IfcOpenShell로 IFC 파일 파싱하기 — Python으로 요소 조회와 속성 추출

IfcOpenShell은 IFC 파일을 코드로 직접 다루는 오픈소스 파이썬 라이브러리다. Revit이나 ArchiCAD를 띄우지 않고도 요소 조회와 속성 추출이 되므로, 납품 전 물량 검토나 데이터 품질 점검 스크립트를 짜기에 알맞다. 이 글에서는 IFC 스키마가 어떻게 생겼는지 개념을 먼저 잡고, 파일을 열어 요소를 조회하고 속성을 추출한 뒤, 건물의 공간 구조(대지-건물-층-공간)를 순회하는 데까지 실제 코드로 이어간다.

■ IFC 스키마의 뼈대 — IfcProduct와 PropertySet

IFC의 거의 모든 물리적 요소는 IfcProduct를 상속한다. 벽(IfcWall), 슬래브(IfcSlab), 문(IfcDoor), 기둥(IfcColumn)이 모두 여기 속한다. 각 요소는 세 가지 축으로 정보를 갖는다.

구분	담는 것	접근 관계
속성(PropertySet)	재질, 방화등급, 외벽 여부 등 비형상 정보	IsDefinedBy → IfcRelDefinesByProperties
수량(QuantitySet)	길이·면적·부피 등 수치	IsDefinedBy → IfcElementQuantity
형상(Geometry)	3D 표현	Representation

속성은 IfcPropertySet이라는 묶음에 담겨 있고, 표준 속성세트는 Pset_ 접두사를 쓴다. 예를 들어 벽의 공통 속성은 Pset_WallCommon이고, 그 안에 외벽 여부인 IsExternal, 내력벽 여부인 LoadBearing, 방화등급인 FireRating 같은 값이 들어간다. 저작도구가 만든 사용자 정의 속성세트는 이 접두사 없이 임의 이름을 갖는다.

■ 파일 열기와 요소 조회

시작은 세 줄이면 된다. open()으로 모델을 읽고 by_type()으로 종류별 요소를 받는다.

import ifcopenshell

model = ifcopenshell.open("sample.ifc")
print("스키마:", model.schema)      # IFC2X3 / IFC4 / IFC4X3

walls = model.by_type("IfcWall")
print("벽 개수:", len(walls))

# 개별 요소를 바로 집기
one = model.by_id(walls[0].id())     # STEP 라인 번호로
same = model.by_guid(walls[0].GlobalId)   # GlobalId(GUID)로

by_type()은 상속을 포함한다. model.by_type("IfcElement")를 부르면 벽·슬래브·문을 모두 한꺼번에 받을 수 있어, 전체 요소를 훑을 때 유용하다.

■ 속성 추출 — get_psets

속성 관계를 손으로 따라가는 대신, ifcopenshell.util.element 모듈의 get_psets()를 쓰면 모든 속성세트와 수량세트를 딕셔너리로 한 번에 받는다. psets_only=True로 속성만, qtos_only=True로 수량만 걸러낼 수 있다.

import ifcopenshell.util.element as ue

w = walls[0]
psets = ue.get_psets(w, psets_only=True)
# {'Pset_WallCommon': {'IsExternal': True, 'LoadBearing': False,
#                      'FireRating': 'F60', ...}}

is_external = ue.get_pset(w, "Pset_WallCommon", "IsExternal")
print("외벽 여부:", is_external)

# 타입 요소로부터 상속되는 속성까지 합쳐 받기
all_psets = ue.get_psets(w)          # 인스턴스 + 타입 속성 병합

같은 모듈의 get_type()은 요소의 타입 정의(IfcWallType 등)를, get_container()는 소속 층을, get_decomposition()은 하위 구성요소를 돌려준다. 이 네 함수만으로 실무 조회의 대부분이 해결된다.

■ 공간 구조 순회 — IfcSpatialStructure

IFC 모델은 대지(IfcSite) → 건물(IfcBuilding) → 층(IfcBuildingStorey) → 공간(IfcSpace)으로 이어지는 공간 위계를 갖는다. 이 트리를 따라가면 “3층에 있는 벽만” 같은 질의를 할 수 있다. 트리는 IsDecomposedBy 관계로 연결되고, 층에 실제로 배치된 요소는 ContainsElements 관계로 붙는다.

import ifcopenshell.util.element as ue

project = model.by_type("IfcProject")[0]

def walk(element, depth=0):
    print("  " * depth + f"{element.is_a()}: {element.Name}")
    # 하위 공간 구조(대지→건물→층)
    for rel in getattr(element, "IsDecomposedBy", []) or []:
        for child in rel.RelatedObjects:
            walk(child, depth + 1)
    # 이 공간에 배치된 실제 요소
    for rel in getattr(element, "ContainsElements", []) or []:
        for e in rel.RelatedElements:
            print("  " * (depth + 1) + f"- {e.is_a()}: {e.Name}")

walk(project)

이 재귀 순회의 출력은 곧 IFC 파일의 목차와 같다. 각 층에 어떤 요소가 몇 개 배치돼 있는지 한눈에 파악되므로, 모델 구조를 검수하거나 층별 집계를 만들 때 기본 틀이 된다.

■ 형상까지 필요할 때

좌표나 부피 같은 형상 기반 값이 필요하면 ifcopenshell.geom의 create_shape()로 삼각망을 만든다. 요소가 많을 때는 단건 호출보다 멀티스레드 iterator가 훨씬 빠르다.

import ifcopenshell.geom
import multiprocessing

settings = ifcopenshell.geom.settings()
it = ifcopenshell.geom.iterator(
    settings, model, multiprocessing.cpu_count())

if it.initialize():
    while True:
        shape = it.get()
        verts = shape.geometry.verts    # 정점 좌표 배열
        # ... 좌표 처리 ...
        if not it.next():
            break

■ 눈여겨볼 것

같은 정보라도 파일마다 담긴 위치가 다를 수 있다. 어떤 저작도구는 방화등급을 Pset_WallCommon.FireRating에 넣지만, 다른 도구는 사용자 정의 속성세트에 넣는다. 그래서 실무 스크립트는 특정 키 하나에 의존하지 말고, 모든 속성세트를 훑어 원하는 키를 찾는 방어적 방식이 안전하다. 또 IFC2X3와 IFC4는 클래스 이름과 속성 구조가 조금씩 다르므로, 스크립트 첫머리에서 model.schema를 확인해 분기하는 습관을 들이는 것이 좋다.

■ 이런 분께 도움이 됩니다

BIM 데이터 품질 점검 담당자 — 필수 속성 누락, 잘못된 방화등급 같은 오류를 파일만으로 일괄 점검하는 스크립트를 짤 수 있다
파이썬을 익힌 건축·구조 엔지니어 — 상용 라이선스 없이 대량 모델의 속성을 조회·가공할 수 있다
개방형 BIM 연구자 — IFC를 데이터로 다루는 연구에서 가장 표준적인 도구다

■ 참고

API 상세는 docs.ifcopenshell.org의 util.element 문서에서 확인할 수 있다. GlobalId는 22자리 압축 형식이므로, 사람이 읽는 GUID와 비교할 때는 ifcopenshell.guid 모듈로 변환한다. 대용량 파일은 열기만 해도 메모리를 많이 쓰므로, 한 번 연 모델을 재사용하고 반복적인 by_type() 호출을 피하는 것이 성능의 관건이다.