Trong quy trình BIM, việc hiểu rõ cấu trúc dữ liệu trong IFC Schema Specifications là yếu tố then chốt giúp các bên liên quan trao đổi thông tin chính xác và hiệu quả. Bài viết này sẽ giới thiệu cấu trúc dữ liệu trong IFC.

IFC Schema là gì và vì sao lại quan trọng trong BIM?

Định nghĩa IFC (Industry Foundation Classes)

IFC (Industry Foundation Classes) là một định dạng dữ liệu chuẩn mở được phát triển bởi tổ chức buildingSMART, nhằm hỗ trợ trao đổi thông tin mô hình hóa công trình (BIM) giữa các phần mềm khác nhau.

IFC không chỉ là một định dạng tệp (.ifc), mà còn là một hệ thống mô hình dữ liệu đối tượng, định nghĩa cách các thành phần xây dựng như tường (IfcWall), cửa (IfcDoor), dầm (IfcBeam) được mô tả và kết nối với nhau. IFC là xương sống của Open BIM, giúp thông tin kỹ thuật duy trì tính nhất quán suốt vòng đời công trình.

Mục tiêu của IFC Schema Specifications trong trao đổi dữ liệu

Mục tiêu chính của IFC Schema là đảm bảo khả năng tương tác (interoperability) giữa các phần mềm BIM như Revit, ArchiCAD, Tekla, hay Navisworks. Thay vì bị khóa trong một hệ sinh thái phần mềm khép kín, IFC cung cấp một ngôn ngữ chung để mô hình hóa và chia sẻ dữ liệu. Nhờ đó, kiến trúc sư, kỹ sư kết cấu, nhà thầu và chủ đầu tư có thể dễ dàng phối hợp làm việc trên cùng một mô hình mà không làm mất dữ liệu kỹ thuật quan trọng.

Lợi ích của việc sử dụng IFC Schema Specifications

Việc sử dụng IFC Schema mang lại nhiều lợi ích thiết thực như:

  • Giảm thiểu xung đột dữ liệu khi phối hợp liên ngành.
  • Tiết kiệm thời gian chuyển đổi mô hình giữa các phần mềm khác nhau.
  • Tăng tính minh bạch và kiểm soát thông tin, đặc biệt trong các dự án lớn hoặc yêu cầu quản lý vòng đời công trình (FM – Facility Management).
  • Hỗ trợ pháp lý và quy định, do IFC được nhiều quốc gia yêu cầu trong đấu thầu công trình công.

Tổng quan cấu trúc dữ liệu của IFC Schema

Cấu trúc dạng mô hình đối tượng (Object-Oriented)

IFC Schema được xây dựng theo hướng mô hình hóa hướng đối tượng (object-oriented modeling), giúp mô tả các thành phần trong công trình như là những “đối tượng” có thuộc tính và hành vi riêng. Mỗi thành phần trong mô hình IFC, chẳng hạn như IfcWall, IfcSlab hay IfcWindow, đều được định nghĩa như một lớp đối tượng (class) có thể chứa các dữ liệu cụ thể như hình học, vật liệu, thuộc tính kỹ thuật và mối quan hệ với các đối tượng khác.

Nhờ mô hình hướng đối tượng này, IFC cho phép tái sử dụng, mở rộng và tổ chức dữ liệu một cách logic, nhất quán. Điều này đặc biệt hữu ích khi mô hình BIM ngày càng trở nên phức tạp, với hàng ngàn thành phần kỹ thuật khác nhau.

Các lớp và mối quan hệ trong IFC

Trong IFC Schema, các lớp (classes) là những khối cấu trúc cơ bản mô tả từng loại đối tượng xây dựng. Ví dụ, IfcBuildingElement là một lớp cha dùng để phân loại các phần tử vật lý trong công trình như tường, sàn, mái…

Trong khi đó, IfcWall hay IfcColumn là những lớp con mở rộng có đặc điểm riêng biệt. Mỗi lớp chứa các thuộc tính (attributes) như tên, ID, vị trí không gian, thông số vật lý và biểu diễn hình học.

Bên cạnh đó, mối quan hệ (relationships) là yếu tố không thể thiếu để liên kết các lớp lại với nhau. Các mối quan hệ được định nghĩa thông qua các entity như IfcRelAggregates, IfcRelConnects, hay IfcRelDefinesByProperties. Nhờ đó, người dùng có thể xác định được cấu trúc phân cấp giữa các đối tượng (ví dụ: tầng thuộc tòa nhà, cửa sổ thuộc tường), cũng như mô tả cách các thành phần liên kết hoặc chia sẻ dữ liệu thuộc tính.

Việc hiểu rõ cấu trúc lớp và mối quan hệ giúp đảm bảo quá trình phối hợp BIM mượt mà, hạn chế xung đột mô hình, và hỗ trợ quản lý thông tin xuyên suốt vòng đời công trình.

Các thành phần chính trong IFC Schema

Entities – Đối tượng chính trong mô hình

Trong IFC Schema, entities (hay thực thể) là nền tảng cốt lõi mô tả các thành phần và khái niệm trong mô hình BIM. Mỗi entity đại diện cho một loại đối tượng cụ thể trong công trình, chẳng hạn như IfcWall (tường), IfcDoor (cửa), IfcBuilding (tòa nhà), hoặc IfcProject (dự án).

Các entity được tổ chức thành hệ thống phân cấp, nơi những entity con có thể kế thừa thuộc tính từ entity cha, giúp tái sử dụng logic dữ liệu hiệu quả. IFC hiện có hàng trăm entity, phản ánh đầy đủ các yếu tố vật lý, kỹ thuật, tổ chức và cả quy trình trong xây dựng.

Attributes – Thuộc tính của đối tượng

Mỗi entity trong IFC đi kèm với một tập hợp attributes (thuộc tính) nhằm mô tả chi tiết đặc điểm của đối tượng. Các thuộc tính này có thể bao gồm: tên, ID, vật liệu, kích thước, vị trí, trạng thái kỹ thuật, và nhiều yếu tố khác.

Ví dụ, một IfcWall sẽ có thuộc tính chiều dài, chiều cao, độ dày và loại vật liệu xây dựng. Các thuộc tính này không chỉ phục vụ việc trình bày mô hình, mà còn rất quan trọng trong việc phân tích kỹ thuật, kiểm soát chi phí và quản lý vận hành sau xây dựng.

Relationships – Liên kết và cấu trúc phân cấp

Để mô hình hóa mối quan hệ giữa các thành phần, IFC sử dụng relationships – các thực thể chuyên biệt như IfcRelAggregates, IfcRelContainedInSpatialStructure hay IfcRelConnectsElements. Chúng giúp xác định cấu trúc phân cấp (ví dụ: tầng -> phòng -> đối tượng), quan hệ không gian (đối tượng nằm trong khu vực nào), và kết nối vật lý (ví dụ: cửa kết nối giữa hai không gian). Việc định nghĩa đúng các mối quan hệ đảm bảo tính toàn vẹn của mô hình và hỗ trợ tốt trong kiểm tra xung đột hay phân tích dòng di chuyển.

Property Sets – Tập hợp thuộc tính mở rộng

Ngoài các thuộc tính cơ bản, IFC còn cho phép mở rộng thông tin qua Property Sets (Psets) – các nhóm thuộc tính tùy chỉnh. Ví dụ, Pset_WallCommon có thể chứa thông tin như khả năng chống cháy, hệ số cách âm, hoặc thời gian sử dụng. Các Pset giúp tăng cường khả năng mô tả kỹ thuật và tùy biến mô hình theo yêu cầu dự án, đồng thời hỗ trợ quá trình kiểm định, vận hành và bảo trì.

Hiểu rõ cấu trúc dữ liệu trong IFC Schema Specifications là yếu tố quan trọng để triển khai BIM hiệu quả và đảm bảo khả năng trao đổi dữ liệu giữa các phần mềm. IFC không chỉ là chuẩn kỹ thuật mà còn là nền tảng cho Open BIM trong toàn bộ vòng đời công trình. Để tìm hiểu sâu hơn và cập nhật kiến thức thực tiễn, bạn có thể tham khảo các tài liệu và khóa học chuyên sâu tại BIM Center – nơi kết nối cộng đồng và chia sẻ giải pháp chuyển đổi số ngành xây dựng.