Formato IFC e Open BIM, tutto quello che occorre sapere

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Cos’è, perché è importante, come funziona, il legame con il BIM, i vantaggi e l’elenco di tutti i software certificati: ecco la guida completa al formato IFC

Una delle principali esigenze per te che lavori con un software BIM – Building Information Modeling – è assicurarti la massima libertà di condivisione dei dati del modello progettato: tutto ciò si traduce nel poter lavorare in un sistema che sia realmente aperto.

Saprai che i formati di file proprietari sono quelli leggibili solo dal proprio software e da altri software autorizzati e, quando i componenti del team di progetto adoperano software diversi, l’utilizzo di formati proprietari può impedire l’interoperabilità, ovvero la capacità di un prodotto o di un sistema di interagire e funzionare con altri prodotti o sistemi, senza alcuna restrizione per l’accesso o le implementazioni.

Invece, i formati di file aperti possono essere letti e modificati da chiunque. Per rispondere a tali necessità è stato creato il formato IFC – Industry Foundation Classes, un particolare formato di file aperto che consente l’interscambio di un modello informativo, senza perdita o distorsione di dati e/o informazioni.

Formato IFC, tutto quello che occorre sapere

Logo IFC Industry Foundation Classes

Il BIM e l’IFC

Per rispondere in maniera esaustiva alla domanda “cos’è l’IFC”, è necessario fare un passo indietro illustrando il concetto di BIM.

BIM è l’acronimo di “Building Information Modeling” ossia Modello di Informazioni di un Edificio. Esso è stato definito dal NIBS – National Institutes of Building Science come la “rappresentazione digitale di caratteristiche fisiche e funzionali di un oggetto”.

Il BIM è una metodologia operativa e non uno strumento. Esso deve essere identificato come un processo di digitalizzazione di una costruzione, che adopera un modello informativo digitale contenente tutte le informazioni connesse al suo intero ciclo di vita: progetto, costruzione, gestione, manutenzione, dismissione.

Tra le caratteristiche sostanziali della metodologia BIM vi è la facilità di cooperazione tra le figure coinvolte durante le fasi del ciclo di vita di un edificio, per inserire, estrarre, aggiornare o modificare le informazioni del modello, quali ad esempio:

  • il progettista architettonico definisce le funzioni, forme, geometrie fino generare il modello 3D
  • il progettista strutturale specifica e calcola gli elementi strutturali
  • il responsabile della sicurezza analizza e prevede le probabili criticità durante le fasi operative
  • il responsabile della manutenzione delinea e approfondisce gli aspetti tecnici della costruzione da monitorare nel corso della sua vita utile
  • ecc.

Tutto ciò esige un formato standard che consenta l’interoperabilità e l’interscambio dei dati in modo sicuro, senza errori e/o perdita di informazioni: questo è l’obiettivo del formato IFC.

Riprendendo e riassumendo le definizioni precedenti, l’IFC è un formato aperto, eletto a standard internazionale,  necessario allo scambio di modelli e contenuti informativi. È destinato allo scambio di informazioni internamente ad un gruppo di progetto e tra diversi software, durante lo sviluppo delle fasi di progettazione, costruzione, gestione e manutenzione.

Formato IFC tutto quello che occorre sapere

Interoperabilità in un sistema chiuso e aperto

La storia dell’IFC

Nel 1994 un consorzio industriale investì nella realizzazione di un codice informatico (insieme di classi C++) in grado di supportare lo sviluppo di applicazioni integrate.

Dodici società statunitensi aderirono al consorzio che prese il nome di “Industry Alliance for Interoperability”. Nel settembre 1995 il consorzio aprì l’adesione a tutte le parti interessate e nel 1997 cambiò il suo nome in “International Alliance for Interoperability”.

La nuova alleanza fu ricostituita come organizzazione no profit, avente l’obiettivo di sviluppare e promuovere l’Industry Foundation Classes (IFC) come modello di dati neutro, contenente le informazioni relative a tutto il ciclo di vita di un edificio e dei suoi impianti. Dal 2005 l’alleanza porta avanti le proprie attività tramite BuildingSMART.

BuildingSMART attualmente è un’organizzazione che ha tra gli obiettivi il miglioramento dello scambio di informazioni tra le applicazioni software utilizzate nel settore delle costruzioni, e lo sviluppo di uno standard internazionale di strumenti e formazione per sostenere l’ampio uso del BIM.

Caratteristiche del formato IFC

Come già accennato, l’IFC è un formato di file aperto e neutrale, progettato da buildingSMART International per sostenere l’interoperabilità tra le singole applicazioni che operano all’interno del settore delle costruzioni e registrato come standard internazionale ufficiale ISO 16739:2013.

L’IFC, originariamente creato come formato di file d’interscambio aperto e interoperabile, è in grado di soddisfare a diverse necessità. In senso stretto, IFC non è un solo un formato di scambio, ma uno schema, cioè una struttura o una specifica dei dati: lo schema IFC può essere pensato come un “sistema di archiviazione” per organizzare e trasportare dati digitali.
Vediamo, in maniera dettagliata, le specificità di tale schema.

File d’interscambio

E’ possibile considerare l’IFC come un file di interscambio poiché consente di trasferire geometrie ed informazioni mantenendo inalterata la struttura dell’insieme e delle singole parti: gli oggetti avranno una precisa collocazione nello spazio e saranno distinti fra di loro per categorie, caratteristiche e funzione.

Modello di dati

Per modello di dati si intende la struttura teorica associata al modello che consente la sua gestione, ossia la capacità di scomporlo e assemblarlo in modi diversi, a seconda di un uso specifico.

I criteri fondanti della struttura del modello di dati sono i seguenti:

  • con il filtro dei dati possiamo scegliere quali componenti interscambiare, poiché per un determinato obiettivo, dovranno essere incorporate solo informazioni e geometrie essenziali
  • mediante le proprietà riportiamo quali informazioni confluiranno negli oggetti del modello e in che relazione saranno organizzate fra di loro
  • con gli attributi si individuano le caratteristiche che dovranno avere gli oggetti nella scena.

Elemento d’archivio

I dati devono essere utilizzabili da più operatori e per un arco di tempo abbastanza ampio. Per tale motivo il formato IFC, in quanto formato aperto, è accessibile da chiunque, a prescindere dal software adottato e dalla sua versione, adesso e a distanza di decine di anni. L’archiviazione del file IFC, oltre alla sua conservazione, deve garantire una sua facile consultazione. Per cui i dati del modello devono essere strutturati e gli stessi modelli saranno identificati secondo uso e funzione.

Schema dati

IFC è uno schema dati che assegna un nome e delle relazioni fra gli oggetti che serviranno, oltre ad ottimizzare lo stesso sistema d’archiviazione, a rendere gli oggetti leggibili scambievolmente da diversi software.

In sintesi possiamo riassumere che:

  • i modelli IFC comprendono entità geometriche e non geometriche
  • i modelli IFC contengono la geometria dell’edificio e i dati associati ai suoi elementi
  • esportando i dati di un progetto realizzato con metodologia BIM mediante un file IFC, si trasferiscono i dati da un’applicazione all’altra
  • il formato IFC è aperto, libero e ben documentato. Fornendo una interfaccia IFC per l’esportazione e l’importazione, conforme allo standard IFC, i fornitori di applicazioni software sono in grado di garantire l’interoperabilità con centinaia di altri strumenti ed applicazioni BIM.

Come funziona l’IFC

Il formato IFC è un modello di dati standardizzato che descrive:

  • identità e semantica: oggetto, nome, funzione
  • caratteristiche: materiale, colore, proprietà
  • relazioni tra:
    • oggetti (ad es. muri, solai, finestre)
    • concetti astratti (ad es. performance, costing)
    • processi (ad es. installazione, montaggio)
    • persone (ad es. proprietari, designer, appaltatori, manager).

Lo schema IFC è in grado di definire elementi di edifici, prodotti pre-fabbricati, sistemi meccanici/elettrici, e anche i modelli più astratti per l’analisi strutturale, per l’analisi energetica, per la suddivisione dei costi, per la programmazione dei lavori e molto altro ancora. Lo schema IFC definisce le classi di oggetti e le relazioni tra loro.

Passando ad una disamina tecnica possiamo affermare che le classi sono pensate per descrivere i componenti di un edificio – impianti, spazi, zone, arredo, elementi strutturali – includendo le proprietà specifiche di ogni singolo oggetto, come ad esempio: posizione, forma, caratteristiche fisiche e meccaniche, connessioni con altri oggetti, prestazione energetica, sicurezza, costo, richiesta di manutenzione.

Per comprendere meglio adoperiamo un esempio pratico:

  • la finestra è una classe scindibile in vari tipi finestra
  • la finestra appartiene al dominio edificio
  • la definizione del tipo riconosce nel progetto ed in altri progetti, la finestra, il suo insieme di proprietà e attributi generali
  • ad ogni tipo possono corrispondere n istanze che rappresentano l’entità modellata e fisicamente presente all’interno del manufatto
  • alle istanze possiamo associare attributi e proprietà.

IFC definisce anche le relazioni tra gli elementi costruttivi e quindi:

  • le relazioni che descrivono come i componenti edili fanno parte degli edifici
  • le relazioni che racchiudono la configurazione spaziale, ad esempio come il sito è composto da edifici, piani, spazi e come gli spazi sono riuniti in zone funzionali
  • altre relazioni che collegano la posizione degli elementi in sistemi, utili per la gestione e manutenzione.

Lo schema IFC stesso può essere espresso in vari formati di file, più comunemente in STEP come IFC-SPF ma anche come XML o un file ZIP.

  • IFC-SPF è un formato di testo nel linguaggio di modellazione dati express. Ha dimensioni compatte ed è il formato IFC più utilizzato
  • IFC-XML è un formato nel linguaggio di markup estensibile, XML. Sebbene l’XML sia un linguaggio di programmazione più comune, l’IFC-XML ha una dimensione di file più grande rispetto all’IFC-SPF ed è meno usato
  • IFC-ZIP è un formato compresso ZIP del file IFC-SPF. Un file .ifcZIP di solito comprime un .ifc del 60-80 % e un .ifcXML del 90-95 %.

La specifica IFC è stata sottoposta a molteplici cicli di sviluppo sin dal suo inizio nel 1995. Ci sono state più di una dozzina di iterazioni da IFC1 alla versione attuale IFC4 (incluse le versioni ifcXML e IFCzip). IFC4 è stato ufficialmente pubblicato nel marzo 2013. Tuttavia, ci sono voluti alcuni anni prima che questa versione attuale venisse implementata nei software del settore.

Dal 2018 buildingSMART è impegnato nella certificazione del software per l’implementazione di IFC4, test e certificazione della capacità di importazione ed esportazione. Poiché la certificazione del software IFC4 è ancora in corso, IFC2X3, originariamente pubblicato nel 2006, è ancora la versione più utilizzata della specifica IFC.

Formato IFC tutto quello che occorre sapere

I caratteri evolutivi del formato IFC

I vantaggi dell’IFC

Per quanto illustrato è evidente che il principale vantaggio offerto dal formato IFC consiste nel permettere la collaborazione tra le varie figure coinvolte nell’elaborato processo di costruzione, consentendo di scambiare informazioni attraverso un formato standard. Ciò comporta maggiore controllo e qualità, riduzione degli errori, abbattimento dei costi, risparmio dei tempi, con dati e informazioni coerenti in fase di progetto, esecuzione, gestione e manutenzione.

IFC openBIM

Secondo quanto riportato sul sito buildingSMART International, il termine openBIM fa riferimento a “un approccio universale alla collaborazione per la progettazione e la costruzione degli edifici basati su standard e flussi di lavoro aperti”.

Obiettivo fondamentale dell’openBIM è agevolare lo scambio dei dati tra tutti gli attori coinvolti nella creazione di un modello BIM che copra tutti i possibili campi di applicazione: dalla progettazione alla costruzione, dal funzionamento dell’edificio fino alla sua demolizione e al riciclo di componenti e materiali, al termine del ciclo di vita dell’edificio.

Requisito essenziale per l’openBIM è l’uso di formati di dati aperti e neutrali e il formato IFC costituisce la soluzione più praticata per l’openBIM.

Certificazione IFC e garanzia di conformità dei software

BuildingSMART International ha definito un processo di certificazione che assicura la correttezza dell’importazione ed esportazione dei propri dati IFC, con la garanzia di conformità agli standard. È dunque fondamentale per un software fornire la garanzia di essere in grado di leggere, scrivere e scambiare informazioni con altri programmi.

E’ possibile consultare l’elenco dei software certificati da bSI accedendo a questa pagina.

ACCA è la software house con il maggior numero di software certificati al mondo: ad oggi può contare su ben 19 certificazioni IFC riferite a 16 software:

  1. CerTus-HSBIM
  2. CerTus-IFC
  3. CerTus PN
  4. Edificius import
  5. Edificius export
  6. Edificius-MEP import
  7. Edificius MEP export
  8. EdiLus import
  9. EdiLus export
  10. ManTus-IFC
  11. PriMus-IFC
  12. Solarius-PV
  13. TerMus
  14. usBIM.clash
  15. usBIM.code
  16. usBIM.editor
  17. usBIM.gantt
  18. usBIM.platform
  19. usBIM.viewer+

Ricordiamo che ACCA software da ottobre 2018 è membro ufficiale di buildingSMART International.

Visualizzare ed editare un modello IFC

Per visualizzare ed editare un file IFC è necessario possedere un visualizzatore (viewer) di file IFC. Esistono diversi visualizzatori IFC, ma usBIM.viewer+ è l’unico freeware certificato da buildingSMART international che permette di modificare completamente il file IFC di un modello BIM.

Con usBIM.viewer+ è possibile:

  • creare un file IFC da un file di formato qualsiasi o aprire un file IFC prodotto da qualunque Authoring di progettazione architettonica, strutturale, impiantistica, ecc.. (Revit, ArchiCAD, Edificius, Tecla, Vector Works, AllPlan ecc.)
  • visualizzare tutti gli oggetti IFC che costituiscono il modello e lavorare su ciascuno di essi aggiungendo proprietà, sostituendone la geometria o cancellando entrambe
  • inserire nuovi oggetti da prelevare da qualsiasi catalogo web in qualsiasi formato.

Tutte le modifiche apportate al modello sono salvate in un nuovo modello sempre in formato IFC.

 

usbim-viewer
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