理论教育 IFC标准下的绿色建筑信息模型及其研究

IFC标准下的绿色建筑信息模型及其研究

时间:2023-08-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:IFC标准在描述实体方面具有很强的表现能力,是保证建筑信息模型在不同的BIM工具之间的数据共享性方面的有效手段。IFC标准支持开放的互操作性建筑信息模型能够将建筑设计、成本、建造等信息无缝共享,在提高生产力方面具有很大的潜力。设计阶段根据计划阶段制定的IDM形成信息模块集,进而形成MVD模型。

IFC标准下的绿色建筑信息模型及其研究

(一)IFC标准概述

Building SMART在1997年1月发布了第一个版本的IFC标准IFC 1.0。IFC是一个开放的、标准化的、支持扩展的通用数据模型标准,目的是使建筑信息模型(BIM)软件建筑业中的应用具有更好数据的交换性和互操作性。IFC标准的BIM模型能将传统建筑行业中的典型的碎片化的实施模式和各个阶段的参与者联系起来,各阶段的模型能够更好地协同工作和信息共享,能够减少项目周期内大量的冗余工作。随着技术进步和研究的加深,IFC的发展始终处在一个动态的、不断趋于完善的环境中,经历了1.0、1.5、2.0、2×、2×2、2×3、4.0七次大的版本更新,2005年被ISO收录为国际标准,标准号为ISO-PAS 16739,目前最新的版本是IFC4.0。

此外,IFC模型采用了严格的关联层级结构,包括四个概念层。从上到下分别是领域层(Domain Layer),描述各个专业领域的专门信息,如建筑学、结构构件、结构、分析、给水排水、暖通、电气、施工管理和设备管理等;共享层(Interoperability Layer),描述各专业领域信息交互的问题,在这个层次上,各个系统的组成元素细化;核心层(Core Layer),描述建筑工程信息的整体框架,将信息资源层的内容用一个整体框架组织起来,使其相互联系和连接,组成一个整体,真实反映现实世界的结构;资源层(Resource Layer),描述标准中可能用到的基本信息,作为信息模型的基础服务于整个BIM模型。

IFC标准在描述实体方面具有很强的表现能力,是保证建筑信息模型(BIM)在不同的BIM工具之间的数据共享性方面的有效手段。IFC标准支持开放的互操作性建筑信息模型能够将建筑设计、成本、建造等信息无缝共享,在提高生产力方面具有很大的潜力。但是,IFC标准涵盖范围广泛部分实体定义不够精确,存在大量的信息冗余,在保证信息模型的完整性和数据交换的共享程度方面仍不能够满足工程建设中的需求。因此对特定的交换模型清晰的定义交换需求、流程图或者功能组件中所包含的信息,应制定标准化的信息交付手册(IDM),然后将这些信息映射成为IFC格式的MVD模型,从而保证建筑信息模型数据的互操作性。

随着IFC版本的不断更新,IFC的应用范围也在不断地扩大。IFC2.0版本可以表达建筑设计、设施管理、建筑维护、规范检查、仿真分析和计划安排等六个方面的信息,IFC2×3作为最重要的一个版本,其覆盖的内容进一步扩展,增加了HVAC、电气和施工管理等三个领域,伴随着覆盖领域的扩展,IFC架构中的实体数量也在不断补充完善,IFC中实体数量的变化情况,最新的IFC4中共有766个实体,比上一版本的IFC 2×3多113个实体。FC4在信息的覆盖范围上面有较大的变化,着重突出了有关绿色建筑和GIS相关实体。对在绿色建筑信息集成方面的对应实体问题,在IFC4中通过扩展相关实体有所改善,新增的实体可以使得IFC的建筑信息模型在绿色建筑信息与XML在信息共享程度有所改善。(www.daowen.com)

(二)IFC标准应用方法

IFC标准是一个开放的、具有通用数据架构和提供多种定义和描述建筑构件信息的方式,为实现全寿命周期信息的互操作性提供了可能。正因为IFC的这用特性,使其在应用过程中存在高度的信息冗余,在信息的识别和准确获取存在一定的困难。我们可以用标准化的IDM生成MVD模型提高BIM模型的灵活性和稳定性。针对建筑绿色性能分析数据的多样性和信息共享存在的问题,XML标准能够较好地实现建筑绿色性能分析数据的共享,对IFC在建筑绿色性能分析中共软件互操作性差的问题,也可尝试将IFC标准数据转换成XML格式提高互操作性。

MVD(Model View Definition)是基于IFC标准的子模型,这个子模型定义所需要的信息由面向的用户和所交换的工程对象决定。模型视图定义是建筑信息模型的子模型,是具有特定用途或者针对某一专业的信息模型,包含本专业所需的全面部信息。生成子模型MVD时首先要根据需求制定信息交付手册(Information Delivery Manual),—个完整的IDM应包括流程图(Process Map)、交换需求(Exchange Requirements)和功能组件(Functional Parts),其制定步骤可以概括为三步:第一,确定应用实例情况的说明,明确应用目标过程所需要的数据模型;第二,模型交换信息需求的收集整理和建立模型,从另一方面说,第一步的案例说明可以包括在模型交换需求收集和建模中去,与其相对应的步骤就是明确交换需求(Exchange Requirements),交换需求是流程图(Process Map)在模型信息交换过程中的数据集合;第三,在明确需求的基础上更加清晰地定义交换需求、流程图或者功能组件中所包含的信息,然后将这些信息映射成为IFC格式的MVD模型。

美国国家建筑信息模型标准NB IMS中,对生成MVD模型可以总结为四个核心过程,即:计划阶段、设计阶段、建造阶段和实施阶段。计划阶段首先是建立工作组,明确所需的信息内容,制定流程图和信息交换需求。设计阶段根据计划阶段制定的IDM形成信息模块集,进而形成MVD模型。建造阶段将上一步的模型转换成基于IFC的模型,通过应用反馈修改完善模型。部署阶段是形成标准化的MVD生成流程,同时检验其完整性。另外一种生成MVD模型的方法是扩展产品建模过程,Extended Process to Product Modeling是在BPPM改进的基础上形成,BPPM被认定为IDM标准流程,xPPM方法从三个方面改善MVD的生成:第一,只用BPPM中流程图的部分符号代替全图符号。第二,弱化IDM与MVD模型之间的差别。第三,用XML文件代替文档文件存储交换需求、功能组件和MVD模型。

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