2021 Fiscal Year Research-status Report
Development of a Lightweight BIM System for HVAC Design and Information Visualization
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21K04375
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| Research Institution | Tohoku Institute of Technology |
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Principal Investigator |
許 雷 東北工業大学, 建築学部, 教授 (40367115)
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2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | BIM / IFC / 軽量化 / 空調 / ダクト / 配管 / 抵抗 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、BIM設計ツールの軽量化を目指し、2次元の線分・図形と高さ属性でオブジェクト指向のBIMデータに基づいて、空調設備システムの設計ツールを構築する。令和３年度では、主に下記の内容を中心として実施した。
１．BIM国際規格IFCに基づいて設備データ構築と解析：既存BIMソフトを活用し、建築設備BIMモデルを構築した。最新版IFC4に基づいて、設備のIFCデータを解析した。設備のシステム構成、ダクトや配管の接続関係及び設計用設備属性データ（流量や圧力損失など）を確認した。また、IFC3で出力されたBIMデータと比較し、IFC4の更新により、BIMデータの軽量化を比較した。
２．設備IFCデータライブラリの構築：既存BIMライブラリ（イギリスNBS）及びBIMソフト（MagiCAD）の設備データを参照し、設備IFCデータの構成を解析した。特に、ダンパ開度と圧力損失の属性データを確認した。また、IFC4仕様に基づいて、分岐など部品の圧力損失属性の追加を提案・検討した。
３．BIM設計ツールの構築：３次元ライブラリThree.jsを用い、線分・図形と高さ属性で空調設備システムのダクト・制気口を構築する。同一ウィンドウにおいて、左に平面、右に３次元図面を連携しながらダクト設備の配置を実現した。IFC4の仕様に基づいて、作成した図形のIFCデータを保存できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
BIMソフトの軽量化、IFCデータの応用拡大を目指し、本研究の進捗状況は下記の通りである。
１．BIM国際規格IFCに基づいて設備データ構築と解析設備システム解析方法の提案：クリティカルパスというクラスを提案し、レベル、始点、終点、ノードなど属性を定義した。階層ことに設備要素の解析方法を明らかにし、システムの観点から設備要素の解析、システムのパフォーマンス（圧力損失、圧力バランスなど）を評価する方法を提案した。
２．BIM設計ツール根幹の構築：３次元ライブラリThree.jsを利用し、設備用BIM設計ツールを構築している。ダクトの形状・高さの情報を設定し、線分でダクトを作成する。制気口や設備との自動接続、高さの異なるダクトの自動接続を実現した。左右の二つ画面においてに平面、３次元図面を連携しながら、ダクト設備の配置を実現した。さらに、IFC4の仕様に基づいて、作成した図形のIFCデータを保存できた。
３．設備IFCデータライブラリの構築：IFC仕様を参照し、分岐など継手の圧力損失属性、特に各分岐方向の圧力損失Pset（Property set）の属性追加の方法を提案した。また、海外の設備BIMライブラリを参考し、設備IFCデータライブラリの要素構成を提案した。
４．設備システムパフォーマンスデータの見える化：データ可視化ライブラリEchartsを利用して、設備システムパフォーマンスデータの一例として、クリティカルパスの圧力損失、分岐など継手における圧力バランスの見える化を実現した。
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| Strategy for Future Research Activity |
提案したBIMデータの軽量化を実現するために、今後の研究の推進方策は主に下記の通りである。
１．設備BIM設計ツールの実現：これまで構築したBIM設計ツールの根幹を活かし、設備BIM設計ツールを実現する。Three.jsを利用してダクト・配管設備要素、システムを構築し、ダクトや配管の自動サイジングを実現する。また、Echartsを利用して、システムのパフォーマンスデータ（圧力損失）の見える化を実現する。さらに、BIMの3次元モデルとシステムパフォーマンスデータと連携できるようにする。
２．既存BIMソフトとの連携：2次元の線分・図形と高さ属性を中心としたIFCデータ構築方法に基づいて、既存BIMソフトで出力したIFCデータ（MEPモデル）の軽量化を図り、BIM情報の見える化を実現する。
３．ヒアリング調査：設備設計事務所・設備会社を対象として、開発したBIM設計ツール操作性・実用性についてヒアリング調査を行い、BIMツールの有効性を検証する。
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| Causes of Carryover |
コロナウイルス感染症の防止対策のため、学会発表などはオンライン発表になり、旅費の支出はありませんでした。次年度使用額は、今年度の調査旅費などに合わせて使用する予定です。
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