実践OpenBIM

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。

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3. NYKシステムズに聞く

竹口:
設備設計を3Dで行なうメリットをお教え下さい。

小倉:
BIMという言葉が出てくる前から 一部の先進的なユーザー様の間では、見積の為の設計図ではなく、現実に即した図面を作成するという試みが行なわれてきました。

RebroのIFC取り込みダイアログ

竹口:
現実に即した図面というと?

小倉:配管、ダクトは中に流体が流れ、電気もつながりがあります。ボリューム感も大事ですので、実際に物量が納まるのか、設備として無理はないのかということが重要になります。
これは施工できる図面を設計段階で描くということではありません。

廊下の幅より大きなダクトは描かないなど、現実的な観点で設計図を作ることが 3D設計の発想です。

インタビュー風景

 

竹口:
かなり昔から3Dの考えが有ったのですね。

小倉:
グレードの高い仕事をしている設備設計会社では、かなり前から3Dの考え方がありました。

それこそ、PCの出始めの時代から3D設計を意識していた会社もあります。

 

竹口:
「グレードの高い仕事」。気になる言葉ですね。

小倉:
非常に難しい物件、例えば最新の工場とか、意匠的に凝った建築を手がける方々の仕事です。

最近ですと、何処までが意匠で、何処までが構造かわからない様な複雑な建築がありますが、その様な建物に、きちんと設備を納めるには、3Dが必須なんです。

ユーザ部材のプロパティ

 

竹口:
Rebroのターゲットとする企業規模はあるのでしょうか。

小倉:
設備専門CADですので、いわゆるサブコンさんと言われる設備専門業者さんがメインですが、企業規模は関係ないと考えております。

データの流れは一社の中に留まらないので、設備に関係する人全てがターゲットです。

インタビュー風景

 

竹口:
ところで、昨年のBuild Live Tokyo、今年のBuild Live Kobeにて、協賛企業として”日本酒”を提供していたシーンが印象的です。NYKシステムズさんの会社概要をお教え頂けますか。

小倉:
当社は、日本容器工業(株)を親会社に持ち、グループ会社に(株)エヌ・ワイ・ケイがあります。 エヌ・ワイ・ケイは、日本酒、ビール、醤油などの醸造タンクで 70%以上のシェアを持つタンクメーカーです。

また、鋼板製一体型水槽や、蓄熱槽、防火水槽などの建築設備のタンクも手がけておりますので、建築設 備の方々にはそちらの方が馴染みがあるかもしれません。特に鋼板製一体型水槽は堅牢で、先の東日本大震災でも被害が全くありませんでした。

”日本酒”と”設備 CAD”の組み合わせを意外に思われるかもしれませんが、Rebro を開発している株式会社NYKシステムズは、これまでの設備CADの常識に捕らわれない醸造用タンクにルーツをもつ日本容器工業(株)のグループ企業・・・、と憶えて頂ければと考えております。

 

竹口:
なるほど、日本酒と繋がりました。

Build Live Kobeでは、日本を代表する”銘酒”を提供しておりましたが、やはりそこのタンクも日本容器工業さんなんですね。

小倉:はい、そうです。

インタビュー風景

 

竹口:
それでは、今後のopenBIMへの期待をお聞かせ下さい。

RebroのIFC取り出しダイアログ

小倉:
openBIMは「餅は餅屋」で、ベンダーがそれぞれ得意な所を伸ばして、ユーザーが必要に応じて使い分けるというのが、発想の根底に有るのかと思います。

ただし、それぞれが連携しだすとなると、例えばベンダー1社とか、ユーザー会1グループでは、対応は厳しくなると思います。

「連携の精度をどう上げていくか」に対しては、個別案件でのベンダー同士の話し合いではなく、もっと包括的な枠組みが必要になると考えます。

VectorworksでRebroのIFCを取り込む

 

VectorworksのIFCデータダイアログ VectorworksのIFCデータダイアログ

竹口:
ありがとうございました。引き続き、VectorworksとのIFC連携も宜しくお願いします。

 

次回は、Rebroと、VectorworksとのIFC連携について解説いたします。

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2. VectorworksからIFCを出力する

2-1-4.

6. スペースが上階スラブまである。

では、Vectorworksファイルのスペース情報を変更します。
テンプレートファイル内に配置されたスペースには高さ情報が設定されておりませんので、3D表示にチェックをいれ、「天井高:」にシーリングまでの数値を記入します。

データパレット

各部屋の天井高を設定します。

  • LD:2,500mm
  • 和室:2,500mm
  • キッチン:2,200mm
  • 廊下:2,150mm
  • 洋室:2,500mm
  • クローゼット/押し入れ:2,500mm
  • 物入:2,150mm
  • 洗面室/ユニットバス:2,150mm

 

2-1-5.

7. ifcモデルツリーに文字化けがある。

基本的にアルファベット圏で開発されたアプリケーションは2バイト文字(日本語や中国語等)には対応していない場合が多いです
*。 せっかく情報付けしても、文字化けで相手へ意味が通らなければ骨折り損になってしまいます。 デザインレイヤ名称と、スペース名をアルファベット表記にします。

*日本語の情報がやり取り出来るアプリケーション/ビューアもあります。情報連携の際は、各アプリケーション間の環境を事前に確認して下さい。

レイヤ名の変更

 

データパレット

修正したデータは「ユニットモデルifc(sample_ifc)」としてアップロードされています。 確認下さい。

 

2-1-6.

上記を修正してIFC書き出しを行ないますが、かなり手間を感じた方も多いと思います。

しかし、実際のデータのやり取りでは、カスタムした家具をやり取りすくことは少なく、特に意匠設計においては、Vectorworksの標準的なツールで作成したデータで過不足は無いかと思われます。
意匠モデルとしては、「スペース」「柱」「梁」「壁」「スラブ」「建具」「天井」「設備*」が、建築的整合性を保たれて入力されていれば、過不足ないモデルと言えます。

*設備に関しては、簡易な設備オブジェクトで位置を指定し、設備設計者へ設計意図を伝える程度にする。

つまり、現状は2バイト文字の扱いに注意さえすれば、IFCは出力されます。 皆さんも試して下さい。

次回より、Vectorworksにて作成したIFCモデルを用いて、他社アプリケーションとの連携を説明します。

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1. リファレンスビューア

1-2. IFCを見てみる

Vectorworks Architectで作成し、出力したIFCデータがアップロードされていますので、ダウンロードして下さい。

ifcデータ : オフィスビルサンプルifc

これらのIFCデータは、Vectorworks Architectを用いて取込むことが可能です。 しかし、IFCデータの一番のポイントは、データ互換にありますので、リファレンスのビューアーソフトで確認することをお勧め致します。

ここで言う「リファレンス」とは、ビューアーソフトとして特定のアプリケーションを推奨するのではなく、企業や個人にて、受け取った(または、受け渡す)データは、どんな形状で、どのようなデータが付加されているかを、客観的に確認できる”基準ソフト”を持つことを言います。

名のしれたオーディオ専門誌は、必ず視聴室に「リファレンスシステム」があります。このリファレンスシステムを基準として、メーカーから借りたオーディオ機器の特性や音を評価します。 この、相対評価基準のリファレンスシステムは、評価者にとっての「正解」でないことは理解頂けるかとは思いますが、それなりのレベルをクリアしていることが重要です。

皆さんも、IFCデータを活用する際は、相対評価基準となる「リファレンス」アプリケーションを利用しましょう。

今回は、Solibri Model Viewer(以下、SMV)を用います。

SMVは、WindowsとMacの両方に対応した数少ないIFCビューアです。

1-2-1. SMVをダウンロードする。

※本ビューアーをダウンロードする際は、Solibri社の使用許諾、プラバシーポリシー等に同意する必要があります。内容をよくお読み下さい。

1. http://www.solibri.com にアクセスする。

2. Products タブから、SMV を選択する。

Solibri社Webサイト

3.【1. Register and Login】にて、登録作業を行う。

登録画面

4. Java アプリケーションがインストールされていない場合は、【2.Verify that you have Java installed】にてインストールを行なう。既にインストールされている、JavaアプリケーションがSolibriに対応するかどうかは、Verify をクリックして診断することも可能。

5.【3.Start Solibri Model Viewer】にて、Start Solibri Model Viewerをクリックして、同意書を確認すると、自動でダウンロードが開始します。

6. ダウンロードが終了したら、Log Outしましょう。

 

1-2-2. SMVでIFCを見る

1. SMVを起動します。

2. Welcomeダイアログにて、取込むIFCデータを指定します。 3.IFCが取込まれました。

SMVでIFCを取り込む

3. 構成部材を選択して、インフォメーションウインドで情報を確認しましょう。

構成部材の情報

SMVは、グラフィカルなインターフェースにより、直感的操作が可能です。

Vectorworksユーザーには、最もなじめるビューアーと言えるでしょう。 Solibriの他に、DDS-CAD ViewerTEKLA  BIMsight等のビューアソフトがあります。使いやすさや、アップデートの頻度等を考慮して、リファレンスビューアーを決定しましょう。