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Development of a Lightweight BIM System for HVAC Design and Information Visualization

Research Project

Project/Area Number 21K04375
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 23020:Architectural environment and building equipment-related
Research InstitutionTohoku Institute of Technology

Principal Investigator

Xu Lei  東北工業大学, 建築学部, 教授 (40367115)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
KeywordsIFC / システム / 軽量化モデル / 詳細モデル / クリティカルパス / 図形 / セマンティック情報 / データベース / 軽量化 / LOD / ダクト / JSON / 設備 / 継手 / BIM / 空調 / 配管 / 抵抗 / 空調設備 / 可視化
Outline of Research at the Start

近年、BIMの国際仕様であるIFCデータの応用が注目されている。既存BIMソフトはIFCデータの出力ができるが、データ容量が年々大きくなり、出力に時間がかかる。また、出力されたIFCデータの使い方について、既存のBIMビューアは個々の設備要素を表示できるが、系統的な情報は表示できず、IFCの応用拡大が課題であると考える。
本研究では、BIM設計ツールの軽量化に着目し、2次元から空調設備のBIM設計システムを構築する。設備メーカーなどのBIMライブラリと連携しながら、設備系統ごとのIFCデータ構成・属性の見える化を実現する。本研究によって空調設備設計におけるBIM技術の応用拡大が期待される。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we aimed to streamline BIM design tools and developed a web application for equipment design based on object-oriented BIM data. Utilizing Three.js, we created a lightweight BIM tool for duct design that links 2D and 3D interfaces. We proposed a method that allows transitioning between detailed and lightweight models, depending on the distance between the camera and objects. Furthermore, we implemented the automatic creation of joints, calculation of system air volume, and duct design. Based on manufacturers' product information, we constructed an equipment database comprising geometric and semantic data. Simultaneously, we stored drawing data in JSON format and enabled export to IFC4.3 data.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、BIM国際規格IFCに基づいて、システムの観点から設備要素の解析、クリティカルパスの提案、設備系統の階層の解析方法を明らかにした。発表した論文2報の閲覧数はそれぞれ1197回、1286回となっており、研究成果への学術的関心が高いことを確認できる。国内でのBIM普及率はまだ高くないが、国内外の調査では、BIMソフトウェアと高性能パソコンの高いコストがBIM導入のバリアになっていると指摘されている。本研究で開発した空調設備システム設計用のWEBツールはブラウザ上で動作するため、低性能のパソコンでも利用可能である。設備設計における効率化を高め、BIM普及率の向上に貢献したいと考えている。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (6 results) (of which Open Access: 4 results,  Peer Reviewed: 3 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Funded Workshop (2 results)

  • [Int'l Joint Research] 太原理工大学(中国)

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      Volume: 2023 Pages: 83-84

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      劉瀛、許雷
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      日本建築学会学術講演梗概集情報システム技術分冊

      Volume: 2023 Pages: 85-86

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      Journal of Asian Architecture and Building Engineering

      Volume: 22 Issue: 3 Pages: 1226-1234

    • DOI

      10.1080/13467581.2022.2077734

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      Hongxia Deng, Ying Liu, Yumeng Liu, Lei Xu, Chongen Wang
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      Journal of Asian Architecture and Building Engineering

      Volume: 22 Issue: 3 Pages: 1361-1372

    • DOI

      10.1080/13467581.2022.2085715

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      劉雨萌、許雷
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      空気調和・衛生工学会論文集

      Volume: 298 Pages: 17-23

    • NAID

      40022803713

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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