-3.検証に用いた建物について

今回、検証に用いた建物は、以下の通りです。

  • 階数:地上2階、地下1階
  • 階高:4000mm
  • 部屋数:5(機械室2、事務室2、会議室1)

必ず用いる部位として、以下のものを用いました。

  • スペース(Space)
  • 梁(Beam)
  • 柱(Column)
  • 床/スラブ(Slab)
  • 壁(Wall)
  • 窓(Window)
  • ドア(Door)
  • 地形/地盤(Site)

建物パース

建物立面 / スペース平面

各階天伏図

ミニツール

リアルタイムパラメータ

Vectorworksのプラグインオブジェクトには、様々なパラメータが搭載されており、開口部の編集を自由に行うことができます。ただ、開口部のスタディーとしていろいろな大きさを検討したい場合、データパレットや設定ダイアログで入力するよりも、スライダーなどで直接的に変更したいときがあります。そこで、窓の幅や高さ、高さ位置をダイレクトに調整できる道具をつくりました。

“リアルタイムパラメータ” の続きを読む

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8. CADWe’ll TfasIV との連携

「壁スタイルの置き換え」で、内壁、外壁を一括で設定変更します。

壁スタイルの置き換え

 

柱を挿入していきます。
( 一番最初に柱を配置し、壁を作成、スペースを自動作成という方法もあります。 Vectorworksは、モデリングの方法が多様で柔軟です。)

柱の挿入

 

建具や階段を挿入します。 建具や階段等の建築要素は、3Dパラメトリックモデルとして用意されているので、モデリングするというより、配置していく感覚に近いです。

建具の挿入

スラブを作成します。
柱が貫通する部分等、BIMならではの考慮点があります。正確にモデリングすることを意識して下さい。

スラブ作成

ツールセットの「詳細」より軸組ツールを選択して単純梁を作成し、柱間を渡します。この際、壁の高さを調整して、梁とかぶらないように調整します。

モデリング過程1

ツールセットの「家具/建具」より「天井格子」を選択して天井を作成します。

モデリング過程2

2階に1階モデルを複製します。必要であれば修正を加えます。

モデリング過程3

3階を作成します。

モデリング過程4

屋上スラブと、棟屋、手摺を作成します。

モデリング過程5

カスタムモデルは一切存在しませんので、このままIFCとして出力します。
(通り芯は、IFCを出力するアプリケーションによっては、出力されない場合があります。)

連携アプリケーションへIFCを渡す際は、Solibri Model Viewer等の中立的なビューアー でモデル形状等を確認しましょう。

SMVでの確認

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7. ダイテックに聞く

竹口:
使ってほしい業種はやはり設備業でしょうか。

山口:
総合設備CADですので、当然設備設計業が主なターゲットとなりますが、CADWe’llは建築・建設に関わる方々に使って頂けると思います。

竹口:
御社製品の特徴をお教え下さい。

山口:
ダクトや配管の「ルーティング」機能は大きな特徴と言えますが、直感的な操作感と設備専用機能の充実、そして何よりも「サクサク」と軽快に作図できることです。

また、BE-Bridge 5.0やIFC2x3等へのタイムリーな対応も製品の特徴と言えます。

電気パイプ

電気パイプ3D

芦原:
CADWe’llは完全な3D-CADと言うよりも、2Dで作図して、ポイントを3Dで確認していくイメージに近いですね。
複雑な取り合いや納まりは、3Dでないと確認出来ない場合もあるので、その際は3Dが威力を発揮しますが、作図は2Dベースで軽快に動きます。

冨田:
とにかく設備図面は、時として膨大な枚数になります。 本当に現場で使えるCADを主眼に開発していますので、動作が緩慢になることだけは避けたいのです。

竹口:
本当に現場で使えるCADというと?

製品カタログ

芦原:
現場の技術者が、バリバリと図面が描けるCADのことです。
一昔前は、CADというとオペレータが操作するものでしたが、設備設計の現場を知る人間が図面を描ければ、それだけで大きな効率化を果たします。

冨田:
それから、弊社製品は、ソフトウェア使用料という概念で、ご提供しています。
製品ラインナップも「時間課金」「月額レンタル」「5年間レンタル」などお客様の現状にあった形態での提供方法をご用意しています。
「時間課金」は、使用した分だけ利用料をお支払い頂き、使用しなければお支払いは0円というライトユーザ向け提供方法です。
「月額レンタル」は、工期が短期間の現場事務所などで、工期の間だけご利用頂くのに最適な提供方法です。
その他にも様々な利用形態をご用意しています。

竹口:
パッケージ販売じゃないのですか!、かなり先進的ですね。

多口継手

多口継手3D

芦原:
実は、弊社は以前 本屋さんを経営しておりまして、その時に本の受注管理システムや、ネット販売システム等は全て自社で開発した経緯があります。WEB経由での認証や課金のシステムは、そう難しいことではありませんでした。

竹口:
設備設計を3Dで行なうメリットをお教え下さい。

山口:
2D図面で複雑な納まりを検討するには、ある程度の経験が必要になりますが、3Dなら一目瞭然です。
また、設計の初期段階で、イメージを共有することができるので、目的とする到達点のズレが少なくなります。
昨今、BIM イコール 3D と思われがちですが、「モデルやオブジェクトにいかに情報を持たせて、それを活用するか」といった、情報付けや利用方法もBIMです。
設備の世界では、技術計算に必要な情報をいかに持たせるか、これがとても重要なことなのです。

3D全体図

データ互換

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6. FlowDesigner 9 との連携

6-2.気流解析シミュレータ(FlowDesigner)で解析

6-2-1.FlowDesigner の概要

「FlowDesigner」は 、気流の流れや温熱・汚染度の分布を3次元的にシミュレーションすることのできる ソフトウェアです。 「流体解析シミュレーション(CFD)」と呼ばれていたこのような技術は、 これまでごく一部の大学の研究室や企業の研究所内部のみで使用されてきましたが、 これを広く一般の方でもきわめて簡単に活用できるようにした製品が、「FlowDesigner」です。建築設計事務所・ゼネコンでも多く使用されているソフトウェアです。

詳しくは、インタビュー記事「アドバンスドナレッジ研究所に聞く」をご覧下さい。

 

6-2-2.FlowDesignerでの操作

FlowDesignerの操作画面

「CAD外部ファイルを開く」から、IFCファイルを取込みます。
FlowDesignerでは、直接IFCデータを取込むことが可能です。

エンティティ選択ダイアログ

コンバート設定ダイアログ

解析に必要なエンティティだけを選択して、取り込むことができます。
領域の拡張、座標数値を丸めるなどの設定も可能です。

取込んだ直後のモデルです。これらに、解析用の補正を行ないます。

取込み直後のモデル

 

取り込んだオブジェクトの中には、IFCからのデータ変換の際に、面が透けてしまうものがあります。

このようなオブジェクトに対し、FlowDesigner9から、1クリックでオブジェクトの形状を修復できる機能を搭載しました。

その他にも『オブジェクト形状簡略化』等、IFCデータの補正をアシストする様々な機能があります。

補正前

補正中

補正後

 

オブジェクトの形状補正の他に、オブジェクトの概観についても、色の変更・面の半透明表示・線の非表示など、詳細にFlowDesigner上で編集することができ、高いプレゼンテーション能力を発揮します。

補正前

補正後

解析対象建物の1階部分です。

解析対象の一階部分

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5. アドバンスドナレッジ研究所に聞く

竹口:
建築におけるCFD解析の需要や、今後の発展性をお聞かせ下さい。

池島:
極論なんですが、例えば家電量販店でエアコンを買う際に、店員さんが使えるようになれば良いと思ってます。
エアコンは、8畳用や12畳用等、室内ボリュームでの表記しかされておらず、窓の位置や部屋形状によってエアコンの設置位置は異なってきますし、選ぶ機器も変わってくるはずです。
店員さんが接客の際、部屋情報を入力して、空気の流れを可視化できれば面白いですよね。
熱い寒いは、日常生活にありふれた現象で、可視化されることでコミュニケーションの広がりが出ると思いますし、こういった広がりは、省エネ等に繋ると思います。
これはある種、FlowDesignerの究極のゴールでもあります。

竹口:
かなり使いやすいと、操作に関するサポートは少ないですか

インタビュー風景

池島:
この様なソフトウェアのサポートは2通りあると思います。1つは操作に関するサポートで、これに関しては非常に少ないです。もう1つは、解析結果に関するサポートで、こちらは非常に多くお問い合わせ頂いてます。これは、現場で使って頂いている結果だと感じております。

それから、まだまだ誤解があるのかな、と思うのですが、私達の製品はあまりにも簡単に解析出来てしまうので、計算結果に対して懐疑的になる方が多いようです。
現在、各種CFDとの精度比較を行なっていますが、結果に関してはとても誇れるものです。この点があるので、国内外の大学でも導入頂いているのだと思います。

樹木モデルの配置逆解析イメージ画像

竹口:
既にVectorworksから出力されたモデルを気流解析して頂きましたが、作業してみて如何でしたか。

黒岩:
地形や作り込まれた建物が有ったりと、結構複雑なモデルでしたが、Vectorworks側でクラス分け等がなされていたので、比較的少ない作業で解析が行なえました。
これだけスムーズにCADとの連携が出来ると、解析ツールとCADとの今後の発展性には期待が膨らみます。

Vectorworksで作成した地形モデルも、解析的には厳しいかな、と思いましたが、取込んでみれば問題無く作業が出来ました。(地形モデルは、メッシュモデルでIFCを書き出すことで、上記問題はクリアされます。詳細は、次章の連携記事にて。)

竹口:
今回の連携で、要望等はありますか。

インタビュー風景

黒岩:
いえ、特に無いです。
と言うのも、かなりスムーズに連携できました。モデルはCAD、解析はCFDとお互いの分担が上手く出来ており、メリットの方が印象に残りました。

実は私はCFDを扱い始めて半年程度ですが、解析に関して大きな労力を要さずに出来たのは、FlowDesignerのインターフェースがそのように開発されている為なのと、VectorworksとのIFC連携がスムーズだった為かと思います。

竹口:
今後のBIM連携(openBIM)への要望など、何かあればお話し下さい。

池島:
CFDの様なシミュレーションは、設計の上流段階で使ってこそ意味があると思います。簡略化されたモデルで解析してこそ、どのパラメーターがどう効いてくるかが判断出来ます。
設計の詳細が決定した後の設計変更はかなり厳しいので、ボリュームスタディ程度のモデルでのシミュレーションが逆に重要だと感じています。
良い実験結果を得るには、良い実験モデルが必要だと言うこと、これはシミュレーションでも全く同じなのだと思います。このあたりを設計者の方々が理解していただいて、効果的に 解析を実務に結びつけて貰えば嬉しいですね。
CFD解析におけるBIM連携では、大きな設計の枠組みを変えていく、つまり設計フローを従前のものからシフトしていくことが重要だと考えます。

インタビュー風景

竹口:
本日はありがとうございました。

引き続き、「FlowDesigner」と「Vectorworks Architect」との連携について解説いたします。

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4. Rebro 2011 とのIFC連携

4-2. Rebro 2011での読み込みと作図

4-2-1.

Vectorworks Architectで作成した意匠データのIFCをRebroで読み込む。

IFC取込みダイアログ

IFC読み込みダイアログにて、Vectorworksのレイヤ高さを、Rebroに読み込みことが可能です。

また、構成要素タブにて、取込まれるIFCオブジェクトの数を事前に把握します。

建築モデルをRebroに読み込み

Rebroにて、Vectorworksで作成したIFCモデルが取込まれました。

IFCファイルで取込んだモデルは建物全体ですので、作図編集が行ない易いよう、「クリップ機能」に1フロアだけを表示し、レイヤー制御で表示状態を調整します

作図を行ないやすいように図面化

 

4-2-2.

取込まれた意匠データを元に、設備図面を作図していきます。
単線、複線のどちらでも作図でき、切り替えることもできます。また、断面やCGを確認しながら作図を進めることも可能です。

設備図面の作成

別に作図したダクト図、衛生図を取り込み、総合図として表示することも出来ます。

ダクト図、衛生図を取込んだ総合図

必要に応じて干渉検査が出来ます。

意匠、構造、設備の何が干渉しているのかがリストアップされ、図面やCGにはバルーンで位置が表示されます。

位置を調整し、干渉個所が無くなるとバルーンが消え、リストも一行減ります。

干渉検査

機器器具にはユーザーが自由にプロパティ項目を追加することが出来ます。

追加した属性はIFCファイルに出力されます。

干渉検査

フロアの概念を持っていますので、作図の際は 4F+2900 といった高さ指定が可能です。

意匠モデルに設備を作図しました。

すべてのフロアを表示

 

CG表示

 

4-2-3. IFCファイルの出力

Rebroで描いた設備、意匠、構造、スリーブ等は、IFCファイルで出力することが可能です。

IFCファイル出力時、ダイアログで出力する対象、フロアを指定します。

IFC出力時のダイアログ

Rebroより、IFC2x3のバージョンのIFCデータが書き出されます。