FreeCADでBIM建築モデルを作成する

CADで困っている人に（4） TITLE: 選択の操作と図形の編集  　作図をするというと、線をひとつずつ引きながら、図面を完成させていくイメージがあるかもしれませんが、CADの作図は、複写と編集の繰り返しで図面を作る作業です。  　まとめて操作できるものは、まとめて処理するというのがCADの基本です。複数の線をまとめて編集したり、同じ操作を繰り返したりすることは、手描きではできません。  　したがって、CADのツールの中でも、編集関係のツールは一番重要です。編集のツールと印刷の機能を使うことができれば、日常の製図作業のほとんどの部分を行うことができます。 　すでに、線の編集をするツールをいくつか練習しているので、編集するためには、対象となる図形を選択する必要があることは理解していると思います。 　それでは、編集ツールを練習するために、線を選択する方法について確認しましょう。 ［ 個別選択、範囲選択 ］ VectorWorksやDRACAＤのように、選択用のアイコンがあるものはアイコンを押して、選択モードに入ることができます。AUTOCADは、ツールを選んでないときには選択モードになっているのっで、そのままで選択の操作ができます。JWCADのように、選択のアイコンがないCADは、移動や複写のツールを選んで選択モードに入ります。  Draftワークベンチは、個別の図形を選択するなら、そのまま図形をクリックすれば選択除外できます。Shift+AまたはShift+Eを押すことで、範囲選択を使い分けることができます。 図形を選択する方法について整理してみましょう。  ・個別選択は、線の上をクリックして、線をひとつずつ選択する方法です。 　Draftワークベンチでも、画面上で図形をクリックすれば選択することができます。  ・範囲選択は、画面上で長方形の範囲を指定して、その中に含まれる図形を選択する方法です。 　一般的に左から右に長方形をドラッグすると、その範囲内に完全に含まれている図形だけが選択されます。 　右から左にドラッグすると、その範囲に含まれる図形と線分の一部が範囲に含まれる線分が選択されます。（交差選択といいます）  ・個別選択と範囲選択はどのCADにもあります。全図形選択もあります。  ...

CADで困っている人に（３） TITLE: 基本的な作図、編集機能 　基本的な作図や編集機能はCADによって操作方法が違うので、こうすればできるという決まった方法というものはありませんが、どのCADでも考え方はほとんど同じです。 　作図編集機能を練習するには、CADを操作した方が理解が速くなります。使いたいCADがある場合はそのCADを使って、ない場合はFreeCADのDraftワークベンチでも2DCADの基本機能は装備しているので機能の確認はできます。ただし、Draftワークベンチは製図用ソフトではないので、線色、線種、線幅、レイヤーの設定アイコンがなく、その部分は別のCADで練習することが必要です。 作図編集ツールの操作が終わった時に、通常モードに戻る方法は自動的に戻るもの、EnterキーやEscキーを押して戻るものなど、ソフトによってかなり違います。 AUTOCADでは、連続した操作を継続中はEscキーで戻りますが、JWCADはEscキーを押すとアンドゥ機能になります。操作そのものがキャンセルされて、図形が編集前に戻ってしまうので、AUTOCADとJWCADを併用するときは注意が必要です。 基本的な作図ツール ［ 画層、線色、線種の設定 ］ 　最初に作図する画層（レイヤー）を決めます。AUTOCADでは画層を新規作成します。初期状態で画層0が設定されているので、練習ではそのままで使っても問題ありません。 　次に、アイコンで、線色、線種を決めます。線幅は色に対応させるなら設定しなくてもかまいません。 　Draftワークベンチでは（標準設定で変更することはできますが）、画層、線色、線種のアイコンがないのでそのまま作図します。作図後にビュータブで線色、線種、線幅を変更することができます。 　一般的なCADでは、作図前に属性を決めるほかに、作図後にその要素を選択して線色、線種、線幅を変更することができるようになっています。 　AUTOCADには少し特殊なByLayerという属性があります。これは初期のCADで考えられた方法です。ひとつのレイヤーにひとつの線色と線種、線幅を固定することで、線の属性を始点と終点、レイヤーだけにすることができるので、データ量を少なくすることができました。パソコンが高速化しメモリーも大きくなった今のソフトでは必要のない属性ですが、古いデータと...

CADで困っている人に（２） TITLE: スナップとでたらめな寸法 　パソコンの画面は解像度が低く、図面に比べて小さいので、画面上でつながって見えたり、重なって見えたりする線が、データとしては、つながっていない、重なっていないということがあります。画面を見ても、どんどん拡大していかない限り判断できません。 　手描き図面では、図も寸法も作図する人が記入していたので、複雑な図面になると、寸法を決めるのは大変な作業でした。CADは寸法を自動的に計算してくれるので、CADになって最も楽になったのは、寸法記入の作業かもしれません。 　ところが、自動的に計算してもらうためには、図面も正確でなければいけないのです。線がつながっていなかったり、重なっていなかったりすると、その部分で図面に微妙なズレが発生します。そのまま作図を続けていくと、どこかで、右から描いてきたものと、左からのものが重ならないというようなことが起こります。また、寸法を測ると、1000mmのところが1001mmになっていたりします。こうなると、CADが計算してくれる数字が信頼できなくなるので、データとしては使いにくいものになってしまいます。 　手描き図面では、線はつながっているように見えればいいし、線の位置が多少ずれていても、寸法を記入してすませることができました。また、描いてあるものに合わせて線の位置を微調整し、きれいに見えるように整えることもできました。 　CADでは、点や線の位置を正確に決めて、作図を進めます。線の位置が正確なら、どの線でも基準にすることができるので、線の複写や移動を繰り返しながら作図することができます。 　CAD上に新しい線を作るには、どこか基準になる線と新しい線の位置関係が、数字でわからないと正確な図面になりません。正確に作図するというのは、図形として正確に詳細図を描くということではなく、作図する縮尺に合わせて適度に省略していても、線の寸法関係は正確に描いてあることです。 　それでは、正確な図面を作図するために、絶対に必要なスナップという機能について説明します。 　スナップとは、CADが画面上にある線の端点（始点や終点）、中点、線と線の交点、円の中心など特別な点を自動的に探し出す機能です。スナップできる点はCADによって違いがあるので使うCADのマニュアルを確認してください。 　端点スナ...

CADで困っている人に（１） 　CADを始めてみたけれど能率が上がらない、ツールの使い方がわからないという人は、CADというソフトの仕組みについて考えてみてはどうでしょうか。 　CADはただの道具です。難しい計算をするわけでもなければ、特殊な情報を処理するわけでもないので、特別な知識がなくても使えます。難しく考えずに、少しずつ覚えて使うことを繰り返していけば、そんなに苦労しなくても簡単に使えるようになります。 　CADが紙に直接描くことと根本的に違うのは、CADで作図すると編集可能なデータが残るということです。CADとはデータを構築するソフトという考え方ができないとCADを効率的に使うことはできません。 　CADにはデータを整理し、作図の能率を上げるための機能がそろっています。CADで図面を描くとき、データが編集しやすくなるように考えて作図を進めることが重要です。 TITLE: CADは製図を教えるソフトではない 　CADを覚えれば、製図や設計ができるようになるわけではありません。確かに、製図ができなければ、CADは使えませんが、CADと製図は別のものです。まして、設計はもっと別のものです。 　CADは製図をするための道具ですが、図面を見て、どの順序で描けばその図面ができるのかわからなければ図面は描けません。CADは図面を描く順序までは教えてくれません。製図の経験のない人は、CADと同時に製図についても勉強する必要があります。製図方法を勉強するといっても、最初は、図面はどういう順序で描くのかという程度のことを知っていれば十分なので、市販CADソフトの解説本などの作図練習で作業の流れを見てください。 TITLE: どこから始めるか  　どんなソフトでもそうですが、CADも慣れれば使えます。しかし実際には、CADに慣れる前に挫折する人がいます。CADは機能が多く、設定も複雑です。そのため機能を理解しようとするだけで、行き詰まり、挫折してしまうのです。 　パレートの法則というものがあります。2:8の法則ともいい、「ものごとは重要な方から２割をおさえれば、８割の効果がある。」というものです。CADでも、この２割の部分を集中して覚えれば、かなり使えるようになります。それ以外のことは、必要になったときに、解説本を読めばいいので最初からすべての機能の説明を読む必...

　FreeCADにはプロパティの数値を集計する  スケジュール（Arch Schedule）ツールがある。これを使えばプログラムを作成しなくても床や壁の面積や部材の長さを集計することができる。 スプレッドシートでは、ひとつずつオブジェクトのプロパティにリンクする必要があるが、スケジュールを使うと、設定した条件でオブジェクトを自動的に抽出し、プロパティを集計することができるので、面積表や部材の数量集計に利用することができる。  スケジュールツールはManegeメニューの中にあり、ツールバーでは、BIMセットアップのグループ、マテリアルツールの横にある。 ここからは、練習04モデル住宅で作成したデータを使って床面積と屋根面積の集計方法を検討する。 （内部の壁の位置と2Fのベランダを少し修正している。） データダウンロード  スケジュールツールをクリックすると、スケジュール定義のウインドウが開く。最初に使うときは、ウインドウサイズが小さいので、マウスでドラッグして全体を表示する。 下欄の「行を追加」をクリックすると、条件入力の欄（行）が表示される。 キャンセルして、モデリング画面に戻り、条件入力できるようにモデルを少し修正する。 １階と２階を部屋別に床面積が計算できるようにRectangleで床の範囲を分割する。 モデリングするときにSketcherで作成した壁芯図を下書きにして、各部屋の床範囲を作図する。 1階は左上から、浴室、洗面、便所1、階段1、キッチン、廊下1をはさんで、玄関、玄関ポーチ、リビング 2階は、倉庫、便所2、階段2、子供室、廊下2をはさんで、寝室、ベランダ リビング上は吹抜けなので、床は作成しない。 今回は、長方形ツールで分割したが、連続線によるWireと混在することも可能である。プロパティにAreaがあれば集計することができる。 わかりやすいように部屋別に色分けしたが、色を変える必要はない。 データタブで各部分RectangleのLabelを部屋名に変更する。 グループ1F床範囲、1F屋外床、2F床範囲、２F屋外床を作成し、Rectangleをそれぞれの場所に移動する。 今回は、床範囲のRectangleで集計するが、スラブのプロパティで集計することもできる。その場合は、床範囲のRectangleをスラブオブジェクトに変換...

■1階壁と建具を作成する 1階壁は通り芯をガイドにして、ベースラインを作成し、壁ツールで壁に変換する。 1F0.0をダブルクリックして作業平面を移動する。 外壁ブロック壁の部分を作図する。 各部分の高さが異なっているので、Draftの直線ツールで作図し、壁厚は200，部分ごとに高さを3100と3300に変更する。 壁の一部は切抜きが必要なので、その面を選択し長方形を作図する。 長方形をExtrudeで前後300ずつ押出してソリッドにしてから、壁ツールで壁に変換する。 切抜き用の壁ともとの壁を選択し、建築オブジェクト減算ツールで壁を切抜く。 （Cutツールを使うと壁属性が消えるので、減算ツールを使う。） 壁をすべて選択し、プロパティでMakeBlockをONにする。 ブロックサイズを200ｘ400、目地幅10、2段目オフセットを200とすると壁にブロックが表示される。 壁は、1wallグループを作成し、その中に移動する。 内部の壁も、壁芯図から壁位置のベースラインを作成する。 壁ツールで壁に変換し、壁厚100、高さ3300とする。 外壁一般と外壁内張りをひとつの壁でまとめて作成する。 外壁ブロック壁の内側に合わせて、長方形で範囲を指定し、ダウングレードしてWireに変換する。 Wireを壁に変換し、プロパティで、配置Left、高さ3300、オフセット-30、壁厚150とすると、ブロックから内側に30の位置で壁が作成できる。 内部の壁も、1wallグループの中に移動する。 外壁廻りの建具を配置する。 建具は、「ホストオブジェクトへ自動的に含める」オプションはOFFにして配置し、すべての配置が完了してから、建具のHostsを指定する方か失敗が少ない。 建具は、1winグループを作成し、その中に移動する。 ■1階屋根の梁とスラブを作成する。 1階外壁上部の梁を作成する。 1階屋根の梁の上に、2階の床梁が載る構造になっているので、1階屋根梁の天端は2F-300である。 2F3.9をダブルクリックして作業平面を移動する。 梁ツールで、150ｘ300の梁を1階壁上部に配置する。Placementで下方向に450（300+梁H300/2）だけ下げる。 屋外階段につながるテラス部分は、2Fと同じレベルである。 梁ツールで、150ｘ300の梁を配置し、Placementで下方向に150...

■2階内部の壁とスラブを作成する 2F3.9をダブルクリックして作業平面を移動する。 2階の内壁は、RFスラブ下までH3000の壁であるが、梁下になる部分はH2700となる。 壁芯図をガイドにして壁の位置を作図する。 壁ツールのオプションは、高さ3000、壁厚100とする。 それぞれの壁線を選択し、壁ツールで壁に変換する。梁下になる部分は、プロパティで高さ2700に変更する。 ドア800ｘ2000を壁に配置する。 できた壁は2wallグループを作成し、その中に移動する。 床スラブは梁上50mmとする。 2F床梁を表示にして、床範囲を長方形で作図する。 長方形を選択し、床ツールで①スラブに変換する。上方向に作成されているので、プロパティで厚さ50に変更する。 階段廻り開口の輪郭を連続線で反時計回りに作図する。連続線を選択し、床ツールで②スラブに変換する。 反時計回りは上方向に200のスラブができているので、①スラブから②スラブを切抜きするために、建築オブジェクトの減算ツールを使ってスラブ切抜きをする。 スラブ表面を選択し、作業平面をスラブ面に移動する。 階段最上部の床開口部の処理をするために、床の輪郭を時計回りに作図する。 輪郭線を床ツールで、スラブに変換し、時計回りに作図して下方向に作成されているので、プロパティで厚さ350に変更する。 スラブは2slabグループを作成し、その中に移動する。 ■内部階段を作成する 内部の階段は1階にベースラインを作図し、階段に変換する。 1F0.0をダブルクリックして作業平面を移動する。 階段の始点から終点まで直線を作図し、選択して階段ツールで階段に変換する。 階段のプロパティでタイプを2本桁タイプに変更する。 配置はLeftとする。（桁タイプを作成するときは、配置AlignはLeftになるようにベースラインを作図する。） 階段高さは3950、幅は1000、段数18、蹴上板厚10、踏面板厚30。 桁の持ち上げ250、桁の幅50、桁オフセット1000（階段幅にすると桁が階段の外側に出る）、桁高さ250。 できた階段オブジェクト下層の手摺Railは削除する。手摺のサブオブジェクトのLineも削除する。 ■2階の外部建具を配置する 2F3.9をダブルクリックして作業平面を移動する。 建具はプリセットを並べて配置する。建具オプションで、枠...

２番目のモデルは、林の中の別荘を作る。 壁形式の１階ボリュームの上に鉄骨ガラスフレームを載せ、さらに回転させている。 これまでに練習しているモデリングとの相違点はそれほど多くはない。 １階は2種類の壁を組み合わせて、ブロック壁、一般壁、内側の壁を使い分ける。 ２階はガラス窓から見える内部の階段や天井デッキプレートを作成する。 １階と2階を作成し回転して合成するだけと考えていたが、回転移動するとオブジェクトの一部がずれてしまう現象が起こったので、戻すのに少し手間取った。 2022/9/6追記） 　最初にこの記事を書いた時は、平面で傾いたグリッドを水平に向ける方法がわからなかったので、以下の記事では１階と２階を別の場所に作図し回転して合成している。 　しかし実際には、傾いたグリッドで作業するために、長方形を作図し斜めに回転した上で、その長方形を選択して作業平面を移動するとグリッドが斜めに傾く。 そのときに、9（WorkingPlaneView：メニュー＞utils）のキーを押すと、グリッドが水平に表示されるので、通常の操作ができるようになる。（Placementの移動は絶対座標なので、グリッドの方向は反映されない。） 　戻す場合は、2を押して上面ビューにして、さらに9を押せば通常の表示になる。 　したがって、１階２階の図を重ねて作図し、回転による合成を使わない方がモデル作成が簡単になる。 データダウンロード （2024/05/15追記） 　以下の説明では、画像の貼り込みと拡大縮小はImageワークベンチのツールを使っているが、FreeCADｖ0.21では、Imageワークベンチが見当たらなくなっている。 　ツールメニューの中に 画像を読込み ツールがあるが、新しタブができるだけで、作業中のタブに直接読み込むことができない。 　対策としては、作業中のタブに画像を貼り付けるには、ファイルメニューのインポートを使い、ファイルの種類をImage formatsにして、画像を挿入する方法が使用できる。 画像の移動、拡大縮小には、Placementプロパティで数値入力するか、 移動ツール、 スケールツールを使用する。 ■壁芯と梁芯図を作成する 今回のモデルでは傾いた通り芯が複数あって、しかも外壁の高さが均一ではないので、Sketcherで図面から軸線をトレースし、それを下書きにして...