FreeCADでBIM建築モデルを作成する

Tips集：窓ツールの奥行寸法（見込）を調整する 　 以下の「 建具ツールのパラメーターW（見込寸法）がモデルに正しく反映されない」という問題は、FreeCAD　ｖ0.20以前のバージョンで発生していたが、ｖ0.21以降は修正されているので、FreeCADの最新版を使用する場合には以下の調整を考慮する必要はない。 　FreeCADでは、建具（扉、窓）ツールのプリセットを使って、基本的な開口部のモデルを作成し、自動的に壁を切抜いて配置することができる。 　窓をひとつずつモデリングするのは手間がかかるので、プリセットが使えるのは非常に有効であるが少し問題がある。 　モデリング練習６で気づいたことであるが、建具モデルの奥行方向の寸法（見込）がパラメーターの図で設定した寸法と違っている。（FreeCADはv0.18とｖ0.19を使用している。） 厚さの大きいコンクリート壁などではあまり気にならないが、詳細な図面を作成するときには調整が必要になる。 　プログラムのバグか、操作方法の間違いかは確認できないが、バグであればいずれ修正されることを期待している。 寸法が違うことについて規則性があることがわかったので、対応方法を説明する。 窓のプリセットFixedで作成してみる。 Fixed（嵌め殺し窓）は、幅高さの他に次の部分を設定する。 H1：枠寸法（見付）　50とする。 W1：枠奥行（見込）　100とする。 O1：壁面からのオフセット　0とする。 （ガラスは枠Ｗ１の中心に配置される） 以上の設定をして、作業ウインドウでクリックするとモデルが自動的にできる。 モデルを見ると、ガラスの位置が枠中心から少しずれている。 計測ツールで枠とガラス位置を測ってみると、枠奥行は150、ガラス位置は50となっており、枠の奥行が指定した100になっていないことがわかる。 枠の奥行はW1＝100で設定しているが、モデルはW1+H1＝150となっている。 パラメーターの数値を入れ替えて試してみた結果、モデルの 枠奥行寸法は、W1+H1-W2となる ことが分かった。 Fixed窓では、W2は必要のないパラメーターであるが、Fixed窓の枠奥行はW2の数値で調整することができる。 モデルで150となっている奥行を本来の100にするために、W2＝50とする。 以上の設定で作成すれば、枠奥行100のモデルとす

■内部の間仕切り壁 内部の設備コアの壁は、壁の外側ラインで作図する。 壁だけの構造をSketcherで作図する場合は、壁のAlignを片側の面に寄せる設定で作図すると、接続部で壁厚分だけ隙間を空けながら作図すればよいのでわかりやすい。 幅や高さの違うものをひとつのsketchにすると、一度に壁に変換することができないので、適当でないように見えるが、FreeCADの2D作図機能は細かい作図に向いていないので、Sketcherを使って概略の形状を作成し、基準点からの距離拘束で位置を固定していく方が操作が簡単である。 作業平面を2Fに移動して、上面ビューでSketcherを開く。 壁厚や高さの違う部分で分割して作図する。 それぞれの位置を距離拘束で固定する。 最後に外周梁のラインとの関係を固定すれば完成する。 作成したsketchを下書きにして、それぞれの部分に壁を作成する。 編集メニュー設定の壁の自動結合をONにしていると、厚さの違う壁もひとつのオブジェクトに結合してしまうので、一時的に設定をOFFに変更しておく。 壁厚は90，105，120，185を使い分ける。 壁高さは2450。 下側の長辺と縦700の長さの範囲は、壁下端が床から840上がりなので壁高さ1610で作成し、placementでZ方向に840上げる。 下辺から長さ700の壁はH=900（840+60）とする。 下から見て隙間の出来る範囲（着色部）に長方形を作図し、床オブジェクトに変換する。 床パネル厚さ60に変更し、placementでZ方向に840上げる。 コーナーの持ち出し380の部分は壁厚60になるので、オフセット15として90の壁と中心合わせになるように移動する。 流し台と吊戸棚、収納棚は部品を探して配置すればよいが、今は仮で直方体を作成してふさいでおく。 作業平面を2Ｆにして、長方形で平面形を作図する。 流しはExtrudeで900押出し。 吊戸棚はExtrudeで順方向2450、逆方向-1500とする。 サイドの収納棚はExtrudeで2450押出しする。 壁上部は天井に届いていないので、壁天端に厚さ60のパネルを作成してふさぐ。 パネル範囲を長方形で作図し、スラブオブジェクトに変換する。 厚さを60に変更し、placementでZ方向に2450-60移動する。 設備コアの天井パネルの上面を

■階段を作成 屋外階段の条件は次の通り。 GLから1Fまで890、1Fから2Fまで710、段数５段（踏面は４枚）。 階段幅3660、踏面356　踏面合計1424 踏板は30ｍｍの石張り、Ｔ型の受けプレートがある。２本桁の受梁形式。 2-3通りの中心に配置する。 作業平面は上面、上面ビューに移動、1Fと2Fの外周梁を表示する。 階段の始点から終点方向に1424の垂直な直線を作図する。作成後に移動するので方向が正しければ、適当な位置でよい。 直線を選択、階段ツールで階段オブジェクトに変換する。 階段のプロパティを次のように変更する。 Align　Left Height　890 Width　3660 Lengthはベースライン指定したので無効 Nosing　25（段板の持ち出し） Number　5（段数） TreadThickness　30（踏板の厚さ） 踏面蹴上寸法は自動入力 StringerWidth　25（桁幅） Structure　Two Stringers（２本桁） StructureOffset　200（桁セットバック） StructureThickness　100（桁高さ） 以上の入力で図のようなモデルが自動的にできる。 手摺は必要ないので、モデルタブのStairs下層のRailとRailingWireをまとめて選択し削除する。 1F外周梁の2-3通り中心位置を決めて、作成した階段を移動する。 さらに、2F外周梁の2-3通り中心に、作成した階段を複写する。 （複写ツールで、2F梁の線上にコピーし、placementでZ方向に900上げる。） 2Fレベルの階段は750前に出ているので、placementでY方向に-750移動する。 プロパティでHeightの890を710に変更して高さを調整する。 さらに、階段廻りの詳細な部材を追加する。 作業平面を側面、側面ビューに移動し、2F階段を表示する。 桁の側面を選択し、作業平面アイコンをクリックして作業平面を移動する。 Sketcherを開いて、階段桁の2F梁までの延長部分の形状を作成する。 勾配部分は平行拘束、桁高さを100にして既存部材と接続。 梁天端より37下がり。（30+12-5） 階段踏板の側面を選択し、作業平面を移動する。 スケッチ作成をクリックしてSketcherを開く。 2Fレベルの踏板を作成する。

■防水押えと屋根を作成 屋根と床のスラブは、モデリングでは１枚の板として作成されることが多いが、ファンズワース邸の場合、屋根は露出防水の下に50ｍｍの断熱パネル+プレコンパネル80（中央30）ｍｍ、天井は12ｍｍプラスターボード貼りとなっている。 2Ｆ、1Ｆのスラブは、梁下端フランジにプレコンパネル80ｍｍを載せて、軽量コンクリート打設、モルタル+石張り30ｍｍとなっている。 全ての構成をモデル化するのは手間がかかるが、表面材だけでも作成しておきたい。 屋根の防水押えは、カットTとアングルの組み合わせになっている。こういう標準部品にない形状のものをBIMソフトで作成するには、いろいろな制約があってなかなか難しいが、FreeCADは3DCADなので、どんな形でも自由に立体化し、建築オブジェクトに変換できるので優れている。 作業平面を側面に移動する。ビューは側面。 RFの外周梁が見えるようにレイアウトし、スケッチ作成ツールをクリックしてSketcherを開く。 外周梁の縦と横のラインを外部リンクツールで赤表示に変える。 屋根端部の笠木金物の形状をスケッチし、厚さを寸法拘束する。 一度戻り、再度Sketcherを開いて、屋根スラブ端部の勾配部分（厚さ50のパネル）を作図する。外周梁との位置関係で位置を拘束して完成する。 できた笠木と勾配のスケッチを選択し、placementで増分変更を適用をONにして、X方向に6700と入力して、２通りに異動する。 Partワークベンチに移動し、スイープをクリックし、オプションで笠木断面を右欄に移動、経路を選択で最初に作成した、建物外周の経路スケッチを選択し終了をクリック。ソリッドを作成をONにしてOKで笠木を作成する。 同様に、勾配パネルの断面と経路スケッチを使って、スイープで笠木廻りの勾配面を作成する。 屋根のスラブは、周辺勾配部のパネルの内側に長方形ツールで、長方形を作図する。WPスナップはOFFにしておく。 （スナップする点がはっきりしているので、Sketcherを使うより、長方形ツールで作図する方が速い。） 長方形を選択し、スラブツールでスラブオブジェクトに変換する。 厚さを50に変更してから、placementでZ方向にパネル厚さ分だけ下げる。（-50） 2Fの床と天井は、外周梁の内側のラインで長方形を作図する。 長方形を選択