Formato IFC e Open BIM: tudo o que é preciso saber

Uma das exigências básicas para quem trabalha com um software BIM – Building Information Modeling – é assegurar a máxima liberdade de compartilhamento dos dados do modelo projetado: tudo isso significa poder trabalhar em um sistema verdadeiramente aberto.

A interoperabilidade é a capacidade de um produto ou de um sistema de interagir ou funcionar junto com outros produtos ou sistemas, sem restrições para acesso ou implementações. Você já sabe que os formatos de arquivos proprietários são legíveis apenas pelo próprio software e por outros softwares autorizados e que, se os membros da equipe tiverem adotado softwares diferentes, a interoperabilidade poderá ser atrapalhada.

Os formatos de arquivos abertos, ao contrário, podem ser lidos e alterados por qualquer pessoa. Para atender essas necessidades, foi concebido o formato IFC – Industry Foundation Classes, um formato de arquivo aberto que permite o intercâmbio de um modelo informativo sem perdas ou distorção de dados e informações.

Logótipo IFC Industry Foundation Classes

O BIM e o formato IFC

Para responder à pergunta “O que é o IFC?”, é preciso voltar atrás e ilustrar o conceito do BIM.

BIM é o acrônimo de “Building Information Modeling” (Modelo de Informações de um Edifício), e foi definido pelo NIBS – National Institutes of Building Science como “representação digital das características físicas e funcionais de um objeto”.

O BIM é uma metodologia operacional, não apenas uma ferramenta. Ele tem que ser identificado como o processo de digitalização de uma construção, que se serve de um modelo informativo digital que contém todas as informações conectadas ao seu ciclo de vida: projeto, realização, gerenciamento, manutenção, demolição.

Entre as características fundamentais da metodologia BIM, realça-se a facilidade de cooperação entre os atores envolvidos ao longo das várias fases do ciclo de vida de um edifício, para adicionar, extrair, atualizar ou alterar as informações do modelo. Eles são:

• o projetista arquitetônico, que define funções, formas e geometria até chegar ao modelo 3D (ou gerencia a conversão de 3D para IFC);
• o projetista estrutural, que especifica e calcula os elementos estruturais;
• o responsável pela segurança, que analisa e prevê as possíveis criticidades durante as fases de execução;
• o responsável pela manutenção, que define e aprofunda os aspetos técnicos da construção, a serem monitorados ao longo de sua vida.

Tudo isso exige um formato padrão que permita interoperabilidade e intercâmbio dos dados de forma segura, sem erros ou perdas de informações: isso é o objetivo do formato IFC.

Resumindo, o IFC é um formato aberto que virou padrão internacional, necessário para a troca de modelos e conteúdos informativos dentro de um grupo de projeto e entre softwares diferentes, durante todas as fases de projeto, execução, gerenciamento e manutenção.

Interoperabilidade dentro de um sistema aberto e de um sistema fechado

A história do IFC

Em 1994, um consórcio industrial investiu na criação de um código informático (conjunto de classes em C++) capaz de levar ao desenvolvimento de aplicativos integrados. Doze empresas americanas aderiram ao consórcio, que recebeu o nome de Industry Alliance for Interoperability”. Em setembro de 1995, ele abriu a associação a todas as partes interessadas e, em 1997, mudou seu nome para “International Alliance for Interoperability“.

Esta nova aliança foi reconstituída como uma organização sem fins lucrativos, com o objetivo de desenvolver e promover o IFC (Industry Foundation Classes) como um modelo de dados neutro, contendo informações relacionadas a todo o ciclo de vida de um edifício e suas instalações. Desde 2005, a aliança realiza suas atividades através da buildingSMART.

Características do formato IFC

Como já mencionamos, o IFC é um formato de arquivo aberto e neutro, criado pela buildingSMART International para apoiar a interoperabilidade entre os aplicativos que trabalham dentro do setor da construção e certificado como padrão internacional oficial ISO 16739:2013.

O IFC, inicialmente gerado como formato de arquivo de intercâmbio aberto e interoperável, consegue cumprir várias necessidades. Simplificando, o IFC não é apenas um formato de intercâmbio, mas um esquema, ou seja, uma estrutura de dados: o esquema IFC pode ser imaginado como um “sistema de armazenamento” para organizar e transportar dados digitais.

Confira de forma detalhada as características desse esquema.

Arquivo de intercâmbio

É possível considerarmos o IFC como um arquivo de intercâmbio, pois permite transferir geometrias e informações mantendo inalterada a estrutura total e das partes individuais: os objetos terão uma localização precisa no espaço e serão diferenciados entre si por categorias, características e função.

Modelo de dados

Modelo de dados diz respeito à estrutura teórica associada ao modelo que permite seu gerenciamento, ou seja, a capacidade de dividí-lo e montá-lo de diferentes formas, dependendo de um uso específico.

Os critérios básicos da estrutura do modelo de dados são os seguintes:

• através do filtro de dados, é possível escolhermos os componentes para o intercâmbio. Conforme o objetivo, é preciso adicionar apenas informações e geometrias essenciais;
• através das propriedades, relatamos as informações que integrarão os objetos do modelo e a relação que vai ligá-las entre si;
• os atributos identificam as características que os objetos na cena devem ter.

Armazenamento

Os dados devem ser utilizáveis por vários operadores e por um período bastante amplo: desse modo, o formato aberto IFC é acessível a qualquer pessoa, independentemente do software adotado e de sua versão, agora e após dezenas de anos. O armazenamento do arquivo IFC, além de sua conservação, deve garantir sua fácil consulta. Portanto, os dados do modelo devem ser estruturados e os mesmos modelos serão identificados de acordo com o uso e a função.

Esquema dados

O IFC é um esquema de dados que atribui um nome e relacionamentos entre os objetos para torná-los legíveis de forma intercambiável por softwares diferentes, além de otimizar o próprio sistema de armazenamento .

Resumindo:

• os modelos IFC incluem dados geométricos e não geométricos;
• os modelos IFC contêm a geometria do edifício e os dados associados a seus elementos;
• exportando os dados de um projeto realizado com ferramentas BIM usando um arquivo IFC, os dados são transferidos de um aplicativo para outro;
• o formato IFC é aberto, livre e bem documentado. Fornecendo uma interface IFC para exportação e importação, em conformidade com o padrão IFC, os fornecedores de aplicativos de software garantem a interoperabilidade com centenas de outras ferramentas e aplicativos BIM.

Como funciona o formato IFC

O formato IFC é um modelo de dados padrão, que descreve:

• identidade e semântica: objeto, nome, função;
• características: material, cor, propriedade;
• relações entre:
  • objetos (por exemplo, paredes, lajes, janelas)
  • conceito abstrato (por exemplo, performance e estimativa de custos)
  • processos (por exemplo, instalação e montagem)
  • pessoas (por exemplo, proprietários, projetistas, contratantes, gerentes).

Para compreender melhor, apresentamos um exemplo prático:

• a janela é uma classe divisível em vários tipos de janela;
• a janela pertence ao domínio edifício;
• dentro do projeto atual e de outros, o tipo reconhece a janela, seu conjunto de propriedades e suas características;
• cada tipo pode corresponder a un número de instâncias, que representam a entidade modelada e presente dentro do item;
• as instâncias podem possuir atributos e propriedades.

O IFC também define as relações entre os elementos construtivos, ou seja:

• as relações que descrevem o papel dos componentes da construção dentro do edifício;
• as relações que abrangem a configuração espacial (por exemplo, o sítio é composto por edifícios, níveis, espaços…);
• as relações que ligam a posição dos elementos dentro de sistemas úteis para gerenciamento e manutenção.

O próprio esquema IFC pode ser expresso por vários formatos de arquivos: frequentemente, por STEP como IFC-SPF, mas também por XML ou arquivo ZIP.

• IFC-SPF é um formato de texto na linguagem de modelagem de dados EXPRESS. Tem tamanho compacto e é o formato IFC mais utilizado.
• IFC-XML é um formato na Linguagem de Marcação Extensível XML. Apesar do XML ser uma linguagem de programação bem comum, o IFC-XML possui tamanho maior do que o IFC-SPF, e é portanto menos comum.
• IFC-ZIP é um formato comprimido ZIP do arquivo IFC-SPF. Um arquivo .ifcZIP geralmente consegue comprimir um .ifc até 60-80% e um .ifcXML até 90-95 %.

As especificações do programa já sofreram vários ciclos de desenvolvimento desde seu início em 1995: desde IFC1 até o atual IFC4 já passaram mais de doze iterações, incluindo as versões ifcXML e IFCzip. Apesar do IFC4 ser lançado oficialmente em março de 2013, levaram anos antes dessa versão ser implementada nos softwares do setor.

Desde 2018, buildingSMART se ocupou da certificação do software para a implementação do IFC4, testes e certificação do potencial de importar e exportar.

Um pequeno aprofundamento deve ser feito sobre o novo IFC5 que representa a próxima geração do padrão Industry Foundation Classes (IFC), visando simplificar e melhorar a troca de dados no setor AEC. O novo padrão supera os limites das versões anteriores do IFC e abre novas possibilidades para a colaboração, automação e integração com tecnologias emergentes como Universal Scene Description (USD).

Durante a fase de TESTE, o software ACCA oferece um visualizador IFC5 gratuito, permitindo que os profissionais experimentem em primeira mão o futuro da interoperabilidade no setor da construção. Com usBIM.ifc5, a ACCA contribui para a validação e implementação do padrão IFC5 e também oferece uma ferramenta poderosa para profissionais e organizações que desejam se manter na vanguarda da adoção de tecnologias openBIM.

A progressão do formato IFC.

Como visualizar um modelo IFC

Para visualizar um modelo IFC é necessário possuir um visualizador (viewer) de arquivos IFC. Agora vou te mostrar como fazer isso com usBIM.browser, a aplicação gratuita do sistema integrado usBIM.

Para começar, basta acessar a página do usBIM e inserir as credenciais da sua conta ACCA.

Se você ainda não tem uma conta ACCA:

• vá para a página MyACCA;
• realize o cadastro inserindo todos os seus dados;
• insira seu e-mail e uma senha.

Para abrir, visualizar e gerenciar um arquivo IFC utilizando o usBIM.browser:

• carregue com um simples arrastar e soltar o arquivo IFC em uma pasta do cloud do usBIM;
• clique no ícone da tela para abrir o arquivo;
• use os comandos disponíveis para navegar no modelo 3D e visualizar as entidades e propriedades.

Você não tem um modelo à mão, mas está curioso para experimentar as funções de navegação online do usBIM? Experimente agora mesmo as funcionalidades de visualização e navegação do usBIM com um de nossos modelos!

Abra um arquivo IFC de exemplo com usBIM

Descubra como abrir um arquivo IFC online com usBIM

Exemplos práticos de uso do formato IFC no BIM

Dissemos que dentro do processo openBIM, o principal formato de troca é exatamente o IFC, por ser um formato aberto e não proprietário. O uso que se faz do arquivo exportado em formato IFC influenciará muito as modalidades de exportação.

É sempre oportuno ter em mente, ao exportar um modelo tridimensional para um arquivo BIM (.IFC), para qual tipo de software isso deve ser exportado e qual resultado se deseja obter.

Lembramos que o arquivo IFC é estruturado de acordo com um esquema bem definido baseado na especialização das classes. Isso significa que cada elemento tem origem em uma classe genérica dotada de certas propriedades, que se divide posteriormente em subclasses específicas com propriedades adicionais.

Feitas essas importantes especificações sobre o formato IFC e seu uso prático, vamos ver juntos como ele se presta para alguns dos passos projetuais mais relevantes.

Coordenação dos modelos arquitetônicos e estruturais

Por coordenação ou federação do modelo arquitetônico/MEP com o estrutural, entende-se o controle cruzado virtual dos modelos 3D referentes às diferentes disciplinas durante as fases de projeto, pré-construção e construção de um projeto.

Esse controle tridimensional cruzado permite minimizar o risco de interferências e acelerar o processo de projeto, reduzindo a necessidade de fazer alterações e, assim, economizando tempo e dinheiro.

Validação da detecção de conflitos

Na concepção AEC, o ponto de partida é o modelo arquitetônico que será então unido, como mencionamos no parágrafo anterior, aos modelos das outras disciplinas (estrutural, de instalações, energética, etc.), a união gerará o que é chamado de “modelo federado”. Tudo isso é possível também entre profissionais que utilizam softwares diferentes, justamente graças ao formato IFC.

Os modelos das várias disciplinas são, portanto, exportados em IFC e unidos entre si, gerando um único modelo sobre o qual é possível realizar a chamada detecção de conflitos, ou seja, a identificação de eventuais interferências que surgem entre os elementos dos vários modelos das diferentes disciplinas.

Graças ao formato IFC e aos softwares de detecção de conflitos, será possível extrair um relatório de detecção de conflitos, ou seja, um documento que reúne os resultados da análise das interferências.

Otimização da gestão de ativos com os modelos IFC

A fase de gestão e manutenção de um ativo é fortemente otimizada pelo uso de um único modelo do bem contendo os dados de todas as disciplinas e obtido, como já mencionado, graças ao formato IFC.

Com o objetivo de utilizar o modelo em todas as fases do ciclo de vida do bem, até a fase de gestão e manutenção, são inseridos todos os dados funcionais úteis para a gestão física da realização. Essa etapa certamente requer um esforço inicial adicional, mas de peso limitado em relação ao que é necessário para organizar os conteúdos na fase de pós-construção.

A completude dos dados inseridos permite assim fornecer um valor agregado à intervenção de Facility Management, não apenas em favor do operador do setor encarregado, mas principalmente ao Contratante, que verá monetizado seu investimento inicial (maior ônus decorrente da inserção de dados no modelo) em termos de:

• menores custos operacionais: planejamento das intervenções;
• maior segurança na gestão do ciclo de vida do manufato: precisa localização das componentes com falhas, mesmo em situações de emergência;
• maior transparência nas práticas de procurement: determinação atômica das necessidades, melhor comparabilidade das ofertas.

Exportação do arquivo IFC para o planejamento da construção e a estimativa de custos

O uso do formato IFC e do openBIM em geral permite uma estimativa completa e eficiente dos custos de construção de um bem.

A gestão eficiente dos custos, por sua vez, impacta todas as fases de um projeto, incluindo planejamento, projeto, estimativa, fase de canteiro da obra, ordens de modificação e, naturalmente, o produto final. Referindo-se ao detalhe da estrutura do formato IFC, a classe IfcObject pode incluir:

• objetos fisicamente tangíveis, como paredes, vigas ou coberturas;
• objetos fisicamente existentes, como espaços ou objetos conceituais, como grades ou limites virtuais;
• processos, como tarefas de trabalho, controles, como itens de custo, atores, como pessoas envolvidas no processo de projeto, etc.

Entrando em detalhes, entre os 6 conceitos fundamentais diretamente relacionados ao IfcObject, encontramos o IfcResource, que contém as informações necessárias para representar os custos, o planejamento e outros impactos decorrentes do uso de um bem em um processo. Por exemplo, para fins de estimativa de custos, os equipamentos de construção, como veículos ou ferramentas para movimentação de terra, que atualmente não estão modelados dentro do IFC, podem ser considerados como IfcResource.

As vantagens do IFC nos fluxos de trabalho BIM

Para a metodologia BIM, o formato IFC se mostra uma ferramenta essencial, nascendo justamente como um formato de arquivo aberto e padronizado. No fluxo de trabalho BIM, o formato IFC atua como uma ponte comunicativa para a interoperabilidade entre modelos provenientes de diferentes softwares. É evidente, portanto, que essa nova possibilidade de comunicação, totalmente independente da aplicação utilizada na fase de projeto, traz consigo uma série de vantagens, entre as quais:

• permite aos profissionais compartilhar e utilizar informações do projeto de forma fluida e sem perda de dados;
• melhora a qualidade do projeto;
• reduz os tempos para a troca de informações e a colaboração dos profissionais de diferentes setores (arquitetos, engenheiros MEP, estruturistas, etc.);
• reduz os erros devido à falta ou atraso na comunicação entre os profissionais;
• reduz os custos decorrentes da identificação tardia de erros ou sobreposições;
• reduz os atrasos nas entregas de projetos.

openBIM e formato IFC: uma combinação perfeita

Dadas as características intrínsecas do openBIM e do formato IFC, é imediato deduzir como a combinação dos dois potencializa as vantagens de um e do outro na gestão de todas as fases do ciclo de vida de um bem.

De um lado, de fato, temos o openBIM que, como abordagem de projeto baseada na interoperabilidade, promove a transparência, a colaboração e a liberdade de escolha entre os softwares.

Por outro lado, os formatos abertos, como o IFC, são fundamentais nesse contexto porque permitem que todos os membros da equipe de projeto leiam um arquivo IFC e utilizem um arquivo IFC independentemente do software proprietário que utilizam. A geração de um arquivo no formato IFC através de software BIM é imediata, mas se você quiser aprofundar o assunto, leia o guia abrangente sobre “Como criar um arquivo IFC“.

Portanto, um fluxo de trabalho openBIM que funciona graças a formatos de arquivo como o IFC torna a colaboração mais eficaz e a gestão dos projetos mais eficiente.

Certificação IFC e garantia de conformidade dos softwares: por que isso importa

A certificação dos softwares consiste na sua validação para o uso de padrões e soluções baseadas no formato IFC. Esse processo de validação ajuda as empresas de software a garantir que as trocas de dados IFC sejam consistentes e de qualidade confiável.

BuildingSMART International possui dois serviços de certificação de software, relativos às duas versões principais de seus padrões, conhecidas como IFC2x3 (introduzido em 2010) e IFC4 (introduzido em 2016). As certificações envolvem requisitos específicos para cada disciplina, como, por exemplo, a troca de dados para fins de projeto arquitetônico. É, portanto, fundamental que um software forneça a garantia de ser capaz de ler, escrever e trocar informações com outros programas.

As certificações de software atualmente disponíveis são:

• Certificação IFC 2×3 Coordination View: o programa de certificação de software mais adotado é o IFC2x3. Este é testado para a Certificação de Coordenação 2.0 (CV 2.0) para a exportação e importação de arquivos IFC2x3. A exportação de arquivos IFC2x3 verifica os seguintes requisitos de troca relacionados ao modelo arquitetônico, estrutural e de engenharia dos serviços de construção;
• Certificação IFC4 Reference View: suporta o coordenamento das disciplinas de projeto arquitetônico, da análise estrutural e dos serviços de construção, focando particularmente na verificação de conflitos e na resolução de problemas decorrentes de erros na modelagem geométrica.

É possível consultar a lista de softwares certificados pela bSI acessando esta página.

ACCA é a empresa de software com o maior número de softwares certificados no mundo: até hoje, conta com nada menos que 19 certificações IFC referentes a 16 softwares:

1. CerTus-HSBIM;
2. CerTus-IFC
3. CerTus SCAFFOLDING;
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+.

Lembramos que a ACCA software, desde outubro de 2018, é membro oficial da buildingSMART International.

O futuro do formato IFC: tendências e avanços

A adoção do formato IFC está em constante crescimento, portanto, é válido perguntar o que o futuro nos reserva nesse campo e quais outras possibilidades tornarão o openBIM ainda mais inclusivo e amplo.

O crescimento constante da implementação do IFC influencia, obviamente, as normas de construção, que estão sendo constantemente atualizadas. Muitos países estão integrando o padrão IFC em suas normas de construção para aumentar a transparência e promover práticas mais sustentáveis.

E se, por um lado, temos setores como o da digitalização em que, especialmente no desenvolvimento de cidades inteligentes e gêmeos digitais, a implementação do formato IFC facilita a padronização e a interoperabilidade, por outro lado, ainda encontramos muitos temas em aberto, como a extensão dos novos formatos IFC a todas as entidades do projeto.

Voltando ao tema da digitalização das cidades, sabemos que a demanda será, no futuro próximo, cada vez mais crescente, por isso o objetivo do bSI é ampliar o campo de aplicação na interoperabilidade dos vários padrões, otimizando o IFC para “ser utilizado em um ambiente transacional e multidisciplinar” (Richard Kelly, Diretor Operacional do bSI).

Pontos-chave do artigo sobre “formato IFC e openBIM”

• O formato IFC é um padrão aberto para a interoperabilidade de dados no BIM, desenvolvido pela buildingSMART International e reconhecido como padrão ISO 16739:2013.
• O formato IFC nasceu nos anos 90 e passou por várias evoluções, do IFC2x3 ao IFC4, com a próxima introdução do IFC5, visando uma maior integração com tecnologias emergentes.
• O IFC não é apenas um formato de arquivo, mas um esquema de dados estruturado que permite a gestão de geometrias, atributos, propriedades e relações entre os elementos construtivos.
• O formato IFC permite o coordenamento interdisciplinar nos projetos, melhorando a federação dos modelos, a detecção de conflitos, a gestão de custos e prazos e a gestão a longo prazo dos edifícios e infraestruturas, garantindo eficiência na manutenção.
• a buildingSMART International certifica os softwares para garantir a conformidade com os padrões IFC, promovendo uma interoperabilidade confiável entre diferentes ferramentas.
• A evolução do formato IFC, com a introdução do IFC5 e a integração com cidades inteligentes e gêmeos digitais, fortalecerá ainda mais a interoperabilidade no setor da construção.

Perguntas-chave sobre o IFC e Open BIM

Como o formato IFC garante a interoperabilidade entre diferentes softwares BIM?

O formato IFC garante a interoperabilidade graças à sua estrutura de dados padronizada e aberta, independente de softwares proprietários. Descreve geometrias, propriedades e relações entre elementos de forma unificada, permitindo a troca de informações sem perda de dados entre diferentes softwares BIM.

Qual é a diferença entre IFC e outros formatos de intercâmbio de dados no BIM (COBie, gbXML, BCF, RVT, DWG)?

O formato IFC é um formato aberto e padronizado para a troca de modelos BIM, enquanto outros formatos servem a propósitos mais específicos ou são proprietários. Aqui estão as principais diferenças:

O que são as classes IFC e como descrevem os elementos construtivos?

As classes IFC são categorias que definem os elementos construtivos (ex. IfcWall para paredes, IfcDoor para portas). Cada classe possui atributos específicos que descrevem suas características (material, posição, dimensões) e as relações com outros elementos do modelo.

Quais são os principais problemas que podem ocorrer no uso do IFC e como resolvê-los?

• Perda de dados ou informações faltantes: para evitar esse problema, certifique-se de que a exportação ocorra com o correto Mapeamento das Propriedades.
• Interpretação diferente entre softwares: confiar em softwares certificados pela buildingSMART é a solução para garantir conformidade com o padrão.
• Arquivos pesados e difíceis de gerenciar: para contornar o problema, é possível aplicar filtros para exportar apenas os dados essenciais.

Como o formato IFC pode apoiar o desenvolvimento das cidades inteligentes?

O IFC facilita a integração entre edifícios, infraestruturas e sistemas urbanos, melhorando a gestão dos dados no Gêmeo Digital da cidade. Apoia o planejamento urbano, a gestão energética e a otimização de recursos graças à sua interoperabilidade com GIS e IoT.

Para saber mais, leia também: COBie: Interoperabilidade BIM para Facility Management