INTEROPERABILIDADE ENTRE APLICATIVOS BIM UTILIZANDO MODELO DE DADOS NÃO-PROPRIETÁRIO IFC

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1 INTEROPERABILIDADE ENTRE APLICATIVOS BIM UTILIZANDO MODELO DE DADOS NÃO-PROPRIETÁRIO IFC Marco D. Deritti 1, Fábio Freire 2 1 Graduado em Engenharia Elétrica pela Universidade Norte do Paraná, BRASIL mderitti@gmail.com Lattes: 2 Prof. Mestre em Engenharia Urbana e Coordenador do Curso de Especialização em Engenharia Digital e Tecnologia BIM da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, BRASIL Lattes: fabiofreire@utfpr.edu.br Resumo: a troca de modelos de informação na indústria de Architecture, Engineering & Construction (AEC) tem evoluído para além do Computer Aided Design (CAD) e mais recentemente, empregado modelos digitais tridimensionais ricos em semântica. Essa abordagem, conhecida como Building Information Modeling (BIM), deverá se tornar o principal meio de troca de informações entre as diversas partes envolvidas na produção da indústria de construção civil. Metodologicamente, este trabalho representa um experimento baseado na interoperabilidade entre aplicativos BIM, utilizando modelos e dados de tradução Industry Foundation Classes (IFC), em formato não proprietário, disponível para troca de informações. Os dados obtidos, após a combinação de modelos digitais tridimensionais, evidenciam o valor da interoperabilidade no processo de troca de informações. Contudo, os resultados das análises indicam que alguns aplicativos BIM mostram-se mais eficientes nas exportações de dados IFC, mantendo a integridade de informações que a indústria AEC se esforça para alcançar. Palavras-chave: OpenBIM, Interoperabilidade, Industry Foundation Classes (IFC). INTEROPERABILITY BETWEEN BIM APPLICATIONS USING "NON- OWNER" DATA MODEL IFC Abstract: The exchange of information models in the Architecture, Engineering & Construction (AEC) industry has evolved beyond Computer Aided Design (CAD) and more recently employed three-dimensional digital models rich in semantics. This approach, known as Building Information Modeling (BIM), should become the main means of exchanging information among the various parties involved in the production of the construction industry. Methodologically, this work represents an experiment based on the interoperability between BIM applications, using models and IFC translation data, in "non-proprietary" format, available for exchange of information. The data obtained after combining three-dimensional digital models, show the value of interoperability in the information exchange process, however, analysis results indicate that some BIM applications are more efficient in exporting IFC data while maintaining the integrity of information which the AEC industry strives to achieve. Revista Técnico-Científica do Crea-PR - ISSN ª edição Abril de página 1 de 9

2 Keywords: OpenBIM, Interoperability, Industry Foundation Classes (IFC). 1. INTRODUÇÃO O Building Information Modeling (BIM) constitui um passo importante no desenvolvimento da indústria de Architecture, Engineering & Construction (AEC). O BIM é um processo de gestão da informação relacionado às diversas fases do ciclo de vida da construção, comprometido por um ambiente tecnológico comum, no qual o modelo digital tridimensional é rico em semântica. Desponta como uma tecnologia para melhorar o desempenho e a eficiência na gestão de projetos de construção (AZHAR et al., 2012). No entanto, ainda existe uma certa resistência, por parte dos projetistas, à modelagem de projetos de arquitetura e instalações prediais, em modelos digitais BIM, preferindo-se a alternativa do Computer Aided Design (CAD) como recurso à produção da documentação gráfica. A implementação do processo BIM acontece a partir de diferentes opções de softwares existentes no mercado, observando-se a especialidade que cada um apresenta. Esta orientação específica, a cada área temática de projeto, faz com que a cada software esteja associado às ferramentas, aos modos de trabalho e aos formatos proprietários diferentes. Com a utilização cada vez maior do processo BIM, surge a necessidade da utilização de procedimentos de trabalho eficazes e busca por modos de trocas de dados - interoperabilidade - entre os diversos modelos BIM. A interoperabilidade no processo BIM é essencial, uma vez que influencia toda a comunicação e troca de dados entre os diferentes softwares BIM utilizados num projeto. Portanto, é indispensável a implementação de um padrão de protocolo internacional para trocas de dados entre os softwares e processos do projeto (ANDRADE; RUSCHEL, 2009). O principal padrão utilizado atualmente é o formato não proprietário Industry Foundation Classes (IFC). Este trabalho explora um estudo de caso existente, de projeto de arquitetura e instalações prediais (hidrossanitária e elétrica), numa habitação unifamiliar de alvenaria convencional. O trabalho foi realizado levando-se em consideração o projeto de arquitetura previamente concebido nos softwares ARCHICAD e Revit. O desenvolvimento dos projetos de instalações prediais ocorreu no software DDS-CAD, oportunizando desta forma a averiguação da qualidade da troca de dados entre os softwares DDS-CAD, ARCHICAD e Revit. Ao longo deste trabalho também foram averiguados aspectos relacionados ao comportamento da troca de dados, em formato IFC, nos softwares selecionados. Revista Técnico-Científica do Crea-PR - ISSN ª edição Abril de página 2 de 9

3 2. METODOLOGIA Para avaliar a troca de informações entre os softwares BIM, utilizando modelo de dados de tradução IFC, foi elaborado modelo digital para o projeto de uma habitação unifamiliar, com aproximadamente 64,00 m 2. Realizou-se a modelagem do projeto de arquitetura, nos softwares ARCHICAD 21 e Revit 2018, em suas versões educacionais, e os projetos de instalações prediais no software DDS-CAD 13. Nessa perspectiva, o trabalho buscou avaliar a interoperabilidade entre os softwares ARCHICAD, Revit e DDS-CAD por meio da comparação dos resultados obtidos pela troca de modelos de dados de tradução IFC, formato não proprietário, disponível para exportação e importação em aplicativos BIM. A utilização de diferentes tipos de aplicativos implica numa série de considerações de interoperabilidade e de procedimentos de implementação que serão adotados ao longo das várias etapas de projeto, visto que cada aplicativo BIM contém uma representação própria de artefatos semânticos (AMOR; MA, 2006) MODELO DIGITAL DO PROJETO DE ARQUITETURA O modelo digital, desenvolvido para avaliação de interoperabilidade entre softwares BIM, empregou os elementos construtivos mais comuns no sistema tradicional de construção civil no Brasil, tais como: viga, laje, pilar, escada, parede, porta, janela, objeto (equipamentos sanitários/luminárias) e cobertura. Este trabalho aproveitou um projeto de habitação unifamiliar, em alvenaria convencional, desenvolvido por Deritti (2017). A alvenaria convencional é o sistema construtivo mais utilizado no Brasil, tanto para casas quanto para apartamentos. Ele funciona como um esqueleto formado por vigas, pilares e lajes (que possuem função estrutural) preenchido por tijolos e revestimentos. O primeiro modelo digital, do projeto de arquitetura, foi desenvolvido no software ARCHICAD usufruindo das ferramentas de modelagem e objetos associados ao Template 1 padrão. No segundo modelo digital, desenvolvido no software Revit, foi necessário a 1 O Template é um arquivo que contém todas as configurações de preferências e biblioteca de objetos. O software ARCHICAD é disponibilizado pela companhia GRAPHISOFT contendo um Template padrão. Revista Técnico-Científica do Crea-PR - ISSN ª edição Abril de página 3 de 9

4 importação de Famílias 2 de pilares e vigas para a modelagem do projeto de arquitetura (Figura 1). Figura 1. Modelo digital de arquitetura desenvolvido no software ARCHICAD (esquerda) e modelo digital de arquitetura desenvolvido no software Revit (direita) UTILIZAÇÃO DO FORMATO NÃO-PROPRIETÁRIO IFC A norma ISO 16739: 2013 define o IFC como um esquema de dados conceituais abertos, para troca e compartilhamento dados entre aplicativos BIM, utilizados pelos diversos participantes em um projeto de construção ou gerenciamento de instalações. Para Eastman (1999), o IFC é o maior e mais elaborado modelo de dados do edifício desenvolvido para a indústria AEC. É importante ressaltar que cada aplicativo BIM tem sua própria estrutura de dados para a representação de elementos de construção e informações, pois utilizam internamente diferentes representações geométricas. Por conseguinte, dois aplicativos de modelagem de construção podem ter tradutores de IFC para importar e exportar dados, mas em alguns casos poucos dados podem ser aproveitáveis (EASTMAN et. al., 2008). Com base no projeto de arquitetura, previamente concebido nos softwares ARCHICAD e Revit, efetuou-se a exportação dos respectivos modelos digitais em formato IFC2x3. O ARCHICAD possui tradutor específico para o software DDS-CAD, todavia optouse pela utilização do Tradutor Geral para melhor comparação com o arquivo IFC2x3 gerado no software Revit. Ao exportar o modelo digital em IFC2x3 no Revit, percebe-se que o aplicativo não apresenta muitas opções de tradução pré-definidas, especialmente quando comparado ao ARCHICAD. Deste modo, para que o IFC2x3 gerado no Revit apresentasse parâmetros de tradução similares aos existentes no ARCHICAD, houve necessidade de 2 São grupos de elementos com um conjunto comum de propriedades, parâmetros e representação gráfica correspondente. Revista Técnico-Científica do Crea-PR - ISSN ª edição Abril de página 4 de 9

5 efetuar a configuração do seu tradutor. Apesar do emprego do método de configuração manual do tradutor no Revit, o arquivo IFC2x3 gerado apresentou um número menor de informações que o IFC2x3 gerado no ARCHICAD, respectivamente 5702 e linhas de comando (Figuras 2 e 3). Figura 2. Informações do arquivo IFC2x3 gerado no ARCHICAD. Figura 3. Informações do arquivo IFC2x3 gerado no Revit. Empregou-se o software Notepad++ v para visualização das linhas de comando dos arquivos IFC2x3 gerados no ARCHICAD e Revit. O tamanho dos arquivos IFC, gerados no ARCHICAD e Revit, possuem respectivamente, 713 kb e 427 kb. O resultado expressa, em primeiro momento, a existência de uma variação significativa no método de tradução do IFC entre os aplicativos MODELO DIGITAL DO PROJETO DE INSTALAÇÕES PREDIAIS O software DDS-CAD é uma solução para projetos Mechanical, Electrical and Plumbing (MEP) e neste trabalho foi utilizado para modelagem das instalações prediais. Ao iniciar um projeto no processo BIM, é necessário que seja definido o objetivo do modelo, pois isto definirá o nível de desenvolvimento, denominado de Level of Development (LOD 3 ). Tais níveis se diferem pelas quantidades de dados que estarão disponíveis em cada fase do projeto. E é muito importante que todos os envolvidos estejam cientes desta 3 Level of Development (LOD) Specification é uma referência que permite aos profissionais da indústria AEC classificar o nível de definição dos dados do modelo BIM. A especificação LOD utiliza a definições básicas desenvolvidas para o Protocolo de Modelagem de Construção da AIA G (AIA, 2013). Revista Técnico-Científica do Crea-PR - ISSN ª edição Abril de página 5 de 9

6 necessidade, pois esses níveis definirão o produto final. Para modelagem do projeto de instalações prediais adotou-se a referência LOD 300, equivalente ao ND 300 do SC-Caderno BIM, que descreve que os elementos do modelo de projeto devem conter informações precisas de quantidade, tamanho, forma, localização e orientação. Sendo que, informações não-gráficas podem constar desse modelo. O modelo virtual das instalações prediais, elaborado no DDS-CAD, priorizou a modelagem dos elementos relacionados às instalações elétrica e de água fria, utilizando a biblioteca de objetos do software com nível de desenvolvimento que não excedesse a referência LOD 300 (Figura 4). Figura 4. Modelo digital das instalações prediais elaborado no software DDS-CAD INTEROPERABILIDADE ENTRE OS SOFTWARES DDS-CAD E ARCHICAD O modelo digital do projeto de instalações prediais, gerado no DDS-CAD, foi exportado em IFC2x3 utilizando a opção de exportação para clash e coordenação do aplicativo. Ao abrir o arquivo IFC2x3 no ARCHICAD, foi possível identificar que apenas o objeto vaso sanitário apresentou erro de importação. Os outros elementos do projeto foram importados normalmente, não ocorrendo nenhuma divergência na classificação dos elementos das instalações elétrica e hidráulica nos vegetais (layers) do Template padrão do ARCHICAD, mesmo quando gerados em um único arquivo (Figura 5). Revista Técnico-Científica do Crea-PR - ISSN ª edição Abril de página 6 de 9

7 Figura 5. Modelo digital das instalações prediais desenvolvido no DDS-CAD e importado pelo software ARCHICAD no formato IFC2x INTEROPERABILIDADE ENTRE OS SOFTWARES DDS-CAD E REVIT O modelo digital do projeto de instalações prediais, gerado no DDS-CAD, foi exportado em IFC2x3 utilizando a opção de exportação para clash e coordenação do aplicativo. Ao abrir o arquivo IFC2x3 no Revit, utilizando um Template de hidráulica, é exibido um log contendo 15 erros, todos relacionados à visualização gráfica de elementos do projeto de instalações prediais. Optando-se por abrir o arquivo IFC2x3 como link, alguns elementos que não eram visualizados são apresentados, no entanto, outros que antes estavam visíveis não são mais apresentados (Figura 6). Figura 6. Modelo digital das instalações prediais desenvolvido no DDS-CAD e importado pelo software Revit no formato IFC2x3. Revista Técnico-Científica do Crea-PR - ISSN ª edição Abril de página 7 de 9

8 Para uma melhor avaliação das inconsistências apresentadas, na visualização gráfica dos elementos, foram realizadas simulações de importação dos outros Templates utilizados pelo aplicativo, mas o comportamento instável continuou presente. Ressalta-se que o projeto de instalações prediais foi modelado no DDS-CAD por duas vezes, uma a partir do arquivo IFC gerado no ARCHICAD e outra, a partir do arquivo IFC gerado no Revit. Deste modo, procurou-se evitar interferências que pudessem ocorrer pelo uso do IFC, do projeto de arquitetura, gerado por apenas um dos aplicativos. 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO Foram detectados alguns problemas de interoperabilidade entre os aplicativos BIM que podem ser classificados em dois tópicos, divergência entre parâmetros dos modelos e perda de elementos de algumas categorias. No caso da divergência entre parâmetros dos modelos, constatou-se que no software DDS-CAD não reconheceu a altura da laje dos arquivos IFC gerados nos softwares ARCHICAD e Revit, ocasionando a necessidade de posicionamento manual da altura dos pontos de energia no teto (caixas de passagem e luminárias). A cor da caneta do elemento Parede, no arquivo IFC do Revit, teve que ser substituída no DDS-CAD para proporcionar legibilidade na representação gráfica. Já na situação em há a perda de elementos de algumas categorias, o arquivo IFC das instalações prediais gerado no DDS-CAD, quando importado pelo ARCHICAD, apresentou a perda de um elemento - objeto vaso sanitário. E no caso do Revit, houve um número maior de erros relacionados a visualização gráfica (15 no total). Importante destacar que todos os elementos das instalações prediais, gerados no DDS-CAD, foram automaticamente classificados nos vegetais 4 com os projetos das instalações elétrica e hidráulica do Template padrão do software ARCHICAD. 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS Este trabalho, mediante análise da utilização do formato IFC2x3 para troca de dados entre os softwares DDS-CAD, ARCHICAD e Revit, identificou algumas inconsistências nos modelos BIM gerados, inclusive com a perda de elementos de construção nos modelos 4 O software ARCHICAD adota o sistema de vegetais (layers). Os vegetais são utilizados para separar logicamente grupos de elementos, relacionados de forma a organizar a estrutura do projeto. O Template padrão dispõe de um conjunto de vegetais predefinidos. Cada ferramenta está ligada, por default a um vegetal, por isso, ao se modelar um elemento com determinada ferramenta, essa será colocada automaticamente no vegetal correspondente. Revista Técnico-Científica do Crea-PR - ISSN ª edição Abril de página 8 de 9

9 digitais de projeto, particularmente no software Revit. Essas perdas, em alguns casos, podem inviabilizar a utilização do formato IFC no workflow dos escritórios de engenharia e arquitetura, principalmente, no emprego de modelos para cálculo e análises (ANDRADE; RUSCHEL, 2009). Nessa perspectiva é crucial o aprimoramento do formato IFC, por parte de alguns fornecedores de software, já que apresenta substanciais beneficios para o processo de colaboração e interoperabilidade. Isso dá alguma estabilidade e certeza sobre o formato com o qual todos os usuários da indústria AEC podem trabalhar. 5. REFERÊNCIAS AIA. Document G202 TM Project building information modeling protocol form. Disponível em: < Acesso em: 10 mai AMOR, R. W.; MA, H. Preservation of meaning in mapped IFC. Disponível em: < Acesso em: 29 abr ANDRADE, M. L. V. X.; RUSCHEL, R. C. Interoperabilidade de aplicativos BIM usados em arquitetura por meio do formato IFC. Revista Gestão e Tecnologia de Projetos, São Carlos, v.4, n.2, p , nov AZHAR, S.; BEHRINGER, A.; SATTINENI, A.; MQSOOD, T. BIM for facilitating construction safety planning and management at jobsites. Proceeding of the CIB W099 International Conference on Modelling and Building Health and Safety, September 10-11, 2012, Singapore, DERITTI, M. D. Projeto de Arquitetura de Habitação Unifamiliar f. Projeto Técnico (Secretaria de Obras)- Prefeitura do Município de Apucarana, Apucarana, EASTMAN, C. Building product models: computer environments supporting design and construction. Boca Raton: CRC Press, EASTMAN, C.; TEICHOLZ, P.; SACKS, R.; LISTON, K. BIM handbook: a guide to building information modeling for owners, managers, designers, engineers, and contractors. New Jersey: John Wiley & Sons, INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. ISO 16739: Industry Foundation Classes (IFC) for data sharing in the construction and facility management industries. Disponível em: < Acesso em: 10 mai Revista Técnico-Científica do Crea-PR - ISSN ª edição Abril de página 9 de 9