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ACESSO AO MODELO INTEGRADO DO EDIFÍCIO

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1. Ed Casa 100 Graphisoft ArchiCAD 11 Casa 100 0 Terreo Jon E File Edit view Design Document Options Teamwork Window Help la x ES oo ali sKbnRisrRaor r rGO BHB SEUBA RARE xXx x a t 000 10 k Default Settings e O RX 710 00 TA cena gt C Labai Blements asii R premen E G E lt E ArchiCAD L l Floor Plan and Section v FLOOR PLAN DISPLAY Show On Stories Home Story Only x STRUCTURE A Navigator Project Map x U EE Reinforced Concrete A m a a P Symbol Fill ff Casa 100 a A Scale with plan E Stories go VECTORIAL amp SYMBOL FILLS EE Gypsum Board Ea 2 Cobertura B W soi Fi EE Marble Ea 1 Arma o E Empty Fil EE Mortar Ea 0 Terreo EE Aluminium EE Plywood E 1 Baldrame b E sections pl EE Aluminium Recycled EE Slab Clay Elements 8cm E Elevations S Al E BZ EE Concrete block EE Steel Interior Elevations o EB E ers EE Concrete Z Worksheets PEN EE Fiber Cement EE Reinforced Concrete Details C EE Fired Clay Brick EE Wood Air dried 8 3D gt ZA EE Fired Clay Brick 9x19x19 EE Wood Kiln dried SP Generic Perspective po 7 EE Fired Clay Roof Tile COMPOSITE STRUCTURES re Axonometry az 7 amp EB Schedules F E ae ZA EE PCCS Clay Elements 10cm E ropt Tras EE EE Granite Eusts E E Elements ax la Components A E E Zones z m mfa Wal Ig L gt ta z Ex ata E ICH O amp amp 4 a A fe gt Prope
2. led Wall Default Settings gt t Geometry and Positioning P Floor Plan and Section b Model d 2 Listing and Labeling ID Link Properties 4 By Criteria Label wall Matching Properties Masonry Wall Label Settings Paint PvA Relation to Zones v Individuall Zone Boundary x N ESY Choose Composites Fig 4 19 associa o manual do property object Composites na janela de configura o de um elemento construtivo nativo nesse caso wall 100 A ltima etapa do desenvolvimento foi a configura o da sa da de dados do processo de quantifica o Para isso foi utilizada a fun o List Scheme esquema de listagem do ArchiCAD que permite configurar o formato da lista de quantifica o e tamb m criar crit rios para a inclus o seletiva de elementos construtivos nativos Com esses crit rios pode se quantificar apenas os elementos que representem lajes ou ent o que sejam feitos de concreto ou que estejam situados no andar t rreo etc Tamb m poss vel configurar a lista para que mostre apenas as quantidades de itens que fa am parte de uma determinada base de dados nesse caso a base de dados auxiliar da EEQuant A janela de configura o do conte do da lista de quantifica o mostrada na figura 4 20 E led Set Up List Schemes Edit Selected List Scheme EE Total Duplicate Available List Schemes Create Y Components Proper
3. 3 1 Origens da modelagem de produto na ind stria da constru o MIT no in cio da d cada de 1960 V rios dos conceitos fundamentais da aplica o da modelagem no desenvolvimento de produtos na constru o foram apresentados ainda durante a d cada de 1970 Gingerich em 1973 observou que os programas de necessidades sistemas e materiais utilizados nos edif cios estavam evoluindo muito rapidamente e que a coordena o do projeto tornava se cada vez mais complexa Uma resposta a essa situa o seria o uso de abordagens mais eficientes para o computador que integrassem as tarefas que at ent o eram executadas por aplica es isoladas Ele apresentou um prot tipo de um sistema para a fase de defini o da volumetria no projeto arquitet nico baseado em duas interfaces uma bidimensional onde os elementos do projeto eram inseridos e outra tridimensional 35 onde poderiam ser visualizados e modificados As interfaces eram integradas e atualizavam se automaticamente ap s as modifica es no projeto Uma terceira interface foi prevista pelo autor que permitiria detalhar o projeto inserindo materiais acess rios portas janelas e sistemas estruturais GINGERICH 1973 A ent o nascente tecnologia de bancos de dados foi por muito tempo indispens vel para o desenvolvimento de sistemas de modelagem de edif cios pois oferecia a possibilidade de estruturar dados mais adequadamente e recuper los mais rapidamente
4. 126 usando o par metro MX 1024M na linha de comando Com esse pequeno ajuste o erro resolvido e a compila o pode ser completada gerando duas bibliotecas de classes Java orgStandard10303Part28Version2XmlischemaCommon iso org iaiTech ifcXML ifc2X3 xfinal Cada biblioteca cont m as classes e tipos correspondentes s entidades definidas nos dois arquivos do esquema Ambas precisam ser importadas pela aplica o Java para o acesso a modelos ifcXML A partir da importa o classes correspondentes s entidades IFC e classes mais gen ricas para gerenciar a leitura e grava o de arquivos XML ficam dispon veis para utiliza o no c digo Como exposto na subse o anterior a estrutura bem definida de classes e m todos conduz o programador no acesso informa o IFC e protege a aplica o de erros de digita o e chamadas de m todos em situa es inadequadas Se erros forem cometidos a compila o informa a situa o e n o executa a aplica o Essas vantagens podem ser ampliadas usando um ambiente de programa o como o Eclipse que cont m ferramentas de aux lio programa o sens veis ao contexto A outra grande vantagem a possibilidade de verifica o da consist ncia da informa o contida no arquivo a ser lido ou seja a valida o do XML de acordo com a estrutura do esquema XSD a partir de um m todo gerado automaticamente H duas formas de binding late e early No late binding apen
5. desenvolvimento do produto Lars Hvam prop s uma abordagem para a implementa o da modelagem de produto baseada na teoria dos sistemas onde os processos que constituem as cadeias produtivas s o considerados como as atividades de um sistema que nesse caso o desenvolvimento do produto Na primeira etapa s o analisadas as diferentes tarefas do sistema o que servir de base para determinar o grau timo de suporte das tecnologias de informa o aplicadas Essas an lises enfocam tr s grupos de informa o a estrat gia da companhia o benef cio econ mico que pode ser potencialmente obtido pela implementa o da modelagem de produto em cada uma das atividades e finalmente as quest es de representa o de dados e estrutura o do conhecimento sobre o produto O resultado dessa fase fornece ao sistema de planejamento dos processos produtivos todas as informa es necess rias para que se obtenha uma produ o otimizada Ap s conclu das essas an lises iniciada a segunda etapa de implementa o da modelagem na qual s o definidos os conte dos e a estrutura dos sistemas de informa o que dar o suporte ao desenvolvimento do produto HVAM 2001 2 5 Perspectivas para a modelagem de produto A modelagem de produto n o foi adotada em massa por todos os setores e atividades industriais mas continua sendo tecnologia chave no desenvolvimento eficaz de produtos e essencial para as estrat gias de competitividade das cor
6. n vel menor A m dia de dom nio das tecnologias de informa o por equipes no setor da constru o tamb m considerada mais baixa do que em outros setores da ind stria A constru o um incentivar a educa o continuada como pr tica comum Finalmente os profissionais da constru o particularmente os projetistas e consultores trabalham em v rios projetos simultaneamente e a introdu o de uma nova tecnologia por um determinado projeto gera a necessidade de trabalharem com dois tipos de ferramentas ao mesmo tempo TURK 2006a Nascimento e Santos classificam em quatro grupos as barreiras para o uso da tecnologia da informa o na constru o civil Aspectos profissionais estariam no primeiro grupo profissionais contratados com menos exig ncias metodologias de trabalho diferentes gerentes pouco capacitados modo de trabalho individual e resist ncia a mudan as No segundo grupo barreiras ligadas aos processos gerenciais opera es que n o se utilizam das tecnologias mais recentes falta de padroniza o na 32 comunica o e m todos de gest o ultrapassados Um terceiro grupo formado por barreiras ligadas s empresas e cultura corporativa baixo investimento em TI falta de confian a nos resultados obtidos pela TI e falta de treinamento em tecnologias Finalmente um quarto grupo de barreiras diretamente ligadas aos pr prios aspectos tecnol gicos seguran a dos dados contra intrus es
7. o da NBIMS essa caracter stica foi considerada essencial para a implementa o da modelagem na ind stria da constru o NIBS 2007 A import ncia de garantir que usu rios de diferentes disciplinas em v rias fases do desenvolvimento do edif cio compreendam a representa o inequivocamente evita erros e reduz a necessidade de comunica es complementares para esclarecimento de d vidas aumentando a agilidade dos processos A import ncia de garantir que os computadores compreendam a representa o inequivocamente reduz a necessidade de tarefas de reentrada de dados e os poss veis erros humanos que podem surgir dessas opera es Por exemplo a representa o de paredes em modelos BIM utiliza objetos especializados em representar paredes com comportamentos e par metros definidos para garantir a coer ncia do resultado e a manuten o do seu significado como parede Por isso n o seria poss vel desfazer completamente o significado da representa o com opera es similares s apresentadas na figura 3 04 A figura 3 05 ilustra a rela o indissoci vel entre o objeto e os elementos gr ficos que comp em a sua inst ncia de representa o em planta A posi o das paredes foi modificada mas a natureza dos objetos foi mantida SS A Fig 3 05 a representa o por objetos param tricos em um BIM CAD mant m o significado da informa o ap s opera es de modifica
8. Quase um ter o dos respondentes j havia testado e adotado a modelagem de produto mas o processo de constru o da grande maioria dos edif cios em um grande centro urbano como Hong Kong provavelmente depende da fr gil opera o de reconstru o da informa o a partir de uma grande quantidade de desenhos bidimensionais isolados Al m disso dois softwares de modelagem gr fica e anima o que n o oferecem funcionalidades coerentes com as opera es realizadas em um projeto de edifica o s o intensamente aplicados Tamb m recorrente a quest o da adapta o das ferramentas BIM s fases menos model veis do processo de projeto como a concep o arquitet nica ou de estruturas Nesses casos a possibilidade de modelar o edif cio e analis lo n o garante necessariamente dar suporte ao desenvolvimento de projetos que come a com esbo os passa por desenhos esquem ticos e termina com a produ o da documenta o Fases iniciais do processo de projeto n o consistem em posicionar vigas canos e outras pe as de cat logo Consistem em definir e compor abstra es variadas que podem ser espa os esta es de trabalho massas do edif cio superf cies visuais entre outras A depend ncia por abstra es nas fases iniciais do projeto uma prerrogativa do projetista no desenho manual e tamb m deveriam ser do desenhista no computador Os primeiros sistemas CAD que pretendiam oferecer suporte a mais de um tipo de at
9. Simple API for XML p gina da internet 2008 http www saxproject org acessado em 12 2008 SCHEER S et al Impactos do uso do sistema CAD geom trico e do uso do sistema CAD BIM no processo de projeto em escrit rios de arquitetura In Workshop Brasileiro de Gest o do Processo de Projetos na Constru o de Edif cios 7 2007 Curitiba Dispon vel em http www cesec ufpr br workshop2007 SCHILDT H Java 2 The Complete Reference 5 ed New York McGraw Hill 2002 1156 p SCHMID A L Simula o de desempenho t rmico em m ltiplas zonas mestre um sistema brasileiro na linguagem Java In Encontro Nacional de Conforto no Ambiente Constru do 6 2001 S o Pedro Anais Dispon vel em http www infohab org br acessado em 01 2009 SCHMID A L Simula o da luz natural combina o dos algoritmos de raytracing e radiosidade e aplica es na arquitetura Ambiente Constru do v 4 n 3 2004 p 51 59 Dispon vel em http www antac org br ambienteconstruido pdf revista artigos Doc117117 pdf acessado em 01 2009 SCHMID A L Ac stica arquitet nica e auraliza o no sistema Mestre de simula o de edif cios In Encontro Anual da Sociedade Brasileira de Ac stica 27 2006 S o Paulo Anais 150 SCHMID A L e AYRES C Testes iniciais do sistema de modelagem ArchiCAD como pr processador para o sistema Mestre de an lise t rmica lum nica e ac stica de edifica es In Encontro Nacional de Conf
10. o autom tica da representa o do objeto quando a escala de 47 representa o em planta modificada de 1 20 para 1 100 no ArchiCAD Fig 3 03 diferentes representa es gr ficas instanciadas a partir de um mesmo objeto door 47 do ArchiCAD Fig 3 04 representa o por primitivos geom tricos e a possibilidade de perda de significado 51 ap s opera es sobre os elementos individuais Fig 3 05 a representa o por objetos param tricos em um BIM CAD mant m o significado 52 da informa o ap s opera es de modifica o Fig 4 01 esquema dos m todos de acesso ao modelo integrado do edif cio utilizados neste 77 trabalho Fig 4 02 representa o em planta e perspectiva de duas paredes de blocos de concreto 80 Fig 4 03 Representa es das paredes de blocos de concreto usando elementos nativos do 81 ArchiCAD Fig 4 04 representa o das paredes de blocos com padr es de linhas line templates 82 Fig 4 05 representa o das paredes de blocos com elementos slab configurados para 83 assemelharem se a blocos de concreto Fig 4 06 parte do c digo GDL que gera uma forma prism tica representando um bloco de 85 concreto Fig 4 07 janela de configura o de meta par metros do ArchiCAD 86 Fig 4 08 Inser o dos objetos param tricos em planta 87 Fig 4 09 painel de configura o de par metros adicionais 87 Fig 4 10 representa es das paredes de blocos de concreto geradas automaticamente pelo 88 objeto param
11. o e extensibilidade 3 6 Metamodelagem 3 6 1 Interoperabilidade 3 6 2 IFC Industry Foundation Classes 3 7 Perspectivas para a BIM Acesso ao Modelo Integrado do Edif cio 4 1 Script objetos param tricos representando paredes de blocos 4 1 1 Defini o do problema 4 1 2 Abordagem proposta 4 1 3 Desenvolvimento do experimento 4 1 4 Discuss o 4 2 Script EEQuant quantifica o de energia embutida e emiss o de CO 4 2 1 Defini o do problema 4 2 2 Abordagem proposta 4 2 3 Desenvolvimento do experimento 4 2 4 Utiliza o da ferramenta Jl 101 4 2 5 Discuss o 106 4 3 Plug in aplica o para exporta o de dados do ArchiCAD 107 4 3 1 Defini o do problema 108 4 3 2 Abordagem proposta 109 4 3 3 Desenvolvimento do experimento 110 4 3 4 Discuss o 113 4 4 Acesso de modelos no formato IFC SPF 115 4 4 1 Defini o do problema 115 4 4 2 Desenvolvimento do experimento 115 4 4 3 Discuss o 119 4 5 Acesso de modelos no formato ifcXML 120 4 5 1 ifeXML 120 4 5 2 Defini o do problema 122 4 5 3 Desenvolvimento do experimento 122 4 5 4 Discuss o 132 5 Considera es Finais 134 5 1 Sugest o para trabalhos futuros metacompila o de entidades 137 6 Refer ncias 141 iii Lista de Figuras Fig 3 01 janela de configura o dos par metros de representa o de um objeto parede no 45 ArchiCAD Fig 3 02 atualiza
12. 2006 p 758 776 Dispon vel em http dx doi org 10 1016 j autcon 2005 09 009 acessado em 12 2008 LIEBICH T et al Industry Foundation Classes IFC2x Edition 3 IAI 2006 Dispon vel em http www iai international org Model R2x3 final index htm Acessado em 12 2008 LIEBICH T e WIX J IFC Technical Guide IAI 2000 46 p Dispon vel em http www iai international org Acessado em 12 2008 LKSOFTWARE Express Compiler p gina da internet 2008a http www jsdai net eclipse express compiler acessado em 12 2008 LKSOFTWARE JSDAI Express API p gina da internet 2008b http www jsdai net acessado em 12 2008 LOVE P E D et al Researshing the investment of information technology in construction an examination of evaluation practices Automation in Construction n 14 2005 p 569 582 Dispon vel em http www elsevier com locate autcon acessado em 09 12 2006 MAHDAVI A Computational building models theme and four variations In International IBPSA Conference 8 2003 Eindhoven Proceedings p 3 17 Dispon vel em http www ibpsa org proceedings BS2003 BS0O3 0003 18 pdf acessado em 12 2008 MARCOS M et al Avalia o e an lise de acessibilidade de um deficiente f sico motor atrav s do software CATIA em habita es de interesse social In Workshop Brasileiro de Gest o do Processo de Projetos na Constru o de Edif cios 7 2007 Curitiba e anais Dispon vel em http www cesec ufpr br wor
13. 4 2 3 Desenvolvimento do experimento Para criar listas de quantifica o de materiais o ArchiCAD associa os par metros dimensionais dos objetos que comp em o modelo do edif cio bases de dados auxiliares que descrevem os componentes dos materiais utilizados Essa associa o torna o c lculo autom tico pois o volume ou a extens o de cada elemento construtivo s o obtidos pela combina o dos par metros dos objetos que os representam Por exemplo um objeto param trico representando uma laje cujo par metro material foi definido pelo projetista como concreto o processo de quantifica o percorrer a base de dados auxiliar e localizar os componentes que est o associados ao material bem como os seus ndices de consumo areia brita cimento gua aditivos etc e calcular os volumes de cada um deles a partir do volume total do elemento construtivo que obtido a partir dos par metros dimensionais O corpo principal da ferramenta EEQuant justamente uma base de dados auxiliar na qual foram inseridos como componentes os dados relativos ao consumo de energia e emiss o de CO na produ o e no transporte dos materiais de constru o Essa inser o ocorreu em uma janela de edi o do ArchiCAD fig 4 14 Os par metros dimensionais dos objetos param tricos do ArchiCAD n o incluem o peso e por isso os ndices s o calculados a partir do volume de material Para fornecer o peso 94 total de cada mater
14. Ibrahim e outros autores afirmam que h dois tipos 43 b sicos de par metros os que armazenam informa o sobre a forma dos elementos como posi o dimens es ou transforma es geom tricas e par metros que armazenam caracter sticas funcionais dos elementos como material especifica es requisitos legais procedimento de montagem pre o fabricante distribuidor etc IBRAHIM et al 2003 Par metros geom tricos e par metros funcionais podem armazenar todas as informa es dispon veis sobre um elemento construtivo mas eles n o determinam necessariamente a forma com que s o representados Eastman afirma que durante algum tempo acreditou se que opera es de corte realizadas nos s lidos geom tricos constru dos a partir dos par metros dos objetos seriam suficientes para gerar a documenta o para a constru o Plantas cortes e eleva es eram consideradas apenas uma quest o de situar apropriadamente um plano e ent o extrair os pontos das superf cies dos s lidos que estivessem contidos nele Por m apenas o resultado dessa opera o n o gera informa o suficiente para as representa es utilizadas na constru o de edif cios que s o em grande parte simb licas Desse modo as cria o das representa es de edif cios partem da geometria resultante da opera o de corte mas devem ser complementadas por caracter sticas determinadas pelas conven es de desenho t cnico Essas conv
15. Para permitir um acesso em n vel mais alto a IFC Engine DLL tem rotinas que calculam a 117 superf cie das entidades EXPRESS que representam s lidos geom tricos e fornecem como par metros derivados as dimens es dos elementos TNO 2008a Esse processo de recomposi o do modelo executado pelas classes initializeModelling e initializeModellingInstance O uso dessas classes por m gerou erros de execu o tanto na programa o em Java como na em C Esses erros aconteceram durante a execu o dos pr prios exemplos fornecidos pela TNO o que sugere que sejam necess rias configura es adicionais na compila o A documenta o existente n o menciona essa situa o e n o foi poss vel contornar o erro em tempo h bil para o desenvolvimento de uma ferramenta preliminar Uma poss vel solu o seria utilizar apenas as classes de acesso aos dados em baixo n vel e produzir uma vers o pr pria da classe initializeModelling JSDAI Em rela o IFC Engine DLL a ferramenta JSDAI oferece mais documenta o inclusive tutoriais em v deo mostrando a cria o de aplica es passo a passo A ferramenta tamb m est dispon vel na vers o de um workbench para o ambiente de programa o Eclipse inclusive com um m dulo para gera o de esquemas via EXPRESS G a vers o gr fica do EXPRESS LKSOFTWARE 2008b Ao contr rio da IFC Engine DLL por m a JSDAI n o foi criada objetivando o acesso a arquivos IFC e si
16. a Model rA EE Ceramic Tiles CTE gt E D EE Do Not Quantify b gt p Listing and Labeling amp Cammo Gui x Fig 4 22 janela de configura o dos par metros de um objeto representando uma laje A etapa seguinte consiste na defini o do escopo de elementos a serem quantificados selecionando os objetos desejados atrav s das ferramentas do ArchiCAD Caso nenhum objeto seja selecionado ser o quantificados todos os objetos que constituem o modelo do edif cio Selecionar um nico elemento para fazer a quantifica o tamb m uma maneira did tica de se verificar parte dos efeitos ambientais causados pelo material escolhido Por exemplo analisando uma laje de 100 x 100 cm um aluno de arquitetura poderia verificar os n veis de energia consumida e CO emitido na fabrica o dos materiais demandados para cada metro quadrado do pavimento do edif cio que utilizar o referido elemento construtivo Foram desenvolvidos dois modelos b sicos de listagem a estendida que mostra os ndices de consumo de energia e emiss o de CO2 para cada material fig 4 23 e a resumida que mostra apenas os totais dos ndices fig 4 24 Essas listas s o acess veis a partir da interface padr o do ArchiCAD e podem ser copiadas e exportadas para planilhas eletr nicas 103 B Casa 100 ptn Components EE Extended EE m ax Material Component Quantity Ceramic Tiles External C02 Emission manufacturing
17. embora utilizem terminologias diferentes para os conceitos n o atribuem o termo modelagem ou equivalente a abordagens de desenvolvimento de produtos que n o apresentem estas quatro qualidades Nas se es seguintes ser apresentada uma r pida revis o das principais caracter sticas da tecnologia de modelagem do edif cio baseada na estrutura o dos quatro n veis de abstra o proposta Esta revis o foi baseada em defini es e observa es sobre o tema apresentadas em trabalhos cient ficos a partir da d cada de 1970 Muitos deles portanto ainda n o se referiam modelagem de produto pelo termo BIM mas isso n o afeta a sua rela o com o desenvolvimento atual do tema N o inten o deste trabalho produzir uma revis o exaustiva nem absoluta os artigos citados destacam se por terem exercido influ ncia consider vel sobre o campo de pesquisa verificada pelo n mero de trabalhos que os citam como refer ncia ou por conterem uma abordagem did tica diferenciada Para uma revis o mais aprofundada sugere se que o leitor consulte os dois trabalhos mais extensos sobre modelagem de produto na constru o os quais cobrem os quatro n veis de abstra o mencionados Building Product Models Computer Environments Supporting Design and Construction EASTMAN 1999 e o mais recente BIM Handbook A Guide to Building Information Modeling for Owners Managers Designers Engineers and Contractors EASTMAN et al 2008
18. http itc scix net data works att w78 2003 403 content pdf acessado em 12 2008 TURK Z Phenomenological foundations of conceptual product modelling in architecture engineering and construction Artificial Intelligence in Engineering v 15 n 2 2001 p 83 92 Dispon vel em http dx doi org 10 1016 S0954 1810 01 00008 5 acessado em 12 2008 TURK Z Construction informatics definition and ontology Advanced Engineering Informatics v 20 n 2 2006a p 187 199 Dispon vel em http dx doi org 10 1016 j aei 2005 10 002 acessado em 12 2008 TURK Z Methodologies for construction informatics research In Intelligent Computing in Engineering and Architecture 13 2006b Ascona Lecture Notes in Computer Science Berlin Springer 2006 p 663 669 Dispon vel em http www springerlink com content vq75m7821366g515 acessado em 12 2008 TZORTZOPOULOS P Contribui es para o desenvolvimento de um modelo de processo de projeto de edifica es em empresas construtoras incorporadoras de pequeno porte Porto Alegre 1999 163 p Disserta o Mestrado Departamento de P s gradua o em Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande do Sul Dispon vel em http www infohab org br acessado em TZORTZOPOULOS P The design and implementation of product development process models in construction companies Salford 2004 321 p Tese Doutorado School of Construction and Property Management University of Salford Dispon v
19. individualmente em planta Considerando apenas seis plantas de fiadas por pavimento algo bastante corriqueiro pode se imaginar o vulto da tarefa de manter as diferentes representa es atualizadas no caso de uma modifica o no projeto Outro atalho a cria o de um padr o de linha line template para desenhar s mbolos dos blocos automaticamente acompanhando um percurso definido pelo operador como mostrado na figura 4 04a Por m o sistema n o identifica situa es onde blocos de ajuste ou meios blocos s o necess rios como mostra a figura 4 04b E pior ainda em percursos curvos os blocos n o s o discretizados e rotacionados e sim distorcidos gerando uma representa o incorreta como na figura 4 04c L E L B OOOOC Fig 4 04 representa o das paredes de blocos com padr es de linhas line templates A principal cr tica a esses atalhos que baseiam se em elementos bidimensionais por m com rela o ao fato de eles entrarem em conflito direto com princ pios b sicos da modelagem de produto s o tarefas que exigem reentrada manual de dados em v rias vistas diferentes e n o resultam em uma representa o integrada Para valer se minimamente das possibilidades oferecidas pelo ArchiCAD poderia ser adotada a abordagem de modelar blocos individualmente Blocos modelados dessa maneira podem usar o objeto nativo slab para oferecer uma representa o fiel das unidades como mostrado na figura
20. o em quatro n veis de abstra o metamodelagem modelagem modelo e objetos as partes que comp em o modelo No n vel mais alto o da metamodelagem figuram as quest es sobre modelos conceituais interoperabilidade de aplica es e os impactos da tecnologia sobre a ind stria por exemplo No n vel da modelagem s o abordadas quest es relacionadas cria o dos modelos e consequentemente as funcionalidades e interfaces das aplica es CAD que realizam a modelagem de produto tamb m chamados BIM CAD ou BIM based CAD IBRAHIM et al 2004 No n vel do modelo s o enfocadas as rela es sem nticas entre os diferentes objetos que o comp em Finalmente no n vel mais baixo o dos objetos s o abordadas as quest es sobre a funcionalidade das partes que comp em o modelo como intelig ncia contextual comportamento atributos necess rios para a descri o de elementos construtivos entre outros Cada n vel de abstra o proposto inclui diversas caracter sticas importantes para a tecnologia BIM mas poss vel perceber na literatura sobre o tema que existem conceitos centrais que podem ser atribu dos para cada n vel quando a BIM enfocada a partir de um ponto de vista mais t cnico Na metamodelagem o conceito principal a interoperabilidade entre aplica es na modelagem a consist ncia da informa o no modelo a estrutura o sem ntica e nos objetos o comportamento Os trabalhos 41 consultados
21. p 30 0 E 0 0 180 0 10 0 G13 E 4 2 0 25 su p 5 0 5 0 0 0 210 0 10 0 0 15 3 0 4 2 0 25 oeste TETO p 5 0 5 0 3 0 0 90 10 0 0 25 10 0 3 2 0 25 teto fp 10 0 10 0 0 0 0 90 20 0 20 0 0 25 TERRA e 1 0 1 0 6378000 0 6378000 0 1 terra m 0 700 500 0 1 0 3 0 7 0 0 0 0 0 0 0 15 0 15 0 11 0 10 0 07 0 06 0 07 0 0 0 0 0 22 assoalho m 1 0 700 300 0 1 0 3 0 4 0 0 0 0 0 0 0 04 0 04 0 04 0 15 0 29 0 52 0 59 0 0 0 0 0 2 carpe m 0 700 2400 0 3 0 2 0 3 0 0 0 0 0 0 0 010 010 010 02 0 02 0 02 0 03 0 0 0 0 0 8 concreto m 0 7 700 1200 0 1 0 3 0 3 0 0 0 0 0 0 0 01 0 01 0 01 0 02 0 02 0 02 0 02 0 0 0 0 00 4 alvenaria m 0 700 2200 0 1 0 1 0 0 0 9 0 9 0 9 0 18 0 18 0 06 0 04 0 03 0 02 0 02 0 0 0 0 011 vidros m 0 700 100 0 1 0I 0 0 0 0 0 0 0 0 0 18 0 18 0 06 0 04 0 03 0 02 0 02 0 0 0 0 013 gramado m 0 700 1000 0 3 0 2 0 1 0 0 0 0 0 0 0 20 0 20 0 10 0 10 0 06 0 05 0 00 0 0 0 0 0 6 planeta Terra z 1000 0 0 0 0 23 23 23 23 00 0 0 0 00 0211 ar externo z 1000 0 0 0 0 100000 100000 1000000 100000 0 0 0 0 0 00 0211 subsolo z 1000 0 0 5000 0 8 8 8 8 0 0 0 0 0 00 0211 inferior Ri ESSES Ss CSS SS SEC SSsSSSeSS ASSES SOS SES SS SESC SERnsSESESSSSS ECOS SS CSS ASsSsSSSEsSsTETessiscscses ta 2 18 6 18 4 18 2 18 1 17 9 17 8 18 4 20 1 21 9 23 8 25 4 26 5 27 6 27 7 27 1 27 6 26 2 24 8 22 3 20 8 20 1 19 5 19 1 18 8 ta 6 2 30 OLE LI NE 5 0 2 0 3 0 6 0 8 3 5 6 6 9 1 11 1 12 0 13 0 13 3 13 1 11 8 9 4 7 3 6 3 5 1 4 4 4 0 ta 72 3 1 8 1 3 0 8 0 5 0 2 0 3 0 6 0 8 3 5 6 6 9 1 11 1 12 0 13 0 13 3
22. poderia ser criada uma base de dados auxiliar que contivesse toda a informa o dispon vel nas Tabelas de Composi o de Pre os para Or amentos TCPO que j est o organizados em componentes e ndices de consumo Atrav s dessa associa o tamb m poderia ser estendido o escopo de an lise do ciclo de vida j que as TCPO tamb m incluem o consumo de energia de cada equipamento envolvido na produ o dos elementos construtivos e na sua demoli o PINI 2003 At an lises f sicas preliminares poderiam ser realizadas atrav s desse m todo de acesso aos dados do modelo do edif cio poss vel por exemplo definir uma rela o entre a massa do edif cio seus materiais e o volume dos c modos para determinar expeditamente a carga de condicionamento t rmico necess ria Como esse m todo de acesso est completamente integrado ao processo natural de projeto do ArchiCAD foi observada grande agilidade e integra o da ferramenta que se tornou uma extens o das funcionalidades do CAD A possibilidade de quantifica o instant nea sem que seja necess rio um processo de transporte da 106 informa o de um programa para outro seja este processo manual ou autom tico fornece ao projetista suporte para a tomada de decis es durante o projeto permite que ele teste v rias alternativas de projeto As desvantagens apontadas na subse o 4 1 4 tamb m aplicam se a este experimento j que o acesso aos dados pratic
23. principal objetivo da BIM que permite que o edif cio seja constru do virtualmente dentro do computador antes da constru o real no canteiro Essa abordagem re ne todos os envolvidos em um arranjo virtual de projeto cooperativo permitindo que o conhecimento agregado por cada profissional seja integrado em uma nica representa o o modelo que dispon vel a todos os outros profissionais participantes Um nico modelo integrado do edif cio permite relacionar melhor as informa es e facilita a manuten o da consist ncia e da integridade dos dados EASTMAN 2004 Desse modo poss vel verificar e solucionar antecipadamente os conflitos entre defini es de diferentes disciplinas reduzindo a ocorr ncia de erros e aumentando a qualidade do produto Desenhos por melhor elaborados e convencionados que sejam cobrem apenas fases isoladas e instant neos do processo de desenvolvimento do edif cio KALAY 1985b PENTTILA 2005 Um modelo de edif cio por outro lado multidimensional por natureza abrangendo toda a informa o produzida e utilizada durante todas as atividades do ciclo de vida do edif cio em um processo gradual de agrega o de conhecimento SACKS et al 2004 TSE et al 2005 Da fase de projetos o modelo passa para todas as subsequentes como o planejamento da constru o e a sua administra o fabrica o de componentes comissionamento opera o da edifica o e as suas manuten es peri
24. processo as APIs para mapeamento de modelos de dados ou binding Binding Arquivos ifeXML podem ser acessados por binding o mesmo processo utilizado pelas ferramentas IFC Toolbox da se o 4 4 No lugar de compilar o esquema IFC original em EXPRESS compila se o esquema XSD derivado do original fornecido pela IAI Neste experimento foi utilizada a ferramenta XMLBeans da Apache APACHE 2008 A XMLBeans gratuita e tem uma rica documenta o fornecida pelo desenvolvedor incluindo tutoriais passo a passo O processo de binding come a com a compila o do esquema XSD da ifcXML atrav s da aplica o Scomp fornecida com o pacote XMLBeans O esquema ifcXML composto por dois arquivos ex xsd e IFC2X3 xsd O primeiro arquivo cont m defini es padr o de tipos simples de dados e relacionamentos entre entidades EXPRESS segundo a ISO 10303 O segundo arquivo cont m as defini es dos tipos complexos de dados e entidades IFC transpostas para o formato XSD Ambos os arquivos podem ser obtidos gratuitamente no site do grupo de modelagem da IAI IAI 2008c Para funcionar a Scomp necessita do pacote Java Development Kit JDK e da configura o da vari vel de ambiente PATH do Windows Como o esquema XSD da ifcXML muito extenso 21 505 linhas tentar compil lo com a configura o padr o da Scomp resulta em um erro de mem ria System is out of resources Ent o necess rio alocar mais mem ria para a aplica o
25. que precisariam ser ligados e desligados para facilitar a manipula o dos blocos Efetuar modifica es no projeto uma vez que os blocos tenham sido dispostos identificar e reposicion los pode se tornar uma tarefa ainda mais dif cil do que utilizar elementos bidimensionais para representar as paredes Representar os componentes n o discretiz veis os blocos modelados individualmente podem ter uma representa o detalhada mas as uni es entre os diferentes blocos n o tem Adicionar a representa o da argamassa de rejuntamento ou revestimento cria um novo conjunto de desafios para os quais a mesma discuss o feita acima se aplica 83 4 1 2 Abordagem proposta A partir dos par metros dos objetos utilizados no ArchiCAD poss vel criar scripts para automatizar a representa o de paredes de blocos de concreto Considerando a exposi o da subse o anterior o cen rio paradoxal a ser enfrentado por essa ferramenta operar em um n vel mais alto do que a modelagem individual dos blocos de concreto por m gerando automaticamente inst ncias de n vel mais baixo utilizadas como representa o detalhada Eastman observa que durante o desenvolvimento de projetos a informa o torna se articulada incrementalmente e inconveniente e pouco natural for ar os usu rios a especificar todos os atributos de um elemento durante a sua defini o inicial EASTMAN 1976 Os projetistas manipulam paredes abstraindo v rias
26. s e o seu car ter regional permite avaliar com mais fidelidade o impacto ambiental da utiliza o dos diferentes materiais Al m de verificar a possibilidade de acesso aos dados do modelo e sua associa o com informa es adicionais a proposta da ferramenta EEQuant conscientizar projetistas e estudantes de arquitetura a respeito dos efeitos ambientais das suas escolhas fornecendo dados que fundamentem a decis o entre as diversas op es dispon veis para os sistemas que constituem o edif cio j nas fases iniciais de projeto Para facilitar a sua aplica o ficou definido que a ferramenta n o deveria 93 gerar disrupturas no processo de projeto com o qual os projetistas est o habituados Nesse sentido o aspecto inovador da ferramenta est na abordagem adotada que foi introduzir parte da capacidade das ferramentas de an lise f sica de edifica es diretamente no aplicativo CAD com o qual os projetistas t m mais afinidade Dessa maneira foi poss vel agregar dados quantitativos do impacto ambiental da produ o dos materiais de constru o ao modelo da edifica o com m nimas modifica es no processo projetual Na vers o apresentada neste trabalho a ferramenta EEQuant avalia de forma r pida em fases iniciais de projeto arquitet nico a quantidade de energia consumida e emiss o de g s carb nico CO2 na fabrica o e no transporte dos materiais de constru o utilizados no edif cio proposto
27. usa autodesk com adsk servlet index sitelD 123112 amp id 472012 acessado em 12 2008 AYRES C et al Utiliza o de CAD BIM para projeto de alvenaria de blocos de concreto In Workshop Brasileiro de Gest o do Processo de Projetos na Constru o de Edif cios 8 2008a S o Paulo Anais Dispon vel em http www arquitetura eesc usp br workshop08 secundarias ANAIS Artigo 08 pdf acessado em 01 2009 AYRES C e SCHEER S Diferentes abordagens do uso do CAD no processo de projeto arquitet nico In Workshop Brasileiro de Gest o do Processo de Projetos na Constru o de Edif cios 7 2007 Curitiba Dispon vel em http www cesec ufpr br workshop2007 Artigo 57 pdf acessado em 12 2008 AYRES C et al CAD BIM requirements for masonry design process of concrete blocks In CIB W78 International Conference on Information Technology on Information Technology 25 2008b Santiago Proceedings Universidad de Talca e Stanford University p 40 47 acessado em 12 2008 BANDURSKI A E e JEFFERSON D K Data description for computer aided design In International Conference on Management of Data 3 1975 San Jose Proceedings of the 1975 ACM SIGMOD international conference on Management of data New York ACM 1975 p 193 202 Dispon vel em http portal acm org citation cfm id 500080 500107 amp coll portal amp dl ACM amp CFID 15982252 amp CFTOKEN 17235559 acessado em 12 2008 BEALL C Masonry Design and Detailing 5 ed New
28. vel em http tr graphisoftus com downloads DL 2 7s 20for 20GraphisoftUS Introduction 20to 2 00bject 20Making Intro 20to 200bjecty20Making pdf Acessado em 12 2008 NILSSON P e FAGERSTR M B Managing stakeholder requirements in a product modelling system Computers in Industry v 57 n 2 2006 p 167 177 Dispon vel em http dx doi org 10 1016 j compind 2005 06 003 acessado em 12 2008 NISBET N e LIEBICH T ifeXML Implementation Guide 2 ed International Alliance for Interoperability Modeling Support Group 2007 50 p Dispon vel em http www iai tech org products ifc specification ifcxml releases Acessado em 12 2008 NOUR M M A Flexible Model for Incorporating Construction Product Data into Building Information Models Weimar 2006 186 p Tese Doutorado Construction Informatics Bauhaus Dispon vel em http e pub uni weimar de volltexte 2006 778 acessado em 12 2008 148 NOUR M M e BEUCKE K An Open Platform for Processing IFC Model Versions Tsinghua Science and Technology v 13 n S1 2008 p 126 131 Dispon vel em http qhxb lib tsinghua edu cn myweb english 2008 2008es1 126 131 pdf acessado em 12 2008 NOVAES C C Diretrizes para garantia da qualidade do projeto na produ o de edif cios habitacionais S o Paulo 1996 280 p Tese Doutorado Escola Polit cnica Universidade de S o Paulo Dispon vel em http www infohab org br acessado em 20 11 2006 PAULA A T D e MELHADO
29. 13 1 11 8 9 4 7 3 6 3 5 1 4 4 4 0 tma 9 10 20 Fig 4 26 arquivo de entrada de dados do sistema Mestre a partir dos quais s o constru das as representa es dos elementos construtivos Como observado por Hoffmann e Joan Arinyo 2002 criar modelos a partir de linhas de comando uma tarefa pouco intuitiva para os projetistas e deve ser evitada sempre que poss vel De fato a maioria dos alunos demonstrou dificuldades na cria o do modelo j que a maioria nunca teve qualquer contato linguagens de programa o ou com sistemas computacionais baseados em comandos textuais Al m disso completar o arquivo de texto que daria origem ao modelo era apenas o primeiro passo Como a inten o da an lise do desempenho ambiental apontar defici ncias e embasar modifica es no projeto havia sempre a necessidade de modificar o arquivo inicial substituindo materiais criando ou eliminando elementos construtivos Se por 108 um lado a substitui o de materiais era elementar envolvendo a troca de um nico atributo no arquivo texto a altera o da geometria como por exemplo a cria o ou elimina o de aberturas mostrou se morosa e foi evitada pelos alunos na maior parte das situa es Em avalia o n o sistem tica os alunos reconheceram o valor did tico da atividade por m reivindicaram m todos mais f ceis para a entrada e a modifica o dos dados que originar o o modelo 4 3 2 Abordagem proposta O sistema Mest
30. 3 3 Objetos O conceito de objeto vital para a modelagem de edif cios e poss vel perceber o seu delineamento a partir da d cada de 1970 em v rios trabalhos citados nessa disserta o Objetos s o unidades de informa o criadas para representar os diferentes elementos que constituem um projeto de edifica o incluindo as suas caracter sticas e relacionamentos com outros objetos HANNUS 1991 Eles cont m informa o suficiente para permitir v rios tipos de an lises e representa es EASTMAN 1992 IBRAHIM et al 2004 Os principais tipos de objetos s o os que representam elementos construtivos como paredes colunas vigas janelas etc mas tamb m h objetos que representam espa os zonas mecanismos e at as simbologias 42 utilizadas nos desenhos como cotas indica es n veis entre outros EASTMAN 1976 Diferentes cole es de objetos podem ser desenvolvidas para agilizar o processo de projeto ou representar mais fielmente os elementos utilizados Escrit rios podem desenvolver padr es ou m dulos contendo informa es utilizadas regularmente e fabricantes podem oferecer objetos representando seus produtos do mesmo modo que feito com blocos no Autocad por m contendo mais informa es do que simples representa es bidimensionais EASTMAN 1976 Ibrahim e Pentilla citam a possibilidade de disponibiliza o de cat logos de objetos na Web ou bibliotecas p blicas de objetos permi
31. 4 05 Como s o objetos tridimensionais as representa es para a documenta o s o geradas automaticamente poss vel 82 inclusive determinar a altura do plano de corte da planta para gerar as diferentes plantas de fiadas Fig 4 05 representa o das paredes de blocos com elementos slab configurados para assemelharem se a blocos de concreto Essa t cnica por m est longe de ser recomend vel Modelar blocos individualmente pode ser til para o estudo do encontro entre elementos ou ent o demonstrar didaticamente as etapas da constru o ou ainda criar novas possibilidades baseadas no m todo construtivo mas pode ser considerada uma pr tica invi vel em projetos comerciais Por mais que a representa o resultante seja detalhada e correta o tempo gasto pelos projetistas manipulando cada um dos milhares de blocos utilizados mesmo em constru es de pequeno porte rapidamente superaria o benef cio da utiliza o de um BIM CAD Sacks e outros autores descrevem os efeitos negativos da modelagem de produto quando objetos muito pequenos ou demasiadamente detalhados s o utilizados durante a defini o do projeto o que chamam de bottom up modeling SACKS et al 2004 Em resumo os problemas da representa o individual dos blocos de concreto s o relacionados a Obter representa es parciais os blocos de diferentes fiadas ou composi es teriam que ser organizados em layers camadas ou n veis
32. Blocosdeco_A bce Juntas nas faces 3 junta_e Abe Esquerda Topo gt junta d Abe Direita Saliente Components 3 junta f Abe Frontal Recuada 3 junta p Abc Posterior Recuada master seri JE 3 junta i g Inferior On o sv JH gt junta s Es Superior or o see JE Blocosdeco_sp0 Representa o 2D L Property scrie JS gt tipoZd Abe N vel do gr fico 2D Definido pela escala o 3 B bloco_fill2d A Bloco 133 bloco contornozd Contorno 222 nterface seriet JE 3 bloco hachurazd y Hachura 229 3 bloco_fundo d y Fundo 0 2D Symbol fmm gt B junta fillzd KZ Argamassa 162 2D Full view mm 3 junta contornoZd y Contorno 221 3D View E 3 junta _hachura d y Hachura 229 Paal Pea mm 3 junta fundozd y Fundo 0 gt B cml fillzd KA CML 161 E gt Ernipentomene y pm Contorno 221 Fig 4 07 janela de configura o de meta par metros do ArchiCAD Resumidamente o script cria uma matriz tridimensional de blocos para representar as paredes a partir da avalia o dos par metros dimensionais O c digo GDL completo encontra se no Ap ndice A A utiliza o do objeto criado envolve duas interfaces na janela da planta baixa do ArchiCAD feita a inser o do objeto e a defini o do comprimento fig 4 08 O n mero de par metros acess veis por esta interface foi limitado para facilitar o uso do objeto nas fases iniciais do desenvolvimento do projeto A segunda interface a janela de configura o do obj
33. Perspectivas para a BIM As potencialidades e as poss veis causas para sua pequena ado o na pr tica s o temas dos estudos sobre modelagem de produto na ind stria da constru o h mais de trinta anos A resist ncia mudan as e as condi es especiais da ind stria da constru o foram constantes barreiras a uma ado o mais generalizada da tecnologia a despeito das suas vantagens que vem sendo anunciadas desde o final da d cada de 1970 Muito dos temas pesquisados atualmente ainda poderiam ser explicados por artigos de d cadas atr s Eastman por exemplo afirmou que a relut ncia da ind stria em adotar a modelagem de produto teve como causas a falta de pesquisa de modelos sem nticos e abertos que melhor representassem o edif cio e os seus processos de constru o e 69 permitissem a troca de dados entre as aplica es a falta de ferramentas de modelagem mais intuitivas que se aproximassem do modo de trabalho dos projetistas os benef cios potenciais limitados causados pela fragmenta o da ind stria e as disputas de responsabilidades legais entre as diferentes disciplinas envolvidas nos projetos EASTMAN 1989 Uma pesquisa realizada em 2005 junto a empresas de constru o de Hong Kong a respeito das principais ferramentas de projeto revelou que entre 788 projetistas entrevistados 93 afirmaram utilizar o Autocad 85 afirmaram utilizar o 3DStudio Max ou o 3DStudio VIZ e 29 o MicroStation TSE et al 2005
34. Por exemplo para acessar a primeira entidade ifcShapeRepresentation aninhada a express o seria wall getRepresentation getIfcProductRepresentation getRepresentations getIfcRepresentationArray 0 Entretanto o objeto retornado por essa express o uma IfcShapeRepresentation n o cont m nenhum par metro Isso porque trata se apenas de uma refer ncia ao objeto original que est descrito em outra parte do arquivo ifcXML Essa propriedade utilizada pelos esquemas IFC para evitar aninhamentos muito complexos e tamb m para permitir que uma mesma entidade seja utilizada por v rias outras sem que seja necess rio reescrev la BERARD e SHULZ 2008 O c digo i1753 do par metro ref da entidade IfcShapeRepresentation chamado global ID e utilizado para localizar a entidade referenciada Essa opera o n o automatizada pela XMLBeans e cabe ao programador realizar a busca percorrendo todas as entidades do arquivo em busca da que contenha o global ID desejado A express o mostrada anterior acrescida do par metro getRef retorna o Global ID a ser localizado No c digo completo da aplica o de teste mostrada uma opera o para localizar o objeto referenciado 131 Depois de localizada a entidade ifcShapeRepresentation contendo o global ID desejado pode se acessar os seus componentes geom tricos a partir do m todo getItems que resulta uma matriz de elementos de representa o No arquivo utilizado no
35. S B Avalia o do impacto potencial da vers o 2000 das normas ISO 9000 na gest o e certifica o da qualidade o caso das empresas construtoras Boletim T cnico da Escola Polit cnica da USP Departamento de Engenharia de Constru o Civil n 395 2005 Dispon vel em http www infohab org br acessado em 03 12 2006 PAZLAR T e TURK Z Interoperability in practice geometric data exchange using the IFC standard International Journal of Production Research v 13 2008 p 362 380 Dispon vel em http www itcon org data works att 2008 24 content 00881 pdf acessado em 12 2008 PEANSUPAP V e WALKER D H T Factors enabling information and communication technology diffusion and actual implementation in construction organisations Electronic Journal of Information Technology in Construction v 10 n 14 2005 p 193 218 Dispon vel em http www itcon org 2005 14 acessado em 09 12 2006 PELS H J Product and process data modelling Computers in Industry v 31 n 3 1996 p 191 194 Dispon vel em http dx doi org 10 1016 S0166 3615 96 00050 4 acessado em 12 2008 PENTTILA H The state of the art of Finnish building product modelling methodology In Computer Aided Architectural Design Futures Conference 11 2005 Viena Learning from the Past a Foundation for the Future Viena p 225 240 Dispon vel em http cumincad scix net data works att cf2005 2 55 233 content pdf acessado em 12 2008 PFEIFER G et al Maso
36. Stories Own Story Only x g Ei Parameters Coelemento Parede 20 Faixa Decorativa 0 sem faixa 0 Topo Topo Recuada Recuada Definido pela escala t Z 133 L 045 025 Emir H gt 0 25 mm ao E 11 C005 mm 0 Transparent 65 Empty Fill Bco mm Hachura E 11 C005 mm Fundo O Transparent 7 Representa o 3D N vel do gr fico Simples u Contorno Blocos E i coos mm Contorno Argamassa E 0 05 mm V Materiais Blocos T 129 Almond i Argamassa I 131 Grey Custom Settings Floor Plan and Section E3 Model Listing and Labeling S Dio ma x Fig 4 09 painel de configura o de par metros adicionais 87 Para permitir a representa o adequada das paredes nas v rias vistas geradas automaticamente planta corte eleva o perspectiva h par metros para controlar os elementos geom tricos utilizados Isso garante que o objeto comporte se apropriadamente em cada situa o Por exemplo pode se configurar os objetos para que os blocos interceptados pelo plano de corte sejam hachurados enquanto os outros s o mostrados em vista figs 4 10a e 4 10b Ao contr rio da representa o simb lica por hachuras que gera um padr o simb lico de linhas a matriz de blocos criada pelo script do objeto possibilita a identifica o da real posi o de cada bloco Isso pode ser verificado nas figuras 4 10c e 4 10d que most
37. a introdu o dos primeiros sistemas CAD modelos de produtos vinham sendo digitalizados por m com pouco compartilhamento de dados entre diferentes disciplinas e atividades envolvidas no processo de fabrica o Os modelos segundo ele n o eram transmitidos entre computadores e sim manuseados por operadores traduzidos e transformados em outros modelos da mesma maneira que era praticada com os desenhos t cnicos em papel mas com a desvantagem do aumento da complexidade da m dia Uma das poss veis causas para isso era o fato de se considerar os dados necess rios para o projeto do produto razoavelmente est veis ou at mesmo est ticos em compara o com os dados financeiros e log sticos por exemplo Por isso ainda fazia sentido distribu los em papel na forma de tabelas e manuais t cnicos e um modelo de produto que integrasse essa informa o n o era considerado necess rio PELS 1996 2 1 2 O princ pio da modelagem de produto Apesar da id ia de integra o do processo de produ o ter sido a motiva o dos primeiros sistemas CAD foram as mudan as econ micas ocorridas a partir do final da d cada de 1970 que deram novo impulso ao tema e influenciaram os trabalhos que propuseram as atuais defini es de modelagem de produto A globaliza o dos mercados e a necessidade de fabricar produtos com maior qualidade menor custo de produ o e em menos tempo deram origem a novas estrat gias de desenvolvimento de produto
38. a melhoria do processo de projeto e o sucesso no estabelecimento de novos crit rios de qualidade e competitividade para a ind stria da constru o tanto no Brasil como em outros pa ses ROMANO et al 2001 A fase de projetos essencialmente uma sequ ncia de aprimoramento de um conjunto de informa es a ser transmitido para as fases subsequentes Mesmo projetos t picos na ind stria da constru o produzem uma enorme quantidade de informa o e por isso os benef cios do uso de tecnologias da informa o Tis s o bvios Entretanto h uma grande dist ncia entre a pesquisa em tecnologia da informa o aplicada constru o civil e o os m todos realmente praticados pela ind stria no cotidiano tanto no Brasil como nos outros pa ses A ind stria da constru o tem um car ter eminentemente conservador o que torna dif cil a incorpora o dos avan os e a mant m tecnologicamente atrasada em rela o a outros segmentos da ind stria NASCIMENTO e SANTOS 2002 Mesmo os sistemas de informa o j existentes que j poderiam ser utilizados como apoio ao projeto s o pouco aplicados na pr tica profissional Bertezini estudando empresas do setor ressalta que os m todos de retro alimenta o e identifica o das informa es necess rias tomada de decis es s o ineficazes dificultando a forma o de um corpo de conhecimentos A inexist ncia de um sistema de informa es na fase de projeto resulta na rein
39. bases de dados que cont m informa es sobre os processos de produ o dos materiais utilizados na constru o Uma das bases de dados mais conhecidas a Ecoinvent um levantamento minucioso realizado atrav s de uma iniciativa conjunta de institutos de pesquisa e rg os governamentais su os que re ne dados sobre o ciclo de vida de mais de 4 000 produtos industriais SCLCI 2008 Outro exemplo a base de dados utilizada pelo aplicativo LCADesign que equivalente Ecoinvent por m reunindo dados regionais da ind stria australiana Um dos processos de entrada de dados utilizado por estes aplicativos de an lise ambiental o que se baseia em planilhas quantitativas Essas planilhas s o preenchidas pelo usu rio com os dados extra dos manualmente do memorial descritivo do projeto do edif cio a ser analisado Dentre os principais aplicativos deste segmento est o o Eco bat FAVRE e CITHERLET 2008 e o SimaPro PR 2008 Uma desvantagem desse tipo de entrada de dado a tarefa de transposi o das informa es entre diferentes aplicativos Outro modo poss vel para a entrada de dados o acesso ao modelo do edif cio e a extra o automatizada de informa es 92 Essa abordagem aproveita as informa es geradas em outras fases do processo de projeto reduzindo drasticamente ou at evitando a reentrada de dados que sempre um momento prop cio ao surgimento de erros Toda a etapa de leitura do memorial de m
40. caracter sticas podem ser combinadas para facilitar o planejamento Para serem teis as caracter sticas devem incorporar tr s diferentes conceitos o aspecto geral o comportamento e o significado t cnico O aspecto geral a representa o geom trica do objeto definida por fronteiras rvores de opera es booleanas CSG tree ou por procedimentos criados com linguagens de defini o geom trica O comportamento e o significado t cnico s o definidos atrav s de atributos e regras que condicionam o objeto em rela o a um contexto espec fico Grandes quantidades de especifica es poderiam interferir em processos mais geis como a concep o de novos produtos Por isso proposto pelos autores que se desenvolvam ferramentas para o reconhecimento autom tico de caracter sticas Nesse processo um modelo geom trico previamente constru do seria analisado por algoritmos que identificassem caracter sticas automaticamente a partir de um conjunto de regras ou padr es sem nticos Esta abordagem tem recebido crescente aten o por parte da comunidade cient fica mas v rios desafios ainda precisam ser endere ados e resolvidos para que se obtenha algoritmos confi veis Um dos principais desafios o reconhecimento de caracter sticas sobrepostas quando as vis es de v rias disciplinas 17 diferentes s o combinadas a topologia resultante pode mudar consideravelmente e os algoritmos podem ter dificuldade para localizar as c
41. como prismas simples sem maiores especifica es Esta representa o suficiente para descrever simplificadamente paredes de qualquer sistema construtivo porque se concentra na caracter stica comum a todas as paredes que funcionar como um painel separando espa os Mesmo adotando essa abordagem gen rica n o poss vel criar um sistema CAD que atenda a todas as situa es que podem surgir no desenvolvimento de 59 projetos Diferentes tipos de constru es realizadas por diferentes empresas sob os mais variados c digos de constru o devem ser modeladas SACKS et al 2004 Por isso os BIM CADs oferecem a possibilidade de extens o atrav s da cria o de scripts ou aplica es que complementam as suas funcionalidades Eastman classificou essa qualidade como fundamental para para os sistemas de modelagem de edif cios EASTMAN 1976 1980b 1989 1992 Outra forma de extens o a possibilidade de desenvolvimento de novos objetos param tricos pelo usu rio a partir de objetos param tricos existentes Desse modo fun es gen ricas podem servir de base para a cria o de ferramentas que atendam a necessidades de situa es ou sistemas construtivos espec ficos EASTMAN 1991 3 6 Metamodelagem A constru o de edif cios sempre foi uma atividade conjunta que dependeu da coopera o de v rios profissionais com diferentes conhecimentos t cnicos Mesmo se consideradas as suas diferentes fases isoladament
42. de diversas bibliotecas entre elas as da Graphisoft API O resultado seria um programa completamente independente do ArchiCAD que no entanto seria capaz de ler e gravar modelos no formato de dados propriet rio da Graphisoft As fun es disponibilizadas pela Graphisoft API s o razoavelmente simples para profissionais com conhecimento da linguagem C Uma refer ncia completa destas fun es pode ser encontrada na documenta o fornecida pela fabricante GRAPHISOFT 2008c A abordagem adotada para o algoritmo criado foi percorrer todos os objetos wall do edif cio em um loop principal identificando os par metros dos objetos e gerando uma pilha de strings no formato nativo do sistema Mestre O formato de dados dos modelos de edif cios no ArchiCAD organizado em uma s rie de bases de 110 dados uma para cada tipo de elemento construtivo nativo wall slab column beam window etc Para obter a cole o de todos os objetos wall existentes no modelo a base de dados correspondente transferida para uma matriz tempor ria que ent o pode ser percorrida elemento por elemento A estrutura de dados do modelo do ArchiCAD orientada por objetos ent o para realizar a convers o de dados basta chamar todos os par metros desejados e transp los para a nova posi o neste caso dentro das strings que formar o os comandos do sistema Mestre Al m dos par metros geom tricos s o processados tamb m os par metros com
43. de modelos em bancos de dados Quando apresentados em arquivos os modelos IFC podem ter dois formatos embora apenas uma estrutura de meta dados podem ser descritos no formato SPF STEP Physical File ou ent o no formato ifcXML que descreve a mesma informa o dos arquivos SPF por m atrav s da estrutura de n s definida pela linguagem de meta dados XML W3C 2008b Para avaliar o acesso a modelos de edif cios em formato IFC SPF foram utilizadas bibliotecas API chamadas EXPRESS Toolbox O acesso a modelos em formato ifcXML foi feito atrav s de ferramentas de parsing varredura dos n s XML e data binding mapeamento e associa o das estruturas de dados para uma estrutura de classes Para identificar as vantagens e desvantagens dos m todos de acesso mostrados na figura 4 01 foram realizados diferentes experimentos Para viabilizar a execu o de experimentos com todos os m todos de acesso identificados foram desenvolvidas aplica es muito simples apenas para ilustrar mais facilmente as capacidades de cada 78 m todo Estas aplica es n o seguiram uma metodologia formal de desenvolvimento de softwares n o houve modelagem de processos por exemplo O desenvolvimento das aplica es e os resultados dos experimentos de acesso aos dados de modelos de edif cios s o descritos nos pr ximos itens 4 1 Script objetos param tricos representando paredes de blocos Neste experimento foram estudadas as possibilidade
44. de objetos param tricos e outro de pranchas de desenho Como as v rias inst ncias de representa o dos objetos s o arranjos tempor rios deveria ser fornecido ao usu rio um modo de fixar grupos de representa es compondo ent o pranchas de desenho t cnico para visualiza o ou impress o EASTMAN 1991 Os BIM CADs atuais oferecem essa funcionalidade registrando e mantendo as diferentes configura es definidas pelo usu rio para pranchas ou lay outs Pranchas podem conter v rias vistas do modelo com par metros de representa o diferentes Como s o inst ncias permanentemente ativas todas as modifica es no modelo atualizam nas automaticamente 3 5 3 Consist ncia da informa o do edif cio HIETANEN e DROGEMULLER 2008 A vantagem da instancia o de representa es nessa substitui o fica evidente quando se considera o seu aspecto mais importante a garantia da consist ncia da informa o No processo de projeto baseado em desenhos essa consist ncia obtida manualmente em tarefas complexas e extremamente sujeitas a erros caracter stica que foi observada j no in cio da tecnologia de modelagem de edif cios EASTMAN 1980a O manuseio de diferentes por es de informa o do projeto no Autocad um exemplo t pico desta situa o n o h mecanismos intuitivos para trabalhar com as v rias plantas que comp em a representa o de um edif cio de m ltiplos andares As diferentes plantas dos pa
45. dicas EASTMAN 1992 A quest o de definir se esse fluxo de informa es seria melhor obtido pelo uso de um nico modelo integrado ou de v rios modelos interconectados mais uma decis o contratual do projeto e n o tem grandes impactos sobre o princ pio da BIM Seja a informa o reunida fisicamente em um nico lugar ou distribu da de acordo com as responsabilidades individuais a BIM baseada na possibilidade de colet la e integr la automaticamente EASTMAN et al 2004 3 6 1 Interoperabilidade BIM um conceito amplo que n o pode ser utilizado para descrever um tipo de software Esse seria o mesmo erro cometido durante a dissemina o do conceito CAD que ficou mais relacionado s aplica es de desenho bidimensional do que ao 61 processo de projeto auxiliado pelo computador Tampouco pode se contemplar a sua totalidade pela utiliza o de um nico software porque n o h aplica es que abranjam todo o ciclo de vida de um edif cio Sistemas dessa natureza seriam complexos e r gidos demais para serem teis ao processo de modelagem Ao contr rio o desenvolvimento para a BIM deve continuar orientado para a cria o de aplica es espec ficas para as v rias disciplinas envolvidas na constru o EASTMAN et al 2004 A cria o de modelos BIM se d em um sistema composto por v rios tipos de aplica es com diferentes objetivos e enfatizando diferentes por es da informa o colaborando e
46. e m todos completos correspondendo s entidades IFC n o era poss vel O esquema IFC agrupa todas as entidades do modelo do edif cio dentro da entidade chamada UOS Unit of Serialization Em outros ramos da ind stria essa entidade re ne informa o suficiente para a produ o de uma unidade seriada Como podem ser produzidos v rios tipos de unidades em s rie pode haver v rias entidades UOS nos esquemas No caso da IFC considera se que o produto apenas um e portanto recomenda se o uso de uma nica entidade UOS LIEBICH e WIX 2000 Ao gerar a estrutura de classes a partir do esquema ifcXML a XMLBeans agrupa todas as classes de entidades sob a classe Uos O agrupamento em si n o um problema pois pode se pensar na classe como se fosse o pr prio modelo a partir da qual toda a informa o seria extra da a partir de m todos get No entanto a compila o n o integrou m todos concretos para acessar as diferentes entidades a partir da classe Uos N o h o m todo getIfcSite por exemplo Para acessar as entidades h apenas um m todo abstrato chamado getEntityArray que gera uma matriz de objetos entity uma interface abstrata para as entidades Para discernir entre as diferentes entidades da matriz um 129 processo muito semelhante ao mencionado para o acesso via DOM seria necess rio Cada uma das entidades da matriz passaria por uma s rie de condicionais at que o seu tipo obtido pelo m todo ge
47. e solu es diferenciadas ou personalizadas MELHADO e GRILO 2003 Na fase de projetos s o definidas as principais diretrizes dos empreendimentos na ind stria da constru o Ela tem influ ncia direta nos custos prazos e m todos de produ o MELHADO 1994 TZORTZOPOULOS 1999 MELHADO e AQUINO 2001 BERTEZINI 2006 Portanto um bom processo de projeto conduzido com o aux lio de ferramentas de informa o adequadas um pilar fundamental para a qualidade dos processos de constru o e dos edif cios resultantes MOUM 2006 Em 1982 o Construction Industry Institute CII dos Estados Unidos publicou um relat rio defendendo os benef cios obtidos pelo investimento na qualidade do projeto no sentido de racionalizar a constru o civil No relat rio foi estimado que o investimento na melhoria dos projetos pode resultar em uma economia de at vinte vezes o seu valor na fase de execu o das obras Cinco anos ap s o CII publicou um guia para implementa o dos conceitos de construtibilidade a capacidade do projeto em fomentar a economia de recursos seguran a e facilidade de uso durante o ciclo de vida do edif cio atendendo perfeitamente s especifica es do cliente Dos quatorze t picos abordados neste guia seis pertenciam fase de concep o do projeto sete pertenciam fase de desenvolvimento do projeto e contrata o de empreiteiros e apenas um fase de execu o da obra LAM et al 2005 No Bras
48. e viola es conex es de baixa velocidade custos de aquisi o e manuten o dos equipamentos NASCIMENTO e SANTOS 2002 Como consequ ncia das suas caracter sticas diferenciadas e da resist ncia ado o de tecnologias de informa o a ind stria da constru o considerada tecnologicamente atrasada em rela o aos demais setores com baixos ndices de produtividade mesmo em pa ses industrializados LAM et al 2005 B DARD 2006 Pesquisas realizadas por Wang e outros autores revelaram que o atraso dos processos de execu o de obras em decorr ncia de falhas na documenta o do projeto considerado fato comum para a ind stria da constru o brit nica Um ter o das obras daquele pa s sofrem atrasos ou excedem os or amentos iniciais em virtude de informa es incorretas contidas nos desenhos e documentos WANG et al 2006 No Brasil os m todos empregados na constru o de edifica es mostram se tecnologicamente defasados mesmo em compara o com outros setores da pr pria ind stria da constru o como a constru o de obras de infra estrutura NOVAES 1996 A defasagem tecnol gica do processo construtivo resulta em maiores custos desperd cio de materiais baixa produtividade e produtos de m qualidade MELHADO e AQUINO 2001 Souza estudando os processos empregados por empresas de constru o constata que determinadas fases da execu o da obra como as alvenarias de veda o podem apresent
49. es gratuitas n o corresponderam s expectativas Do ponto de vista do desenvolvedor de aplica es o acesso aos modelos IFC deveria ser muito mais simples considerando que se pretende que o padr o torne se a 136 principal forma de transmiss o de informa es na ind stria da constru o Uma das causas da baixa ado o do padr o pode ser a dificuldade de gerar rapidamente aplica es especializadas para o ambiente de interoperabilidade defendido pela IAI Novas ferramentas devem ser desenvolvidas para facilitar e flexibilizar o acesso fornecendo comunidade de programadores um modo mais simples para realizar o trabalho 5 1 Sugest o para trabalhos futuros metacompila o de entidades O processo de binding do esquema ifcXML provou ser de grande valia para o desenvolvimento de aplica es para acessar modelos de edif cios As classes geradas pelo XMLBeans facilitam sensivelmente a extra o dos dados por m ainda mais til para o programador seria uma ferramenta para acesso em um n vel mais alto Express es resultantes do uso dessa ferramenta seriam por exemplo real x wall getLength real vol wall getVolume real material wall getVolume wall getComponentsByVolume cement Os modelos propriet rios de edif cios possuem esses m todos porque tem estruturas de dados de n vel mais alto criadas para atender apenas as necessidades dos BIM CADs aos quais se destinam Os modelos neutros por outr
50. espec ficos de cada objeto material volume posi o etc obt m se as quantifica es de quaisquer componentes que estejam presentes na base de dados ou que venham a ser inseridos posteriormente sem que seja necess rio modificar os objetos do modelo Sem essas associa es seria preciso criar ou modificar par metros em cada um dos objetos que constituem o modelo a cada vez que se necessitasse relacionar os elementos construtivos a informa es adicionais como custo horas de trabalho necess rias prazo de entrega ou no caso da ferramenta EEQuant emiss es de CO e energia consumida Al m de flexibilizar e agilizar o processo de extra o de dados as associa es entre objetos param tricos e bases de dados auxiliares tamb m facilitam o processo de modelagem em si Por exemplo uma parede de blocos de tijolo 9x19x19 com 95 reboco nas duas faces pode ter seus componentes tijolos areia cimento e cal facilmente calculados a partir de uma associa o atrav s de f rmulas matem ticas simples que consideram os ndices de consumo e o volume total do elemento N o preciso modelar cada tijolo e cada camada de argamassa individualmente o que demandaria um tempo muito longo e dificultaria as altera es posteriores como exemplificado no experimento anterior se o 4 1 Disso resulta o tipo de modelagem descrito por Sacks e outros autores como top down modeling SACKS et al 2004 que produz modelos mais
51. experimentos foram bem sucedidos no acesso e processamento de dados A seguir feita uma pequena revis o e considera es sobre cada m todo de acesso experimentado Os modelos propriet rios possuem m todos de acesso mais f ceis pois h um grande interesse das fabricantes de softwares em disseminar as suas aplica es e permitir a sua adapta o a contextos espec ficos atrav s da especializa o das suas funcionalidades por plug ins ou scripts A documenta o mais acess vel e as fun es de acesso s o mais diretas permitindo a cria o de aplica es mais rapidamente Os tr s tipos de acesso s o a cria o de scripts a cria o de plug ins ou aplica es independentes Scripts foram utilizados no experimento descrito na se o 4 1 para gerar objetos representando elementos construtivos com gera o autom tica da documenta o projetual Esse tipo de acesso ao modelo mostrou se bastante til principalmente em situa es onde as unidades de informa o s o razoavelmente aut nomas e o seu comportamento n o precisa considerar a totalidade do modelo do edif cio N o foram identificados na linguagem utilizada GDL meios de aumentar o escopo da sensibilidade ao contexto para por exemplo permitir que o objeto reconhe a outros objetos e suas rela es a partir do script de comportamento 134 Scripts tamb m foram utilizados no experimento apresentado na se o 4 2 para associar as dimens es do
52. ifcXML apresentado na se o 4 5 foi bem sucedido e por utilizar de uma tecnologia mais disseminada XML h mais documenta es e tutoriais dispon veis Foram identificadas tr s formas para acessar o modelo lendo o arquivo como uma sequ ncia de strings o que exige um trabalho enorme de programa o e n o recomendado atrav s de parsing com ferramentas como a DOM ou a SAX o que reduz o esfor o de programa o mas n o auxilia o programador a identificar as entidades IFC e atrav s de binding com a compila o das entidades do esquema ifcXML e gera o de classes Java equivalentes Essa foi a forma de acesso a modelos ifcXML que gerou melhores resultados e exigiu menor esfor o de programa o a abordagem recomendada para estudos subsequentes Em resumo o acesso ao modelo foi bem sucedido e o processamento destes dados demonstrou interessantes possibilidades para a gera o de aplica es para a ind stria da constru o Entretanto o modelo neutro IFC que h dez anos anunciado como uma solu o para a interoperabilidade foi o que apresentou mais dificuldades para ser acessado H pouca documenta o dispon vel poucos exemplos e poucos f runs onde as d vidas possam ser dirimidas H poucos profissionais envolvidos tanto no desenvolvimento do modelo IFC em si como de ferramentas para acesso a ele N o h vers es gratuitas para as ferramentas de acesso mais citadas em trabalhos sobre o tema e as op
53. integridade da informa o Dados faltantes ou corrompidos tem grande impacto em empreendimentos de coopera o industrial motivo pelo qual devem ser adotados modelos gen ricos capazes de descrever v rios tipos de produtos Os modelos de produtos desenvolvidos at ent o d o suporte a alguns processos da fabrica o mas n o tem habilidade para suportar a totalidade do ciclo de vida dos produtos Por isso novas pesquisas s o necess rias para desenvolver metodologias que permitam integrar efetivamente o desenvolvimento de produtos A modelagem das caracter sticas funcionais dos produtos deve se intensificar e isso 26 exigir uma abordagem cada vez mais abstrata e em alto n vel para os modelos de dados Tamb m ser necess rio identificar meios para que o conte do sem ntico dos dados do produto seja armazenado e transmitido corretamente para dar suporte a sistemas CAD mais inteligentes Os processos de produ o cada vez mais colaborativos e distribu dos tamb m demandar o pesquisas no campo da utiliza o de tecnologias da Web para gerar e distribuir ambientes de desenvolvimento cooperativo de produto e sobre a implementa o da modelagem baseada na STEP para permitir a distribui o dos modelos entre os diferentes envolvidos YANG et al 2008 2 4 A modelagem de produto e o contexto da sua implanta o A implementa o da modelagem de produto de maneira efetiva requer o estudo das aplica es computacionais q
54. leves demandando menor capacidade de processamento e que s o facilmente manipulados podendo ou n o passar por uma fase posterior de detalhamento no qual os elementos construtivos s o decompostos em unidades menores Com a base de dados completa foram geradas as associa es para relacionar os elementos construtivos nativos aos materiais e componentes criados No ArchiCAD estas associa es s o gerenciadas por elementos especiais chamados property objects fig 4 15 A fun o destes elementos permitir a combina o de v rios itens de uma ou mais bases de dados em um pacote de caracter sticas que ent o associado ao objeto param trico Por exemplo um property object criado para quantificar paredes de alvenaria pode conter itens de uma base de dados de materiais tijolos areia cimento cal de uma base de dados de recursos custo horas de trabalho equipamentos envolvidos e de quaisquer outras bases criadas para acrescentar informa es como a EEQuant que fornece as quantidades de energia consumida e emiss o de CO na fabrica o dos materiais utilizados na parede Sem os property objects a associa o envolveria relacionar individualmente cada item desejado ao objeto param trico uma opera o demorada e sujeita a erros por parte do operador 96 Concrete DE Set Key Code Name Quantity Unit Proportional with EE CON WGT Weight 2300 00 Kg volume EE CON EMF Energy manufacturing 27
55. linhas arcos As aplica es comercialmente dispon veis que ofereciam esta funcionalidade logo passaram a ser conhecidas por CAD mas em rela o aos princ pios definidos pelo projeto de pesquisa de Ross o seu nome poderia ser melhor traduzido por Computer Aided Drafting do que por Design j que a sua influ ncia sobre o desenvolvimento de produtos era basicamente a mesma das pranchetas de desenho que se esperava que ele substitu sse Parte do que conduziu a ind stria de softwares para esta dire o foi consequ ncia do baixo poder de processamento dos primeiros computadores Outro motivo foi a enorme complexidade das atividades envolvidas no projeto de produtos entre elas a altamente cognitiva e subjetiva fase de concep o Douglas Ross l der do grupo de pesquisa CAD e Jorge Rodriguez afirmaram que um sistema CAD para uso geral deveria possuir uma poderosa organiza o pois mesmo os mais simples problemas de projeto envolvem o exerc cio de muitas disciplinas diferentes e a considera o de muitas atividades relacionadas Tamb m deveria ser um sistema aberto expans es e modifica es pois n o seria poss vel prever e programar todas as abordagens imagin veis para solucionar um determinado problema de projeto e ter a capacidade de manipular e armazenar informa es oriundas das mais diversas fontes e em diferentes formatos Mesmo atualmente n o h uma teoria universalmente aceita para a compreens o dos processos de co
56. mo a PAD A Dn Ja a5 mar ac em mt Dema Omis Fig 4 28 conjunto de paredes criado no ArchiCAD para testar a exporta o para o sistema Mestre Arquivo exportado do AC10 para o programa Mestre ll LI Paredes ll IIx y Z azi alt larg esp h mat zf zi n l1 p 0 1 0 0 90 0 1 0 1 2 66 0 0 25 Parede 90 p0 0 0 0 0 1 0 1 2 66 0 0 25 Parede 0 pl 0 0 45 0 1 41421 0 1 2 66 0 0 25 Parede 45 lFim do documento exportado Fig 4 29 arquivo de exporta o gerado a partir do conjunto de paredes da figura 4 28 4 3 4 Discuss o O acesso ao modelo do edif cio via plug in mostrou uma flexibilidade muito superior ao acesso via script Um dos problemas apontados na subse o 4 1 4 o escopo reduzido e a consequente impossibilidade de programar uma intelig ncia contextual mais refinada nos objetos facilmente resolvido pela possibilidade de acessar a cole o completa de objetos que constituem o modelo e ent o fazer diferentes relacionamentos entre eles A programa o em C ao contr rio da feita em GDL possibilita algoritmos complexos que podem conter fun es especialmente desenvolvidas para c lculos matem ticos an lises f sicas e gera o de interfaces dispon veis na Internet Atrav s da cria o de plug ins tamb m pode se acessar e modificar partes da interface do ArchiCAD poss vel criar novos menus novos conjuntos de bot es e ferramentas e 113 at novas janelas de di logo com o usu rio Embo
57. no m nimo tr s n meros reais o acesso em baixo n vel precisa ser flex vel e a estrutura deve permitir modifica es din micas pois a atividade de projeto mut vel as opera es de acesso de dados s o longas e o car ter iterativo e incremental do projeto exige que seja armazenado o hist rico de modifica es nos 2 dados Uma solu o segundo o autor era a ado o do banco de dados relacional no qual eram descritos al m dos elementos os relacionamentos entre eles Haynie tamb m afirmou que os modelos sem nticos de dados n o eram uma nova tipologia e sim uma especializa o do modelo relacional de dados Nos bancos de dados relacionais um relacionamento definido por uma tabela contendo um n mero fixo de atributos colunas e um n mero vari vel de matrizes unidimensionais tuples As v rias matrizes unidimensionais s o relacionadas entre si atrav s de ponteiros chamados chaves prim rias compostas por uma ou mais das colunas de cada tabela HAYNIE 1983 A abstra o de dados proporcionada pelo modelo relacional foi um importante avan o mas ainda era insuficiente para representar inequivocamente as informa es de projetos de produtos Para Eastman e Kutay bancos de dados dedicados a representar projetos ou bancos de dados de projetos como quaisquer outros s o implementados com o prop sito de integrar m ltiplas aplica es em um ambiente comum garantindo a consist ncia e a integridade
58. o utilizados para representar paredes em CADs baseados em primitivos geom tricos n o possuem qualquer rela o funcional entre si cabendo ao usu rio treinado para reconhecer padr es convencionados interpret los como paredes A figura 3 04 ilustra essa situa o o conjunto de elementos que interpretado pelo projetista como paredes batentes e porta formado por primitivos geom tricos sem relacionamentos funcionais e opera es acidentais podem desfazer completamente o significado transmitido por eles Fig 3 04 representa o por primitivos geom tricos e a possibilidade de perda de significado ap s opera es sobre os elementos individuais 3 4 1 Sem ntica A qualidade que garante a transmiss o eficiente de informa es entre diferentes fases do desenvolvimento de um edif cio impedindo a ocorr ncia de situa es como esta a sem ntica Essa a maior distin o entre a representa o de um edif cio utilizando um modelo em rela o representa o por desenhos Os modelos BIM registram tanto os elementos construtivos como as rela es funcionais entre eles e tamb m entre os elementos de representa o que os descrevem 51 graficamente Isso cria conjunto coerente que pode ser interpretado tanto por usu rios como por computadores e mant m o significado da informa o durante as transmiss es entre as fases de desenvolvimento PENTTILA 2005 Na defini
59. o da documenta o legal gerada a partir do modelo como projetos para aprova o listas de materiais para contrata o de servi os ou mesmo quantitativos para licita es NIBS 2007 Outro grupo de desafios relacionado s capacidades atuais das ferramentas de modelagem e das estruturas de dados dispon veis Ainda n o ficou suficientemente claro por exemplo como ser garantido o acesso simult neo ao modelo Apenas pequenas edifica es podem ser projetadas por um nico indiv duo em um per odo de tempo pratic vel A modelagem de edif cios maiores exige o acesso simult neo de usu rios a grandes por es de informa o para permitir a atualiza o constante Novas formas de controle s o necess rias para permitir que equipes formadas por um grande n mero de projetistas trabalhem eficientemente EASTMAN et al 2004 Al m disso propriedades globais do projeto como objetivos gerais prazos organiza o dos participantes devem ser representadas em um n vel acess vel a todos os envolvidos e relacionarem se com informa es espec ficas para cada disciplina ou fase por exemplo os objetivos espec ficos para o projeto das instala es hidr ulicas EASTMAN 1992 63 3 6 2 IFC Industry Foundation Classes A id ia de integrar dados de diferentes aplica es especializadas entre as etapas do desenvolvimento de edif cios permeou toda a hist ria do uso do computador na constru o civil Gingerich
60. pela fase de concep o e a separa o do trabalho por fun es fez surgir a necessidade da padroniza o da comunica o entre as etapas do seu projeto A formaliza o desse tipo de comunica o se deu atrav s do uso de desenhos t cnicos e foi conclu da na d cada de 1930 KRAUSE et al 1993 Logo ap s o fim da segunda grande guerra o computador foi introduzido como ferramenta de apoio no desenvolvimento de produtos industriais Desde a sua primeira aplica o a inten o era integrar os diversos processos envolvidos na fabrica o da concep o ao produto acabado transmitindo informa es entre as etapas do desenvolvimento No come o da d cada de 1950 o Servomechanisms Laboratory do Massachusetts Institute of Technology MIT desenvolveu a primeira fresadora de tr s eixos controlada automaticamente A informa o que controlava a J m quina era introduzida na forma de fitas de papel perfuradas preparadas manualmente por um operador que traduzia o desenho t cnico detalhado para a forma num rica e ent o para os padr es apropriados de furos nas fitas N o demorou para que o computador fosse envolvido nesse tedioso processo e no final da mesma d cada foi desenvolvido um sistema para preparar automaticamente essas fitas de controle a partir dos desenhos t cnicos ainda feitos em papel GALLAGER e MITTER 1990 2 1 1 O princ pio do CAD Em 1959 foi realizada uma reuni o entre membros do Comput
61. pio resolver parte desta situa o tanto pela melhor organiza o da informa o quanto pela automa o parcial da documenta o do projeto Entretanto esses CADs n o se ad quam bem a alguns aspectos t cnicos e regionais do sistema construtivo em quest o O ArchiCAD por exemplo possui elementos nativos para representar paredes mas apenas 79 genericamente com os elementos constituintes das paredes sendo representados simbolicamente com hachuras Para ilustrar os inconvenientes dessa representa o gen rica para o sistema construtivo da alvenaria de blocos de concreto considere se a representa o de duas paredes de blocos constru das com fiadas de prumo mostradas em planta e perspectiva na figura 4 02 EEE TT araras E p AN rarararara tata ara Fig 4 02 representa o em planta e perspectiva de duas paredes de blocos de concreto Os objetos nativos wall do ArchiCAD s o objetos param tricos que produzem representa es autom ticas em planta e perspectiva com base no ajuste de par metros Na figura 4 03a mostrada a representa o em planta obtida a partir da defini o do material concrete block para as duas paredes A defini o do material possibilita calcular automaticamente a quantidade a ser utilizada nas duas paredes a partir da avalia o dos seus par metros e do ndice de consumo de blocos por exemplo A hachura em planta representa simbolicamente uma par
62. que especialmente til para a fase de planejamento da constru o EASTMAN et al 2004 Do ponto do desenvolvimento de aplica es para acessar dados de modelos de edif cios a estrutura o sem ntica a caracter stica principal da tecnologia BIM Sem ela aplica es com essa finalidade seriam no m ximo semi automatizadas ou seja exigiriam do usu rio opera es de complementa o da informa o ap s a cria o das representa es como informar ao sistema que tipos de elementos construtivos s o representados por cada grupo de elementos geom tricos em um arquivo O trabalho de Wang e Messner por exemplo aponta essa como uma das dificuldades para a utiliza o de CADs 4D que poderiam ser utilizados mais largamente para simular e controlar as fases da constru o de edif cios mas n o s o em parte por exigem do usu rio longas opera es de transposi o de informa es WAN e MESSNER 2007 53 3 5 Modelagem Modelagem o processo de inser o dos objetos param tricos em um modelo do edif cio Aplica es com grande capacidade de modelagem de s lidos s o essenciais nesse processo uma vez que grande parte da manipula o da informa o na constru o se d de forma gr fica EASTMAN 2004 LEE et al 2006 Essas aplica es de modelagem centrais para o desenvolvimento dos modelos tamb m s o chamadas BIM CADs ou BIM based CAD IBRAHIM et al 2004 O nome BIM CAD pode soar redundante c
63. tipos de representa o entre elas as citadas anteriormente com a vantagem de integr las em um nico reposit rio garantindo a consist ncia dos dados O desenvolvimento de produtos industriais composto por uma s rie de opera es complexas que podem ser organizadas em dois grandes grupos o processamento de informa es e o processamento de materiais Dos primeiros esbo os at o produto conclu do informa o de v rios tipos gerada transformada e transmitida entre as diversas fases do desenvolvimento ao mesmo tempo em que ocorrem v rias transforma es nos materiais Estes dois grupos de opera es s o fortemente relacionados e idealmente devem ser sincronizados A principal maneira de se obter essa sincroniza o representar toda a informa o fundamental sobre o produto digitalmente a partir das primeiras fases do desenvolvimento na forma de um modelo do produto que ent o utilizado para coordenar as atividades da produ o Essa abordagem denominada modelagem de produto HOSAKA e KIMURA 1990 Um modelo de um produto portanto um reposit rio nico de dados sobre este produto que orienta as atividades desenvolvidas durante todo o seu ciclo de vida KRAUSE et al 1993 2 1 A inform tica e o desenvolvimento de produtos A maneira como os produtos eram fabricados sofreu poucas altera es at o final do s culo XIX quando os avan os tecnol gicos aumentaram os requisitos a serem atendidos
64. trico e imperial por exemplo sejam utilizados sem que seja necess rio reprogramar o objeto O polimorfismo tamb m pode ser mais complexo reconstruindo totalmente a forma de um objeto quando o seu contexto modificado Atualmente uma importante dire o para a pesquisa sobre orienta o por objetos no desenvolvimento de produtos a apresenta o dos dados do produto atrav s de um formato padronizado Um dos maiores avan os nesse sentido a modelagem de dados baseada no padr o STEP 2 3 4 STEP STEP acr nimo de Standard for the Exchange of Product Model Data norma para transfer ncia dos dados do produto o nome da norma ISO 10303 cujo objetivo definir um formato neutro e interpret vel para os dados do produto durante todo o seu ciclo de vida independente de sistemas espec ficos A STEP organizada em partes os Application Protocols protocolos de aplica o ou APs que definem padr es para estruturas de dados utilizadas por diferentes ramos da ind stria A norma tamb m inclui uma linguagem formal para representa o precisa e inequ voca dos dados do produto chamada EXPRESS SCRA STEP 2006 As origens da STEP remontam a 1984 quando v rios organismos de normatiza o nacionais reuniram se para desenvolver uma nica norma internacional de representa o de modelos de produtos cuja primeira vers o foi publicada somente dez anos depois A STEP foi um dos avan os mais significativos em dire o in
65. uma IFC Toolbox em seu sentido estrito Na verdade o seu prop sito permitir a opera o de binding a partir de qualquer esquema de dados descrito em EXPRESS Sendo essa justamente a natureza das IFC pode se supor que a leitura de um modelo IFC a partir de uma EXPRESS toolbox embora n o se ofere a algumas funcionalidades espec ficas inclu das nas IFC toolboxes em especial a gera o de representa es tridimensionais deva resultar no mesmo conjunto de dados b sicos raw data A escolha dessas duas ferramentas foi baseada em crit rios de viabilidade e tamb m na possibilidade de demonstrar duas formas diferentes de acesso aos modelos SPF O quadro 4 01 mostra uma compara o entre as duas ferramentas binding 116 Aspecto IFC Engine DLL JSDAI EXPRESS API Proposta original Pesquisa cient fica Comercial Lin essa ae C Java programa o N vel de Alto cont m inclusive rotinas para Baixo apenas identifica as programa o modelagem tridimensional inst ncias das entidades EXPRESS C ila o d l EXPRESS AMPARA EA Apenas vers es das IFC Qua muer do esquema valid vel Quadro 4 01 diferen as entre IFC Engine DLL e JSDAI EXPRESS API Em comum ambas as ferramentas tem o fato de serem gratuitas para prop sitos n o comerciais Durante a prepara o do experimento outras IFC Toolboxes sugeridas pela IAI foram consideradas mas a maioria possu a vers es apenas comerciais O processo de desen
66. 03 A grande quantidade de par metros que pode ser encapsulada em um objeto para simular adequadamente um elemento construtivo traz um grande potencial para a agrega o de informa es mas o comportamento dos objetos que viabiliza a extra o de dados e oferece uma funcionalidade real para o processo de projeto Se um projetista pretendesse utilizar um CAD baseado apenas em entidades geom tricas sem comportamento um CAD 3D como o 3D Studio por exemplo para produzir o 48 resultado mostrado na figura 3 03 ele enfrentaria as seguintes dificuldades primeiro teria que produzir manualmente uma visualiza o em planta que o resultado da intercepta o de todos os elementos de um pavimento por um plano paralelo ao piso Se houvesse elementos em outros pavimentos eles teriam que ser ocultados em layers ou de outro modo V rios CADs 3D n o oferecem a possibilidade de criar uma vista em corte ou seja uma inst ncia do modelo cortado por um plano definido pelo usu rio Nesse caso o projetista teria que cortar de fato os elementos criando segmentos de paredes a cada visualiza o que precisasse e ocultando os que estivessem entre o ponto de observa o e o plano de corte imagin rio Mesmo que esse enorme e contraproducente desafio fosse aceito e conclu do um simples detalhe corroboraria a afirma o de Eastman sobre a impossibilidade de gerar representa es simb licas a partir de entidades geom tricas simple
67. 35 4891 Ceramic Tiles External COZ Emission transport 0 8698 Ceramic Tiles External Energy manufacturing 686 2406 Ceramic Tiles External Energy transport 10 8973 Ceramic Tiles External Weight 134 5313 Concrete C02 Emission manufacturing 175 8592 Concrete C02 Emission transport 12 8709 Concrete Energy manufacturing 389 4271 Concrete Energy transport 161 2863 Concrete Weight 991 1893 Steel C02 Emission manufacturing 176 0812 Steel C02 Emission transport 0 5373 Steel Energy manufacturing 493 7500 Steel Energy transport 6 7331 83 1250 Fig 4 23 lista estendida mostrando os ndices de consumo de energia e emiss o de CO2 na fabrica o de cada um dos materiais utilizados E Casa 100 pIn Components EE Total EE m o X Component Quantity C02 Emission manufacturing 387 4296 C02 Emission transport 14 2779 Energy manufacturing 5 569 4178 Energy transport 178 9167 Weight 2 208 8455 Fig 4 24 lista resumida mostrando apenas a totaliza o dos ndices O processo para quantificar objetos param tricos de um modelo existente por exemplo criado em outro BIM CAD e importado para o ArchiCAD via IFC basicamente o mesmo Pode se proceder a an lise de um modelo de edif cio j existente de tr s formas b sicas 1 Substituindo os materiais de preenchimento e revestimento de cada elemento construtivo pelos materiais que comp em a base de dados EEQuant o modo mais r
68. 5a Las Vegas Proceedings New York ACM 1985 p 111 116 Dispon vel em http portal acm org citation cfm id 317843 acessado em 12 2008 KALAY Y E Redefining the role of computers in architecture from drafting modelling tools to knowledge based design assistants Computer Aided Design v 17 n 7 1985b p 319 328 Dispon vel em http dx doi org 10 1016 0010 4485 85 90165 4 acessado em 12 2008 KALAY Y E The impact of information technology on design methods products and practices Design Studies v 27 n 3 2005 p 357 380 Dispon vel em http dx doi org 10 1016 j destud 2005 11 001 acessado em 12 2008 KIM I e SEO J Development of IFC modeling extension for supporting drawing information exchange in the model based construction environment Journal of Computing in Civil Engineering v 22 n 3 2008 p 159 169 Dispon vel em http dx doi org 10 1061 ASCE 0887 3801 2008 22 3 159 acessado em 12 2008 KIMURA F et al A study on product modelling for integration of CAD CAM Computers in Industry v 5 n 3 1984 p 239 252 Dispon vel em http dx doi org 10 1016 0166 3615 84 90004 6 acessado em 12 2008 KIVINIEMI A Ten years of IFC development why are we not yet there Espoo VTT 2006 43 p Dispon vel em http cic vtt fi projects vbe net data 20060615 Ten Years of IFC Development O CIB W78 Montreal Keynote pdf Acessado em 12 2008 KIVINIEMI A et al Review of the development and impleme
69. 60 00 MJ volume EE CON ETR Energy transport 136 30 MJ volume fs EE CON CMF COZ Emission manufacturing 203 13 Kg Volume 9 k EE CON CTR COZ Emission transport 14 87 K volume ooga a crer JD 2D Symbol 2D Full View O Preview Picture ro Fig 4 15 janela de configura o do property object denominado concrete mostrando as rela es entre os componentes e o volume do elemento construtivo Em um property object as associa es podem ser diretas requerendo uma simples sele o do item na base de dados auxiliar ou indiretas atrav s de programa o de scripts GDL Algumas associa es da ferramenta EEQuant foram resolvidas de forma direta porque se referiam a materiais simples ou maci os facilmente quantificados por volume por exemplo madeira pedra gesso poliestireno Para outros materiais entretanto a associa o direta n o foi suficiente e foi necess ria a cria o de scripts em GDL Um exemplo o caso dos revestimentos a associa o direta considerava apenas a superf cie total do elemento construtivo somando todas as suas faces quando o correto seria discriminar os tipos diferentes de revestimento aplicados a cada uma das faces Em outras situa es al m da necessidade de se tratar os dados de maneira mais complexa os scripts em GDL possibilitaram a cria o de algoritmos capazes de se adaptar a diversas situa es reduzindo o n mero de property objects utiliza
70. 90 275 p 152 WORTMANN J C Production management systems for one of a kind products Computers in Industry v 19 n 1 1992 p 79 88 Dispon vel em http dx doi org 10 1016 0166 3615 92 90008 B acessado em 12 2008 YANG W Z et al Recent development on product modelling a review International Journal of Production Research v 46 n 1 2008 p 6055 6085 Dispon vel em http www ingentaconnect com content tandf tprs 2008 00000046 00000021 art00008 acessado em 12 2008 153
71. AN e HENRION 1977 36 Apesar das vantagens te ricas e de apresenta es ocasionais de sistemas protot picos a modelagem de produto foi ainda menos adotada na ind stria da constru o do que fora registrado em outros setores da ind stria Kalay em 1985 observa que o r pido desenvolvimento tecnol gico havia gerado uma cren a na possibilidade de aumento de produtividade e economia de recursos pelo uso do computador Como a produ o de edif cios cada vez mais complexos envolvia uma quantidade crescente de recursos f sicos e informa es imaginou se que os processos da ind stria da constru o deveriam seguir a mesma tend ncia de integra o e automa o observada na ind stria da manufatura Entretanto mesmo sendo desenvolvidos havia duas d cadas os sistemas CAD permaneciam gerando um impacto apenas marginal no processo de projeto de edifica es Na engenharia el trica um dos principais campos de desenvolvimento do CAD nos primeiros anos da tecnologia a ado o e a influ ncia fora imediata permitiu que os projetistas aumentassem a complexidade dos circuitos integrados em v rias vezes reduzindo significativamente o tempo de desenvolvimento Para Kalay a falha do CAD em melhorar as pr ticas de projeto de edifica es e os seus produtos era resultado principalmente do papel dado aos computadores no processo de projeto mais de 90 dos sistemas instalados ao redor do mundo at ent o eram utilizados apenas para des
72. CERVANTES AYRES FILHO ACESSO AO MODELO INTEGRADO DO EDIF CIO CURITIBA 2009 CERVANTES AYRES FILHO ACESSO AO MODELO INTEGRADO DO EDIF CIO Disserta o apresentada como requisito parcial para a obten o do grau de Mestre pelo Programa de P s Gradua o em Constru o Civil do Setor de Tecnologia da Universidade Federal do Paran Orientador Professor Dr Sergio Scheer CURITIBA 2009 Sum rio Lista de Figuras Lista de Anexos Resumo Abstract Introdu o 1 1 Estrutura da disserta o Modelagem de Produto 2 1 A inform tica e o desenvolvimento de produtos 2 1 1 O princ pio do CAD 2 1 2 O princ pio da modelagem de produto 2 2 Evolu o dos modelos de produtos 2 2 1 Modelo geom trico 2 2 2 Modelo variacional 2 2 3 Modelo baseado em restri es 2 2 4 Modelo param trico 2 2 5 Modelo baseado em caracter sticas features 2 3 Modelos de dados de produtos 2 3 1 Bancos de dados 2 3 2 Sem ntica 2 3 3 Orienta o por objetos 2 3 4 STEP 2 4 A modelagem de produto e o contexto da sua implanta o 2 5 Perspectivas para a modelagem de produto Modelagem de Produto na Ind stria da Constru o 3 1 Origens da modelagem de produto na ind stria da constru o 3 1 1 BIM 3 2 Escopo da BIM 3 3 Objetos 3 3 1 Par metros 3 3 2 Comportamento 3 4 Modelo 3 4 1 Sem ntica 3 5 Modelagem 3 5 1 Automatiza o da documenta o 3 5 2 Organiza o da documenta o 3 5 3 Consist ncia da informa o 3 5 4 Generaliza
73. EZA Wall Priority 8 CUT SURFACES Cut Fill Pen 0 10 mm 2 Ta Cut Fill Background Pen Window Background 1 L o N CutLines Solid Line 5 CutLine Pens 0 30 mm 1 E Pd OUTLINES EN Unut Lines Solid Line Ep F Uncut Line Pen 0 30 mm i E Overhead Lines Solid Line Overhead Line Pens 0 20 mm 12 Wall End Lines Both Ea v amp Model f C 00 Default wals Ext C o0 ierautwaisex 8 C o0 Default walls int E Log Details Weill is timmed by one or more roofs ndo Roof Tri Custom Texture defined in the 3 Reset Texture li egde e re rtai all e H rtai all gt by Listing and Labeling DAWALEIR si Fig 3 01 janela de configura o dos par metros de representa o de um objeto parede no ArchiCAD Em algumas situa es como detalhamentos em grande escala pode ser necess rio substituir completamente a geometria resultante da opera o de corte por um conjunto arbitr rio de primitivos geom tricos que representam melhor a informa o ou tornam o trabalho de desenho mais f cil EASTMAN 1992 Essa substitui o depende da inten o da documenta o resultante e da fase em que se encontra o projeto Por exemplo n o pr tico modelar inteiramente os sistemas hidr ulico el tricos de um edif cio apenas para que as tubula es apare am cortadas nos detalhes dos shafts no projeto arquitet nico Essa informa o embora correta 45 n o agrega valor suficiente
74. Find Elements all Types Find Elements All Types O b Decennsco Fig 4 18 configura o do crit rio para associa o autom tica ao property object Concrete esquerda e ao property object Ceramic Tiles External direita Existem situa es entretanto para as quais o ArchiCAD n o possibilita fazer associa es autom ticas Para flexibilizar a quantifica o de materiais compostos a ferramenta EEQuant disponibiliza um property object que cont m um script que quantifica cada material das diferentes camadas sem que se precise associar cada nova composi o a um property object diferente Esse script se mostrou bastante til principalmente para fins did ticos quando preciso verificar qual o efeito ambiental causado por exemplo ao se aumentar a espessura da camada de reboco nas paredes de alvenaria Por m as regras de associa o autom tica do ArchiCAD n o permitem que se crie um crit rio do tipo todos os objetos que possuam material de preenchimento composto sendo necess ria a associa o individual de cada material de preenchimento o que inutilizaria o princ pio de flexibilidade do script Por isso o property object Composites que calcula as quantidades de qualquer elemento construtivo composto por composi o de materiais deve ser associado manualmente atrav s da janela de configura o do elemento construtivo nativo fig 4 19
75. I 2008c As IFC s o atualmente o programa de padroniza o de modelos de edif cios mais ambicioso da ind stria HOWARD e BJ RK 2008 O desenvolvimento das IFC aborda a massiva quantidade de dados que podem ser inseridas em um modelo de edif cio em quatro eixos de informa o ciclo de vida disciplina n vel de detalhe e aplica es softwares A proposta n o criar uma representa o espec fica para cada elemento encontrado na constru o j que isso daria origem a um modelo muito grande e pouco implement vel Ao inv s disso os elementos s o representados por classes gen ricas com informa o suficiente para descrever as suas caracter sticas principais Tamb m existe a possibilidade de estender uma descri o para que a representa o se ad que melhor a um produto espec fico A arquitetura do modelo de dados IFC composta por quatro n veis domain interoperability core e resource O n vel domain o mais alto e permite a descri o de informa es espec ficas para cada disciplina envolvida no desenvolvimento do edif cio No n vel interoperability s o descritos mapeamentos de dados para permitir a troca de informa o entre diferentes domains No n vel core s o descritas as unidades de informa o comuns a todos os dom nios e mapeamentos que podem ser especializadas por eles O n vel mais baixo o resource que cont m a descri o de conceitos b sicos e independentes que s o utilizados pelos
76. ION 1977 Outro exemplo a GDL Geometrical Description Language que ainda um dos m todos para defini o de s lidos no software ArchiCAD GRAPHISOFT 2008b Uma desvantagem do modelo variacional a depend ncia em rela o aos scripts os arquivos de texto contendo as fun es que geravam a representa o dos s lidos durante a execu o do programa Embora pudessem ser bastante complexos e flex veis projetar por programa o sempre menos desej vel do que fornecer ao projetista ferramentas visuais e um ambiente intuitivo para a constru o dos elementos do projeto HOFFMANN e JOAN ARINYO 2002 2 2 3 Modelo baseado em restri es O modelo baseado em restri es outra varia o do modelo geom trico com a introdu o da possibilidade de gera o de inst ncias de s lidos a partir de um conjunto de rela es entre as entidades que precisavam ser mantidas Quando as entidades s o relacionadas o programa utilizado na modelagem impede opera es cujo resultado n o atenda as condi es de restri o Os tipos de restri es foram classificados em grupos geom tricas ou dimensionais equacionais sem nticas e topol gicas HOFFMANN e JOAN ARINYO 2002 Restri es geom tricas ou dimensionais mant m entidades relacionadas por uma condi o de concentricidade perpendicularidade ngulo dist ncia etc As restri es equacionais mant m entidades relacionadas atrav s da avalia o de u
77. ISOFT 2008a Ambos estavam bastante a frente do seu tempo considerando que a primeira vers o do Autocad de 1983 e a do MicroStation data de 1984 N o houve portanto rela o de evolu o entre os softwares A representa o de edif cios por modelagem e a representa o por desenhos foram duas abordagens diferentes adotadas pelas empresas desenvolvedoras desde o in cio da dissemina o dos CADs comerciais Por m a proposta da modelagem de edif cios estava muito distante da capacidade de hardware dispon vel nos computadores da poca e os CADs baseados em primitivos geom tricos 38 e a representa o do edif cio por meio de desenhos acabaram por tornar se o padr o para o uso do computador na ind stria da constru o TSE et al 2005 al 1991 A modelagem de edif cios ficou dispon vel para o p blico geral inicialmente nos sistemas Macintosh e para o projeto de pequenas constru es Essa situa o come aria a mudar com a exig ncia por maior qualidade e processos mais eficientes na ind stria da constru o que fez ressurgir o interesse pela modelagem de produto Eastman atentou ent o para o fato das id ias estarem sendo redescobertas ou at reinventadas e que muito do insucesso da aplica o da tecnologia desde a d cada de 1970 era resultado da falta de compreens o dos seus objetivos e potencialidades para a ind stria da constru o EASTMAN 1992 3 1 1 BIM Atualmente o novo nome da antig
78. LER 1996 EXPRESS n o uma metodologia ela pode ser utilizada em conjunto com v rias metodologias de desenvolvimento EXPRESS n o uma linguagem de modelagem completa tipicamente um modelo de dados consiste na defini o em Express complementada por defini es em linguagem natural e em diagramas EXPRESS n o uma linguagem de programa o N o poss vel compilar o modelo de dados descrito mas ele pode ser mapeado por diversas linguagens de programa o Os constructos utilizados na defini o de modelos de dados em EXPRESS s o o SCHEMA uma subdivis o funcional do modelo que permite a reutiliza o de informa es entre modelos diferentes o TYPE que descreve tipos primitivos de dados como inteiro real booleano string etc ENTITY que representa as unidades b sicas de informa o que comp em o schema SUBTYPE que estabelece rela es hier rquicas entre entidades diferentes aggregations SET ARRAY LIST BAG que determinam cole es de tipos ou entidades e tamb m unidades algor tmicas 25 FUNCTION PROCEDURE e RULE que s o utilizadas para adicionar restri es adicionais ao modelo de dados FOWLER 1996 Modelos de dados STEP s o consideravelmente mais eficientes na transmiss o de informa es de projetos do que os modelos de dados utilizados nos CADs baseados em primitivos geom tricos Bj rk por exemplo prop e utiliz los para permitir a transfer ncia
79. M Modelo Integrado do Edif cio vii Abstract viii 1 Introdu o Assessing the impact of technological revolutions especially fast paced ones like those induced by information technology is difficult especially when we are still in the midst if not at the very beginning of the revolution Yehuda Kalay 2005 FA da constru o vem sendo pressionada por mudan as na forma de produ o em decorr ncia de fatores econ micos e sociais ocorridos nas ltimas d cadas NASCIMENTO e SANTOS 2006 crescente o n vel de conscientiza o da popula o a respeito dos impactos da sociedade do mercado e do pr prio Estado sobre o meio ambiente e o amadurecimento da sociedade civil NOVAES 1996 O reconhecimento dos direitos do consumidor trouxe a necessidade de processos gerenciais que garantam a qualidade dos produtos e servi os bem como a sua conformidade com sistemas de normatiza o nacionais e internacionais PAULA e MELHADO 2005 Ao mesmo tempo a populariza o da inform tica modificou a rela o das pessoas com a tecnologia e transformou consideravelmente tanto o pr prio processo de projeto de edif cios quanto as demandas dos clientes KOWALTOWSKI et al 2006 A busca por vantagens competitivas torna se rapidamente assunto de extrema import ncia visto que s o cada vez mais exigidos al m da bvia qualidade da solu o projetual menores custos e prazos de entrega servi os mais flex veis
80. SPF contendo modelos descritos de acordo com as IFC possuam a extens o ifc O processo de cria o dessa biblioteca de classes que intermedia o acesso aos modelos de dados conhecido como binding Depois de criada a biblioteca utilizada pela aplica o em desenvolvimento para acessar os dados dos modelos de edif cios As funcionalidades oferecidas pela biblioteca criada dependem da IFC Toolbox utilizada Toolboxes gen ricas criam apenas as classes equivalentes s entidades e tipos correspondentes aos atributos dessas entidades Associar as diferentes entidades por exemplo todas as portas e janelas que fazem parte de uma parede ou gerar representa es e an lises a partir delas fica a cargo do programador como demonstrado no trabalho de Treeck e outros autores 2003 Toolboxes de programa o em alto n vel al m das classes e tipos criam rotinas para associar hierarquicamente as entidades distribu das pelo arquivo SPF podendo a partir de ent o fornecer cole es de entidades Essas cole es reduzem o trabalho de programa o necess rio para se obter informa es a partir dos modelos de edif cios Toolboxes de programa o em alto n vel podem inclusive conter rotinas para representa o tridimensional das entidades do modelo Neste experimento foram testadas duas Toolboxes A IFC Engine DLL do instituto holand s TNO TNO 2008c e a JSDAI EXPRESS API da alem LkSoftWare LKSOFTWARE 2008b A JSDAI n o
81. York McGraw Hill 2003 640 p B DARD C On the adoption of computing and IT by industry the case for integration in early building design In Intelligent Computing in Engineering and Architecture 13 2006 Ascona Lecture 141 Notes in Computer Science Berlin Springer 2006 p 62 73 Dispon vel em http www springerlink com content m524h81343w8760 acessado em 12 2008 BERARD O e SHULZ J Geometrical correction and conversion of IFC2X3 models Copenhagen 2008 127 p Disserta o Mestrado IT University of Copenhagen Dispon vel em http www bitu dk download Masters 20Thesis 20 20Afleveret pdf acessado em 12 2008 BERTEZINI A L M todos de avalia o do processo de projeto de arquitetura na constru o de edif cios sob a tica da gest o da qualidade S o Paulo 2006 208 p Disserta o Mestrado Escola Polit cnica Universidade de S o Paulo Dispon vel em http www infohab org br acessado em 20 11 2006 BEUCKE K et al Applications of virtual design and construction in the building industry Structural Engineering International v 15 n 3 2005 p 129 134 Dispon vel em http dx doi org 10 2749 101686605777962973 acessado em 12 2008 BIRX G W How Building Information Modelling changes architectural practice The American Institute of Architects Best Practices 2006 Dispon vel em http www aia org bestpractices index acessado em 22 11 2006 BJ RK B C A conceptual model
82. a o nesse novo processo seria um recurso plenamente acess vel a todos os participantes instantaneamente KALAY 2005 Mahdavi sugere quatro abordagens para compreender a atual utiliza o dos modelos de edif cios e as novas possibilidades e desafios para a nova gera o de aplica es A primeira abordagem tem recebido mais aten o da comunidade cient fica a integra o da representa o com a utiliza o de reposit rios nicos ou interconectados para reunir e organizar toda a informa o sobre o edif cio Modelos por m podem oferecer funcionalidades muito mais sofisticadas como a invers o do modo tradicional de infer ncia sobre os elementos Habitualmente pensa se no processo de modelagem como defini o de objetos param tricos dos quais posteriormente se extraem dados para an lises diversas Os resultados das an lises s o utilizados ent o para redefinir estes objetos Mahdavi prop e como segunda abordagem o projeto orientado pelo desempenho pelo qual a defini o pr via de requisitos orienta automaticamente a inser o dos objetos param tricos configurados para atender ao desempenho desejado para a edifica o Uma terceira abordagem levaria a modelagem um passo adiante a considera o do desempenho n o de um campo de simula o mas sim de todos os que o projetista considerar necess rios Sistemas de modelagem com essa funcionalidade teriam que combinar as diferentes defini es para o desempenho da ed
83. a o n vel respons vel pela descri o dos primitivos geom tricos atrav s de equa es matem ticas que possam ser armazenadas digitalmente O n vel das transforma es espaciais representa as inst ncias dos objetos criadas a partir de matrizes de transforma es como a rota o ou o redimensionamento do s lido KALAY 1985a Hosaka e Kimura fazem categoriza o semelhante alguns anos depois HOSAKA e KIMURA 1990 2 2 2 Modelo variacional O modelo variacional foi introduzido por Voelcker et al no final da d cada de 1970 e estendeu o modelo geom trico adicionando a possibilidade de defini o dos s lidos atrav s da associa o de formas b sicas definidas por uma linguagem procedimental chamada PADL Part and Assembly Description Language VOELCKER et al 1978 A PADL era baseada em fun es para as quais eram passados os par metros desejados para os elementos geom tricos que ent o eram constru dos durante a execu o do programa Estes par metros podiam ser modificados durante a execu o ao contr rio da maioria das linguagens de defini o de gr ficos produzidas at ent o que permitiam definir os valores apenas durante a programa o do c digo ou seja atrav s de comandos e n o de fun es V rias linguagens de defini o de s lidos desenvolvidas durante os anos seguintes seguiam o paradigma estabelecido 14 por Voelcker e seus colegas como a Glide por exemplo EASTMAN e HENR
84. a o seria reutilizada pelos outros envolvidos no projeto em um processo de refinamento incremental do modelo Essa abordagem geraria um ambiente de constru o virtual no qual todas as caracter sticas do edif cio poderiam ser testadas e aprimoradas antes do in cio das obras Por m os m todos para realizar este acesso aos dados dos modelos ainda s o pouco documentados e pouco utilizados limitando o desenvolvimento de um maior n mero de aplica es para este ambiente cooperativo O objetivo do presente trabalho demonstrar as diferentes formas para acessar os modelos de edif cios e extrair dados que podem ent o ser processados para a gera o de novas informa es automaticamente Primeiramente apresentada uma revis o das principais caracter sticas da modelagem de produto na constru o e a sua rela o com os m todos de desenvolvimento de projetos atualmente empregados na ind stria Em seguida s o relatados os desenvolvimentos e os resultados de uma s rie de experimentos com as v rias formas de acesso aos modelos de edif cios e as ferramentas necess rias para cada uma 1 1 Estrutura da disserta o Esta disserta o dividida em duas partes principais a revis o das caracter sticas da modelagem de produto cap tulos 2 e 3 e o desenvolvimento de experimentos de acesso aos dados dos modelos de edif cios cap tulos 4 e 5 O presente cap tulo introduz rapidamente o leitor ao contexto e desafios da
85. a bibliotecas de classes Java 6 As bibliotecas s o importadas pelas aplica es que acessar o os modelos de edif cios e processar o os seus dados Desse modo garante se a flexibilidade dos esquemas e ao mesmo tempo automatiza se consideravelmente a gera o de classes A biblioteca de classes pode obtida ser utilizada em v rias aplica es reduzindo o trabalho de programa o De fato n o necess rio que todos os programadores realizem estas etapas Pode se imaginar v rios n veis de acesso metacompila o e o desenvolvimento de 139 bibliotecas modulares que atendam as diferentes necessidades dos desenvolvedores de aplica es para as diferentes disciplinas da constru o Por exemplo pode ser desenvolvida uma biblioteca gen rica para acesso a geometria em alto n vel que pode ser utilizada por aplica es orientadas para qualquer disciplina da ind stria Ou ent o bibliotecas especializadas para atuar em conjunto com as primeiras e fornecer funcionalidades pr prias de cada disciplina Pode se imaginar uma biblioteca de classes que atuassem como pr processador para aplica es de desempenho f sico por exemplo Desenvolvedores poderiam acessar essas bibliotecas em n vel intermedi rio fazendo ajuste nas associa es ou refinando os processamentos dando origem a uma biblioteca mais adequada para as suas necessidades Finalmente um n mero maior de programadores sequer precisaria realizar a ta
86. a ind stria da constru o n o se beneficia dos avan os nas t cnicas de gest o da produ o tanto quanto outros setores industriais em especial o de manufatura Al m disso enquanto outros setores concentram 31 grandes quantidades de investimento antes mesmo de qualquer comercializa o a ind stria da constru o essencialmente dependente da contrata o formal do servi o o que em geral limita a capacidade de escolha e determina o de estrat gias pr prias das empresas WORTMANN 1992 A constru o demanda ferramentas de informa o adequadas ao desenvolvimento one of a kind no qual situa es diferenciadas e imprevis veis invariavelmente emergem a cada projeto Os requisitos para as ferramentas s o decorr ncia da necessidade de fabrica o de produtos nicos atrav s de processos nicos por um grupo de parceiros configurado unicamente para um projeto espec fico Esta situa o n o favor vel ao desenvolvimento de sistemas de informa o porque em geral os desenvolvedores procuram por procedimentos que se repitam e estruturam as aplica es a partir de algoritmos que respondem a eles Associada a esta condi o desfavor vel existe a resist ncia ado o de tecnologias por parte dos atores da ind stria da constru o Segundo Turk em projetos t picos na constru o colaboram parceiros com diferentes n veis de profici ncia em tecnologias de informa o e normalmente o denominador comum
87. a proposta de modelagem de produto na constru o BIM acr nimo de Building Information Modeling IBRAHIM et al 2003 para promover o seu novo CAD o Revit A id ia era reunir em um nico conceito de marketing inclusive o conjunto de funcionalidades integradas oferecidas pelo novo produto Em ess ncia o Revit um ArchiCAD e Allplan j eram mais de dez anos antes Por m o termo BIM mostrou ter um forte apelo comercial e logo foi adotado pelas demais fabricantes como estrat gia de mercado para divulgar os seus pr prios CADs de modelagem de edif cios Definir BIM como um tipo de software por m reduz muito o seu significado que derivado da longa tradi o de utiliza o do computador como suporte ao projeto apresentada nos itens anteriores Neste trabalho o termo BIM utilizado no sentido proposto por Eastman e outros autores EASTMAN et al 2008 que na verdade uma compila o dos princ pios da modelagem de produto na constru o desenvolvidos a partir da d cada de 1970 39 Seja a modelagem de produto na constru o chamada BIM prototipa o de edif cio modelagem de edif cio constru o virtual ou qualquer outro nome atualmente considerada um catalisador para a ado o das pr ticas integradas de projeto e da constru o enxuta A sua utiliza o tem demonstrado significativas vantagens sobre processos tradicionais mesmo em situa es de integra o limitada por exemplo ape
88. ada para ler modelos e testar as bibliotecas geradas pela compila o do esquema A aplica o l um arquivo ifcXML informa se a opera o de leitura foi bem sucedida computa e informa o n mero de entidades IFC e mostra como exemplos o acesso aos dados descritos em duas entidades IfcSite e ifcWallStandardCase O c digo completo da aplica o apresentado no Ap ndice G Nos primeiros testes a aplica o n o conseguiu abrir arquivos ifeXML gerados no ArchiCAD 11 e no ArchiCAD 12 A classe respons vel pela leitura Iso1030328Document retornava erro de m forma o Isso indicava problemas de formata o ou caracteres incorretos De fato foi observado que os arquivos ifeXML gerados pelo ArchiCAD indicavam a codifica o Unicode UTF 8 no atributo dos seus cabe alhos Por isso qualquer elemento do modelo que tenha sido nomeado utilizando caracteres considerados internacionais provocava o erro de forma o do arquivo ifcXML Como n o foi poss vel identificar uma op o para modificar a codifica o durante o processo de exporta o do ArchiCAD foi desenvolvida uma pequena rotina para substituir o atributo no arquivo para ISO 8859 1 a codifica o que suporta caracteres dos alfabetos latinos Nos testes seguintes a classe que lia os arquivos considerou os bem formados e o experimento pode prosseguir Algumas diverg ncias entre os namespaces do esquema XSD e dos arquivos gerados pelo ArchiCAD exigiram uma sequ ncia
89. adicional de opera es na abertura dos arquivos Namespaces diferentes dos definidos no esquema n o estavam sendo reconhecidos por mais que se passasse op es para a classe de leitura dos arquivos Ap s uma s rie de tentativas infrut feras decidiu se por simplesmente substituir os atributos do n principal dos arquivos lidos pelas vers es reconhecidas pelo esquema 128 original NISBET e LIEBICH 2007 antes da leitura das entidades Por exemplo o namespace definido pelo URI urn oid 1 0 10303 28 2 1 3 do arquivo gerado pelo ArchiCAD foi substitu do por urn iso org standard 10303 part 28 version 2 xmlschema common Desse modo a leitura dos arquivos foi conclu da e p de se obter as entidades IFC do modelo Por m uma revis o minuciosa sobre as causas desses conflitos que n o pode ser realizada no decorrer desse trabalho deve ser conduzida para identificar as causas desse comportamento Em teoria namespaces que s o apenas desambiguadores para o caso de entidades de origens diferentes que tenham o mesmo nome n o deveriam produzir um erro de consist ncia Considerando isso o problema encontrado deve ser abordado como uma quest o de ajuste das op es da compila o do esquema na XMLBeans Depois que o arquivo lido uma estrutura semelhante criada pela DOM disponibilizada para o acesso aos dados do modelo Nesse momento por m foi observado que a facilidade para o acesso aos dados por meio de classes
90. administradores de bancos de dados Eles observaram que a pr tica da descri o de modelos de dados atrav s de conven es mal formuladas que n o eram suficientes para esclarecer a natureza da informa o a ser armazenada e distribu da dificultava o compartilhamento do modelo entre especialistas de diferentes disciplinas L to avoid the a little information in data structure diagrams and a lot in accompanying unstructured explanations syndrome which in practice is typical of many applications expressed in the hierarchic and network data models Para as aplica es CAD os autores prop em a utiliza o de um modelo sem ntico de dados que introduz a distin o entre os constructos que comp em as estruturas de dados e o valor que eles podem vir a receber LACROIX e PIROTTE 1981 20 2 3 2 Sem ntica Os constructos de um modelo sem ntico de dados s o as entidades descritas atrav s de elementos at micos como classes e propriedades e os relacionamentos entre estas entidades Para definir as entidades e os seus relacionamentos foi necess rio criar um novo sistema para nota o do modelo de dados a linguagem de defini o de dados As principais caracter sticas dessa linguagem s o fornecer diferentes abordagens para a descri o dos constructos relacionamentos hierarquias associa es permitir que sejam modelados constructos com riqueza e precis o e finalmente adequar se s v rias situa e
91. al Brief Reflection on Improvement of Design Process Efficiency in Brazilian Building Projects In International Group for Lean Construction Conference 8 1999 Berkeley 143 Proceedings p 345 356 Dispon vel em http www iglc net conferences 1999 Papersy acessado em 12 2008 FAVRE D e CITHERLET S Eco Bat A design tool for assessing environmental impacts of buildings and equipment Building Simulation v 1 n 1 2008 p 83 94 Dispon vel em http www springerlink com content xg235887011273dl acessado em 12 2008 FENVES S J A Core Product Model for Representing Design Information NISTIR 6736 Boca Raton NIST National Institute of Standards and Technology 2002 424 p Dispon vel em http www mel nist gov msidlibrary doc ir6736 pdf Acessado em 12 2008 FOWLER J STEP for Data Management Exchange and Sharing Twickenham Technology Appraisals 1996 222 p Dispon vel em http www pdtsolutions co uk book STEPbook pdf Acessado em 12 2008 GALLAGER R G e MITTER S K From Servo Loops to Fiber Nets LIDS 50th Anniversary Symposium Massachusetts Institute of Technology The Laboratory for Information and Decision Systems Cambridge 25 10 1990 Dispon vel em http lidsblog typepad com lidsblog files Servoloops Fibernets pdf acessado em 11 2008 GALLAHER M P et al Cost Analysis of Inadequate Interoperability in the U S Capital Facilities Industry Research Triangle Institute 2004 210 p Dispo
92. amente o mesmo A principal delas que a ferramenta fica limitada estrutura de dados e s interfaces disponibilizadas pela aplica o principal O volume e a estrutura de dados necess rios para avaliar o impacto dos processos de gest o de obra por exemplo extrapolam facilmente o escopo de um CAD arquitet nico quer ele utilize modelagem ou n o Isto tamb m se aplica ao caso das an lises f sicas como por exemplo o desempenho t rmico da edifica o durante per odos pr determinados de tempo Esses tipos de an lises mais elaboradas exigiram o uso de um CAD 4D que capaz de produzir inst ncias do modelo da edifica o incorporando a dimens o temporal 4 3 Plug in aplica o para exporta o de dados do ArchiCAD A simula o do desempenho ambiental tem experimentado significativo desenvolvimento nas ltimas duas d cadas Diferentes sistemas t m surgido com diferentes graus de acessibilidade Os mais acess veis acabam servindo a um p blico mais amplo e em especial como instrumentos did ticos na pr tica projetual O sistema Mestre foi criado e vem sendo continuamente aprimorado pelo professor Alo sio Schmid e atualmente executa an lises t rmicas ac sticas e lum nicas Foi utilizado em quatro diferentes turmas do curso de Arquitetura da Universidade Federal do Paran como instrumento educativo para demonstrar aos alunos a rela o direta entre as decis es do projeto e as suas consequ ncias no desempenho am
93. ar adequadamente as grandes quantidades de informa o produzidas em projetos de edif cios pode tornar se um problema mesmo com a utiliza o de modelos ao inv s de desenhos No in cio da tecnologia da modelagem chegou a se imaginar que a distribui o da informa o do projeto seria homog nea pelos espa os que o constitu am com a representa o do projeto sendo formada apenas por desenhos em grande escala Essa alternativa mostrou se invi vel porque a informa o de um projeto n o distribu da uniformemente A sua densidade varia de acordo com a necessidade de representa o dos sistemas que constituem diferentes partes do edif cio juntas em estruturas de a o por exemplo cont m uma consider vel quantidade de conhecimento t cnico agregado como executar a montagem quais pe as s o necess rias em que sequ ncia devem ser colocadas que toler ncias s o permitidas e qual o desempenho determinado pelas normas vigentes e assim por diante Por outro lado a representa o da extens o das vigas de a o possui muito menos conhecimento agregado j que trata se apenas uma extrus o cont nua de uma se o padronizada Eastman ponderou que a solu o para essa varia o de densidade de informa o reproduzir no computador o esquema de desenhos em diferentes escalas utilizado no projeto em papel Desenhos em grande escala representam situa es onde h muita instru o a ser transmitida Desenhos em pequena representa
94. ar um ndice de desperd cio de materiais de at 40 O autor defende que projetos com mais qualidade podem racionalizar o consumo de materiais reduzindo a extra o de mat rias primas SOUZA 2005 Wortmann observou que a maioria dos aspectos cobertos pelas teorias de gest o da produ o aplicavam se somente fabrica o em s rie de produtos an nimos Segundo ele os sistemas de informa o utilizados nesse tipo de fabrica o geralmente assumem que a informa o completa sobre o produto um pr requisito 33 para o in cio da fase de produ o A gest o da fase de produ o por sua vez considerada apenas uma quest o de tomar decis es racionais baseadas em relat rios de acompanhamento e totaliza o Na produ o de artefatos nicos entretanto a informa o completa quando existe fica dispon vel apenas na conclus o do empreendimento e a gest o da produ o deve motivar os profissionais envolvidos para que atuem cooperativamente compensando esta desvantagem Os sistemas de informa o para o desenvolvimento de produtos nicos devem considerar esse aspecto e proporcionar meios para a r pida atualiza o da informa o entre todos os envolvidos quando ocorrem solicita es por parte dos clientes WORTMANN 1992 Eastman e Kutay em considera o sobre estruturas de dados para sistemas CAD na ind stria da constru o fazem a mesma observa o sobre o car ter inerentemente incompleto da info
95. aracter sticas adequadas Outro desafio registrar o conhecimento t cnico adicionado durante as fases do desenvolvimento do produto armazenar as diferentes vis es sobre os dados do produto que cada disciplina utiliza t o importante quando armazenar os dados em si Ainda mais todas as modifica es realizadas sobre uma determinada vis o dos dados devem ser propagadas para as outras vis es atualizando todos os profissionais envolvidos HOFFMANN e JOAN ARINYO 2002 2 3 Modelos de dados de produtos representar o o ciclo de vida de um produto LACROIX e PIROTTE 1981 Esses arcabou os s o criados em um processo de metamodelagem chamado modelagem de dados do produto Yang e outros autores situam a modelagem de dados do produto na fase imediatamente posterior an lise da estrutura do produto a ser fabricado e do contexto onde ser realizada a produ o Depois de criado o modelo de dados do produto implementado por v rios programas de computador dando origem ao modelo do produto que pode ser armazenado em bancos de dados ou em arquivos de formato neutro YANG et al 2008 Modelos de produtos s o portanto sempre inst ncias de algum modelo de dados criado previamente Antes do advento da modelagem de dados cada programa definia a sua pr pria forma de armazenar e recuperar dados o que envolvia um enorme trabalho de programa o e dificultava a adapta o e a evolu o dos sistemas como pode ser percebido no p
96. as as classes gen ricas de acesso ao arquivo e as que aceitam par metros abstratos s o utilizadas Por exemplo a classe getEntity pode ser utilizada para acessar qualquer entidade do arquivo Nesse caso os atributos tornam se tamb m abstratos e precisam ser identificados atrav s de constantes literais Por exemplo com o m todo entity getattribute id As desvantagens desse m todo s o essencialmente as mesmas da utiliza o da SAX e da DOM embora o processo de valida o seja mais simplificado O Late binding recomendado para situa es onde o esquema dos arquivos a serem lidos pela aplica o n o definido Gerar aplica es com algo grau de abstra o pode torn las mais flex veis aos modelos de dados por m o trabalho de modelagem de processos e programa o de rotinas muito mais complexo Al m disso para o caso dos modelos de edif cios h esquemas previamente definidos e faz 127 pouco sentido criar aplica es excessivamente abstratas Desse modo o experimento realizado neste trabalho adotou a abordagem early binding pela qual identifica se a estrutura de dados diretamente no c digo da aplica o de modo mais concreto Em vez de getEntity utiliza se a classe correspondente entidade ifeXML como getWall ou getBeam por exemplo Os m todos em consequ ncia tamb m s o identificados como entity getID no lugar do exemplo mostrado anteriormente Uma pequena aplica o foi prepar
97. ateriais do projeto e a inser o das equivalentes quantidades no aplicativo espec fico poderia ser evitada permitindo que o trabalho se concentre no processo de an lise em si O aplicativo LCADesign desenvolvido pela Ag ncia Nacional de Ci ncia da Austr lia CSIRO em parceria com ind strias do pa s utiliza se desta abordagem Os modelos dos edif cios s o importados de outros aplicativos atrav s do formato IFC TUCKER et al 2003 CSIRO 2008 4 2 2 Abordagem proposta Al m das duas alternativas para entrada de dados descritas na subse o anterior poss vel acessar o conjunto de informa es necess rias para a an lise de parte do ciclo de vida da edifica o a partir da pr pria interface do BIM CAD ainda durante as fases iniciais do desenvolvimento do projeto Desse modo o arquiteto poderia avaliar instantaneamente o resultado de suas escolhas em termos de impactos ambientais Para isso foi necess rio acessar os dados do modelo a partir da interface do ArchiCAD e gerar diferentes algoritmos para quantificar automaticamente o volume de cada material utilizado e associar esses dados com informa es sobre a produ o de materiais de constru o no Brasil reunidos em um recente trabalho de Tavares 2006 Embora a base de dados utilizada seja muito menos volumosa do que os dois exemplos citados na subse o anterior ela descreve as matrizes energ ticas da produ o dos materiais de constru o mais utilizados no pa
98. biental da edifica o SCHMID e AYRES 2007 Uma descri o detalhada das funcionalidades do sistema Mestre pode ser encontrada nos trabalhos de Schmid SCHMID 2001 2004 2006 Neste experimento foram verificadas as vantagens e desvantagens do acesso aos dados do modelo do edif cio via plug in Uma aplica o foi desenvolvida para transformar informa es do modelo do edif cio criado no ArchiCAD para o formato nativo do sistema Mestre 107 4 3 1 Defini o do problema O objetivo das atividades did ticas com as quatro turmas do curso de Arquitetura da UFPR utilizando o sistema Mestre como instrumento did tico foi considerado atingido Entretanto o processo de modelagem das edifica es pelos alunos foi considerada uma atividade desgastante A entrada de dados no sistema Mestre feita atrav s de arquivos de texto ASCII onde s o inseridos par metros para orientar o programa na cria o dos s lidos que representar o os elementos construtivos Um exemplo de um arquivo de entrada de dados no sistema mostrado na figura 4 26 Os diferentes elementos construtivos s o criados a partir da opera o de separa o tokenization das v rias strings que comp em o arquivo em comandos e atributos d I5 1 024 3600 25 50 0 40 3000 3000 1726 0 0 25 0 5 0 511 0 4 CHAO 5 5 0 0 0 0 90 10 0 0 25 10 0 3 2 1 25 ch o PAREDES p 5 0 5 0 0 0 0 0 10 0 0 15 3 0 4 2 0 25 norte p 5 0 5 0 0 0 90 0 10 0 0 15 3 0 4 2 0 25 leste
99. ce Developer Program p gina da internet 2008d http www graphisoft com support developer api html acessado em 01 2009 144 GRAPHISOFT Graphisoft Developer Center p gina da internet 2008e http www graphisoft com support developer acessado em 12 2008 GRAPHISOFT Graphisoft GDL Technical Standards v 2 0 p gina da internet 2008f http www graphisoft com ftp techsupport documentation developer docs BasicLibraryDoc 10 LibDevGuide TechnicalStandards html acessado em 12 2008 HANNUS M Implementation of object oriented product model applications In CIB W78 Workshop The Computer Integrated Future 1991 Eidenhoven Dispon vel em http itc scix net cgi bin works Show w78 1991 10 acessado em 12 2008 HARTMANN T e FISCHER M Applications of BIM and hurdles for widespread adoption of BIM 2007 AISC ACCL eConstruction Roundtable Event Report Stanford CIFE Stanford University 2008 20 p Dispon vel em http cife stanford edu online publications WP105 pdf Acessado em 12 2008 HAYNIE M N Tutorial the relational data model for design automation In Annual ACM IEEE Design Automation Conference 20 1983 Miami Beach Proceedings New York ACM 1983 p 599 607 Dispon vel em http portal acm org citation cfm id 800032 8007318 amp coll GUIDE amp dI GUIDE amp CFID 1480342 5 amp CFTOKEN 31163327 acessado em 12 2008 HIETANEN J e DROGEMULLER R Approaches to university level BIM education In IABSE Co
100. cesso de certifica o de softwares ainda muito simplificado n o garante a qualidade dos mapeamentos de dados durante a importa o ou exporta o entre diferentes aplica es A falta de documenta o e de mecanismos mais eficientes para atualiza o das informa es para os interessados tamb m mencionada Para Kiviniemi a quest o t cnica da defini o do esquema avan ou consideravelmente j existem softwares robustos para a 67 modelagem de edif cios e n o h mais raz es para adiar a sua ado o mesmo que a interoperabilidade seja limitada no in cio A quest o da ado o pelo mercado j provou ter solu o a partir de iniciativas de grandes clientes ou entidades governamentais e as demandas atualmente s o de desenvolvimento de ferramentas e conscientiza o dos envolvidos KIVINIEMI 2006 Trocas de dados sem perda de significado entre diversas aplica es ainda n o s o pratic veis em parte porque os processos de mapeamento de dados entre os modelos internos dos BIM CADs e o modelo IFC ainda s o imprecisos Pazlar e Turk realizaram uma sequ ncia de testes de exporta o e importa o de modelos de edif cios para o formato IFC utilizando tr s das aplica es mais conhecidas Architectural Desktop 2005 Allplan Architecture 2005 e ArchiCAD 9 Os testes permitiram observar s rias inconsist ncias na representa o dos elementos geom tricos ap s o processo de exporta o importa o principalm
101. cid ncia em falhas j apresentadas em outras situa es e no aumento dos custos operacionais BERTEZINI 2006 Ainda n o h m todos consolidados para a avalia o do impacto da utiliza o de sistemas de informa o no processo de projeto NASCIMENTO e SANTOS 2002 LOVE et al 2005 PEANSUPAP e WALKER 2005 Por m h perspectivas promissoras em termos de redu o de tempo e aumento da qualidade da documenta o produzida pela utiliza o de modelos tridimensionais integrados e com grande conte do sem ntico no lugar de desenhos bidimensionais desconectados num processo conhecido como modelagem de produto na constru o RIVARD 2000 TSE et al 2005 BIRX 2006 MIKALDO 2006 HARTMANN e FISCHER 2008 A modelagem de produto na constru o pode proporcionar um melhor gerenciamento dos fluxos de informa es e das suas transforma es durante as atividades realizadas em todo o ciclo de vida do edif cio da concep o constru o utiliza o e demoli o A principal ferramenta neste processo o modelo do edif cio um reposit rio integrado de informa es acessado por todos os envolvidos no desenvolvimento do edif cio Durante o processo de projetos idealmente as diferentes disciplinas da constru o utilizariam aplica es especializadas para extrair e processar os dados do modelo realizando an lises e produzindo conhecimentos que s o ent o agregados a ele A informa o acrescentada por cada aplic
102. compartilhando dados IBRAHIM et al 2004 A troca de informa es entre essas v rias aplica es deve ocorrer sem sobressaltos garantindo que o significado n o seja prejudicado O termo que define esse requisito interoperabilidade que pode ser entendida como um mapeamento das estruturas internas de dados das aplica es envolvidas em rela o a um modelo universal independente de fabricantes ou neutro Com isso novas aplica es podem ser desenvolvidas partindo desse mapeamento eliminando a pr tica onerosa de criar v rias rotinas de transposi o de informa o para cada aplica o ou vers o utilizada no desenvolvimento de edif cios NIBS 2007 Para Brunnermeier e Martin interoperabilidade a habilidade de comunicar os dados do produto atrav s de diferentes atividades da produ o A interoperabilidade essencial para a produtividade e a competitividade de muitas ind strias porque projetos e processos de fabrica o eficientes requerem a coordena o de muitos participantes e processos diferentes que dependem de representa es digitais do produto Em seu relat rio sobre a inadequa o dos processos de troca de informa es entre as fases do desenvolvimento de autom veis na ind stria americana eles estimaram que o custo da interoperabilidade inadequada causado por erros atrasos e retrabalhos de no m nimo um bilh o de d lares por ano BRUNNERMEIER e MARTIN 1999 Por m a situa o na ind s
103. conhecimento sobre a sua constru o agregado no modelo ifcXML Por m desenvolvimentos nesse sentido ainda s o muito preliminares Antes que as ontologias permitissem a automatiza o da gera o do esquema complementar essa opera o poderia ser realizada em um ambiente gr fico O desenvolvedor selecionaria entidades e atributos que pretendesse associar e os processamentos a serem realizados pelas classes a serem geradas Essa informa o daria origem a metaclasses de conhecimento e estas por sua vez seriam transcritas para o esquema complementar a ser compilado Posteriormente com o desenvolvimento de ontologias essas opera es seriam automatizadas O esquema de cria o dessas classes de acesso em alto n vel seguiria esta sequ ncia 1 Em uma aplica o com interface gr fica semelhante s utilizadas com EXPRESS G RDF ou OWL o usu rio selecionaria atributos de entidades do esquema ifcXML 2 Estes atributos seriam associados por objetos representando o processamento necess rio para o resultado esperado para a classe por exemplo rea da se o multiplicada pela altura 3 Diferentes atributos processamentos s o encapsulados em metaclasses que representam o conhecimento sobre a manipula o de dados em alto n vel 4 As metaclasses s o transcritas para um esquema XSD 5 Em um metacompilador como XMLBeans ou Java CC o esquema XSD gerado pela aplica o e o esquema ifcXML s o compilados dando origem
104. construtivos nativos e par metros adicionais podem ser extra dos por novas rotinas utilizando a mesma abordagem Quando a leitura dos objetos wall se completa s o acrescentadas strings para melhorar a visualiza o do arquivo texto e facilitar eventuais edi es diretas A ltima etapa do desenvolvimento foi definir uma complementa o para a interface save as salvar como do ArchiCAD Desse modo a partir da janela de perspectiva o usu rio acessa o menu e entre as op es de formato de arquivo surge o formato obj Mestre para exporta o A aplica o de exporta o executada pelo ArchiCAD assim que o usu rio clica no bot o save da janela de di logo save as O algoritmo completo da aplica o encontra se no Ap ndice E deste trabalho A instala o da ferramenta feita como qualquer outro plug in do ArchiCAD Uma pasta contendo a aplica o com a extens o APX copiada para a subpasta plug ins contida na pasta de instala o do programa Na figura 4 28 um conjunto de paredes criadas no ArchiCAD para demonstrar o uso da ferramenta mostrado em planta e perspectiva Na figura 4 29 o arquivo resultante do processo de exporta o mostrado 112 Es tecto tom Crop AAD VO foste Hm PO Soo aa TIETE a ed TICE EEEE I CE E 896 0 u bd mia o a N ta o oaget tomas PI 100 rnoxRi gt as o 100 100 e Di apc MEDIDA RAO a euaeia em a o asim K tetra
105. criar uma rotina para verifica o da consist ncia da informa o contida no arquivo que dependeria do mapeamento entre um documentElement extra do a partir do arquivo XSD e outro documentElement contendo a informa o do modelo Os m todos disponibilizados pela SAX e pela DOM s o essencialmente abstratos o que til para acessar pequenos arquivos e para manter o c digo do programa flex vel para suportar a evolu o dos esquemas IFC Por m para trabalhar com estruturas mais complexas muita programa o adicional exigida Para ilustrar essa dificuldade considere se o arquivo ifcXML representando um modelo criado no ArchiCAD apresentado no Ap ndice F Ap s o parsing a DOM retorna um objeto documentElement contendo a estrutura hier rquica de n s do arquivo ifcXML O documentElement composto por elements que representam n s atributos e valores do arquivo lido Cada entidade representada por uma estrutura abstrata ent o para identificar o tipo delas preciso obter o atributo name dos objetos element Pode se tamb m obter cole es de entidades de um mesmo tipo passando para o m todo getElementsByTagName Entidades IFC mais simples podem ent o ser acessadas facilmente Por exemplo para se obter o nome do primeiro pavimento do modelo utiliza se a express o 124 String name documentElement getElementsByTagName IfcBuildingStorey item 0 getattribute Name Por m as principais e
106. da topologia e da geometria ser necess rio incluir como atributos das entidades defini o de layers de linhas espessura tipo de tra o anota es representa es simb licas hachuras e padr es de preenchimento e curvas de Bezier Outro projeto de extens o do modelo IFC o XM 9 que se concentra em incluir no modelo a vis o de pranchas vistas cotas associativas e capacidades para representa es mais complexas KIM e SEO 2008 Aranda Mena e Wakefield afirmam que muito do insucesso da dissemina o das IFC est relacionado com elas terem sido formuladas sobre conceitos que j n o s o universalmente aceitos como as melhores solu es para os problemas originais Um exemplo a quest o da informa o centralizada para os autores as pesquisas j apontam para uma situa o de v rios modelos auto organiz veis conectados entre si Outro exemplo a limita o da EXPRESS com rela o representa o de relacionamentos sem nticos as ontologias s o um campo emergente que permitem descrever a informa o em um n vel sem ntico muito maior Apesar disso as IFC obtiveram relativo sucesso e os futuros desenvolvimentos de formatos de dados para interoperabilidade na ind stria da constru o provavelmente n o desconsiderar o isso Ao contr rio eles dever o ser criados a partir das IFC adaptando as id ias iniciais s novas possibilidades das tecnologias de informa o ARANDA MENA e WAKEFIELD 2006 3 7
107. dados e segue determina es impostas pelo hardware e sistemas operacionais utilizados PELS 1996 Eastman observa que no in cio do uso da tecnologia ainda havia um certo desentendimento em rela o ao conceito de bancos de dados e o define como uma estrutura de informa o 1980a Computers today can easily store large amounts of information It has become a euphemism that any program incorporating more than a hundred or so words of data can be considered to have a database While this is true in the colloquial sense the term database has a technical meaning that is related to a set of methods used for managing large amounts of information Thus a large amount of data but not using these techniques is not properly a database while a small amount of data that does use them legitimately can be still called a database Thus the term database applies more to the structure of information rather than its size Ap s a introdu o dos bancos de dados grande parte das instru es para a interpreta o da informa o passou a residir no modelo de dados o esquema de organiza o do banco de dados e n o mais nos programas que iriam acess la Essa liberdade era essencial para o desenvolvimento de estruturas gen ricas capazes de armazenar v rios tipos de produtos ou v rias inst ncias de um tipo de produto mantendo o significado da informa o e permitindo o acesso por diferentes aplica es durante as fases de desenvolvim
108. dados como as IFC por outro lado s o criados com o prop sito de facilitar a transfer ncia de informa es do modelo do edif cio por diferentes fases do seu desenvolvimento Em situa es onde se pretenda acessar dados em um escopo mais amplo isto mais fases do ciclo de vida da edifica o ou nas que seja mais interessante manter a aplica o mais adapt vel a um contexto de m ltiplas aplica es acessar dados de modelos neutros torna se mais aconselh vel 4 4 2 Desenvolvimento do experimento A forma recomendada para acessar os dados de arquivos IFC em arquivos f sicos STEP Physical File utilizar uma ferramenta IFC Toolbox A IAI sugere v rias IFC Toolboxes em sua p gina internacional IAI 2008a Essa ferramentas compilam um arquivo contendo a defini o em EXPRESS das IFC e geram uma biblioteca contendo uma estrutura hier rquica de classes em C correspondentes s entidades do arquivo de defini o Essa opera o regida por especifica es da pr pria norma ISO 10303 parte 22 Standard Data Access Interface conhecida como SDAI que define um modelo para a cria o de APIs Application Programming Interfaces para acesso a dados STEP ISIKDAG et al 2007 Al m de classes para cada uma das entidades s o criadas outras que gerenciam o acesso aos arquivos SPF ou seja os modelos de edif cios que ser o lidos Por quest es apenas de diferencia o convencionou se que 115 os arquivos
109. de informa es a respeito dos espa os das fronteiras espaciais e das estruturas de fechamento dos edif cios que s o utilizadas em v rias aplica es de projeto e simula o BJ RK 1992 Isso n o seria poss vel sem um modelo de dados relacional pois essas informa es se baseiam justamente no relacionamento entre elementos do edif cio Um outro exemplo a proposta de padroniza o de Fenves que utiliza a EXPRESS para definir um n cleo comum de informa es de projeto que viabilize a troca de dados entre v rios setores da ind stria As entidades b sicas do seu modelo sem ntico de dados s o objetos gen ricos capazes de descrever a forma e toda a informa o complementar necess ria para conduzir as atividades do projeto de produtos FENVES 2002 Yang e outros autores por outro lado afirmam que muitas das pesquisas sobre a aplica o da STEP ainda s o limitadas com rela o ao principal objetivo da norma o uso do padr o em um ambiente integrado A maioria dos trabalhos apresenta a modelagem de produtos apenas em determinados est gios do desenvolvimento enquanto no modo de produ o atual altamente cooperativo diferentes f bricas necessitam trocar informa es sobre v rios tipos de produtos descritos em diferentes modelos de dados Em decorr ncia da varia o existente entre os diferentes modelos trabalho adicional necess rio para a convers o de dados e em muitos casos essa convers o n o garante a
110. de suas caracter sticas espec ficas Elas s o tratadas como pain is e n o como um conjunto de componentes que as constituem independente de quais sejam Assim a partir de par metros dimensionais simples a documenta o detalhada deveria ser gerada automaticamente de forma transparente para o usu rio Para verificar essa possibilidade foi utilizada a linguagem interna de scripts do ArchiCAD chamada Geometrical Description Language GDL para construir um objeto param trico especializado A GDL uma linguagem estruturada com a sintaxe simples e bastante semelhante do Visual Basic H comandos GDL para a cria o de todos os primitivos geom tricos e tamb m elementos construtivos nativos do programa Uma revis o completa sobre a cria o de objetos param tricos no ArchiCAD pode ser encontrada no Introduction to Object making NICHOLSON COLE 2004 A descri o dos comandos da GDL pode ser encontrada no manual t cnico GDL Reference Guide GRAPHISOFT 2006 2008b e diretrizes para a cria o de objetos param tricos com a GDL podem ser encontradas no Graphisoft GDL Technical Standards GRAPHISOFT 2008f 4 1 3 Desenvolvimento do experimento Ap s a defini o das caracter sticas desejadas para as paredes de blocos esbo os guiaram o processo de programa o A GDL n o requer ferramentas adicionais al m do ArchiCAD o c digo criado em uma janela de texto acessada a 84 partir do menu principal d
111. desk juntaram esfor os para verificar a possibilidade de fazer diferentes aplica es trabalharem de modo integrado com base no ent o recente Autocad vers o 13 O grupo de trabalho foi chamado inicialmente Industry Alliance for Interoperability e concluiu que a interoperabilidade poderia trazer benef cios econ micos significativos desde que pudesse ser demonstrada na pr tica Meses depois os primeiros resultados foram mostrados e despertaram grande interesse da ind stria V rias empresas desenvolvedoras de software insistiram em participar da iniciativa e as inscri es para membros foram abertas em 1995 O principal objetivo do grupo passou a ser o desenvolvimento de padr es independentes de fabricantes 64 para interoperabilidade dos softwares utilizados na ind stria da constru o utilizando a linguagem de defini o de dados EXPRESS que havia sido lan ada no ano anterior na norma STEP Em 1997 a organiza o foi reconfigurada em uma entidade sem fins lucrativos com o objetivo principal de desenvolver um modelo de dados neutro para representar o ciclo de vida dos edif cios e o seu nome foi trocado para International Alliance for Interoperability a IAI EASTMAN 1999 IAI 2008c O modelo de dados neutro da IAI chamado Industry Foundation Classes ou IFC A sua primeira vers o foi lan ada em 1997 e a vers o atual a 2X3 sendo que a 2X4 alpha j est dispon vel para testes na p gina da IAI na internet IA
112. do que com a utiliza o de arquivos sequenciais adequadamente os elementos de um projeto BDSs foram definidos pelo autor como grandes sistemas de informa o com rotinas para entrada manuten o de dados processamento de an lises diversas e gera o autom tica de relat rios Desenhos t cnicos como os necess rios para a constru o do edif cio eram apenas mais um tipo de relat rio descrito graficamente Os modelos utilizados nestes sistemas precisariam ser completos e coerentes representando tanto os elementos do edif cio como os seus arranjos Dada uma completa representa o tridimensional do artefato sendo projetado o projetista poderia ter certeza de que todas as proje es bidimensionais geradas a partir dela seriam consistentes As informa es sobre a forma dos objetos poderiam ser integradas com informa es funcionais e de desempenho ent o aplica es poderiam acessar e manipular os dois tipos de dado sem tradu es manuais que s o costumeiras quando se utiliza os desenhos Aplica es utilizando modelos de edif cios poderiam fazer verifica es de conformidade avaliar o projeto estrutural t rmico ou de outras propriedades estimar custos ou adicionar detalhes padronizados Outras aplica es poderiam gerar visualiza es projetos para constru o e controle num rico para produ o de pe as Muitas outras aplica es poderiam ser imaginadas para os mais diferentes segmentos do projeto EASTM
113. dos dados durante as opera es Portanto acessos concorrentes quando v rios usu rios requisitam os mesmos dados s o ocorr ncias naturais e devem ser controlados pelo sistema com naturalidade Para isso al m da abstra o de dados outro tipo de abstra o deveria ser inclu da no modelo de dados a abstra o de opera es sobre os dados O conceito de transa o de dados intimamente relacionado ao de abstra o de opera es em vez de permitir opera es arbitr rias sobre o banco de dados s o definidas cole es de opera es ou transa es que quando executadas mant m a integridade do banco de dados A defini o de integridade utilizada nos bancos de dados de aplica es de neg cios tamb m n o era adequada ao ambiente de desenvolvimento de produtos Se ela fosse aplicada uma estrutura r gida de dados e atividades teria que ser imposta e mesmo assim um banco de dados de projeto passaria grande parte da sua vida em condi o de inconsist ncia j que a informa o de um projeto s pode ser considerada completa quando ele est perto da sua conclus o A natureza iterativa do projeto faz com que n o apenas os dados mas tamb m a sua estrutura de armazenamento seja modificada durante as fases do desenvolvimento e portanto a condi o de integridade deve ser relativa ao contexto 22 No sistema proposto pelos autores n o haveria uma condi o de integridade total apenas integridad
114. dos e facilitando o uso da ferramenta EEQuant Essa situa o exemplificada pelo caso das paredes compostas por v rias camadas de materiais como as de alvenaria al m de discriminar separadamente a quantidade de materiais em cada camada era necess rio 97 tornar a quantifica o flex vel para aceitar novas composi es por exemplo com diferentes espessuras ou materiais de reboco e diferentes tipos de tijolos ou blocos Parte de um desses scripts mostrada na figura 4 16 bem como a janela de edi o na qual s o criados Os scripts criados para a ferramenta EEQuant encontram se no Ap ndice C deste trabalho aa Masonry Wall DATABASE SET EE dim list dim comp channel OPEN PROP EE EE Key txt EE comp txt EE desc txt EE unit txt in INPUT channel KEYLIST KEYNAME KEYCODE list for sk 1 to WALL SKINS NUMBER r REQUEST Name of fill WALL SKINS PARAMS skJ 1 mat ipos strstr mat EE 3 epos strstr mat if epos O then epos strlen mat skinnaterial strsub mat ipos epos ipos 1 nu 1 continue true 2D Script 2 do if strstr list m skinmaterial lt gt 0 then EE in INPUT channel COMPLIST list m 1 CODE QUANTITY comp e Interface script E quant WALL SKINS PARAMS sk 2 WALL THICKNESS WALL VOLUME REF COMPONENT comp 1 list m 1 quant 2D Symbol EM REF COMPONENT comp 3 list m 1
115. drawing of a part design conditions may well be thought of as applying to the drawing of a part rather than to the part itself When such design conditions are added to Sketchpad s vocabulary of constraints the computer will be able to assist a user not only in arriving at a nice looking drawing but also in arriving at a sound design Ou seja em princ pio pensava se em CAD como uma ferramenta de desenvolvimento de produtos com rotinas capazes de auxiliar a concep o produzir representa es executar an lises prever comportamentos e gerar instru es para a fase de produ o em um ambiente integrado de projeto Todas essas funcionalidades exigiam um modo de entrada de dados gil e intuitivo e a linguagem dos desenhos t cnicos j bastante desenvolvida e codificada foi adotada para essa finalidade A mudan a do suporte ou m dia dos desenhos t cnicos do papel para o computador n o era um objetivo em si era apenas uma consequ ncia do uso da ferramenta CAD Embora coerente essa abordagem integrada de desenvolvimento de produtos teve pouca influ ncia sobre os m todos de fabrica o por v rios anos A academia continuou a aperfei oar defini es e prot tipos para sistemas integrados de desenvolvimento de produtos mas a nascente ind stria de softwares passou a se concentrar no aspecto que podia ser mais facilmente resolvido a cria o de desenhos no computador por meio de primitivos geom tricos pontos
116. e a necessidade de trabalho cooperado continua Dificilmente se imagina o projeto arquitet nico sendo realizado individualmente por exemplo KVAN 2000 As diferentes disciplinas envolvidas no desenvolvimento de edif cios produzem solu es que s o completas apenas se for considerado o conjunto de t cnicas da disciplina isoladamente Considerando a informa o necess ria para a realiza o da totalidade do processo essas solu es s o parciais e precisam ser integradas No momento da integra o podem surgir conflitos entre as solu es das diferentes disciplinas e gerenciar a resolu o destes conflitos torna se cada vez mais dif cil porque porque o conhecimento t cnico cada vez mais complexo e ao mesmo tempo segmentado em diferentes profiss es KALAY 2005 At hoje esse tipo de integra o de informa es de diferentes dom nios n o tem sido pr tico pois as ferramentas de projeto n o fornecem funcionalidades adequadas para a visualiza o de grandes quantidades de informa o ou ent o exigem extensos processos manuais de reentrada de dados e verifica o de conflitos MAHDAVI 2003 Idealmente a informa o agregada por diferentes disciplinas deveria fluir sem obst culos entre o projeto a fabrica o a constru o a manuten o e todas as outras atividades interrelacionadas que constituem o desenvolvimento de 60 um edif cio ficando dispon vel a todos os envolvidos automaticamente Este o
117. e sua preocupa o maior era representar corretamente objetos tridimensionais em um plano a tela do monitor utilizando apenas linhas O modelo resultante fornecia a informa o necess ria apenas para a visualiza o possivelmente incluindo diferentes perspectivas e elimina o de linhas escondidas hidden line A segunda abordagem chamada geometric modeling tinha por objetivo a representa o 13 das superf cies dos s lidos ou poliedros para que fosse poss vel discretizar o seu volume interno e identificar conflitos espaciais A terceira abordagem seria uma evolu o do modelo geom trico passando a incluir atributos adicionais ao formato como material densidade fun o cor ou quaisquer outras informa es que fossem relevantes para a produ o industrial EASTMAN e HENRION 1979 As bases da modelagem geom trica foram lan adas pelo trabalho de Requicha e Voelcker sobre a geometria construtiva de s lidos constructive solid geometry CSG que propunha modelos constitu dos por estruturas topol gicas e estruturas geom tricas HOFFMANN e JOAN ARINYO 2002 Kalay prop s a utiliza o de bancos de dados relacionais para a representa o do modelo CSG como um conjunto de dados relacionados em tr s n veis hier rquicos topologia geometria e transforma es espaciais A topologia um ndice que organiza as rela es entre os elementos primitivos geom tricos que constituem um s lido A geometri
118. ecomendado por ser menos propenso a erros por parte do operador 104 2 Associando os materiais de preenchimento e revestimento existentes aos property objects da EEQuant criando associa es autom ticas um modo gil por m que requer maior experi ncia por parte do operador 3 Associando manualmente cada objeto param trico representando elementos construtivos do modelo um modo r pido que se presta a quantifica es menores de poucos elementos mas desaconselhado em modelos completos porque pode gerar discrep ncias caso o operador omita algum dos elementos construtivos Como exemplo da aplica o da ferramenta foi criado o modelo de uma pequena resid ncia mostrado na figura 4 25 Desse modelo foram extra das automaticamente as listas de quantifica o de energia consumida e CO emitido na fabrica o e transporte dos materiais Trata se de uma casa t rrea de 7 c modos com rea aproximada de 105 m em um terreno de 12 x 30 m O sistema construtivo escolhido o mais utilizado no Brasil estrutura de concreto armado com veda es de blocos de cer mica vermelha As paredes s o revestidas com argamassa simples e pintadas com tinta PVA ou revestidas de pe as cer micas reas midas Os pisos s o lastros de concreto com revestimento cer mico ou de madeira O forro composto por laje pr fabricada com elementos de cer mica e capeamento de concreto A estrutura do telhado de caibros e ripas co
119. ede constitu da de blocos de concreto Por padr o o ArchiCAD utiliza a conven o alem DIN mas tamb m poss vel criar hachuras que atendam as normas locais A figura 4 03b mostra que a representa o em planta pode ser aprimorada para incluir as duas camadas de reboco de 1 cm cada O ArchiCAD identifica e corrige automaticamente o encontro entre os dois objetos wall mantendo a coer ncia da representa o das camadas que comp em as paredes 80 Ss SS a Soo a so see non soma Soon SEE E cus es RRR X 322S a x sas e o LA Sat E ps es QZR Fig 4 03 Representa es das paredes de blocos de concreto usando elementos nativos do ArchiCAD Al m de ajustar a representa o em planta tamb m foi preciso selecionar uma hachura para simular as faces dos blocos de concreto nas vistas dos objetos wall O resultado mostrado na figura 4 03c foi uma representa o incorreta das faces dos blocos de concreto Como a hachura meramente simb lica o sistema n o julga necess rio alinhar a origem do padr o de linhas que representa as faces dos blocos com o encontro das paredes Uma opera o adicional de alinhamento da hachura na perspectiva foi necess ria resultando na figura 4 03d Existem v rias situa es de projeto onde a representa o simb lica obtida atrav s da
120. el em http tede ibict br tde busca processaArquivo php codArquivo 230 acessado em 12 2008 VELOSO R R Java e XML 2 ed S o Paulo Novatec 2007 109 p V RTESI L et al ArchiCAD 4 0 Reference Manual Graphisoft 1991 163 p VOELCKER H B et al The PADL 1 0 2 system for defining and displaying solid objects ACM SIGGRAPH Computer Graphics v 12 n 3 1978 p 257 263 Dispon vel em http doi acm org 10 1145 800248 807400 acessado em 12 2008 VTT Finnish ICT Barometer Espoo TEKES 2007 Dispon vel em http cic vtt fi projects vbe net data 2007 ICT barometer pdf Acessado em 12 2008 W3C DOM Document Object Model p gina da internet 2008a http www w3 org DOM acessado em 12 2008 W3C Extensible Markup Language XML 1 0 Fifth Edition p gina da internet 2008b http www w3 0rg TR REC xml acessado em 12 2008 WAN L e MESSNER J I Virtual construction simulator a 4D CAD model generation prototype In Computing in Civil Engineering 2007 Pittsburgh Proceeding of the 2007 ASCE International Workshop on Computing in Civil Engineering Pennsylvania 2007 Dispon vel em http dx doi org 10 1061 40937 261 102 acessado em 12 2008 WANG W C et al Modeling of design iterations throug simulation Automation in Construction n 15 2006 p 589 603 Dispon vel em http www elsevier com locate autcon acessado em 09 12 2006 WISSENBACH V Manual T cnico de Alvenaria S o Paulo Projeto 19
121. em 1973 comenta a exist ncia de diversos programas de computador para auxiliar o desenho na arquitetura Eles variavam de algoritmos de aloca o de espa os a an lises estruturais e computa o gr fica Geralmente estes programas eram independentes e mesmo que muitos deles utilizassem estruturas de dados similares para representar edif cios suas partes e sistemas eles raramente possu am formatos compat veis Consequentemente para executar um determinado programa o usu rio precisava redescrever o edif cio e suas partes Como poss vel solu o o autor sugeriu que empresas faculdades ou preferencialmente entidades de normatiza o especificassem um formato de banco de dados para defini o de edif cios a ser utilizado por todos os programas Isso economizaria o tempo e o trabalho gastos na transforma o manual de dados entre aplica es Tal banco de dados deveria ser flex vel o suficiente para lidar com os processos de aquisi o apresenta o e modifica o e tamb m suficientemente inclusivo para que fosse poss vel definir toda e qualquer parte do edif cio at o n vel necess rio para a fase de constru o GINGERICH 1973 Na ind stria da manufatura a id ia de padronizar modelos de dados resultou na STEP Por m inicialmente nenhum dos seus Application Protocols APs atendia aos requisitos especiais da ind stria da constru o Em agosto de 1994 doze companhias americanas reunidas em torno da Auto
122. em papel realmente justifica o termo prancheta eletr nica que embora soe futurista deve ser interpretado como uma desvantagem para o processo de projeto AYRES e SCHEER 2007 Ao automatizar completamente a manuten o da consist ncia da informa o do modelo a BIM aumenta o desempenho do projetista e reduz a possibilidade de erros utilizando o potencial do computador de maneira mais adequada PENTTILA 2005 3 5 4 Generaliza o e extensibilidade V rios trabalhos observam que sistemas CAD bem sucedidos permitem a representa o de in meras situa es de projeto como diferentes sistemas construtivos ou n veis de detalhamento Eastman por exemplo atribui o sucesso dos CADs baseados em primitivos geom tricos a essa caracter stica de generaliza o No outro extremo est o sistemas CAD especializados em sistemas construtivos fechados para os quais a informa o completa sobre os elementos j est dispon vel no in cio do processo de projeto Estes sistemas por mais eficientes que possam ser em seus dom nios restritos nunca se adaptar o condi o de incerteza que normalmente envolve as constru es t picas que utilizam sistemas construtivos abertos EASTMAN 1976 1989 1992 2004 Em sistemas de modelagem BIM um conjunto de objetos at micos ou nativos utilizado para representar os principais elementos construtivos de maneira gen rica Objetos representando paredes por exemplo podem ser descritos
123. en es incluem por exemplo espessuras e tipos diferentes de linhas hachuras indica es textuais ou pict ricas Produzir esse tipo de informa o a partir somente de opera es de corte de s lidos geom tricos praticamente imposs vel ou exigiria um trabalho adicional maior do que o necess rio para produzir desenhos em vez de utilizar modelos Um exemplo disso s o as portas cuja representa o simb lica varia de acordo com o tipo de documento desejado ou indica es de pontos el tricos que s o representados em planta como um s mbolo e n o como tomadas em corte Para se adequar a esta situa o os CADs para modelagem de edif cio precisam de um terceiro conjunto de par metros relacionados as diferentes representa es poss veis para um determinado elemento construtivo Estes par metros indicam cores linhas hachuras caracteres simbologias padronizadas para a complementa o das representa es a partir da geometria resultante das opera es de corte EASTMAN 1991 Nos BIM CADs esses par metros 44 s o acessados a partir da janela de configura o dos objetos como mostrado na figura 3 01 r Wall Selection s Selected 1 Editable 1 gt t Geometry and Positioning F Vz Floor Plan and Section z Show on Stories Home Story Only Floor Plan Display Projected with O j Show Projection Entire Element DE Pod STRUCTURE Z atM 04 Brick Common
124. enho drafting Para ele digitalizar desenhos n o era necessariamente uma etapa essencial no progresso de um produto da concep o produ o mas apenas uma forma de comunica o do resultado esperado para uma etapa Para que os computadores fossem empregados de maneira mais efetiva no processo de projeto de edifica es a sua capacidade deveria ser desenvolvida da mera descri o de informa es geom tricas para a simula o de decis es de projeto Era necess rio incluir o significado t cnico dos elementos do projeto e apoiar o processo de an lise das decis es projetuais atrav s de um conjunto de regras e procedimentos que fossem capazes de extrair informa o relevante do modelo Deveria ser poss vel inferir informa es que n o fossem explicitamente modeladas e tamb m selecionar a es que modificassem o modelo da maneira desejada KALAY 1985b Em uma concisa revis o sobre o desenvolvimento do CAD na ind stria da constru o durante a d cada de 1980 Eastman relata que os objetivos originais que 37 justificaram a tecnologia continuavam longe de ser implementados na pr tica A d cada de 1980 observou a populariza o do Personal Computer o PC em substitui o aos minicomputadores utilizados na d cada anterior para o desenvolvimento de v rios sistemas experimentais e comerciais Tamb m foi nesta d cada que o modelo de dados propriet rio da Autodesk o DXF tornou se a formato mais utilizado para a tr
125. entalmente e n o seria natural nem conveniente exigir que o usu rio fornecesse todos os atributos do objeto durante a sua primeira inser o EASTMAN 1976 Al m disso o projeto de edif cios um processo multidisciplinar que envolve participantes conhecimentos e informa es de v rios dom nios Cada usu rio envolvido na modelagem possui uma vis o pr pria sobre a solu o dos problemas projetuais decorrente da sua profiss o Portanto a modelagem requer uma multiplicidade de vis es cada uma enfatizando informa es espec ficas de disciplinas ou fases do projeto em diferentes n veis de resolu o ou abstra o todas originadas a partir de um mesmo objeto EASTMAN 1980b 1991 MAHDAVI 2003 IBRAHIM et al 2004 STOUFFS 2008 Ibrahim e outros autores consideram que a modelagem param trica recursiva a representa o resultante dos par metros iniciais definidos pelo usu rio pode sugerir a necessidade de uma defini o complementar Ou ent o objetos s o inseridos para que se obtenha uma representa o preliminar que posteriormente ser aperfei oada Por isso necess rio garantir diferentes comportamentos para o objeto de acordo com o conjunto de par metros selecionados do m nimo ao m ximo de defini es poss veis Um objeto que tem a capacidade de manter se funcional mesmo em contextos intermedi rios de defini o de par metros denominado pelos autores como objeto semi definido IBRAHIM et al 20
126. ente com modelos mais complexos Os autores concluem que o ideal da interoperabilidade embora difundido a mais de dez anos ainda est bastante distante da aplica o na pr tica PAZLAR e TURK 2008 Al m disso como exposto na subse o 3 3 importante para a constru o que se represente o edif cio como um conjunto de objetos tridimensionais por m as representa es bidimensionais essencialmente simb licas continuam indispens veis O ideal seria obter essa representa o automaticamente valendo se do comportamento dos objetos ver subse o 3 3 2 Por m a vers o atual do esquema IFC n o suporta essa vis o e quando o modelo do BIM CAD exportado toda a informa o sobre a representa o simb lica perdida O que passa a constituir o modelo IFC um modelo de s lidos geom tricos melhorado com rela es hier rquicas e descritores n o geom tricos por m sem o comportamento de contexto que representa grande parte da sua utilidade para o projeto Kim e Seo alertam inclusive para o fato de ser comum usu rios inserirem elementos bidimensionais sobre os elementos tridimensionais nos BIM CADs para que a representa o em planta seja mantida durante a exporta o para o formato IFC Em recente trabalho eles apresentam o andamento do projeto XM 4 liderado pelo cap tulo coreano da IAI que pretende estender o modelo para comportar essa capacidade de extra o de 68 documenta o automaticamente Al m
127. ento do produto O potencial da aplica o de bancos 19 de dados na atividade de projeto de produtos cuja natureza implica justamente na transmiss o de informa es entre aplica es e disciplinas diferentes foi extensivamente estudado a partir da d cada de 1980 EASTMAN 1980a BENNETT 1982 KALAY 1985a EASTMAN e KUTAY 1989 Os primeiros sistemas de gerenciamento de bancos de dados entretanto destinavam se a ambientes de neg cios e n o contemplavam a complexidade das atividades de projeto tornando o acesso informa o muito complicado Bandurski e Jefferson afirmam que a figura do administrador de bancos de dados seria essencial tecnologia CAD ele seria um profissional familiarizado com todos os processos do desenvolvimento do produto e com as estruturas de dados necess rias para cada um capaz de fornecer interfaces que permitissem que o usu rio visualizasse os dados do modo mais natural poss vel protegido de detalhes desnecess rios das estruturas empregadas no banco de dados BANDURSKI e JEFFERSON 1975 Para Lacroix e Pirotte por outro lado as tecnologias utilizadas pelos primeiros bancos de dados n o teriam capacidade suficiente para representar adequadamente a complexa informa o de projetos de desenvolvimento de produtos Tampouco a integra o de processos produtivos poderia ser alcan ada enquanto a interpreta o das estruturas de dados fosse exclusividade de um grupo seleto de especialistas como os
128. envolvidas no desenvolvimento de um produto t m sobre ele durante o seu ciclo de vida concep o topologia desempenho toler ncias produ o montagem log stica etc O modelo baseado em caracter sticas armazena o conhecimento t cnico que 16 adicionado ao modelo do produto em cada fase do ciclo de vida pelas v rias disciplinas envolvidas na forma de descri es gerais e de instru es espec ficas para gera o de inst ncias do modelo desenhos t cnicos relat rios quantitativos sequ ncias de opera es Enquanto a descri o geral comum para todas as etapas do desenvolvimento do produto as inst ncias dependem de condi es espec ficas de cada fase do ciclo de vida HVAM 2001 Hoffman e Joan Arinyo acrescentam que o uso de caracter sticas passou a ser componente padr o da modelagem param trica de onde pode se concluir a atual prefer ncia por denominar de param tricos modelos que possuem estruturas para descrever tamb m as caracter sticas do produto Para os autores as caracter sticas proporcionam um vocabul rio de alto n vel para especifica o de opera es de cria o de formas atrav s da geometria parametrizada atributos e restri es geom tricas Durante o projeto as caracter sticas capturam atributos t cnicos expl citos e relacionamentos que auxiliam na defini o de produtos provendo informa es essenciais para v rias atividades e an lises de desempenho Na fabrica o as
129. er Applications Group e do Departamento de Engenharia Mec nica ambos do MIT na qual foi discutido o uso do computador de um modo mais direto no desenvolvimento de produtos COONS 1963 O sistema esbo ado nessa reuni o seria desenvolvido posteriormente no projeto de pesquisa chamado Computer Aided Design ROSS 1961 que acabou emprestando o nome tanto para o novo ramo da tecnologia de desenvolvimento de produtos como para as aplica es computacionais criadas para ele Algumas das funcionalidades definidas para este sistema eram a descri o de abstra es esquemas conceituais e id ias an lises f sicas e matem ticas conex o com cat logos normas t cnicas pe as e materiais interconex o de v rios projetistas trabalhando simultaneamente com atualiza es e propaga es autom ticas da informa o reutiliza o da informa o do desenho simula es do funcionamento do dispositivo projetado e at a considera o de diferentes vis es sobre a informa o com a organiza o da representa o dos dados em fun o das muitas disciplinas envolvidas no projeto Um dos resultados mais not rios deste projeto de pesquisa foi o sistema Sketchpad criado por Ivan Sutherland em sua tese de doutoramento no MIT SUTHERLAND 1963 At ent o linguagens textuais eram utilizadas para criar representa es gr ficas no computador o que Sutherland considerava inadequado e confuso No sistema Sketchpad a entrada de dados era
130. erceptar uma fiada mais alta Essa fun o pode ser utilizada para gerar plantas das v rias fiadas automaticamente 1 25 1 100 Fig 4 11 representa es autom ticas geradas de acordo com o contexto do objeto Scripts complementares foram criados para permitir que o objeto param trico representasse outros elementos construtivos baseados em blocos de concreto peitoris lint is parapeitos paredes de blocos vazados colunas etc dando origem a uma fam lia de elementos organizados como um sistema construtivo A associa o das diferentes inst ncias do objeto param trico especializado com objetos nativos do ArchiCAD permitem a representa o completa do edif cio Na figura 4 12 mostrado um exemplo dessa associa o o casa do i l artesanato conservas frutas doces B H Fig 4 12 modelo de edif cio composto por v rias inst ncias do objeto param trico associadas a objetos nativos do ArchiCAD A representa o gerada automaticamente a partir dos objetos param tricos precisa e detalhada Na figura 4 13 mostrada a planta de uma das fiadas do edif cio da figura 4 12 extra da automaticamente a partir da configura o da altura do plano de corte da planta A abordagem utilizada para criar os algoritmos respons veis pelas 89 diferentes representa es dos blocos poderia ser generalizada para incluir elementos textuais como c di
131. erence 3 1966 New York Proceedings of the SHARE design automation project New York ACM 1966 p 14 1 14 9 Dispon vel em http portal acm org citation cfm id 810786 acessado em 12 2008 ROMANO F V et al A import ncia da modelagem do processo de projeto para o desenvolvimento integrado de edifica es In GEST O DO PROCESSO DE PROJETO NA CONSTRU O DE EDIF CIOS 2001 S o Carlos SC Dispon vel em http www infohab org br acessado em 20 11 2006 ROSS D T Computer aided design research summary Communications of the ACM v 4 n 5 1961 p 235 Dispon vel em http doi acm org 10 1145 366532 366554 acessado em 11 2008 ROSS D T e RODRIGUEZ J E Theoretical foundations of the computer aided design system In Spring Joint Computer Conference 1963 Detroit Proceedings New York ACM 1963 p 305 322 Dispon vel em http doi acm org 10 1145 1461551 1461589 acessado em 12 2008 SACKS R e BARAK R Impact of three dimensional parametric modeling of buildings on productivity in structural engineering practice Automation in Construction v 17 n 4 2007 p 439 449 Dispon vel em http dx doi org 10 1016 j autcon 2007 08 003 acessado em 12 2008 SACKS R et al Parametric 3D modeling in building construction with examples from precast concrete Automation in Construction v 13 n 3 2004 p 291 312 Dispon vel em http dx doi org 10 1016 S0926 5805 03 00043 8 acessado em 12 2008 SAXPROJECT SAX
132. es a partir deles Coons ainda em 1963 observou que grande parte da utilidade dos sistemas CAD residia na sua abrang ncia sobre todos os processos de produ o da concep o ao produto acabado Por m prever todas as situa es poss veis em um projeto e programar respostas para elas mesmo que fosse poss vel resultaria em um sistema CAD complexo e r gido demais para ser til Como alternativa Coons prop s que os sistemas CAD fossem compostos por uma aplica o respons vel pelas rotinas gen ricas necess rias para a representa o b sica associada a outras que realizariam tarefas mais especializadas COONS 1963 Da mesma maneira Eastman descrevendo os primeiros sistemas de modelagem afirma que a melhor abordagem para garantir a sua flexibilidade e adapta o a diferentes sistemas construtivos permitir a complementa o posterior da aplica o principal por sub rotinas programadas na mesma linguagem EASTMAN 1976 Esta abordagem continua sendo defendida como demonstram o trabalho de Magdy Ibrahim et al IBRAHIM et al 2004 e o de Umit Isikdag ISIKDAG et al 2007 Modelos de edif cios s o constru dos sobre modelos de dados que definem as estruturas l gicas onde as informa es s o armazenadas Modelos de dados podem ter formatos propriet rios ou neutros Formatos propriet rios s o desenvolvidos e mantidos por fabricantes de software e o seu objetivo principal garantir a efici ncia no acesso aos dados
133. es pr prias em cada escrit rio na tentativa de compensar a estrutura de informa es deficiente dos CADs baseados em primitivos geom tricos Por mais que possam agilizar o processo e ampliar o conte do de informa es dos desenhos essas adapta es s o seriamente limitadas pelo modelo de dados simplificado utilizado pelos CADs baseados em primitivos geom tricos O registro da informa o adicional fr gil e pode ser facilmente corrompido Chastain e outros autores fazem interessante cr tica sobre o uso de computadores na fase de projeto de edif cios afirmando que certas implementa es dessa tecnologia n o consideraram adequadamente o seu contexto e n o se ajustaram perfeitamente s demandas como um bloco quadrado sendo for ado por um buraco redondo Em outros casos implementa es do computador na produ o de projetos incorreram no erro cuja analogia a carruagem sem cavalos o nome pelo qual os primeiros autom veis foram vulgarmente chamados Ou seja o potencial 58 da tecnologia n o foi plenamente compreendido e tanto a sua explica o como a implanta o foram realizadas a partir de um esquema conceitual desenvolvido para as tecnologias anteriores que a nova tecnologia deveria substituir CHASTAIN et al 2002 Considerando o potencial de organiza o de informa es oferecido pelo computador produzir projetos em CADs usando exatamente a mesma metodologia que era utilizada com desenhos
134. es relativas garantidas pelas pr prias transa es de dados Durante a execu o das transa es de dados a integridade poderia ser violada j que uma transa o pode significar a transi o entre diferentes fases do projeto Ap s a execu o bem sucedida da transa o uma nova condi o de integridade do banco de dados emerge e dependendo do resultado uma s rie de outras transa es pode ser requisitada para propagar o resultado da primeira sobre o restante do banco de dados EASTMAN e KUTAY 1989 2 3 3 Orienta o por objetos Mais recentemente uma nova tecnologia foi incorporada na cria o de modelos de dados a orienta o por objetos Essa tecnologia foi aplicada inicialmente em linguagens de programa o de computadores como o C no final da d cada de 1980 O objetivo era auxiliar os programadores a lidarem com a crescente complexidade dos programas de computador que at ent o eram baseados apenas em procedimentos Como resultado os programas passaram a ser organizados em conjuntos de objetos e interfaces para acesso aos dados A orienta o por objetos um conceito de grande import ncia para a engenharia de produ o e tem sido utilizado largamente em v rias aplica es Recentes esfor os nessa rea provaram que que a metodologia de modelagem orientada por objetos capaz de digitalizar a informa o sobre o produto em uma estrutura muito bem definida onde os dados s o mais facilmente acessados e modif
135. eto onde par metros adicionais podem ser definidos fig 4 09 Esse painel de configura es parte integrante da interface do ArchiCAD e pode ser modificado a partir dos meta par metros definidos anteriormente A coordena o modular geom trica essencial para o projeto de constru es com alvenaria de blocos de concreto e foi inclu da no comportamento do objeto como uma restri o Quando os objetos s o dimensionados o comprimento aumentado em m ltiplos da dimens o do bloco utilizado 86 ad Gr ft ArchiCAD 10 Untitled 0 Story t View Design Document Options Teamwork Window Help la x US co im asa O E E E l a Dea Can A a COB A M E RR X Al Selected 1 M140LIN Paredes Db 0 8 6 apo tremia ERTA myt 24000 amp soor asc Yi o E J zim Cy o e e e mo EZZ SSE SOLAS SEE OBSA BEE BOSSA Deomal o BbQ6 49YraBs g TE E te Q a En JO qe a A A E A A e m mo dx 160 00 dr 160 00 z 0 00 cb x Ra A 2 0 0000 K to Project zero AL 4 so 2 g lt x a Enter Stretch to Point 43 Autosave pending 04 sec cirace Qasm Fig 4 08 Inser o dos objetos param tricos em planta Selected 1 Editable 1 v T Preview and Positioning e KID M140LIN Paredes to Story O Exp 0 00 ugeepo to Project Zero em 9 00 Show on
136. go e alguns ajustes nos arquivos de cabe alho da aplica o Entretanto na vers o 12 houve uma reformula o do motor de c lculos do sistema para que se adaptasse aos novos sistemas operacionais de 64 bits que utilizam mais eficazmente o potencial dos processadores de n cleo duplo Como o C uma linguagem muito sens vel no que diz respeito ao gerenciamento da mem ria muito prov vel que boa parte do c digo dos plug ins desenvolvidos para o ArchiCAD tenha que ser novamente refeita Essa situa o consequ ncia da possibilidade de acesso em um n vel mais baixo do que o conseguido com os scripts GDL que podem ser executados em v rias vers es posteriores que foram criados 114 4 4 Acesso de modelos no formato IFC SPF Neste experimento foi testado o acesso a dados de modelos no formato SPF STEP Physical File descritos atrav s do esquema IFC Foram realizadas tr s tentativas utilizando duas ferramentas diferentes com algoritmos em duas linguagens de programa o C e Java Erros durante a compila o de c digos fonte fornecidos com as ferramentas inviabilizaram a cria o de ferramentas para ilustrar este modo de acesso Nos itens seguintes as etapas do experimento s o descritas 4 4 1 Defini o do problema Acessar um modelo propriet rio implica na aceita o da limita o do seu escopo e na depend ncia de um fabricante espec fico como exposto nos experimentos anteriores Formatos neutros de
137. gos de blocos e outras simbologias completando o conjunto de informa es necess rias para o planejamento da execu o de obras de alvenaria de blocos de concreto ia a Fig 413 planta de fiada extra da automaticamente a partir dos objetos param tricos mostrados na figura 4 12 As observa es efetuadas durante o desenvolvimento e o uso do objeto param trico apresentado revelaram uma s rie de novos desafios impostos para a modelagem de edif cios de alvenaria de blocos de concreto AYRES et al 2008a AYRES et al 2008b V rias caracter sticas inerentes ao sistema construtivo como a representa o de pe as estruturais fiadas desencontradas inser o de aberturas e sistemas complementares precisariam ser atendidas por uma vers o aprimorada da ferramenta O artigo no qual essas caracter sticas foram relacionadas encontra se no Ap ndice B 4 1 4 Discuss o Acessar o modelo propriet rio do edif cio via objetos param tricos e scripts GDL um procedimento relativamente simples e h documenta o dispon vel suficiente guiar o desenvolvedor iniciante O desenvolvimento de objetos param tricos 90 facilitado pela utiliza o da interface e de procedimentos j existentes no ArchiCAD como por exemplo a gera o autom tica de representa es em diferentes vistas Uma desvantagem evidente compartilhada por todos os m todos de acesso a modelos propriet rios a depend ncia da ferramenta c
138. ho A informa o armazenada em modelos de formato neutro e de formato propriet rios pode ser intercambiada por processos de mapeamento de dados Neste trabalho foi utilizada a rotina de exporta o do ArchiCAD que possibilita gravar e abrir modelos de edif cios em formato IFC Os tr s m todos para acesso ao modelo propriet rio foram identificados como script plug in e aplicativo independente Scripts s o algoritmos criados para automatizar sequ ncias de comandos de uma aplica o ou gerar novas informa es a partir dos dados inseridos pelo usu rio Para avaliar esse m todo duas aplica es foram desenvolvidas objetos param tricos representando paredes de blocos de concreto e o EEQuant uma rotina que quantifica energia e di xido de carbono embutidos nos materiais de constru o a partir da associa o entre os elementos que constituem o modelo do edif cio e um banco de dados com ndices de consumo Plug ins s o pequenas aplica es criadas para complementar a funcionalidade ou a interface de uma aplica o BIM CAD Eles funcionam exclusivamente em conjunto com a aplica o principal da qual compartilham a interface e os procedimentos para manipula o de dados atrav s de bibliotecas de fun es chamadas APIs Application Programming Interface A sua grande vantagem em rela o aos scripts um escopo de atua o maior que oferece ao programador mais liberdade para interferir na aplica o principal Para ava
139. ial utilizado foram inseridas na base de dados todas as densidades correspo ndentes Edit Database a Databases in Active Libraries e se Default Set A Duplicate Create AC ALINT E RoofMaker 2 1 Edit Component EE De Aluminium Recycled DAME EE HDR Aluminium Dm Concrete Key CON Concrete 889 Components ais COZ Emission manufacturing Code EMF d s COZ Emission transport d s Energy manufacturing Name Energy manufacturing dio Energy transport alo Weight Quantity 2760 0000 H 0 Ceramic Tiles External 0 Ceramic Tiles Internal Unit MI Dm EPS a RB tiend Chav Drick o M Reference Quantity 7 Details of Database items on the same level Code Name Quantity Unit Ref Quantity CMF coz Emission manufacturing 203 1330 Kg volume CTR CO2 Emission transport 14 8670 Kg volume EMF Energy manufacturing 2760 0000 MJ Volume ETR Energy transport 186 3000 mM Volume WGT Weight 2300 0000 Kg volume There are no Descriptors in your selected database Please define one using the Descriptor item of the Create pop up after selecting the b appropriate key Fig 4 14 janela de edi o do ArchiCAD onde s o criadas bases de dados auxiliares A abordagem de quantifica o por meio de associa es entre bases de dados e os objetos param tricos um modo bastante din mico para se extrair dados do modelo do edif cio A partir de dados que s o
140. iar nas campanhas de marketing do produto e pouco influenciam o processo de projeto SPERLING 2002 Modelos de informa o como os modelos BIM seguem o paradigma da modelagem de produto s o principalmente ve culos para a transfer ncia eficiente de informa o entre as fases do desenvolvimento Transfer ncias de informa o entre as fases de desenvolvimento dos edif cios sempre ocorreram independente do ve culo utilizado para a comunica o Atualmente o ve culo mais utilizado s o os desenhos criados em sistemas CAD baseados em primitivos geom tricos O software Autocad o exemplo mais not rio desse tipo de CAD e o seu formato ainda considerado a plataforma mais largamente disseminada para produ o de documenta o na ind stria da constru o Uma das principais cr ticas que se fazem representa o de edif cios por meio de desenhos que eles s o formados por primitivos geom tricos que s o incapazes de informar 50 inequivocamente a natureza dos elementos construtivos que representam Um exemplo cl ssico a representa o de paredes utilizando linhas paralelas o CAD baseado em primitivos geom tricos armazena pouca informa o al m da posi o e da extens o das linhas que representam paredes De fato ele sequer capaz de informar automaticamente se elas s o paralelas porque a defini o do paralelismo mantida apenas durante a cria o das linhas Por isso os diferentes elementos que s
141. icados YANG et al 2008 A tecnologia da orienta o por objetos composta por tr s princ pios encapsulamento hereditariedade e polimorfismo SCHILDT 2002 O encapsulamento o mecanismo que re ne os dados e os procedimentos para manipul los em um mesmo objeto criando uma unidade de informa o razoavelmente aut noma Em um modelo de dados de produto o encapsulamento poderia reunir v rios tipos complexos de dados que representam um prisma juntamente com as opera es permitidas sobre estes dados modificar uma das dimens es por exemplo em um nico objeto A hereditariedade a propriedade que permite organizar hierarquicamente os objetos e reutilizar estruturas de dados previamente constru das atrav s da sua especializa o No desenvolvimento de produtos essa propriedade pode facilitar o processo de 23 deriva o de componentes especializados a partir de formas b sicas s lidos geom tricos transformados em componentes met licos por exemplo Apesar de terem propriedades extras os componentes derivados mant m as propriedades herdadas das formas b sicas para facilitar a edi o do componente Finalmente o polimorfismo permite que uma nica interface abstrata adapte se a diversas situa es reduzindo o n mero de objetos que precisam ser criados H v rias situa es no desenvolvimento de produto onde essa caracter stica til um simples exemplo permitir que m ltiplos sistemas de medida m
142. idas pelos objetos param tricos IBRAHIM et al 2003 Com rela o integra o dos processos de projeto e simula o Augenbroe afirma que a disponibilidade de ferramentas por si s n o significa que a atividade exercer influ ncia sobre a evolu o do projeto de edif cios Para isso preciso garantir que a simula o seja realizada na hora certa e pelos motivos certos Isso requer tanto uma garantia de qualidade da simula o quanto uma coordena o mais adequada do processo de projeto Al m disso modelos de dados para a integra o f cil dessas ferramentas com os sistemas CAD s o uma promessa h d cadas e houve poucos resultados pr ticos AUGENBROE 2002 Chastain e outros autores afirmam que a subestima o dos potenciais das novas tecnologias de informa o sobre o modo de conduzir as atividades da constru o resulta na subutiliza o do seu potencial revolucion rio e em aplica es inadequadas aos seus contextos Para eles tecnologias como a modelagem de produto s podem ser plenamente realizadas com a reorganiza o de grande parte dos processos que ainda s o orientados por um paradigma originado em um contexto anterior inform tica CHASTAIN et al 2002 Para Kalay preciso transformar a atual estrutura hier rquica e sequencial do processo de projetos para uma estrutura de atividades paralelas e mais efetivamente relacionadas o que chamou de 71 interleaved process A inform
143. ifica o provenientes das suas respectivas simula es e identificar o melhor conjunto de atributos para os objetos param tricos Por fim Mahdavi prop e uma quarta abordagem que a extens o do modelo resultante das simula es de performance para as fases de opera o e manuten o do edif cio MAHDAVI 2003 Apesar da necessidade de aumentar a quantidade e a profundidade dos estudos sobre a modelagem a aceita o das suas vantagens para a ind stria da constru o cresce paulatinamente O instituto de pesquisas VTT da Finl ndia publicou recentemente a vers o atualizada do Finnish ICT Barometer uma pesquisa realizada atrav s de e mails para empresas do setor naquele pa s Foram contabilizadas 86 respostas v lidas incluindo todas as especialidades de arquitetos e engenheiros a propriet rios 93 das empresas afirmaram utilizar BIM em seus projetos Por m 75 dos projetistas afirmaram que a maior parte das documenta es criada em CADs 72 bidimensionais e 81 dos profissionais n o utilizam o modelo BIM compartilhado Al m disso a maioria dos projetistas utiliza apenas o aspecto geom trico da modelagem sem que a informa o flua para os processos de planejamento contrata o ou mesmo marketing A despeito do aparente uso ainda incipiente a maioria dos respondentes afirmou que a tend ncia da modelagem deve se intensificar e apontaram a melhoria da competitividade e da qualidade do trabalho como principa
144. il o Programa Setorial de Qualidade PSQ definiu a melhoria dos projetos como elemento essencial na obten o de maior qualidade e processos mais racionalizados na ind stria da constru o PSQ 1997 Em consequ ncia da sua relev ncia para a totalidade do processo de constru o a fase de projetos quando mal conduzida respons vel por boa parte dos problemas ocorridos nas fases subsequentes Estudos indicam que erros na documenta o da constru o s o respons veis pela maior parte das falhas ocorridas nas obras Na Europa erros e falta de informa o no projeto s o causas de 36 a 49 das falhas nas constru es e no Brasil pesquisa de 1989 indicava o projeto como origem de 46 destas falhas contra 22 oriundas da execu o da obra MELHADO 1994 Em pesquisa mais recente foi demonstrado que projetos inadequados eram respons veis por 60 dos defeitos patol gicos apresentados pelas constru es estudadas AMBROZEWICZ 2003 Fabr cio e outros autores citam entre as principais defici ncias dos projetos a aus ncia de informa es necess rias s atividades de produ o do edif cio ou mesmo a desconsidera o da fase de produ o nas solu es adotadas pelo projeto Isso leva as equipes de obra a decidir por si pr prias a respeito das caracter sticas que n o foram especificadas no projeto FABRICIO et al 1998 Por estes motivos atualmente existe entre os pesquisadores a consci ncia da rela o direta entre
145. imeira vers o da ifeXML foi lan ada em 2001 e a partir de ent o para cada vers o do esquema IFC h uma vers o ifcXML correspondente mapeada automaticamente 121 4 5 2 Defini o do problema O objetivo de usar a ifcXML permitir a cria o de aplica es para acessar modelos sem que se exija dos programadores o dom nio de esquemas EXPRESS j que h pouca documenta o e ferramentas para auxiliar a programa o A pr pria IAI reconhece que a linguagem XML tem uma inser o muito mais ampla do que seria poss vel com a EXPRESS mesmo se considerado apenas o setor da ind stria da constru o Por isso definiu que a utiliza o das duas formas de IFC complementar sendo a ifeXML mais recomendada para transferir por es da informa o do modelo enquanto os arquivos SPF mais compactos s o utilizados para transmitir o modelo completo do edif cio NISBET e LIEBICH 2007 Aranda Mena e Wakefield v o ainda al m afirmando que a ifcXML por ser baseada em uma tecnologia da Web e naturalmente associ vel aos recentes desenvolvimentos da web sem ntica como a linguagem de ontologias OWL provavelmente dar origem a uma nova gera o de padr es para interoperabilidade na constru o ARANDA MENA e WAKEFIELD 2006 4 5 3 Desenvolvimento do experimento Arquivos XML podem ser lidos como strings de texto mas essa abordagem demanda um grande esfor o de programa o Uma maneira mais eficiente utilizar APIs
146. inar os processos de tradu o de dados entre diferentes formatos que s o sempre propensos a erros e perdas de significado da informa o Gielingh por m identifica v rios desafios que ainda limitam a dissemina o dos modelos neutros entre eles a pr pria defini o do que seria um modelo neutro j que mesmo diferentes Application Protocols da STEP n o s o interoper veis GIELINGH 2008 Isso sugere que a ado o plena dos modelos neutros na ind stria da constru o caso venha a ocorrer ser precedida por uma fase de transi o na qual os modelos propriet rios permanecer o exercendo forte influ ncia na modelagem de edifica es Por esse motivo neste trabalho foram estudados m todos de acesso aos dois tipos de formato o formato propriet rio PLN do ArchiCAD GRAPHISOFT 2008e e o formato neutro IFC desenvolvido pela International Alliance for Interoperability IAI 2008c Existem v rias formas de acessar modelos de dados e identificar as principais para os modelos utilizados foi a primeira etapa da prepara o para os experimentos neste trabalho Um esquema organizando os m todos de acesso identificados foi elaborado e apresentado na figura 4 01 76 GRAPHISOFT API SCRIPT APLICATIVO FORMATO PROPRIET RIO A FORMATO ABERTO Co XML SERVIDOR BD PARSING Jam EXPRESS TOOLBOX ac Fig 4 01 esquema dos m todos de acesso ao modelo integrado do edif cio utilizados neste trabal
147. ind stria da constru o Os demais cap tulos desenvolvem o tema na seguinte ordem Cap tulo 2 s o apresentados os princ pios da modelagem de produtos e a sua origem na ind stria da manufatura Cap tulo 3 apresenta as caracter sticas da aplica o da modelagem de produto na ind stria da constru o Cap tulo 4 descreve os experimentos realizados para demonstrar a viabilidade do acesso aos modelos de edif cios e gera o de informa es a partir deles Cap tulo 5 apresenta as considera es finais sobre os resultados dos experimentos e sugest es para o desenvolvimento de trabalhos complementares a este Cap tulo 6 refer ncias Ap ndices s o apresentados os artigos publicados durante o desenvolvimento da disserta o e os algoritmos produzidos durante os experimentos 2 Modelagem de Produto It is only worthwhile to make drawings on the computer if you get something more out of the drawing than just a drawing Ivan Sutherland 1963 M odelagem a cria o de representa es chamadas modelos de fen menos ou sistemas com o intuito de melhor compreender a sua natureza e prever o seu comportamento Modelos traduzem para uma forma simplificada um conjunto de entidades complexo demais para ser apreendido em sua totalidade MAHDAVI 2003 Essa abstra o permite transmitir apenas as caracter sticas essenciais do sistema representado protegendo os receptores da informa
148. ividade de projeto por m normalmente fixavam a sequ ncia de opera es do projetista A raz o para isso que esquemas de verifica o da integridade do projeto s funcionavam se a informa o fosse inserida em uma determinada ordem Sistemas CAD deveriam deveriam suportar um vasto repert rio de abstra es e v rias possibilidades de sequenciamento do desenvolvimento do 70 projeto O projetista ent o poderia escolher o modo de trabalho que lhe parecesse mais adequado Poucas pessoas que seriamente consideram se projetistas deveriam aceitar uma organiza o do projeto manual ou no computador que pr especifica rigidamente as abstra es a serem usadas e a sua sequ ncia de aplica o EASTMAN e HENRION 1979 EASTMAN 1980a Atualmente essa continua sendo uma situa o mal resolvida Turk por exemplo afirma que a tentativa de criar modelos de concep o que definem a natureza dos objetos e rela es que representam um edif cio carece de estudos mais aprofundados e tem comumente sido abordada a partir da quest o t cnica apenas A simples proposi o de gerar projetos de edif cios a partir de modelos parece para ele contradit ria pois a concep o de id ias orientada por modelos sejam r gidos ou n o pode impedir o projetista de vislumbrar solu es originais que n o se ad quem estrutura do modelo TURK 2001 Ibrahim e outros autores fazem afirma o semelhante referindo se s capacidades oferec
149. izadas em conjunto com o ArchiCAD complementando as suas funcionalidades a Graphisoft oferece um conjunto de bibliotecas de v nculos para programa o em C chamada Graphisoft Application Programming Interface Development Kit ou simplesmente Graphisoft API GRAPHISOFT 2008d A API disponibilizada gratuitamente para uso n o comercial e um cadastro junto Graphisoft foi necess rio para que um c digo que habilita o funcionamento de aplica es criadas com a API fosse disponibilizado Ao contr rio da cria o de scripts o desenvolvimento de aplica es com a Graphisoft API n o utiliza a linguagem GDL e sim C que a mesma linguagem na qual o ArchiCAD foi desenvolvido Isso n o garante s uma melhor adapta o da nova aplica o ao sistema principal mas tamb m viabiliza algoritmos muito mais complexos de escopo mais amplo e processamento mais r pido do que seria conseguido com a melhor programa o GDL Tamb m pode se criar aplica es em Java utilizando a API desde que sejam definidos m todos nativos para gerenciar a conex o com as fun es das bibliotecas DLL Essa abordagem n o encorajada pela Graphisoft por ser mais propensa a erros de aloca o de mem ria durante a execu o Os m todos disponibilizados pela API podem ser utilizados tanto para a cria o de plug ins como aplica es independentes Pode se por exemplo desenvolver um sistema de an lises f sicas completo em C utilizando fun es
150. kshop2007 Artigo 25 pdf acessado em 12 2008 MARTINS O S Determina o do potencial de sequestro de carbono na recupera o de matas ciliares na regi o de S o Carlos SP S o Carlos 2004 161 p Tese Doutorado Centro de Ci ncias Biol gicas e da Sa de Universidade Federal de S o Carlos Dispon vel em http www bdtd ufscar br tde busca arquivo php codArquivo 816 acessado em 01 2009 MELHADO S B Qualidade do projeto na constru o de edif cios aplica o ao caso das empresas de incorpora o e constru o S o Paulo 1994 310 p Tese Doutorado Escola Polit cnica Universidade de S o Paulo 20 11 2006 147 MELHADO S B e AQUINO J P R D Perspectivas da utiliza o generalizada de Projetos para Produ o na constru o de edif cios In GEST O DO PROCESSO DE PROJETO NA CONSTRU O DE EDIF CIOS 2001 S o Carlos SP Dispon vel em http www eesc sc usp br sap workshop anais PERSPECTIVAS DA UTILIZACAO GENERALIZA DA DE PROJ PARA PRODUCAO pdf acessado em 20 11 2006 MELHADO S B e GRILO L M Desafios e oportunidades para os escrit rios de projeto frente s tend ncias para a gest o do processo de projeto e do empreendimento Boletim T cnico da Escola Polit cnica da USP Departamento de Engenharia de Constru o Civil n 336 2003 Dispon vel em http alunospos pcc usp br leonardo grilo Boletim t 25C3 25A9cnico com mudan 25C3 25A7as pdf acessado em 20 11 2006 MIKALDO J Es
151. l motivo para investir nas ferramentas de tecnologia de informa o VTT 2007 Em recente evento que reuniu participantes de v rios setores da ind stria da constru o Martin Fischer apontou como resultados comuns a v rios projetos que utilizaram BIM o aumento da produtividade no canteiro de 20 a 30 a redu o das solicita es de situa o e pedidos de modifica o em dez vezes ou mais o aumento expressivo do engajamento dos stakeholders e a considera o de muito mais op es de projetos a partir de mais perspectivas sem aumento de custos e tempo de projeto Entretanto a BIM tem sido utilizada na maioria dos casos em fases isoladas do processo de constru o e o seu maior desafio atualmente a integra o dessas fases Cada setor da constru o representado no evento colaborou com uma perspectiva diferente sobre a BIM e as demais barreiras a serem superadas A conclus o geral foi que uma maior ado o da BIM esbarra em dois problemas a mentalidade individualista dos envolvidos que tradicionalmente n o consideram o benef cio da colabora o durante os projetos e a falta de ferramentas que transfiram dados entre as fases do desenvolvimento HARTMANN e FISCHER 2008 73 74 4 Acesso ao Modelo Integrado do Edif cio objetivo de acessar os modelos de edif cios criar aplica es para processar os O seus dados que foram previamente estruturados em uma aplica o BIM CAD e gerar novas informa
152. l de grupos de entidades ENTITY relacionadas e compila es sucessivas O erro inicial n o reapareceu at que fossem inseridas no esquema as duas declara es RULE do final do esquema IFC 2X3 IfcRepresentationContextSamewCS e IfcSingleProjectInstance Ficou claro que a EXPRESS Compiler da JSDAI n o estava aceitando as duas declara es embora a documenta o da ferramenta afirme que esse tipo de estrutura pode ser interpretada na compila o Do ponto de vista do desenvolvimento de algoritmos o experimento poderia ter prosseguido sem as duas declara es RULE mas mesmo que uma aplica o fosse gerada ela teria partido de um modelo de dados que n o representaria fielmente o esquema IFC que era o princ pio do experimento Embora n o tenha sido encontrada explica o para o erro pode se argumentar que ele tenha sido causado pela caracter stica essencialmente gen rica da ferramenta SDAI Nesse mesmo sentido Nour e Beucke observam que n o h linguagem de programa o na qual as estruturas de dados EXPRESS possam ser mapeadas perfeitamente As defini es RULE assim como os atributos derivados e inversos tem sido um problema constante para as pesquisas no tema NOUR e BEUCKE 2008 4 4 3 Discuss o impr prio falar de vantagens verificadas por este experimento pois as tr s abordagens empregadas para acessar o modelo IFC foram mal sucedidas Isso n o refuta de forma alguma o potencial de acessar o modelo de edif cio po
153. leva o os par metros do objeto s o modificados e todas as outras inst ncias que estiverem ativas sejam elas gr ficas ou textuais como uma lista de esquadrias passam a representar a porta com as novas dimens es importante ressaltar por m que dificilmente o projetista ser afastado completamente do processo de gera o documenta es e simula es Por isso pode se pensar nessa funcionalidade mais como automa o parcial da documenta o liberando o usu rio das fun es mais repetitivas mas ainda dependendo dele para solu o de situa es mais complexas Kalay afirmou que a figura do projetista permanece insubstitu vel independentemente da evolu o das tecnologias de informa o pois ele exerce sobre o conte do da informa o uma ordena o sem ntica que dificilmente poderia ser transformada em algoritmos KALAY 1985b Augenbroe considera tamb m a influ ncia preponderante da capacita o do pr prio usu rio na qualidade das informa es produzidas em simula es dos edif cios e a forte tend ncia para distribui o das simula es entre especialistas atrav s da internet em vez de inserilas simplificadamente nos sistemas utilizados na documenta o do projeto AUGENBROE 2002 55 3 5 2 Organiza o da documenta o Representa es instanciadas s o arranjos tempor rios mas poss vel definir para elas estruturas permanentes de organiza o e relacionamento Manusear e visualiz
154. liar o m todo de acesso 07 ao modelo por plug in foi criada uma aplica o para exportar elementos nativos do ArchiCAD para um sistema de an lises f sicas chamado Mestre Finalmente aplicativos independentes possuem a sua pr pria interface e podem ser executados em separado da aplica o principal Eles utilizam as APIs apenas para extrair as fun es de acesso e manipula o dos dados de um modelo propriet rio da aplica o em quest o Do ponto de vista da manipula o de dados e gera o de informa es aplicativos independentes e plug ins oferecem as mesmas possibilidades j que se utilizam do mesmo m todo de acesso a conex o via API Modelos de edif cios no formato de dados neutro estudado IFC podem se apresentar na forma de bancos de dados gerenciados por um servidor de modelos ou na forma de arquivos ASCII American Standard Code for Information Interchange um padr o de troca de informa es por caracteres sem formata o Neste trabalho n o foram avaliados m todos de acesso via servidor de modelos por dois motivos primeiro a complexidade envolvida na gera o de um ambiente para testes demandaria um tempo que prejudicaria os demais experimentos Mas al m disso os dados obtidos a partir do modelo seja ele apresentado como um banco de dados ou um arquivo ASCII s o essencialmente os mesmos e portanto as conclus es a respeito do acesso a modelos em arquivos podem ser generalizadas para o acesso
155. lica es complementares sempre que uma nova vers o da aplica o original lan ada Modelos propriet rios tamb m exigem a cria o de mapeamentos de dados para cada aplica o a ser integrada durante o processo de desenvolvimento de edif cios Modelos neutros como as IFC tem como objetivo integrar diferentes aplica es atrav s do uso de um nico modelo de dados Isso elimina a necessidade de cria o de v rios mapeamentos de dados entre aplica es diferentes Os mapeamentos s o realizados apenas uma vez entre o modelo de dados e a nova aplica o sendo desenvolvida Neste trabalho foram testados dois m todos de acesso ao modelo IFC via arquivo SPF e via arquivo ifcXML 135 O experimento de acesso ao modelo IFC por arquivo SPF se o 4 4 foi o nico a n o produzir resultados palp veis H pouca documenta o e os manuais s o confusos com poucos exemplos As duas ferramentas gratuitas utilizadas TNO IFC Engine e LKSoftWare JSDAI n o funcionaram de acordo com o esperado mesmo depois de seguidas as instru es das fabricantes Novos testes com as configura es das ferramentas precisam ser realizados para identificar as causas dos problemas ocorridos no experimento As v rias ferramentas comerciais dispon veis que realizam o acesso a modelos IFC em formato SPF n o foram testadas e tamb m s o op es para aqueles que pretenderem realizar estudos complementares O acesso a modelos em formato
156. los de produto evoluiu em conjunto com as possibilidades t cnicas dos computadores as novas concep es de estrutura o da informa o trazidas pelo estudo dos modelos de dados e as crescentes demandas por integra o dos sistemas de produ o Essas demandas por m n o foram homog neas seja considerando os processos produtivos ou os diferentes segmentos da ind stria A classifica o dos tipos de modelos por idade coincide com o aumento da sua complexidade e til para ilustrar a origem das funcionalidades dos modelos mais recentes mas diz respeito apenas ao aspecto t cnico e n o ado o efetiva pela ind stria Mesmo hoje os primeiros e mais simples tipos de modelos ainda s o utilizados como principal meio de transmiss o de informa es entre processos produtivos em determinados setores como na constru o civil por exemplo 2 2 1 Modelo geom trico Os primeiros modelos tinham por objetivo principal representar geometria dos elementos que compunham os produtos Embora a id ia de representar informa es complementares geometria j estivesse presente desde o in cio do CAD a grande dificuldade para equacionar processos complexos utilizando computadores ainda muito simples dirigiu grande parte das pesquisas para a defini o de teorias matem ticas que permitissem representar a geometria digitalmente Eastman e est gios a abordagem inicial denominada image modeling enfocava a produ o de desenhos
157. m atributo calculado a partir da sua geometria ou de vari veis tecnol gicas como torque densidade ou resist ncia Restri es sem nticas mant m o relacionamento entre as entidades apenas se uma determinada condi o for atendida Restri es topol gicas avaliam condi es de incid ncia conectividade entre elementos conjuntos ou partes 2 2 4 Modelo param trico O modelo param trico estende o modelo geom trico para al m da soma das representa es topol gicas e geom tricas Eles cont m tamb m a metaestrutura a partir da qual novas inst ncias dos s lidos podem ser derivadas Deste modo mais apropriado pensar em modelos param tricos como um conjunto de s lidos 15 param tricos que s o classes de s lidos espec ficos Uma classe prisma por exemplo cont m a informa o necess ria a metaestrutura para criar prismas de qualquer dimens o A gera o de uma inst ncia de objeto realizada por um algoritmo determin stico que considera diferentes restri es e avalia par metros definidos na estrutura de informa o que comp e o s lido param trico Antes do desenvolvimento dos s lidos param tricos a modelagem gerava apenas s lidos espec ficos que uma vez criados n o podiam ser modificados facilmente A modelagem param trica ao contr rio n o enfoca a representa o final do s lido e sim as etapas envolvidas na sua constru o parametrizando as e possibilitando que o usu rio determi
158. m quaisquer arquivos SPF Por isso antes de desenvolver a aplica o em si necess rio compilar o esquema EXPRESS que dar origem s classes que ser o utilizadas no processo de binding A compila o de esquemas EXPRESS em JSDAI feita no m dulo EXPRESS Compiler tamb m dispon vel na vers o para Eclipse LKSOFTWARE 2008a A compila o do esquema IFC 2X3 no EXPRESS Compiler gerou um erro de validade e a biblioteca de classes n o foi gerada Logo de in cio cogitou se a possibilidade do erro ser causado pela JSDAI e n o pelo esquema IFC 2X3 O esquema era a vers o est vel mais recente disponibilizada pela IAI e antes de ser disponibilizado havia sido certificado por v rias ferramentas pr prias para verifica o da coer ncia de esquemas EXPRESS Assim como no caso da TNO a LKSofWare n o foram encontradas solu es na documenta o e nos f runs de usu rios da ferramenta Para identificar o local exato do erro uma vez que o EXPRESS Compiler 118 informava apenas uma falha de validade no esquema eliminou se do arquivo do esquema todas as entidades mantendo se apenas o cabe alho e as declara es de tipo TYPE Feito isso a compila o foi realizada sem erros e a biblioteca Java foi gerada nesse caso contendo apenas fun es de acesso gen ricas e a declara o dos tipos equivalentes aos TYPE da EXPRESS Demonstrada a possibilidade de compila o procedeu se uma met dica tarefa de adi o gradua
159. m a distribui o geral dos elementos e servem de ndice para localizar os desenhos em grande escala EASTMAN 1980a Nos BIM CADs essa situa o resolvida com a defini o de rela es entre as diferentes inst ncias de representa o do modelo Algumas rela es s o fixas determinadas pela interface dos sistemas como a representa o do edif cio por pavimentos Tamb m existem ferramentas que permitem ao usu rio inserir uma indica o de rela o a uma inst ncia de representa o sobre outra inst ncia de representa o al m de possibilitar a configura o das suas propriedades c digo escala nome etc Essa opera o cria arranjos permanentes que s o registrados no modelo Por exemplo existem ferramentas para dispor e configurar cortes que aparecem em planta como uma 56 simbologia de acordo com as conven es de desenho t cnico adotadas O mesmo pode ser feito para inserir indica es de detalhes nas plantas ou nos cortes Dessa maneira inst ncias de representa o mais abrangentes como a planta servem de ndice para organizar inst ncias mais espec ficas como cortes e detalhes Em geral as pr prias simbologias da indica o das inst ncias mais espec ficas possuem funcionalidades que permitem ao usu rio acess la Outro importante aspecto nesse sentido foi apontado por Eastman no in cio da d cada de 1990 um modelo de edif cio deveria ser idealmente composto por dois conjuntos um grupo
160. m pontaletes e a cobertura de telhas cer micas tipo francesa Fig 4 25 modelo criado para exemplificar o uso da ferramenta EEQuant em perspectiva e planta 105 A ferramenta demonstrou que mesmo uma casa relativamente simples como esta utiliza um volume de materiais de constru o cuja produ o consome consider veis quantidades de energia aproximadamente 328 5 GJ O impacto ambiental fica mais evidente entretanto pela quantidade de CO emitido quase 24 toneladas Como ilustra o de acordo com trabalho de Martins 2004 que considera a absor o m dia de carbono por rvores t picas da floresta atl ntica brasileira estima se que seria necess rio o plantio de 152 rvores apenas para absorver o CO emitido na fabrica o e no transporte dos materiais utilizados N o s o consideradas nesse c lculo as demais fases do ciclo de vida da edifica o constru o utiliza o e demoli o por exemplo As listas completas geradas pelo EEQuant para o modelo da resid ncia do exemplo s o mostradas no Ap ndice D 4 2 5 Discuss o O acesso aos dados do modelo digital e a sua associa o com informa es complementares mostrou se vi vel e produziu interessantes resultados A automatiza o conseguida pode ser generalizada para as mais diversas aplica es sendo necess rio apenas definir novos ndices e inclu los em bases de dados auxiliares Por exemplo
161. ma o trocar e quando realizar a troca Na vis o da IAI sobre a interoperabilidade estes tr s requisitos s o contemplados pelo modelo IFC que respons vel pelo armazenamento digital pelo IDM Information Delivery Manual que d suporte aos processos do desenvolvimento de constru es e pelo IFD International Framework for Libraries que define a terminologia dos elementos do projeto Para expandir a utiliza o do modelo IFC e melhorar a comunica o entre as etapas da constru o o desenvolvimento de softwares deve atender aos tr s requisitos KIVINIEMI et al 2008 IFD IFD determina a terminologia dos elementos do projeto de constru es e a relaciona com as entidades IFC Al m do nome pelo qual os elementos que comp em os edif cios s o chamados variar entre diferentes regi es as partes que comp em cada elemento tamb m variam Um exemplo disso s o as portas pode se considerar que o elemento porta seja uma unidade completa com folha caixilhos e ferragens Ou ent o apenas a folha e os batentes ou ent o o caixilho pode ser um quadro completo 66 dispensando a instala o da soleira ou somente um arco e assim por diante Como as IFC s o flex veis e extens veis este elemento pode ser descrito de v rias maneiras Um entendimento comum sobre os elementos descritos nos modelos IFC era necess rio ou no m nimo um esquema que permitisse mapear as diferen as entre as descri es regionais dos elemento
162. maticamente esses dados atrav s de scripts e processos de quantifica o disponibilizados pelo ArchiCAD A informa o resultante do uso da ferramenta permite avaliar instantaneamente em fases iniciais do processo de projeto parte do impacto ambiental causado pela utiliza o de diferentes materiais de constru o 91 4 2 1 Defini o do problema O aquecimento do planeta um tema com repercuss o cada vez maior na sociedade e a ind stria da constru o respons vel por boa parte do consumo de energia e emiss o de gases de efeito estufa ROAF e DAY 2001 ROAF 2004 TAVARES 2006 O impacto ambiental gerado pela ind stria da constru o nas economias em desenvolvimento ainda maior do que nas desenvolvidas pois grande parte da infra estrutura ainda est sendo constru da e esse setor da ind stria geralmente responde por uma propor o maior do PIB nacional PLESSIS 2001 A an lise do impacto ambiental causado pelo edif cio em todo o seu ciclo de vida torna se cada vez mais importante Por defini o da ISO 14040 a an lise do ciclo de vida considera as mat rias primas e recursos energ ticos consumidos em todos os processos envolvidos na produ o utiliza o e destina o final de um produto bem como os seus impactos ambientais potenciais TAVARES 2006 Os aplicativos que se prop em a analisar o ciclo de vida dos edif cios seguem um princ pio comum associam os dados espec ficos do edif cio s
163. n veis mais altos A primeira vers o das IFC tinha cinco tipos de resource geometry property property type measure e utility Na vers o 2X essas unidades foram subdivididas e outras foram acrescentadas resultando em 20 tipos de recursos LIEBICH e WIX 2000 65 Como desenvolvido em EXPRESS a sintaxe do modelo de dados ou esquema IFC utiliza os constructos mostrados na subse o 2 3 4 As unidades b sicas de informa o s o entidades que podem representar objetos propriedades dos objetos ou rela es entre objetos ifcObject ifcPropertyDefinition ifcRelationship Objetos podem descrever elementos f sicos como paredes espa os equipamentos mas tamb m abstratos como tarefas controles processos etc Eles s o derivados em sete tipos principais produtos processos controles recursos atores projetos e grupos LIEBICH e WIX 2000 As extens es das entidades b sicas do modelo s o criadas com a propriedade EXPRESS SUBTYPE OF e em teoria desde que enquadrem se na arquitetura da IFC podem ser interpretadas inequivocamente em qualquer aplica o que consiga ler o modelo O esquema IFC completo pode ser obtido no site da IAI LIEBICH et al 2006 Para que um fluxo cont nuo de informa es realmente possa ocorrer tr s fatores devem ser atendidos o formato no qual a informa o trocada um entendimento comum a respeito do significado da informa o sendo trocada e a defini o de qual infor
164. n vel em http www bfrl nist gov oae publications gcrs 04867 pdf Acessado em 12 2008 GIELINGH W An assessment of the current state of product data technologies Computer Aided Design v 40 n 7 2008 p 750 759 Dispon vel em http dx doi org 10 1016 j cad 2008 06 003 acessado em 12 2008 GINGERICH J Z Computer graphics building definition system In Annual ACM IEEE Design Automation Conference 10 1973 Proceedings of the 10th Workshop on Design Automation Piscataway IEEE Press 1973 Dispon vel em http portal acm org toc cfm id 800124 amp type proceeding amp coll portal amp dl ACM amp CFID 1539 4702 amp CFTOKEN 69261272 acessado em 12 2008 GRABOWSKI H e ANDERL R Integration of the design and manufacture planning process based on a CAD system with a technology oriented volume model Computers amp Graphics v 7 n 2 1983 p 125 141 Dispon vel em http dx doi org 10 1016 0097 8493 83 90003 1 acessado em 12 2008 GRAPHISOFT ArchiCAD 10 GDL Reference Guide Graphisoft 2006 320 p GRAPHISOFT ArchiCAD p gina da internet 2008a http www graphisoft com products archicad acessado em 12 2008 GRAPHISOFT ArchiCAD 12 GDL Reference Guide Graphisoft 2008b 336 p GRAPHISOFT Graphisoft API Development Kit Documentation p gina da internet 2008c http www graphisoft com support developer documentation DocAPIDevkit html acessado em 01 2009 GRAPHISOFT Graphisoft Application Programming Interfa
165. nas entre o projeto arquitet nico e o estrutural No futuro espera se que uma integra o mais ampla d origem a novas oportunidades de neg cios e melhore a produtividade da ind stria da constru o que sabidamente inferior aos outros setores da ind stria Contratantes e profissionais do setor apenas come aram a compreender as novas possibilidades oferecidas NIBS 2007 3 2 Escopo da BIM Na ind stria da manufatura a modelagem de produtos surgiu para integrar a informa o em todos os processos do ciclo de vida de um produto O seu campo de estudo portanto abrange tudo que est relacionado com qualquer atividade entre a concep o e a disposi o final do produto Do mesmo modo a BIM abarca um amplo espectro de conceitos atividades t cnicas ferramentas e atores reunidos em relacionamentos complexos e distribu dos por todas as atividades inerentes ind stria da constru o Estudos sobre a BIM podem incluir trabalhos com abordagens t o diversas quanto a defini o fenomenol gica do termo modelo TURK 2001 e a estrutura o l gica do seu armazenamento em disco HANNUS 1991 N o obstante a sua amplitude a BIM pode ser mais facilmente compreendida se for abordada em diferentes n veis de abstra o sendo n veis mais altos relacionados com o contexto da aplica o da tecnologia e os mais baixos relacionados com os aspectos mais t cnicos das suas ferramentas Por exemplo A iniciativa de regulame
166. ncep o durante o projeto KOWALTOWSKI et al 2006 Al m de aplicar uma poderosa intelig ncia artificial para resolver esses problemas o sistema CAD ideal deveria disponibilizar ao operador a capacidade de desenvolver as suas habilidades de projeto de modo que lhe fosse completamente natural sem que ele fosse consciente que as suas a es de projeto desencadeiam um grande n mero de opera es computacionais altamente complexas ROSS e RODRIGUEZ 1963 Anderl e Grabowski duas d cadas depois dos primeiros trabalhos cient ficos sobre o CAD afirmaram que a utiliza o de computadores na produ o industrial deveria ser precedida por uma criteriosa an lise de todas as atividades envolvidas 10 para que fossem definidas as trocas de informa es entre elas Por m observaram que a maioria dos sistemas CAD ofereciam apenas a possibilidade de descrever pe as individualmente do mesmo modo que era feito com desenhos t cnicos em papel Os dados sobre a tecnologia aplicada como acabamento de superf cies e toler ncias dimensionais necess rios para o planejamento da produ o eram introduzidos posteriormente com o aux lio de di logos de entrada ou linguagens de programa o GRABOWSKI e ANDERL 1983 J na d cada de 1990 Hank Pels afirmou que mesmo nas situa es em que representa es mais ricas do que os desenhos feitos em computador eram empregadas havia o problema da transfer ncia da informa o Desde
167. nd databases in design Design Studies v 1 n 3 1980a p 146 152 Dispon vel em http dx doi org 10 1016 0142 694X 80 90021 6 acessado em 11 2008 142 EASTMAN C M Prototype integrated building model Computer Aided Design v 12 n 3 1980b p 115 119 Dispon vel em http dx doi org 10 1016 0010 4485 80 90003 2 acessado em 11 2008 EASTMAN C M Architectural CAD a ten year assessment of the state of the art Computer Aided Design v 21 n 5 1989 p 289 292 Dispon vel em http dx doi org 10 1016 0010 4485 89 90034 1 acessado em 11 2008 EASTMAN C M The evolution of CAD integrating multiple representations Building and Environment v 26 n 1 1991 p 17 23 Dispon vel em http dx doi org 10 1016 0360 1323 91 90035 A acessado em 12 2008 EASTMAN C M Modeling of buildings evolution and concepts Automation in Construction v 1 n 2 1992 p 99 109 Dispon vel em http dx doi org 10 1016 0926 5805 92 90001 Z acessado em 12 2008 EASTMAN C M Building Product Models Computer Environments Supporting Design and Construction Boca Raton CRC Press 1999 424 p EASTMAN C M New methods of architecture and building ACADIA Conference 2004 Toronto Dispon vel em http bim arch gatech edu data reference New 20Methods 200f 20Architecture 20and 20Building ACADIA2004 pdf acessado em 12 2008 EASTMAN C M e HENRION M Glide a language for design information systems In SIGGRAPH Inte
168. ne v rios resultados para o mesmo objeto a partir da combina o dos seus atributos A flexibilidade resultante pode ser explorada de muitas maneiras e se constitui em importante avan o para a aplica o no desenvolvimento de produtos HOFFMANN e JOAN ARINYO 2002 Os s lidos param tricos s o intimamente relacionados tecnologia de orienta o por objetos de onde surge a denomina o objeto param trico Um objeto param trico pode ser entendido como uma unidade de informa o ou classe que encapsula os dados os par metros e m todos para process los os scripts resultando em uma inst ncia do objeto Outra analogia para o modelo param trico consider lo uma associa o das qualidades do modelo geom trico com as do modelo variacional 2 2 5 Modelo baseado em caracter sticas features O modelo baseado em caracter sticas uma especializa o do modelo param trico A estrutura de classes proporcionada pela orienta o por objetos permite explorar novas classifica es hier rquicas al m da geometria Hvam defende que a modelagem de produto diretamente relacionada a dois conceitos a engenharia simult nea e a modelagem de caracter sticas A engenharia simult nea integra as atividades a partir do planejamento das fases do ciclo de vida do produto reduzindo o tempo de entrega e os custos de produ o A modelagem de caracter sticas um meio de representar as diferentes vis es que as v rias disciplinas
169. nference 2008 Helsinki Proceedings HOFFMANN C M e JOAN ARINYO R Parametric modeling In FARIN G et al Handbook of Computer Aided Geometric Design Amsterdam Elsevier 2002 p 519 541 Dispon vel em http dx doi org 10 1016 B978 044451104 1 50022 8 Acessado em 11 2008 HOSAKA M e KIMURA F A model based approach to CAD CAM integration Computers in Industry v 14 n 1 1990 p 35 42 Dispon vel em http dx doi org 10 1016 0166 3615 90 90101 T acessado em 12 2008 HOWARD R e BJ RK B C Use of standards for CAD layers in building Automation in Construction v 16 n 3 2007 p 290 297 Dispon vel em http dx doi org 10 1016 j autcon 2006 06 001 acessado em 12 2008 HOWARD R e BJ RK B C Building information modelling Experts views on standardisation and industry deployment Advanced Engineering Informatics v 22 n 2 2008 p 271 280 Dispon vel em http dx doi org 10 1016 aei 2007 03 001 acessado em 11 2008 HVAM L A procedure for the application of product modelling International Journal of Production Research v 39 n 5 2001 p 873 885 Dispon vel em http www ingentaconnect com content tandf tprs 2001 00000039 00000005 art00004 acessado em 12 2008 IAI IFC Tools for Developers p gina da internet 2008a http www iai international org software Tools 20for 20IFC 20developers html acessado em 12 2008 IAI IFD Library White Paper IAI 2008b 9 p Dispon vel em http ww
170. nium Recycled E Aluminium Recycl Im E EE Concrete Concrete EE EPS Ea EPs EE Fiber Cement Bn Fiber Cement EE Fired Clay Brick Bn Fired Clay Brick EE Fired Clay Roof Tile Bn Fired Clay Roof Tile EE Glass Bin Glass Float EE Granite a Granite Tile EE Gypsum Board Bn Gypsum Board EE Marble 5 Marble EE Mry FCB 9x19x19 Pl Bin Masonry Wall EE Mry FCB 939x19x19 Pl B Masonry Wall E EE Mortar 5 Mortar EE Plywood Plywood v lt gt Fig 4 17 janela de gerenciamento das regras de associa o autom tica Para associar elementos construtivos aos componentes da base de dados auxiliar a ferramenta EEQuant se utiliza de associa es autom ticas cujos crit rios s o a correspond ncia com o material de preenchimento ou revestimento do objeto param trico Por exemplo o property object Concrete que re ne os itens da base de dados auxiliar relativos produ o dos materiais que constituem o concreto associado automaticamente a todos os objetos param tricos cujo par metro fill preenchimento for EE Concrete independente de quaisquer outros par metros do elemento construtivo fig 4 18a Por sua vez o property object Ceramic Tiles External associado automaticamente a qualquer objeto param trico que possuir EE Ceramic Tiles CTE como valor para o par metro material revestimento fig 4 18b 99 Criteria Selector E Criteria Selector
171. no aos princ pios originais do CAD ele observou que a ado o da modelagem permitiria que os projetistas concebessem e validassem os novos constructos e posteriormente comunicassem corretamente os detalhes de constru o s fases de produ o Durante a concep o o modelo do produto auxilia os usu rios a explorar documentar compreender e predizer certas propriedades e comportamentos dos elementos representados A valida o a verifica o da conformidade do constructo proposto contra os diversos requisitos estabelecidos para a sua fabrica o e opera o e a sua import ncia cresce conforme aumenta a complexidade dos produtos O modelo do produto permite que sejam utilizadas listas de verifica o a simula es computacionais para auxiliar o projetista nesta fase Ele tamb m proporciona uma comunica o mais eficiente entre as fases do desenvolvimento do produto uma caracter stica necess ria para processos industriais que tornam se cada vez mais complexos e envolvem um n mero crescente de pessoas e organiza es muitas vezes distantes geograficamente PELS 1996 MAHDAVI 2003 12 Por proporcionar a integra o dos diversos sistemas utilizados nos processos de desenvolvimento a modelagem de produto foi considerada uma tecnologia chave no aumento da produtividade e para a sobreviv ncia competitiva das companhias KIMURA et al 1984 2 2 Evolu o dos modelos de produto A funcionalidade oferecida pelos mode
172. nry Construction Manual Berlin Birkhauser 2001 392 p PINI TCPO Tabelas de Composi o de Pre os para Or amentos 12 ed S o Paulo Pini 2003 441 p PLESSIS C D Agenda 21 for Sustainable Construction in Developing Countries Pretoria CSIR 2001 55 p Dispon vel em http www worldarchitecture org links http www sustainablesettlement co za docs a21 d iscussiondoc pdf PR SimaPro LCA p gina da internet 2008 http www pre nl simapro simapro lca software htm acessado em 12 2008 PRUD NCIO L R et al Alvenaria Estrutural de Blocos de Concreto Florian polis Palotti 2002 208 p PSQ Programa Setorial da Qualidade Setor de Projetos S o Paulo ASBEA ABECE ABRASIP IAB SP IE SINAECO SINDINSTALA O 1997 RAMALHO M A e CORR A M R S Projeto de Edif cios de Alvenaria Estrutural S o Paulo Pini 2003 174 p RIVARD H A survey on the impact of information technology on the canadian architecture engineering and construction industry Electronic Journal of Information Technology in 149 Construction v 5 n 3 2000 p 37 56 Dispon vel em http itcon org 2000 3 acessado em 09 12 2006 ROAF S Closing the Loop Benchmarks for Sustainable Buildings London Riba Publications 2004 532 p ROAF S e DAY C Eco House A design guide Oxford Architectural Press 2001 ROBINSON C E A data structure for a computer aided design system In Annual ACM IEEE Design Automation Conf
173. nta o da modelagem de produtos para a ind stria de obras de infra estrutura nos Estados Unidos a National Building Modeling Information Standard NBIMS adota um esquema de abstra o em tr s n veis A BIM entendida como um produto como uma ferramenta e como um processo Como um produto a BIM refere se ao modelo da edifica o ou seja uma entrega do processo de projeto baseada em padr es abertos e criada por ferramentas de informa o Como ferramenta a BIM 40 refere se s aplica es que interpretam o modelo da edifica o e agregam informa es e representa es a ele chamadas BIM authoring tools Por fim a BIM entendida como um processo colaborativo formado por atividades desenvolvidas durante todo o ciclo de vida da edifica o NIBS 2007 Interpretar a BIM como processo ou seja a partir de um n vel de abstra o mais alto essencial para a sua efetiva compreens o j que qualquer modelagem de produto tem como pr requisito integrar diferentes fases do desenvolvimento de um produto Para este trabalho por m os n veis mais baixos de abstra o tem uma import ncia central pois s o cruciais para o acesso aos modelos de edif cios Al m disso ajustar os n veis de abstra o para que enfoquem os aspectos mais t cnicos mesmo quando s o relacionados ao contexto da aplica o da modelagem mais til para os objetivos desta disserta o Por este motivo proposta uma classifica
174. ntation of IFC compatible BIM Erabuild 2008 128 p Dispon vel em http www deaca dk file 9497 Review 200f 20the 20Development 20and 20Implement ation 200f 20IFC 20compatible 20BIM pdf Acessado em 12 2008 KOWALTOWSKI D C C K et al Reflex o sobre metodologias de projeto arquitet nico Ambiente Constru do v 6 n 2 2006 p 07 19 Dispon vel em http www antac org br ambienteconstruido acessado em 20 11 2006 146 KRAUSE F L et al Product modelling CIRP Annals Manufacturing Technology v 42 n 2 1993 p 695 706 Dispon vel em http dx doi org 10 1016 S0007 8506 07 62532 3 acessado em 12 2008 KVAN T Collaborative design what is it Automation in Construction v 9 n 4 2000 p 409 415 Dispon vel em http dx doi org 10 1016 S0926 5805 99 00025 4 acessado em 12 2008 LACROIX M e PIROTTE A Data structures for CAD object description In Annual ACM IEEE Design Automation Conference 18 1981 Nashville Proceedings New York ACM 1981 p 653 659 Dispon vel em http portal acm org citation cfm id 802371 acessado em 12 2008 LAM P T et al Contributions of designers to improving buildability and constructability Design Studies n 27 2005 p 457 479 Dispon vel em http www elsevier com locate destud acessado em 20 11 2006 LEE G et al Specifying parametric building object behavior BOB for a building information modeling system Automation in Construction v 15 n 6
175. ntidades IFC que representam elementos construtivos s o estruturas de v rias entidades aninhadas Para obter as coordenadas de um ponto da forma geom trica que representa um elemento construtivo a express o seria a seguinte Real x documentElement getElementsByTagName IfcShapeRepresentation item 0 getAttribute Items getElementsByTagName IfcPolyline item 0 getattribute Points getElementsByTagName IfcCartesianPoint item 0 getattribute Coordinates getElementsByTagName IfcLengthMeasure item 0 getNodeValue Express es abstratas enormes e n o recomendadas como esta dificultam a documenta o do programa e praticamente inviabilizam modifica es Para evit las poderiam ser criadas v rias rotinas que simplificassem a cria o de express es Quanto mais se quiser simplificar a express o mais trabalho de programa o ser necess rio at que se chegue a algo do tipo Real x model getEntity IfcShapeRepresentation 0 getValue Item Q getValue Points 0 getValue Coordinates 0 getValue Note se que os m todos foram condensados mas ainda permaneceram abstratos Abstra o nesse n vel um problema para modelos de dados bem definidos e interoper veis como as IFC preciso garantir que toda a informa o processada e produzida pela aplica o seja valid vel ou seja que esteja de acordo com o esquema ifeXML Mantendo a ab
176. nto a quest o do grande n mero de entidades e atributos a serem revistos e a dificuldade de atualiza o das classes quando o esquema IFC fosse atualizado surge como s ria desvantagem Uma outra solu o mais robusta seria criar essas classes automaticamente atrav s de um processo de metacompila o como faz o pr prio XMLBeans ou ainda o Java Compiler Compiler Nesse caso seriam necess rios dois esquemas o esquema original IFC que cont m as unidades de informa o entidades atributos e relacionamentos e um esquema complementar para fornecer relacionamentos adicionais entre as entidades e atributos para a gera o dos m todos de acesso em n vel mais alto Sem ntica a quest o chave para a cria o autom tica dessas classes O esquema original fornece a natureza dos elementos construtivos e seus componentes e o esquema complementar fornece o conhecimento sobre como combinar seus elementos para produzir as informa es em alto n vel Por exemplo para originar o m todo de acesso em alto n vel getVolume para uma classe que represente a entidade IfcWall a compila o associaria as defini es do esquema ifcXML original com outro contendo associa es entre os atributos necess rios para calcular o resultado 138 Idealmente o pr prio processo de gera o do esquema complementar deveria ser automatizado a partir de ontologias que definissem o que uma parede o que comp e uma parede e como o
177. o 52 Al m de rela es internas ao objeto entre ele os elementos utilizados para a sua representa o podem ser estabelecidas rela es entre diferentes objetos todos os elementos de um pavimento s o movidos caso a altura do pavimento inferior seja aumentada por exemplo Ou ent o um objeto representando um lance de escada pode ser subordinado a um determinado pavimento e quando o p direito deste pavimento modificado o objeto recalcula o n mero e a altura dos degraus automaticamente Essas funcionalidades foram descritas por Eastman h quase 30 anos durante o desenvolvimento do sistema BDS EASTMAN 1980b 1991 Outra funcionalidade decorrente do relacionamento sem ntico entre os objetos a possibilidade de se estabelecer regras ou condi es a serem atendidas para que os objetos permane am coerentes Isso permite por exemplo realizar an lises para verificar conflitos espaciais ou mesmo funcionais a partir do modelo identificando reas internas e reas externas seria poss vel gerar uma regra que determinasse que todas as portas de entrada de um edif cio p blico deveriam abrir para fora e n o para dentro EASTMAN 1991 1992 LEE et al 2006 Tamb m poss vel estabelecer relacionamentos sem nticos que atendam necessidades de fases espec ficas do desenvolvimento do edif cio como organizar os elementos por custo data prevista para constru o ou equipe designada para a atividade por exemplo o
178. o de detalhes que prejudicariam a sua compreens o TURK 2001 Na ind stria da constru o s o utilizadas modelagens em v rias etapas do projeto de edif cios da elabora o de esquemas explicando conceitos e equa es prevendo comportamentos f sicos cria o de prot tipos para demonstrar a factibilidade das id ias O pr prio processo de projeto como um todo pode ser considerado uma modelagem um refinamento sucessivo de um modelo conceitual que o edif cio proposto TAKEDA et al 1990 Alguns tipos de modelagem utilizam representa es tridimensionais digitais de um sistema para fornecer uma visualiza o realista dos seus elementos e dos seus comportamentos BEUCKE et al 2005 Por exemplo na ind stria da constru o brasileira notadamente na fase de projetos o termo modelagem est fortemente associado cria o de representa es computacionais tridimensionais das edifica es tamb m chamadas maquetes eletr nicas SPERLING 2002 Considerando a defini o etimol gica qualquer representa o de um edif cio independente do conte do e da ferramenta utilizada pode ser chamada um modelo esbo os estudos de volumetria desenhos t cnicos em papel ou digitais maquetes f sicas ou eletr nicas detalhamentos etc Neste trabalho o termo modelo refere se ao resultado de uma abordagem de desenvolvimento de produtos industriais chamada modelagem de produto Um modelo de produto pode fornecer v rios
179. o lado tem estruturas de dados mais abstratas originando diferentes possibilidades de combina es dos dados e unidades de informa o Cada unidade de informa o decomposta em v rias outras at que sejam atingidos os tipos primitivos de dados at micos ex inteiro string real booleano A estrutura de dados abstrata flexibiliza o acesso e permite a constru o de v rios mapeamentos entre o modelo IFC e o modelo de dados interno das aplica es em desenvolvimento Por m lidar com essa abstra o como demonstrado na se o 4 5 3 pode dificultar muito o desenvolvimento de aplica es O c digo torna se muito complexo e de dif cil atualiza o propiciando o surgimento de erros 137 Uma abordagem mais adequada seria associar os benef cios das duas propostas manter a abstra o de dados mas oferecer a possibilidade de gera o de classes mais refinadas para acesso em n vel mais alto Essas classes deveriam fornecer m todos que localizassem e associassem dados em diferentes partes do modelo ou seja diferentes atributos das v rias entidades relacionadas em um modelo neutro Esses dados seriam ent o processados para dar origem informa o em n vel mais alto Uma solu o para isso seria criar manualmente classes com funcionalidades mais finamente sintonizadas com as informa es que s o usualmente mais importantes para o desenvolvimento de aplica es para a ind stria da constru o Entreta
180. o programa O c digo gerado um algoritmo estruturado fig 4 06 que guia o sistema na cria o de primitivos e s lidos geom tricos de acordo com os vari veis que capturam os valores dos par metros especificadas pelo usu rio Esses par metros s o dimensionais por exemplo espessura da parede altura tipo de bloco etc e de representa o espessura de linhas hachura cor etc Essas vari veis s o primeiramente definidas no c digo e ent o associadas a meta par metros em um painel pr prio fig 4 07 if tipo BL or tipo PA and tipo3d Padrao then block dimx 106 dimy 108 dimz 160 else if tipo BL then if dims 39 or dims 29 then prism 15 19 0 B 15 x 0 15 As 4 15 8 y 15 8 B 1 025 025 15 x 025 025 15 72 025 y 025 15 05 y 025 15 025 025 1 x72 025 025 15 x 025 025 15 x B25 y 025 15 x72 025 y 025 15 x 2 025 025 1 endif Fig 4 06 parte do c digo GDL que gera uma forma prism tica representando um bloco de concreto 85 Blocos de concreto Model Element template v Placeable Variable Type Name Value x A X Dimension 100 00 Al Hige B zat Y Dimension 100 00 SIC ZZYzX E Z Dimension 100 00 DR AC show2DHotsp E Show 2D Hotspots in 3D On EX hotspots Hotspots On B tipobloco Abe Tipo do Bloco CA 39 x 09 x 09 B preenchercml E Preencher com CML or B
181. o que mais interessa modelagem de produto na constru o o produto que atende ao cliente final a edifica o conclu da Definir a constru o como desenvolvimento de produtos permite introduzir na ind stria v rias das pr ticas j desenvolvidas para aumentar a efici ncia na produ o da ind stria de manufatura Os contextos das duas ind strias por m divergem largamente e compreend los essencial para que essa transfer ncia seja bem sucedida Projetos na ind stria da constru o s o geralmente desenvolvidos por equipes fragmentadas com pouca considera o das necessidades do cliente e os produtos entregues normalmente est o acima do or amento e do prazo definidos Al m disso o projeto de um produto na ind stria da manufatura d origem a v rias unidades indistintas fabricadas em s rie enquanto na constru o o desenvolvimento de produto origina apenas uma unidade TZORTZOPOULOS 2004 Outra especificidade da ind stria da constru o a destina o principal dos investimentos Pode se classificar as tipologias produtivas em tr s grupos as que concentram investimentos no desenvolvimento de novos produtos as que concentram investimentos no desenvolvimento de melhores processos de produ o e as que concentram investimentos na manuten o de recursos pessoas ou equipamentos que o caso da ind stria da constru o Por investir pouco em desenvolvimento de produtos e processos de fabrica o
182. oca de informa es na ind stria KALAY 1985b Embora em teoria o n vel tecnol gico da computa o j possibilitasse a implementa o de v rias das propostas iniciais do CAD para projeto de edifica es o desenvolvimento de edif cios no computador continuava centrado em desenhos Al m disso Eastman observa que a maioria dos escrit rios que haviam adotado o CAD o fizeram primeiramente por press o dos clientes que procuravam por empresas que transmitissem uma imagem de modernidade Mesmo o benef cio da agiliza o de tarefas repetitivas proporcionado pela digitaliza o dos desenhos era considerado apenas em segundo plano De modo geral a grande falha na implementa o do computador no processo de desenvolvimento de produtos na constru o continuava sendo a restrita utiliza o do conceito de modelagem de produto EASTMAN 1989 CADs comerciais para modelagem de edif cios foram disponibilizados j no in cio da d cada de 1980 Essa foi a mesma poca do surgimento dos CADs comerciais de desenho Alguns textos recentes sugerem que as vers es comerciais dos CADs de modelagem atualmente conhecidos como BIM CADs evolu ram a partir dos CADs comerciais de desenho Tse e outros autores por m afirmam o contr rio a primeira vers o do Allplan da alem Nemetschek data de 1980 NEMETSCHEK 2008 A empresa h ngara Graphisoft lan ou em 1984 o Radar CH que na sua segunda vers o em 1986 passaria a chamar se ArchiCAD GRAPH
183. of spaces space boundaries and enclosing structures Automation in Construction v 1 n 3 1992 p 193 214 Dispon vel em http dx doi org 10 1016 0926 5805 92 90013 A acessado em 12 2008 BRUNNERMEIER S B e MARTIN S A Interoperability Cost Analysis of the US Automotive Supply Chain Final Report Research Triangle Institute 1999 93 p Dispon vel em http www rti org pubs US Automotive pdf Acessado em 11 2008 CAMBIAGHI H Diretrizes Gerais para a Intercambialidade de projetos com CAD S o Paulo Pini 2000 44 p CHASTAIN T et al Square peg in a round hole or horseless carriage Reflections on the use of computing in architecture Automation in Construction v 11 n 2 2002 p 237 248 Dispon vel em http dx doi org 10 1016 S0926 5805 00 00095 9 acessado em 12 2008 COONS S A An outline of the requirements for a computer aided design system In Spring Joint Computer Conference 1963 Detroit Proceedings New York ACM 1963 p 299 304 Dispon vel em http doi acm org 10 1145 1461551 1461588 acessado em 11 2008 CSIRO LCADesign p gina da internet 2008 http www cmmt csiro au brochures tech Icadesign acessado em 01 2009 D CIO O C XML S o Paulo Novatec 2000 96 p EASTMAN C M General purpose building description systems Computer Aided Design v 8 n 1 1976 p 17 26 Dispon vel em http dx doi org 10 1016 0010 4485 76 90005 1 acessado em 11 2008 EASTMAN C M Information a
184. onsiderando que o prop sito inicial da tecnologia CAD era fornecer um ambiente de projeto n o apenas de produ o de desenhos COONS 1963 Contudo a massiva ado o de softwares de desenho bidimensional baseados em primitivos gr ficos durante as d cadas de 1980 e 90 gradualmente incutiu na comunidade leiga uma interpreta o incorreta do termo e logo CAD passou a designar mais um segmento de softwares do que a utiliza o de todo o potencial do computador para auxiliar o processo de projeto Nesse sentido BIM um retorno ao CAD como fora imaginado por seus pioneiros nas instala es do MIT na d cada de 1960 Por m na atual fase de transi o da representa o por desenhos para a modelagem o significado formado nas duas ltimas d cadas ainda provoca desentendimentos motivo pelo qual a maioria dos autores citados neste trabalho preferiu qualificar o termo CAD como CAD de modelagem BIM CAD CAD param trico CAD integrado etc 3 5 1 Automatiza o da documenta o A gera o autom tica da documenta o projetual a partir dos objetos do modelo BIM a vantagem mais imediata da utiliza o de um BIM CAD Todos os principais sistemas comercialmente dispon veis tem rotinas para gera o autom tica de v rias formas de relat rios a partir do modelo sejam eles gr ficos ou textuais Essa automa o possibilitada por rotinas especializadas que processam par metros dos objetos do modelo e formatam o resultado Desenhos
185. orto no Ambiente Constru do 9 2007 Ouro Preto Anais p 1697 1702 SCLCI Swiss Centre for Life Cycle Inventories The Ecoinvent Database p gina da internet 2008 http www ecoinvent org acessado em 12 2008 SCRA STEP STEP Application Handbook ISO 10303 Version 3 North Charleston SCRA 2006 175 p SOUZA U E L D Como reduzir perdas nos canteiros S o Paulo Pini 2005 128 p SPERLING D M O projeto arquitet nico novas tecnologias de informa o e o museu Guggenhein de Bilbao In Workshop Nacional Gest o do Processo de Projeto na Constru o de Edif cios 2 2002 Porto Alegre e anais Dispon vel em http www eesc sc usp br sap projetar files AO38 pdf acessado em 12 2008 STOUFFS R Constructing design representations using a sortal approach Advanced Engineering Informatics v 22 n 1 2008 p 71 89 Dispon vel em http dx doi org 10 1016 aei 2007 08 007 acessado em 12 2008 SUTHERLAND E Sketchpad a man machine graphical communication system In Spring Joint Computer Conference 1963 Detroit Proceedings New York ACM 1963 p 329 346 Dispon vel em http doi acm org 10 1145 800265 810742 acessado em 12 2008 TAKEDA H et al Modeling design processes Al Magazine v 11 n 4 1990 p 37 48 Dispon vel em http www aaai org ojs index php aimagazine article view 855 773 acessado em 12 2008 TAVARES S F Metodologia de An lise do Ciclo de Vida Energ tico de Edifica es Re
186. os de acesso adequados Para auxiliar efetivamente nos processos de produ o o modelo do produto deve ser mais 27 do que uma representa o est tica do produto acabado Ele deve conter tanto os resultados ltimos como os intermedi rios para que a sequ ncia de tomada de decis es que produziu a vers o final do produto possa ser rastreada e analisada permitindo que sejam aplicadas melhorias ao processo de produ o A informa o armazenada no modelo de produto prov m das cadeias de processos produtivos process chains que compreendem todas as atividades t cnicas e gerenciais necess rias para transformar as id ias iniciais em produtos finais durante todo o ciclo de vida do produto Uma vez que toda a informa o gerada em determinada etapa do ciclo de vida ser utilizada em outra a sua transmiss o eficiente essencial para o gerenciamento da cadeia e quaisquer processos de tradu o ou mudan a de formato deveriam ser evitados j que eles sempre trazem o risco de perda de parte do significado ou mesmo ocorr ncia de erros KRAUSE et al 1993 Mesmo um gerenciamento adequado de uma cadeia de processos perfeitamente ajustada pode n o ser suficiente para garantir a competitividade de algumas empresas Para as m dias pequenas companhias por exemplo empregar recursos externos para alguns dos processos de produ o mais econ mico e eficiente do que realiz los internamente O desenvolvimento distribu do de prod
187. os produtos da ind stria da constru o civil Ela est modificando gradualmente o modo como a informa o flui entre as diferentes fases da produ o de edifica es e torna se rapidamente um fator determinante para o posicionamento estrat gico das empresas e dos profissionais da ind stria da constru o A principal ferramenta da modelagem de produto na constru o o modelo do edif cio um reposit rio de informa es acessado por todos os profissionais envolvidos no desenvolvimento do edif cio da sua concep o sua constru o manuten o e disposi o final O modelo do edif cio representa as caracter sticas f sicas e funcionais dos componentes da edifica o em um ambiente multidimensional onde elas podem ser testadas e aprimoradas antes do in cio das obras Diferentes disciplinas da constru o utilizam aplica es computacionais pr prias que acessam o modelo do edif cio extraem e processam os dados e produzem informa es que s o ent o agregadas ao modelo refinando o incrementalmente Neste trabalho apresentada uma revis o sobre as origens e conceitos fundamentais da modelagem de produto na constru o Tamb m s o apresentados experimentos realizados para demonstrar as v rias formas de acessar os dados de modelos de edif cios e as suas potenciais vantagens para o desenvolvimento de aplica es computacionais para a ind stria da constru o Palavras chave Modelagem de produto na constru o BI
188. para compensar o complicado trabalho de modelagem Por outro lado o trabalho de modelagem dos elementos dos dutos de ar pode compensar em projetos complementares onde pode facilitar a avalia o das diversas solu es poss veis permitir a identifica o de conflitos espaciais e produzir automaticamente a documenta o para a montagem dos sistemas 3 3 2 Comportamento N o h limita es para o n mero de par metros que podem ser inclu dos em um objeto mas algumas situa es de projeto n o podem ser resolvidas apenas com dados por mais bem estruturados que sejam S o necess rios tamb m procedimentos EASTMAN 1992 Procedimentos s o algoritmos descritos em linguagens de programa o estruturadas que s o encapsulados nos objetos param tricos e originam os seus diferentes comportamentos Os comportamentos s o ent o ativados diretamente pelo usu rio ou indiretamente por rotinas do BIM CAD gerando como resultados informa es que podem ser utilizadas em an lises ou para criar representa es EASTMAN 1991 Lee e outros autores afirmam que o comportamento do objeto a capacidade de responder a est mulos externos e internos Os est mulos externos s o gerados por uma situa o comum a todos os objetos como uma mudan a de vari veis globais Esta vari vel ent o passada para todos os objetos podendo sobrepor seus par metros originais Os est mulos internos s o causados pela modifica o de atributos do pr
189. pelo aplicativo a que se destinam Exemplos de formatos propriet rios s o o DWG ou o 3DS que s o formatos internos do Autocad e do 3D Studio Max respectivamente AUTODESK 2008 ou o PLN o formato propriet rio do ArchiCAD do grupo Nemetschek Graphisoft GRAPHISOFT 2008e H tamb m formatos propriet rios criados com o prop sito espec fico de exportar informa es 75 entre diferentes aplica es de um fabricante ou entre as suas aplica es e outras criadas para trabalhar em conjunto com elas Um caso t pico o DXF Drawing Exchange Format criado pela Autodesk para promover conex es entre diferentes aplica es com o Autocad DXF um modelo simples e de f cil implementa o prov veis motivos da sua ampla aceita o e aplica o em praticamente todos os segmentos industriais FOWLER 1996 Formatos neutros s o resultado do desenvolvimento em uma PDT como descrito na subse o 2 3 e seu objetivo principal manter a efici ncia da transmiss o de informa es entre diferentes aplica es independente do fabricante Idealmente considerando a natureza multidisciplinar do desenvolvimento de produto e o consequente uso de aplica es de v rios tipos novas aplica es deveriam incorporar o formato neutro por princ pio Do ponto de vista do desenvolvimento de aplicativos essa abordagem no m nimo exclui a rdua tarefa de defini o de um formato de dados eficiente e flex vel e no m ximo poderia elim
190. plementares material e fill que correspondem ao material de revestimento e ao material do n cleo de cada uma das paredes respectivamente O sistema Mestre n o possui um comando para a cria o de aberturas nas paredes Janelas e portas s o representadas como paredes mais estreitas e com o material pr prio madeira e vidro por exemplo Do mesmo modo vergas e parapeitos s o representados como segmentos de paredes Para o ArchiCAD aberturas nas paredes s o representadas pelos objetos window e door Estes objetos possuem as suas pr prias bases de dados mas mant m um v nculo indissol vel com as paredes nas quais est o posicionados Durante o la o loop principal do programa uma rotina especial chamada para discretizar e segmentar as paredes sempre que uma abertura associada a ele localizada O resultado um conjunto de paredes cortadas pela extens o das laterais verticais das aberturas como demonstrado na figura 4 27 Fig 4 27 diagrama demonstrando a opera o de segmenta o dos objetos wall 111 Foi necess rio tamb m criar uma pequena fun o de ajuste da precis o dos n meros reais que era diferente para os dois sistemas Outra discrep ncia que precisou de tratamento foi o ngulo de rota o das paredes no eixo vertical os dois sistemas adotavam origens diferentes para a medida Novos loops poderiam ser criados para realizar a exporta o dos outros elementos
191. ples Al m disso documenta es e ferramentas gen ricas que podem ser adaptadas para o esquema ifcXML s o amplamente dispon veis Um modelo em formato ifcXML tem basicamente os mesmos benef cios de um modelo em formato IFC SPF por m descrito de uma maneira diferente Uma r pida introdu o sobre o formato apresentada na subse o seguinte 4 5 1 ifeXML Extensible Markup Language ou XML uma linguagem de metadados recomendada pelo World Wide Web Consortium W3C como padr o para troca de informa es na Web W3C 2008b Trata se de uma linguagem textual para descri o de informa es que permite reunir em um s local tanto os dados como o significado sem ntico os metadados Ao contr rio da EXPRESS que foi criada com o prop sito de representar modelos de produtos a XML essencialmente gen rica e pode ser utilizada para descrever qualquer tipo de informa o Este alto n vel de abstra o 120 possibilitou a dissemina o da linguagem mas um obst culo garantia de consist ncia da informa o Como n o tem descritores e estruturas fixas a XML pode representar qualquer informa o de infinitas maneiras e qualquer uma delas ser v lida desde que sigam umas poucas regras de sintaxe Por exemplo elementos construtivos podem ser chamados lt segmento de parede gt ou lt parede gt e podem conter descritores diferentes para representar seus atributos E ainda a posi o de uma pa
192. pora es Documentos em papel continuam a ser substitu dos por documentos eletr nicos e estes continuam a ser substitu dos por modelos de produtos Ainda n o foram desenvolvidas aplica es que d em suporte a todo o ciclo de vida de um produto e 29 prov vel que esse nem seja um objetivo atualmente visto que o desenvolvimento de produtos um processo cada vez mais distribu do entre cons rcios de organiza es em coopera o Neste sentido considerar a possibilidade de transmiss o de informa es entre os processos e entre diferentes aplica es determinante para o desenvolvimento eficiente de produtos GIELINGH 2008 e o principal ve culo para a transmiss o completa e inequ voca dessa informa o ainda o modelo de produto YANG et al 2008 30 3 Modelagem de Produto na Ind stria da Constru o Several organizations are developing computer programs capable of describing buildings at a detail allowing design and construction These programs consisting of a large database routines for manipulation analysis and document preparation have the potential of replacing drawings as construction contract documents Charles Eastman 1976 A sequ ncia de atividades realizadas durante o projeto e a constru o de edif cios pode ser considerada um processo de desenvolvimento de produtos Podem existir v rios produtos intermedi rios durante o processo na forma de entregas de projetos mas
193. pr prias para a leitura do formato XML que identificam automaticamente os descritores atributos e valores Utilizando essas ferramentas a conex o com um arquivo XML pode ser feita via parsing ou via binding Neste experimento as duas alternativas foram testadas Parsing O processo de leitura por parsing pode ser descrito como uma varredura sequencial da estrutura de n s do arquivo XML A ferramenta percorre os n s identificando cada descritor seus atributos e os valores al m de associ los hierarquicamente Aplica es que utilizam parsing podem tanto executar uma varredura completa de todos os n s armazenando os em estruturas tempor rias para um acesso mais r pido ou executar v rias varreduras sempre que uma informa o precisa ser lida O mesmo se aplica ao processo de grava o das informa es 122 As ferramentas utilizadas no experimento de parsing foram a Simple API for XML SAX e a Document Object Model DOM A SAX foi a primeira API para XML largamente adotada inicialmente desenvolvida apenas para Java SAXPROJECT 2008 A DOM definida pelo W3C como uma interface independente de linguagem e plataforma que permite programas e scripts acessarem e atualizaram dinamicamente o conte do e a estrutura dos documentos XML W3C 2008a Tanto a SAX como a DOM s o dispon veis no pacote de programa o Java JDK que foi a linguagem de programa o utilizada Ambas permitem criar aplica es para acessa
194. prio objeto LEE et al 2006 Por exemplo o objeto door do ArchiCAD responde a modifica o do par metro altura da porta um est mulo interno atualizando automaticamente a representa o em planta do objeto O objeto tamb m pode responder a um est mulo externo como a redefini o da escala de representa o da planta uma vari vel global A vari vel global escala passada a todos os objetos presentes os que s o vis veis o que provoca uma reorganiza o e sele o autom tica de par metros de cada um e a consequente atualiza o das representa es resultantes O resultado de uma modifica o de vari vel global em objetos mostrado na figura 3 02 o comportamento dos objetos gera uma representa o mais simplificada e ajusta hachuras e o s mbolo 46 ne o TN NE ZA fo Z Fig 3 02 atualiza o autom tica da representa o do objeto quando a escala de representa o em planta modificada de 1 20 para 1 100 no ArchiCAD A natureza da vista selecionada pelo usu rio planta corte eleva o perspectiva tamb m pode ser considerada uma vari vel global e gerar diferentes vistas um est mulo externo ao objeto Ao mudar da representa o em planta para um corte por exemplo o BIM CAD passa a todos os objetos presentes a vari vel global que determina o tipo de vista no qual devem ser representados O comportamento de cada objeto ent o responde proces
195. quant REF COMPONENT comp 5 list m 1 quant REF COMPONENT comp 7 list m 1 quant Preview Picture REF COMPONENT comp 9 list m 1 quant 2D Full View Em continue false Fig 4 16 parte do script GDL utilizado no property object Masonry Wall respons vel pela discrimina o dos materiais nas diferentes camadas de paredes de alvenaria A etapa seguinte no desenvolvimento da ferramenta foi a defini o das associa es entre os objetos param tricos nativos e os property objects O ArchiCAD fornece duas possibilidades de associa o autom tica e manual Na forma autom tica s o criadas regras de associa o que relacionam todos os objetos param tricos que atenderem um determinado conjunto de crit rios a um property object e consequentemente aos itens correspondentes na base de dados auxiliar Os crit rios a serem atendidos podem ser por exemplo o tipo do elemento construtivo representado pelo objeto o seu layer cor do contorno preenchimento material nome ou c digo de identifica o O ArchiCAD gerencia regras de associa o a partir de uma janela de edi o onde s o mostrados os crit rios e os property objects correspondentes fig 4 17 98 rs Link Properties to Criteria E m Show Links in FE v E O Enable Properties of all links Use more specific Criteria only IF an element matches these criteria use this Property Object EE Alumi
196. r arquivos ifeXML com umas poucas linhas de c digo As especificidades dos arquivos ifcXML s o irrelevantes para testar o acesso inicial que p de ser realizado com os pr prios exemplos contidos nas p ginas das duas aplica es a nas documenta es sobre Java consultadas D CIO 2000 SCHILDT 2002 VELOSO 2007 JANDL 2008 De todos os m todos descritos neste trabalho para acessar dados dos modelos de edif cios este foi sem d vida o mais simples As funcionalidades para validar o conte do entretanto s o limitadas A SAX mais aconselh vel para situa es de leitura de pequenas sequ ncias de dados como arquivos de configura o de par metros de interface ou cria o de p ginas da Web Exceto pelos m todos que permitem ler e gravar o arquivo XML que evitam a necessidade de programar rotinas para manusear e separar strings tokenizers a SAX n o oferece funcionalidades adicionais Trabalhar com longas e interrelacionadas sequ ncias de n s que s o o caso dos arquivos ifcXML exige a programa o de rotinas complementares para estruturar os dados e verificar a consist ncia da informa o A rotina de estrutura o dos dados consistiria em associar os descritores do arquivo ifcXML a tabelas de dados ou classes que descrevessem as entidades IFC Os atributos dos descritores seriam ent o convertidos em registros das tabelas ou atributos das inst ncias das classes Verificar a consist ncia da informa o exigiria uma
197. r este m todo apenas indica que mais tempo e prepara o ser o necess rios em experi ncias futuras Al m disso houve ainda outro experimento com o acesso ao modelo IFC mas no formato ifcXML que apresentou resultados melhores e descrito na subse o seguinte 119 Deve se salientar que de modo geral a documenta o encontrada foi muito menos explicativa que a utilizada nos experimentos de acesso ao modelo propriet rio Foi dif cil formar um quadro mais amplo do acesso ao modelo apenas com as informa es dispon veis nas p ginas das duas ferramentas utilizadas e a p gina da IAI nesse caso ajudou muito pouco Tamb m n o poss vel generalizar as conclus es desse experimento para as ferramentas comerciais que n o puderam ser testadas Nour em sua tese de doutorado relata experi ncias bem sucedidas de acesso a modelos IFC utilizando a toolbox da EPM Technologies NOUR 2006 Em trabalho mais recente o autor aponta uma alternativa para a compila o do esquema IFC usando o Java Compiler Compiler JCC NOUR e BEUCKE 2008 Este um caminho promissor para desenvolvimentos futuros 4 5 Acesso de modelos no formato ifcXML O ltimo dos experimentos realizados neste trabalho seguiu uma sequ ncia similar ao anterior por m com melhores resultados Apesar da documenta o para orientar o desenvolvimento de aplica es para acessar arquivos ifcXML ser igualmente escassa a tecnologia XML notadamente mais sim
198. ra a cria o de plug ins seja muito mais complexa do que a cria o de scripts GDL a documenta o fornecida pela Graphisoft facilitou bastante o desenvolvimento da aplica o neste experimento Uma outra possibilidade interessante a utiliza o da Graphisoft API para permitir que uma aplica o independente consiga ler e gravar modelos no formato propriet rio da fabricante Outras APIs de outros fabricantes poderiam ser utilizadas em conjunto para permitir a leitura e grava o de outros formatos de modelos de edif cios flexibilizando o sistema criado Assim como na cria o de scripts GDL a grande desvantagem desse modo de acesso ao modelo o fato da aplica o resultante n o ser port vel Ela dependente da aplica o principal o que limita a escolha por parte dos usu rios ou obriga o programador a criar v rias vers es de um mesmo plug in para os principais BIM CADs existentes j que as ferramentas s o incompat veis entre si Outra desvantagem a necessidade de atualiza es constantes da ferramenta sempre que uma nova vers o do ArchiCAD for lan ada Recentemente a fabricante informou atrav s do f rum de desenvolvedores de plug ins que um novo e aprimorado conjunto de conex es entre o n cleo da aplica o principal e os plug ins foi desenvolvido para a vers o 10 do sistema tornando as pr ximas atualiza es de plug ins mais f ceis possivelmente necessitando apenas de uma recompila o do c di
199. ram uma parede de blocos aparentes onde uma fiada de detalhe arquitet nico composta por blocos menores Fig 4 10 representa es das paredes de blocos de concreto geradas automaticamente pelo objeto param trico criado Outra funcionalidade programada foi o controle da quantidade de informa o mostrada nas representa es autom ticas ou seja o n vel de detalhamento desejado Essa caracter stica cnamada sensibilidade ao contexto uma das flex veis possibilidades oferecidas pelo desenho por objetos param tricos em vez de primitivos geom tricos Quando o contexto alterado todas as representa es s o automaticamente atualizadas evitando a reentrada de dados Na figura 4 11a s o mostradas duas representa es autom ticas do mesmo objeto em duas situa es diferentes de escala de representa o A redu o da quantidade de informa o apresentada em escalas menores permite que o projetista concentre se em aspectos mais gen ricos do projeto Na figura 4 11b mostrada a representa o em planta do mesmo objeto da figura 4 10a por m em uma situa o onde o usu rio modificou a 88 altura do plano de corte da planta baixa fazendo o int
200. re representa elementos construtivos parametricamente de maneira muito semelhante ao ArchiCAD Os v rios par metros de cada elemento que possibilitam a execu o das an lises por exemplo densidade massa ndice de reflex o da luz etc Essa afinidade de modelos de dados sugeriu que o processo de tradu o entre os formatos das diferentes aplica es seria vi vel Al m disso a solicita o dos alunos por uma interface mais intuitiva poderia ser respondida transferindo se o processo de constru o do modelo para o ArchiCAD e posteriormente exportando essas informa es para o formato nativo do sistema Mestre que se encarregaria de executar as an lises O mapeamento completo das estruturas de dados que definem os diferentes objetos nos dois sistemas seria uma tarefa muito extensa e interferiria no tempo necess rio para a condu o de outros experimentos deste trabalho Por isso foi decidido criar uma aplica o piloto simplificada inicialmente exportando apenas as paredes criadas no ArchiCAD para o sistema Mestre Como o modelo de dados do ArchiCAD determina padr es que s o muito semelhantes para todos os objetos considerou se que a experi ncia com a exporta o das paredes possa ser generalizada para todos os outros elementos construtivos de forma que a aplica o final seguiria a mesma l gica proposta 109 4 3 3 Desenvolvimento do experimento Para que aplica es especializadas possam ser criadas e util
201. realizada por uma interface gr fica auxiliada por um dispositivo de interface humana chamado light pen Posteriormente foi prevista uma vers o que incluiria a representa o tridimensional considerada essencial para o projeto de pesquisa CAD JOHNSON 1963 Coons relata uma r pida experi ncia com o Sketchpad na qual o sistema o auxilia a resolver cinco problemas de engenharia no decurso de poucas horas COONS 1963 Na sua descri o das funcionalidades que o permitiram resolver os problemas r pida e intuitivamente percept vel o delineamento de caracter sticas que ainda s o vitais para a modelagem no desenvolvimento de produtos industriais Sutherland complementarmente afirma que a cria o de projetos no Sketchpad uma sequ ncia de etapas orientadas pela funcionalidade dos elementos representados SUTHERLAND 1963 Construction ofa drawing with Sketchpad is itselfa model ofthe design process The locations of the points and lines of the drawing model the variables of a design and the geometric constraints applied to the points and lines of the drawing model the design constraints which limit the values of design variables The ability of Sketchpad to satisfy the geometric constraints applied to the parts of a drawing models the ability of a good designer to satisfy all the design conditions imposed by the limitations of his materials cost etc In fact since designers in many fields produce nothing themselves but a
202. rede pode ser descrita em rela o a uma origem fixa ou ent o em rela o s outras paredes e pode seguir um sistema cartesiano ou polar Em resumo h infinitas formas de descrever corretamente um edif cio o que para humanos torna se uma quest o de sem ntica rapidamente resolvida mas para computadores pode exigir precisos mapeamentos de dados Para resolver situa es como esta foi desenvolvido XML Schema Definition ou XSD XSD em ess ncia uma linguagem de meta metadados Ela permite descrever as estruturas que descrevem estruturas de dados assim como a EXPRESS Um esquema XSD define tanto os descritores que podem ser utilizados em um arquivo como as rela es poss veis e obrigat rias entre eles Por exemplo pode se definir que um descritor lt janela gt tenha que ser obrigatoriamente associado a um descritor lt wall gt Ao se criar arquivos XML a partir de esquemas XSD poss vel validar o conte do da informa o utilizando o esquema como refer ncia e determinar a consist ncia da informa o A ifcXML justamente um esquema XSD para formata o de arquivos XML de acordo com as estruturas das IFC No processo de cria o do esquema XSD que conduzido pela IAI e segue a metodologia definida na STEP as entidades e relacionamentos do esquema EXPRESS IFC s o mapeados e d o origem a descritores XML NISBET e LIEBICH 2007 que s o ent o utilizados para representar os elementos dos modelos de edif cios A pr
203. refa de metacompila o pois um grande n mero de bibliotecas de classes de acesso em alto n vel poderia ser disponibilizado e a sua combina o seria suficiente para a maioria dos desenvolvimentos de aplicativos de acesso ao modelo Os trabalhos sobre metamodelagem e compila o de esquemas IFC e sobre reconstru o geom trica a partir modelos apresentados nesta disserta o s o fontes sugeridas para o in cio dos estudos 140 6 Refer ncias AMBROZEWICZ P H L Qualidade na Pr tica Conceitos e Ferramentas Curitiba Servi o Nacional de Aprendizagem Industrial Departamento Regional do Paran 2003 APACHE XMLBeans p gina da internet 2008 http xmlbeans apache org acessado em 12 2008 ARANDA MENA G e WAKEFIELD R Interoperability of building information myth or reality In European Conference of Product and Process Modelling 2006 Valencia eWork and eBusiness in Architecture Engineering and Construction London Taylor amp Francis 2006 Dispon vel em http mams rmit edu au Irss7jid7nd4 pdf acessado em 12 2008 ARCHICLUBE Clube Brasileiro de Usu rios de ArchiCAD p gina da internet 2008 www archiclube com br acessado em 12 2008 AUGENBROE G Trends in building simulation Building and Environment v 37 n 8 9 2002 p 891 902 Dispon vel em http dx doi org 10 1016 S0360 1323 02 00041 0 acessado em 12 2008 AUTODESK Autodesk Developer Center p gina da internet 2008 http
204. riada em rela o aplica o principal o ArchiCAD e ao seu modelo de dados Embora o modelo resultante possa ser exportado para o formato IFC o desenvolvimento estaria condicionado s capacidades da rotina de mapeamento oferecida pelo fabricante Outra desvantagem o escopo limitado oferecido pela GDL N o foram identificadas nos manuais t cnicos formas de relacionar duas inst ncias diferentes de um objeto param trico o que poderia ser muito til para definir comportamentos espec ficos para estas situa es Por exemplo v rias das situa es apresentadas no Ap ndice B como a resolu o autom tica de encontros entre objetos representando paredes diferentes n o poderia ser resolvida pela GDL Como os objetos param tricos criados a partir dela n o s o conscientes em rela o aos outros objetos do modelo o seu uso acaba limitado representa o de objetos isolados cuja intelig ncia de contexto limita se a identificar os par metros de representa o selecionados pelo usu rio e gerar respostas na forma de representa es adequadas 4 2 Script EEQuant quantifica o de energia embutida e emiss o de CO Neste experimento foi avaliada a possibilidade de acessar os dados do modelo do edif cio e associ los a dados adicionais sobre o ciclo de vida dos materiais de constru o mais utilizados no Brasil reunidos no recente trabalho cient fico de Tavares 2006 A ferramenta desenvolvida EEQuant associa auto
205. rma o do projeto de edif cios EASTMAN e KUTAY 1989 Outra caracter stica da produ o na ind stria da constru o a complexidade do produto Edifica es s o compostas por um milhares de partes distintas que podem ser organizadas em v rias composi es dependendo da fun o e dos processos construtivos Por isso comum haver pequenas diferen as mesmo entre inst ncias de uma parte que utilizada repetidamente Todas essas partes devem ser modeladas para que a integridade da informa o seja mantida assim como ocorre em produtos de manufatura Por m um projeto de edifica o tipicamente concentra se na integra o entre diferentes sistemas e composi es enquanto no desenho industrial ele concentra se na otimiza o de componentes individuais para a produ o em s rie Embora os conceitos centrais sejam os mesmos as funcionalidades e interfaces de um sistema para modelagem de edif cios s o muito diferentes dos utilizados na manufatura Por exemplo mesmo que a modelagem de s lidos possa permitir a defini o intuitiva e precisa da forma de uma pe a mec nica n o bvio como essa funcionalidade deveria ser empregada no projeto de edif cios que envolvem composi es de grande n meros de partes Revisar e modificar um modelo composto por s lidos geom tricos representando partes detalhadas individualmente pode ser uma atividade mais demorada e sujeita a erros do que faz lo usando desenhos em papel SACKS e
206. rnational Conference on Computer Graphics and Interactive Techniques 4 1977 San Jose Proceedings New York ACM 1977 p 23 33 Dispon vel em http doi acm org 10 1145 563858 563863 acessado em 11 2008 EASTMAN C M e HENRION M Geometric modelling a survey Computer Aided Design v 11 n 5 1979 p 253 272 Dispon vel em http dx doi org 10 1016 0010 4485 79 90071 X acessado em 12 2008 EASTMAN C M e KUTAY A Transaction management in design databases In MIT JSME Workshop 1989 Cambridge Computer Aided Cooperative Product Development Berlin Springer 1991 p 334 351 Dispon vel em http www springerlink com content 750075841378r29v fulltext pdf acessado em 12 2008 EASTMAN C M et al Functional modeling in parametric CAD systems In ACADIA Conference 2004 2004 Toronto Dispon vel em http bim arch gatech edu data reference Functional 20modeling 20in 20parametric 20C AD 20systems_GCAD2004 pdf acessado em 12 2008 EASTMAN C M et al BIM Handbook A Guide to Building Information Modeling for Owners Managers Designers Engineers and Contractors Hoboken Wiley 2008 490 p FABRICIO M M et al Estudo da seq ncia de etapas do projeto na constru o de edif cios cen rios e perspectivas In ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODU O 18 1998 Niter i RJ Dispon vel em http www eesc sc usp br sap docentes fabricio ENEGEP98 ES_Fluxo_Proj pdf acessado em 20 11 2006 FABRICIO M M et
207. ros de um objeto representando uma laje 103 Fig 4 23 lista estendida mostrando os ndices de consumo de energia e emiss o de CO na 104 fabrica o de cada um dos materiais utilizados Fig 4 24 lista resumida mostrando apenas a totaliza o dos ndices 104 Fig 4 25 modelo criado para exemplificar o uso da ferramenta EEQuant em perspectiva e 105 planta IV Fig 4 26 arquivo de entrada de dados do sistema Mestre a partir dos quais s o constru das 108 as representa es dos elementos construtivos Fig 4 27 diagrama demonstrando a opera o de segmenta o dos objetos wall 111 Fig 4 28 conjunto de paredes criado no ArchiCAD para testar a exporta o para o sistema 113 Mestre Fig 4 29 arquivo de exporta o gerado a partir do conjunto de paredes da figura 4 28 113 Lista de Anexos Ap ndice A Artigos publicados durante os estudos Ap ndice B Scripts do objeto param trico que representa paredes de blocos de concreto Ap ndice C Scripts EEQuant Ap ndice D Listas de emiss es geradas pela EEQuant Ap ndice E C digo fonte da aplica o AC10 Mestre Ap ndice F Arquivo ifcXML wall Ap ndice G C digo fonte da aplica o de teste de acesso ifcXML vi Resumo modelagem de produto na constru o atualmente conhecida pelo termo BIM Building Information Modeling uma ferramenta com reconhecido potencial para aumentar significativamente a qualidade dos processos e d
208. rot tipo de sistema CAD integrado criado por Charles Robinson ROBINSON 1966 Haynie relata que nos primeiros sistemas de desenvolvimento de projetos era comum que os dados do produto em desenvolvimento fossem indissoci veis dos procedimentos da aplica o CAD Uma solu o melhor segundo o autor seria tornar a informa o independente da aplica o computacional o que permitiria a defini o de v rias visualiza es sobre um mesmo dado por aplica es 18 diferentes Para isso uma nova ferramenta seria adotada para armazenar os dados do projeto o banco de dados HAYNIE 1983 2 3 1 Bancos de dados Bancos de dados n o s proporcionaram uma forma muito mais eficiente de armazenar e recuperar dados como tamb m foram a primeira tecnologia que permitiu a modelagem de dados independente do programa que iria process los Em 1975 o American National Standards Institute ANSI definiu a abordagem b sica para a constru o de bancos de dados chamada ANSI SPARC que ficou mais conhecida como arquitetura de tr s esquemas three schema architecture Os tr s esquemas do ANSI SPARC eram o conceitual que especifica a estrutura e o significado dos dados e segue as determina es dos processos do neg cio o esquema externo que especifica a forma de apresenta o dos dados e utilizado pelas aplica es e pelos usu rios da informa o e o esquema interno que especifica a estrutura f sica do banco de
209. rotina para comparar os n s e as rela es entre eles com as defini es do esquema XSD da ifcXML Ou uma sequ ncia de compara es seria programada diretamente no c digo o que tornaria dif cil atualizar o programa quando fosse lan ada uma nova vers o da IFC ou ent o uma classe de compara o poderia ser criada para a qual seriam passadas as defini es do arquivo contendo o esquema Qualquer que fosse a op o escolhida para a rotina de 123 verifica o da consist ncia exigiria um rduo trabalho de programa o que pouco se aproveita da estrutura o sem ntica j inserida no esquema XSD da ifcXML Considerando isso o experimento com o acesso via SAX foi considerado conclu do O passo seguinte foi introduzir a DOM que uma API mais sofisticada do que a SAX Ap s ler um documento XML a DOM cria uma estrutura de objetos representando os seus n s com m todos get para permitir o acesso aos seus atributos Uma vez lido o arquivo o trabalho realizado sobre essa estrutura de objetos chamada documentElement eliminando as m ltiplas varreduras da SAX Outra vantagem o relacionamento hier rquico criado pela DOM inst ncias dos n s relacionados s o acessadas diretamente a partir dos m todos getChildren e getParent Desse modo as entidades aninhadas do arquivo ifcXML s o estruturadas automaticamente dispensando a rotina que teria que ser criada com a SAX Ainda haveria por m a necessidade de
210. rties fa bx 2299 05 a Sr 2790 76 z 0 00 To A 4 2 Halt bj x EA y 1581 99 A a 34 5321 X to Project Zero D zb r Ee 8 ER R q RC DR Enter First Corner of Rectangle Slab E C 48 2 GB Q 467 7 MB Fig 4 21 sele o do material de preenchimento durante a cria o de um objeto que ir representar uma laje Os materiais de preenchimento e revestimento selecionados podem obviamente ser modificados ap s o processo de cria o permitindo que o projetista verifique diferentes possibilidades e os impactos ambientais de cada uma delas A modifica o dos materiais feita na janela de configura o de par metros dos objetos do ArchiCAD fig 4 22 A substitui o dos materiais desde que seja por outros da base de dados EEQuant atualiza automaticamente as associa es Para o caso dos revestimentos apenas as faces com materiais cadastrados na base de dados ser o consideradas Faces com demais materiais ou com o material EE Do Not Quantify criado especialmente para estas situa es n o ter o suas superf cies quantificadas 102 T Slab Default Settings kad a Geometry and Positioning gs 10 00 to Current Story m eseseseoses A 0 00 to Project Zero gt Home Story wal 0 00 Current 0 Terreo x Floor Plan and Section ES FLOOR PLAN DISPLAY Show On Stories Home Story Only STRUCTURE Z util EE Reinforced Co CUT SURFACES zm MW cut Fil Pen 0 05 mm
211. s autores demonstram a gera o de comportamentos codificando uma s rie de objetos 49 param tricos representando elementos de concreto pr moldado Entre os comportamentos estavam por exemplo a adequa o autom tica das armaduras dos consolos dos pilares de acordo com o tipo de encaixe da vigas ou da carga a ser suportada por elas Um interessante sistema de nota o de comportamentos desejados proposto para garantir que a transforma o das inten es iniciais em algoritmos seja realizada corretamente LEE et al 2006 3 4 Modelo O termo modelo refere se a uma estrutura de informa o que permita integrar diferentes fases do desenvolvimento Desenhos bidimensionais embora tamb m possam ser considerados modelos na medida que representam abstratamente um objeto real n o transmitem informa o suficiente para que se obtenha essa integra o Ibrahim e outros autores prop em a distin o entre os termos modelagem gr fica e modelagem de informa o para designar os modelos de acordo com o seu objetivo principal IBRAHIM et al 2003 Modelos gr ficos s o constru dos para permitir uma melhor visualiza o dos conceitos nas fases iniciais ou do resultado pretendido nas fases finais do desenvolvimento do produto e em geral n o exercem grande influ ncia no processo de desenvolvimento como um todo Um exemplo cl ssico s o as maquetes eletr nicas que s o encomendadas por construtoras para auxil
212. s Entre elas a interconex o dos v rios aspectos t cnicos e gerenciais 11 envolvidos na produ o a produ o enxuta a engenharia simult nea e o conceito de ciclo de vida do produto que estendeu a responsabilidade do projetista para o campo dos impactos ambientais e a sa de dos usu rios Estas novas estrat gias de desenvolvimento tinham focos e abordagens distintos por m compartilhavam uma necessidade fundamental por tecnologias de informa o avan adas que permitissem integrar e coordenar as diferentes vis es sobre o produto durante o projeto a fabrica o e a opera o KRAUSE et al 1993 Sistemas computacionais j haviam demonstrado o seu potencial na racionaliza o de v rias etapas isoladas do desenvolvimento de produtos e surgiu a tend ncia para a integra o dos diferentes sistemas atrav s do fluxo digital de informa es em substitui o manipula o de diferentes modelos Este fluxo teria o potencial para reduzir os custos de produ o atrav s da elimina o de atividades de re entrada de dados da redu o de erros atividades de controle e procedimentos de teste e da disponibiliza o r pida e completa de informa es sobre o produto e a sua produ o o que aumentaria a velocidade do processamento de pedidos e a qualidade do produto GRABOWSKI e ANDERL 1983 A ferramenta principal nesse fluxo de informa es mencionado por Grabowski e Anderl era a modelagem do produto Em um retor
213. s Esta a proposta do International Framework for Dictionaries ou IFD que pretende estabelecer dicion rios ou ontologias para definir semanticamente a natureza dos objetos que descrevem elementos construtivos IAI 2008b IDM IDMs especificam qual informa o deve ser trocada em cada cen rio poss vel durante as atividades do desenvolvimento do edif cio e relaciona essa defini o com as entidades IFC Por exemplo qual o conjunto necess rio de informa es a ser transmitido do projeto arquitet nico para o projeto de instala es el tricas para que o trabalho possa ser realizado As defini es dos IDMs s o implementadas atrav s de esquemas MVD Model View Definition descritos na forma de texto ASCII de forma a serem lidos tanto por computadores como usu rios A defini o IDM em conjunto com o esquema resultante MVD realiza sobre o modelo IFC uma esp cie de ordenamento e sele o das entidades provendo s diferentes disciplinas envolvidas na constru o uma vis o pr pria sobre os dados IAI 2008b Desafios para o modelo IFC Dez anos ap s o in cio do desenvolvimento das IFC o seu uso ainda se limitava a projetos piloto e testes de conformidade Kiviniemi fez importante relato sobre a situa o da tecnologia e da IAI poca O autor comenta inicialmente a falta de recursos e o reduzido n mero de poucas pessoas realmente envolvidas com o desenvolvimento das IFC No aspecto da interoperabilidade o pro
214. s portas s o convencionalmente representadas abertas em planta e fechadas em eleva o ou corte Para atender a essa conven o o projetista teria que rotacionar todos os elementos que constituem cada uma das folhas de todas as portas J que a atividade de projeto iterativa por natureza essa opera o provavelmente teria que ser repetida em v rias ocasi es Tudo isso apenas produziria a geometria b sica resultante das opera es de corte Uma s rie ainda mais complicada de opera es teria que ser realizada para adequar a representa o s conven es de desenho t cnico Muitos CADs 3D sequer oferecem a op o de definir a espessura das linhas dos elementos ou ent o possuem apenas duas possibilidades linhas espessas para elementos cortados e estreitas para elementos em vista Como se pode ver pela figura 3 03 a representa o de edif cios requer um n vel de especializa o muito maior Por se valerem do comportamento dos objetos os BIM CADs realizam toda essa complicada opera o automaticamente de modo transparente para o usu rio O comportamento permite codificar o conhecimento t cnico a respeito dos elementos construtivos para que seja incorporado ao projeto A gera o de diferentes representa es o aspecto mais evidente desse conhecimento mas tamb m poss vel programar comportamentos que funcionem como pr processadores organizando par metros e passando os para aplica es de an lise Lee e outro
215. s ria Ao contr rio do experimento com acesso via IFC em formato SPF os erros encontrados puderam ser resolvidos ou contornados Embora n o tenha sido gerada uma aplica o com funcionalidades mais avan adas pode se generalizar as observa es e conclus es O uso da SAX e da DOM recomendado apenas para aplica es mais simples destinadas por exemplo a acessar por es bastante reduzidas dos modelos de edif cios como por exemplo apenas identificar todos os materiais utilizados mas n o 132 o seu volume O uso de uma ferramenta de binding como a XMLBeans resultou em uma estrutura de acesso aos dados mais adequada e flex vel e a abordagem recomendada por este trabalho Por m as funcionalidades da ferramenta binding devem ser estudadas previamente para evitar a necessidade de longas rotinas de identifica o dos tipos das entidades que tornam o c digo inflex vel e de dif cil manuten o 133 5 Considera es finais omo primeira contribui o deste trabalho deve se citar a proposta de classifica o do escopo da modelagem de produto na constru o em quatro n veis de abstra o no sentido de possibilitar uma aproxima o facilitada para um tema de implica es t o amplas Em seguida os experimentos realizados demonstraram que a cria o de aplica es para acessar os modelos e gerar informa es a partir deles vi vel Com exce o do acesso ao modelo no formato IFC SPF todos os
216. s e tipos de objetos que possam demandar modelagem permitindo que os especialistas possam realizar essas atividade de modo que lhes pare a natural Lacroix e Pirotte desenvolveram uma linguagem de defini o de dados para a cria o de modelos sem nticos de placas de circuito el trico chamada ADDL A Data Definition Language Os modelos sem nticos gerados pela ADDL n o apenas eram mais facilmente interpretados pelos usu rios como garantiam a coer ncia pelo uso de restri es aplicadas s entidades LACROIX e PIROTTE 1981 A ADDL adiantou alguns conceitos que seriam aplicados posteriormente na cria o de outras linguagens de defini o de dados como as regras de estrutura o de dom nio que definiam os valores poss veis para os tipos complexos de dados formados por conjuntos de tipos simples as regras de restri o de dom nio que atuavam em conjunto com as primeiras para determinar qual combina o de dom nios poderia constituir um tipo complexo v lido e finalmente a denota o de objeto aos tipos complexos que representavam unidades de informa o razoavelmente aut nomas no processo de projeto Mark Haynie relacionou algumas das especificidades s quais os bancos de dados deveriam adequar se para serem teis nas aplica es de engenharia mesmo as unidades de informa o mais simples utilizadas na engenharia costumam ser representadas por tipos complexos um ponto no espa o por exemplo composto por
217. s objetos param tricos a informa es complementares gerando processos autom ticos de quantifica o As observa es realizadas a partir do experimento podem ser generalizadas para a quantifica o de quaisquer caracter sticas relacionadas aos elementos do projeto que possam ser convertidas em ndices de consumo por exemplo custo por metro c bico horas de trabalho por metro quadrado etc Scripts de quantifica o podem associar estes ndices aos objetos representando elementos construtivos e tamb m aos objetos representando elementos abstratos como as reas internas dos c modos O m todo de acesso via plug in foi testado na se o 4 3 com a cria o de uma pequena aplica o para exportar objetos do ArchiCAD para o sistema Mestre de simula o f sica A partir das bibliotecas fornecidas pela Graphisoft Graphisoft API poss vel criar aplica es em C e utilizar fun es para acesso ao modelo como se ele fosse um banco de dados relacional Este m todo de acesso oferece mais flexibilidade e controle do acesso e da interface da aplica o do que o m todo script A mesma biblioteca pode ser importada por uma aplica o independente para acessar o modelo propriet rio da Graphisoft a partir de uma interface independente da execu o do ArchiCAD A desvantagem de utilizar m todos de acesso a modelos propriet rios a depend ncia das fabricante de softwares e a necessidade de constantes atualiza es das ap
218. s oferecidas pelo acesso aos dados do modelo do edif cio atrav s de scripts para determinar o comportamento de objetos param tricos que representassem paredes de blocos de concreto e automatizassem a gera o de documenta es t cnicas 4 1 1 Defini o do problema O potencial de racionaliza o da constru o oferecido pelo uso da alvenaria de blocos de concreto depende de uma representa o detalhada de car ter executivo que inclua a posi o e o tipo de cada um dos blocos utilizados nas diferentes paredes da constru o Uma completa explana o sobre o m todo construtivo e suas especificidades pode ser encontrada em Wissenbach 1990 Pfeifer et al 2001 Prud ncio Jr et al 2002 Ramalho e Corr a 2003 e em Beall 2003 No Brasil este requisito pode ser considerado um obst culo para a dissemina o mais efetiva desse sistema construtivo j que a documenta o projetual no pa s tipicamente traz poucos detalhes t cnicos FABRICIO et al 1999 Quando s o utilizados desenhos no projeto de constru es de alvenaria de blocos de concreto a tarefa de produ o da documenta o detalhada demanda tempo e propensa a erros Muitas vezes o detalhamento do projeto sequer realizado ou ent o ocorrem modifica es na vers o j detalhada que demandariam muito trabalho para atualiza o dos desenhos que ficam ent o desatualizados SCHEER et al 2007 A modelagem do edif cio em um BIM CAD pode em princ
219. s opera es demonstradas acima seria suficiente Por outro lado considerando o paradigma da transmiss o do modelo do edif cio e do aprimoramento do seu conte do de informa o durante as fases do projeto em algum momento uma representa o mais precisa e flex vel seria exigida antes que fosse iniciado o planejamento da constru o Para a alvenaria de blocos de concreto a visualiza o individualizada dos blocos especialmente til nos projetos complementares e para o planejamento da constru o que utiliza plantas das fiadas e eleva es das paredes de blocos Os elementos nativos do ArchiCAD n o fornecem a informa o necess ria para a gera o dessa documenta o Scheer e outros autores em estudo de caso conduzido em uma empresa de projetos especializada em constru es com alvenaria de blocos de concreto observaram que mesmo utilizando o ArchiCAD os projetistas constroem muitas representa es bidimensionalmente do mesmo modo que fariam em um CAD baseado em primitivos geom tricos por falta de ferramentas adequadas SCHEER et al 2007 Uma r pida leitura nas postagens da maior comunidade de usu rios de ArchiCAD no Brasil revela outros exemplos de utiliza o de atalhos para solucionar 81 problemas para os quais os objetos nativos n o fornecem solu es adequadas ARCHICLUBE 2008 Um dos atalhos adotados pelos usu rios nessas situa es o uso de s mbolos bidimensionais que representam cada bloco
220. sando os par metros adequados e produzindo uma nova inst ncia de representa o automaticamente EASTMAN et al 2004 Na figura 3 03 s o mostradas quatro inst ncias de representa o originadas por um objeto door do ArchiCAD planta eleva o corte e dois tipos de perspectiva uma detalhada para ser utilizada como uma maquete eletr nica realista e uma simplificada que pode ser exportada para um software de an lise de desempenho poa Za Fig 3 03 diferentes representa es gr ficas instanciadas a partir de um mesmo objeto door do ArchiCAD Embora as diferentes inst ncias de representa o sejam configuradas pelos diferentes par metros definidos pelo usu rio o comportamento dos objetos que as insere no local e no momento adequado automaticamente Essa caracter stica 47 tamb m conhecida por sensibilidade ao contexto ou context aware o que permite ao BIM CAD extrair diferentes informa es dos objetos combinando os seus par metros de acordo com situa es espec ficas Uma importante funcionalidade derivada da sensibilidade ao contexto o ajuste autom tico do n vel de detalhe da representa o de um objeto de acordo com a fase do desenvolvimento do edif cio Durante o projeto a informa o torna se articulada increm
221. sidenciais Brasileiras Florian polis 2006 225 p Tese Doutorado Programa de P s Gradua o em Engenharia Civil Universidade Federal de Santa Catarina Dispon vel em http tede ufsc br teses PECV0459 pdf acessado em 12 2008 TNO IFC Engine DLL API Reference Guide p gina da internet 2008a http www ifcbrowser com downloads BETA IFCEngineDLL API doc acessado em 12 2008 TNO Reading IFC Example p gina da internet 2008b http www ifcbrowser com ifcenginedllread html acessado em 12 2008 TNO TNO IFC Engine Series p gina da internet 2008c http www ifcbrowser com acessado em 12 2008 TREECK C V et al Simulation based on the product model standard IFC In International IBPSA Conference 2003 Eindhoven Proceedings p 1293 1300 Dispon vel em http www inive org members area medias pdf Inivew5CIBPSA 5SCUFSC75 pdf acessado em 12 2008 TSE T C K et al The utilisation of building information models in nD modelling A study of data interfacing and adoption barriers Electronic Journal of Information Technology in Construction v 10 2005 p 85 110 Dispon vel em http www itcon org data works att 2005 8 content 05676 pdf acessado em 12 2008 TUCKER S et al LCADesign an integrated approach to automatic eco efficiency assessment of commercial buildings In CIB W78 International Conference on Information Technology on 151 Information Technology 20 2003 Waiheke Island Dispon vel em
222. stra o de dados mostrada nada impediria a gera o de um arquivo ifeXML com uma entidade chamada minha parede caso o programador passasse esse valor para a propriedade name de um objeto node da DOM A pr xima etapa ent o seria criar classes concretas para refletir as estruturas das entidades IFC e limitar a possibilidade de defini es impr prias durante a programa o A classe ifcShapeRepresentation poderia representar a entidade IFC de mesmo nome evitando que um erro de digita o produzisse uma entidade inv lida Al m disso ambientes de programa o como o Eclipse possuem ferramentas para auxiliar o processo de gera o e manuten o dos c digos dos programas Uma estrutura bem 125 definida de classes uma tima maneira de reduzir erros durante a programa o e facilitar o entendimento da estrutura de dados para os programadores Em ltima inst ncia c digos contendo erros de digita o nos nomes das classes ou chamadas de m todos em situa es inadequadas sequer seriam compilados e portanto n o existiria a possibilidade de gerar arquivos ifcXML n o valid veis Isso exigiria a defini o de mais de 620 classes uma para cada entidade IFC e milhares de vari veis e m todos de acesso encapsulados Mesmo que essa tarefa fosse enfrentada e conclu da a atualiza o dessa estrutura sempre que o esquema IFC fosse modificado seria algo desanimador H por m ferramentas para automatizar esse
223. t cnicos como plantas cortes e eleva es s o considerados um tipo de relat rio descrito em forma gr fica e por conseguinte s o gerados automaticamente EASTMAN 1976 1991 SACKS et al 2004 Como exemplos de relat rios textuais geralmente s o citadas listas de elementos ou reas e quantitativos de materiais Rotinas tamb m podem ser 54 programadas para realizar diferentes an lises a partir dos par metros extra dos dos objetos SACKS e BARAK 2007 BIM CADs produzem representa es atrav s do instanciamento da informa o do modelo e n o de c pia dessa informa o Todos os relat rios gerados automaticamente incluindo plantas cortes eleva es e perspectivas s o arranjos tempor rios dos objetos do modelo para produzir uma visualiza o adequada Assim que o usu rio determinar que n o necessita mais da visualiza o esses arranjos s o desfeitos sem preju zo para a informa o original Essa abordagem traz uma grande vantagem para a modelagem BIM a manuten o da consist ncia da informa o Uma vez que as diferentes visualiza es s o inst ncias modifica es em seus elementos s o de fato modifica es no modelo do edif cio Quando o sistema detecta que o modelo foi modificado atualiza a informa o de todas as outras inst ncias que est o ativas naquele momento EASTMAN 1991 IBRAHIM et al 2003 EASTMAN et al 2004 Por exemplo quando se aumenta o v o de uma porta ou janela uma e
224. t al 2004 Isso pode ser ilustrado pelo recente trabalho apresentado por Marcos e outros autores no qual s o avaliadas as condi es de acessibilidade em 34 uma habita o utilizando o software CATIA MARCOS et al 2007 As funcionalidades de identifica o de conflitos espaciais e visualiza o tridimensional oferecidas pelo programa foram teis na verifica o da adequa o do produto e produziram uma an lise adequada mas a cria o e a modifica o do modelo utilizado para a simula o foram dificultadas porque o CATIA n o oferece funcionalidades necess rias para opera es comuns no projeto de edif cios como mover janelas e portas ou visualizar o edif cio em planta Como resultado dessas especificidades surgiu um ramo da inform tica especializado na cria o de aplica es para a ind stria da constru o Ziga Turk prop s a defini o formal do corpo de conhecimentos que durante os anos foi conhecido como construction informatics computing in civil engineering construction information technology ou ainda information and communication technology in construction e outros nomes A inform tica na constru o um ramo cient fico com uma nfase pr pria sobre as teorias de informa o e computa o orientado para a solu o dos problemas espec ficos oriundos dos processos de projeto e constru o de edif cios situado entre a pesquisa cient fica e a solu o de problemas de engenharia TURK 2006
225. tClass fosse determinado Neste experimento as vantagens do processo binding sobre o parsing come am a ser percebidas apenas ap s a conclus o desse processo de identifica o dos tipos de cada entidade A partir da as classes correspondentes s entidades IFC tornam se extremamente teis No c digo da aplica o mostrado no Ap ndice G mostrada a identifica o da entidade IfcSite cujo valor atribu do para uma inst ncia da classe correspondente IfcSite gerada pela XMLBeans A classe IfcSite encapsula m todos para acesso dos seus atributos ent o para acessar o grau da longitude do ponto de refer ncia do terreno do projeto a express o seria long degree site getRefLatitude getLongwWrapperaArray 9 getLongValue A latitude completa um tipo de dado composto definido pela classe compoundPlaneAngleMeasure que cont m uma matriz de tr s n meros long para armazenar grau minuto e segundo Ent o para obter os pr ximos valores o par metro passado para o m todo getLongWrapperArray seria mudado para 1 e depois para 2 Como se pode ver os nomes dos m todos refletem a estrutura da entidade definida na EXPRESS convertida para esquema XSD e posteriormente compilada pela XMLBeans N o seria poss vel acessar ou atribuir ao elemento site que do tipo IfcSite nada que n o fosse determinado pelo esquema garantindo a consist ncia da informa o e facilitando o trabalho de programa o A ltima q
226. tegra o dos processos produtivos atrav s dos modelos de produtos A sua proposta de padronizar a transfer ncia de todos os dados relativos ao produto estava muito frente das demais normas de representa o de dados que ainda se concentravam 24 apenas na transmiss o da informa o geom trica KRAUSE et al 1993 Gielingh observa que a import ncia de padroniza es como a STEP chamadas Product Data Technologies PDT reside no fato de n o existirem aplica es de projeto auxiliado por computador que suportem todo o ciclo de vida de um produto Ao contr rio os empreendimentos modernos s o cons rcios de companhias em colabora o e o desenvolvimento de produtos realizado em muitas aplica es diferentes cada uma atuando em um escopo reduzido Desse modo apenas com a padroniza o de dados possibilitada pelas PDT pode ser vi vel a utiliza o de modelos integrados de produto GIELINGH 2008 Os modelos de dados STEP s o definidos utilizando a linguagem de descri o de meta dados chamada EXPRESS apresentada na norma ISO 10303 11 1994 A defini o dos modelos pode ser realizada textualmente ou graficamente com a extens o EXPRESS G A EXPRESS aplica o esquema sem ntico de representa o de dados baseado em entidades atributos e relacionamentos e tamb m possibilita criar generaliza es e restri es para os dados Fowler atenta para o fato de a Express ser por vezes mal entendida e lembra que FOW
227. teste essa matriz continha apenas um elemento o pol gono ifcPolyline que no ArchiCAD daria origem parede atrav s de um processo de extrus o A ifcPolyline por sua vez cont m pontos cartesianos que s o acessados pelo m todo getPoints Esse processo de identifica o dos elementos e acesso dos seus atributos repete se at que toda a informa o a respeito do elemento construtivo tenha sido recolhida A express o que retornaria a abscissa do segundo ponto geom trico que forma a polilinha que representa a base da parede seria assim double x polyline getPoints getIfcCartesianPointarray 1 getCoordinates getIfcLengthMeasureArray 0 getDoubleValue O experimento permitiu concluir que embora a estrutura o por classes correspondentes s entidades IFC seja uma poderosa ferramenta para auxiliar o programador a distribui o das entidades pelo arquivo ifcXML requer rotinas para facilitar a recomposi o da informa o Uma classe recursiva para automatizar o processo repetitivo de localiza o das entidades e dos seus atributos seria de grande ajuda 4 5 4 Discuss o O acesso a modelos em formato ifcXML foi bem sucedido e o experimento permitiu identificar v rias possibilidades para o desenvolvimento de aplica es para um ambiente BIM A grande popularidade do modelo de dados XML garantiu muitas op es de suporte t cnico um grande n mero de aplica es de apoio e a f cil localiza o da documenta o neces
228. ties amp Parameters List Format du E Default Set AC 11 INT Master Property Controls Global Element Parameters 11 O Element type A RoofMaker 2 1 Sanson se D view Pen EE All a O section Pen Element List Schemes Descriptors g o Section Pens Component List Schemes f TO MO PA A EE Extended None w O cut Fill Composite Profile Name e EE i CO Composite Complex Fill Names Mi a zr RE EE Extended G Optional Component Data m Zone List Schemes Full Key Code Component Code Reference Unit Fragments 1 2 4 Name and Quantity always listed Optional Descriptor Data Fragments Short Text always listed Fig 4 20 configura o do conte do a ser apresentado em uma lista de quantifica o na base de dados EEQuant 4 2 4 Utiliza o da ferramenta A utiliza o da ferramenta EEQuant ap ia se no processo de trabalho t pico da modelagem do edif cio no ArchiCAD que por sua vez bastante semelhante com os principais BIM CADs dispon veis Durante a cria o dos elementos construtivos o projetista deve selecionar os materiais que comp em a base de dados da EEQuant identificados pelas letras EE no in cio do nome fig 4 21 Como explicado na subse o anterior elementos que n o possuam esses materiais n o ser o associados base de dados e consequentemente n o ser o inclu dos na quantifica o 101
229. tindo que os projetistas insiram rapidamente informa es geradas pelos fabricantes de materiais IBRAHIM et al 2004 PENTTILA 2005 Essa opera o poderia agregar automaticamente ao projeto n o s a forma e a representa o dos elementos construtivos como tamb m o custo prazo de entrega desempenho instru es para montagem ou constru o e tamb m para opera o manuten o e disposi o dos materiais Essa informa o poderia ser extra da posteriormente por aplica es de an lise ou planejamento da constru o por exemplo Embora algumas bibliotecas de objetos j sejam dispon veis principalmente para pe as de mob lia a informa o contida ainda limitada e comumente disponibilizada em formatos propriet rios que n o podem ser utilizados em todos os BIM CADs Os objetos s o estruturas de dados conhecidas como classes como descrito na subse o 2 3 3 Classes em desenvolvimento de softwares s o unidades de informa o constitu das por dados e procedimentos para processar esses dados Na modelagem de produtos convencionou se chamar os dados de par metros do objeto de onde vem os nomes objetos param tricos e modelagem param trica Os procedimentos s o conhecidos como comportamento do objeto 3 3 1 Par metros A informa o a respeito do elemento construtivo a ser representado armazenada em diferentes par metros que podem ser combinados pelo usu rio para produzir diferentes respostas
230. tria da constru o ainda mais cr tica Gallaher e outros autores prepararam relat rio semelhante para a ind stria da constru o americana considerando apenas as obras de infra estrutura e estimaram um custo de 15 8 bilh es de d lares por ano GALLAHER et al 2004 62 Existem ainda v rios desafios relacionados interoperabilidade a serem superados Entre s o decorrentes das atuais pr ticas projetuais contrata o responsabilidades entregas e responsabilidades legais A modelagem de produto uma ruptura significativa nos m todos tradicionais de projeto e vai exigir a ado o de muitas novas abordagens e procedimentos A contrata o de projetos por exemplo pode passar a se basear no n vel de aprimoramento do modelo e n o na quantidade ou detalhamento dos desenhos EASTMAN 1991 Um outro desafio preocupante a quest o da prote o da informa o inserida no modelo que pode ser acessada por todos os outros participantes o que dilui a no o de responsabilidade t cnica A organiza o em torno da BIM vai exigir formas seguras para controlar o uso da informa o contida no modelo Por exemplo ferramentas precisar o ser desenvolvidas para atribuir n veis de acesso a indiv duos grupos ou arranjos tempor rios interdisciplinares para permitir que se trace a origem as modifica es graduais e as diferentes vers es resultantes da informa o e tamb m para gerenciar e garantir a origem da informa
231. trico criado Fig 4 11 representa es autom ticas geradas de acordo com o contexto do objeto 89 Fig 4 12 modelo de edif cio composto por v rias inst ncias do objeto param trico 89 associadas a objetos nativos do ArchiCAD Fig 4 13 planta de fiada extra da automaticamente a partir dos objetos param tricos 90 mostrados na figura 4 12 Fig 4 14 janela de edi o do ArchiCAD onde s o criadas bases de dados auxiliares 95 Fig 4 15 janela de configura o do property object denominado concrete mostrando as 97 rela es entre os componentes e o volume do elemento construtivo Fig 4 16 parte do script GDL utilizado no property object Masonry Wall respons vel pela 98 discrimina o dos materiais nas diferentes camadas de paredes de alvenaria Fig 4 17 janela de gerenciamento das regras de associa o autom tica 99 Fig 4 18 configura o do crit rio para associa o autom tica ao property object Concrete 100 esquerda e ao property object Ceramic Tiles External direita Fig 4 19 associa o manual do property object Composites na janela de configura o de 100 um elemento construtivo nativo nesse caso wall Fig 4 20 configura o do conte do a ser apresentado em uma lista de quantifica o na base 101 de dados EEQuant Fig 4 21 sele o do material de preenchimento durante a cria o de um objeto que ir 102 representar uma laje Fig 4 22 janela de configura o dos par met
232. tudo comparativo do processo de compatibiliza o de projetos em 2D e 3D com uso de TI Curitiba 2006 150 p Disserta o Mestre Programa de P s Gradua o em Constru o Civil Universidade Federal do Paran Dispon vel em http www ppgcc ufpr br dissertacoes d0073 PDF acessado em 12 2008 MOUM A A framework for exploring the ICT impact on the architectural design process Electronic Journal of Information Technology in Construction v 11 2006 p 409 425 Dispon vel em http www itcon org data works att 2006 30 content 07890 pdf acessado em 12 2008 NASCIMENTO L A e SANTOS E T Barreiras para o uso da tecnologia da informa o na ind stria da constru o civil In WORKSHOP NACIONAL GEST O DO PROCESSO DE PROJETO NA CONSTRU O DE EDIF CIOS 2 2002 Porto Alegre RS Dispon vel em http www infohab org br acessado em 20 11 2006 NASCIMENTO L A D e SANTOS E T A ind stria da constru o na era da informa o Ambiente Constru do v 3 n 1 2006 p 69 81 Dispon vel em http www antac org br acessado em 21 11 2006 NEMETSCHEK Allplan p gina da internet 2008 http www allplan com acessado em 12 2008 NIBS National Building Information Modeling Standard National Institute of Building Sciences 2007 183 p Dispon vel em http nbims opengeospatial org files artifact id 742 Acessado em 12 2008 NICHOLSON COLE D Introduction to Object Making 2 ed Graphisoft 2004 124 p Dispon
233. ue ser o utilizadas e tamb m do contexto no qual elas ser o introduzidas Esse contexto formado pela organiza o operacional das empresas e pelo fluxo de informa es que ocorre entre as diferentes etapas do desenvolvimento de um produto e determina os requisitos a serem atendidos pelas ferramentas de informa o utilizadas A organiza o operacional define os envolvidos nas atividades e as suas responsabilidades na gera o e no controle da informa o essencial que a ferramenta de informa o empregada registre esses dados para que as responsabilidades possam ser constantemente rastreadas O fluxo de informa es um resultado direto da organiza o das opera es de produ o para cada atividade do desenvolvimento de produtos deve ser identificado o conjunto completo de informa es relacionadas semanticamente que ser o necess rias para as atividades subsequentes GRABOWSKI e ANDERL 1983 Krause e outros autores em uma das mais influentes compila es sobre a modelagem de produto definem uma estrutura semelhante por m com diferentes nomenclaturas os dois aspectos b sicos a serem considerados pelas ferramentas de informa o para a modelagem de produto s o o modelo de produto em si e as cadeias de processos produtivos envolvidas na sua fabrica o O modelo do produto um reposit rio formado pela acumula o de toda a informa o relevante sobre o produto em uma estrutura de dados que forne a m tod
234. uest o a ser avaliada era a possibilidade de acesso aos dados de entidades aninhadas No c digo apresentado no Ap ndice G foi identificada uma entidade ifcWallStandardCase No Ap ndice F mostrado o arquivo ifcXML utilizado no teste e na p gina seguinte apenas a entidade lida para ilustra o A ifcWallStandardCase formada por v rios atributos entre eles o Representation que cont m outras entidades IFC aninhadas que s o os elementos que constituem a representa o formal da parede 130 lt IfcWallStandardCase id i1714 gt lt GlobalId gt 1WfU NICrcZo HrHunLt15 lt GlobalId gt lt OwnerHistory gt lt IfcOwnerHistory xsi nil true ref 1i1568 gt lt OwnerHistory gt lt Name gt SW 002 lt Name gt lt ObjectPlacement gt lt IfcLocalPlacement xsi nil true ref i1711 gt lt ObjectPlacement gt lt Representation gt lt IfcProductDefinitionShape id 11793 gt lt Representations ex cType list gt lt IfcShapeRepresentation pos 0 xsi nil true ref i1753 gt lt IfcShapeRepresentation pos 1 xsi nil true ref i1786 gt lt Representations gt lt IfcProductDefinitionShape gt lt Representation gt lt Tag gt 3B09AD2E 868F 48F9 A4 80 F4F953F6BOEI lt Tag gt lt IfcWallStandardCase gt Enquanto as entidades aninhadas s o descritas sequencialmente como o caso da ifcProductDefinitionShape poss vel acess las como o resultado de um m todo get da classe hierarquicamente acima
235. utos cada vez mais empregado nestes casos e idealmente a modelagem de produto deveria oferecer no m nimo dois graus de integra o da informa o nessa situa o entre as etapas de desenvolvimento realizadas dentro da organiza o e entre os sistemas da organiza o e os sistemas utilizados por parceiros de desenvolvimento Como qualquer ocorr ncia de convers o de dados na transmiss o de informa es nesses dois n veis de integra o indesej vel o modelo do produto deve adaptar se a v rios sistemas diferentes YANG et al 2008 Al m de abranger uma vasta rede de interrelacionamentos entre as mais variadas tarefas t cnicas o desenvolvimento de produtos tamb m determinado pelos fatores humano organizacional as estrat gias definidas pelas empresas para os produtos e as tecnologias que est o dispon veis Deixar de considerar qualquer destes fatores durante a implementa o da modelagem resulta em um investimento que gera baixo retorno ou at preju zo A implementa o eficiente da modelagem de produto 28 desenvolver produtos de maneira eficiente KRAUSE et al 1993 A quest o do fator humano continua sendo importante tema de pesquisa relacionada modelagem de produto como se pode verificar no estudo realizado por Nilsson e Fagerstr m 2006 onde ressaltam a import ncia da considera o cuidadosa dos diversos envolvidos stakeholders e as suas diferentes necessidades por informa o durante o
236. vimentos podem ser separadas por arquivo por layer ou ent o dispondo os 57 elementos de cada planta em regi es diferentes do mesmo arquivo como se fossem representadas em uma enorme folha de desenho Ao representar o edif cio atrav s de desenhos CADs baseados em primitivos geom tricos for am o projetista a transpor manualmente informa es entre as diferentes vistas isoladas Essa transposi o feita apenas visualmente comparando os diferentes desenhos ou ent o copiando um conjunto de elementos por vezes a vista inteira que serve de base para a propaga o manual da modifica o para as demais vistas Dada a natureza iterativa do projeto de edif cios essas transposi es ocorrem v rias vezes em ambos os sentidos sempre que interfer ncias s o percebidas ou modifica es se fazem necess rias AYRES e SCHEER 2007 V rias formas de complementar o conte do da informa o e facilitar o seu manuseio e a transmiss o foram desenvolvidas A defini o de padr es para layers um exemplo dessa tentativa de semantizar o conte do desestruturado dos CADs baseados em primitivos geom tricos HOWARD e BJ RK 2007 No Brasil a ASBEA associa o dos escrit rios de arquitetura prop s a padroniza o da nomenclatura dos layers e da estrutura de pastas onde os arquivos de diferentes projetos complementares deveriam ser armazenados CAMBIAGHI 2000 Para outras situa es s o desenvolvidas metodologias e conven
237. volvimento de ferramentas de acesso seguiu as instru es contidas nas documenta es e c digos de exemplo de ambas as ferramentas No caso da IFC Engine DLL foram adotadas duas abordagens a primeira foi a programa o em Java utilizando m todos nativos de acesso s classes C e segunda foi a programa o apenas em C Em ambos os casos optou se por iniciar o desenvolvimento a partir da opera o de leitura de um modelo IFC simplificado e a partir da construir uma ferramenta simples para ilustrar o acesso ao modelo Os resultados dos experimentos com as duas IFC Toolboxes utilizadas descrito nos itens a seguir IFC Engine DLL A TNO disponibiliza exemplos de c digos fonte para a opera o de leitura de modelos a partir de v rias linguagens de programa o TNO 2008b N o foram acrescentadas modifica es a estes exemplos nesta fase do experimento Os c digos foram baixados e compilados seguindo as instru es para cada linguagem utilizada C e Java e a compila o foi bem sucedida nas duas linguagens A partir da aplica o compilada foi poss vel acessar os dados do modelo que acompanha o c digo exemplo e tamb m de modelos criados no ArchiCAD e exportados para o formato IFC Entretanto esse acesso ocorre em um n vel muito baixo Como descrito na subse o 3 6 2 a estrutura de dados do modelo IFC composta por uma s rie de entidades que decomp em os elementos construtivos at os seus primitivos geom tricos
238. w ifd library org images IFD Library White Paper 2008 04 10 pdf Acessado em 12 2008 IAI International Alliance for Interoperability p gina da internet 2008c http www iai international org acessado em 12 2008 145 IBRAHIM M et al CAD smart objects potentials and limitations In International eCAADe Conference 21 2003 Graz Proceedings p 547 551 Dispon vel em http www iit edu krawczyk miecadO3 pdf acessado em 12 2008 IBRAHIM M et al Two Approaches to BIM A Comparative Study In eCAADe Conference 22 2004 Copenhagen Proceedings p 610 616 Dispon vel em http cumincad scix net cgi bin works Show 2004 610 acessado em 12 2008 ISIKDAG U et al Building information models a review on storage and exchange mechanisms In CIB W78 International Conference on Information Technology on Information Technology 24 2007 Maribor Proceedings p 135 144 Dispon vel em http itc scix net data works att w78 2007 020 068b Isikdag pdf acessado em 12 2008 JANDL P Java 6 S o Paulo Novatec 2008 144 p JOHNSON T E Sketchpad III a computer program for drawing in three dimensions In Spring Joint Computer Conference 1963 Detroit Proceedings New York ACM 1963 p 347 353 Dispon vel em http doi acm org 10 1145 1461551 1461592 acessado em 11 2008 KALAY Y E A database management approach to CAD CAM systems integration In Annual ACM IEEE Design Automation Conference 22 198

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