BIM データ中要素が持つ形状・属性情報を用いた漏水が予想される箇所の探索 その 2

Use of Building Information Models to Search for Elements
Similar to Those Causing Water Leak - Part 2○松林 道雄*1
Michio Matsubayashi*1*1 釧路工業高等専門学校創造工学科 助教 博士（社会工学）
Assistant Professor, Department of Creative Engineering, National Institute of Technology, Kushiro College, Ph.D. in Policy
and Planning Sciences
キーワード：BIM; 漏水; 空間情報; 属性情報; 予防保全

Keywords: BIM; water leak; spatial information; attribute Information; preventive management.

1. 背景と目的上の空間を調べるプログラムを作成する。屋上スラブを調

わが国において既存建築ストックを含め社会インフラべるケース、ルーフドレンを調べるケースでプログラムをの維持更新は喫緊の課題である。文教施設も老朽化に伴う分ける。屋上スラブを調べるケースでは境界ボックスを用数多くの故障が報告されており、内容は軽微なものから重いる方法とジオメトリの重なりを調べる方法とでプログ大なものまで多岐に渡る。そして、発生する頻度の高い故ラムを分ける。最後に施設係へプログラムを見せた後に質障・トラブルの一つに雨漏り・水漏れが挙げられる。

問し、その回答から開発プログラムに対する評価を行う。

ところで、社会インフラの諸々の問題に対して、政府が策定した「インフラ長寿命化基本計画 1) 」では CIM

3. ケーススタディの対象（Construction Information Modeling）等の導入に言及するな

建物は釧路工業高等専門学校の校舎の講義棟を選定しど、情報基盤の活用と整備が謳われている。建築物の設た。
Table 1 に講義棟の概要、Figure 1 に校舎の配置を示す。

計・施工においては BIM（Building Information Modeling）

校舎は新築以降、断続的に部分的な改修工事が実施されての活用が増加してきているが、維持管理場面においては建いる。講義棟の BIM データの再現注 2)には平成 13 年度改修設時と比べると活用の度合いは低い。また BIM 技術を予工事の設計図書を用いた。使用した設計図書の概要を防保全と関連づける研究の蓄積は少ない。少子高齢化に伴Table 2 に示す。再現に用いた設計図書は意匠図と構造図かう技術者の人手不足が様々な業界で問題となっているこら構成される。これらの設計図書を用いて構築した校舎のとから注 1)、施設管理業務をいかに少ない人数で実施できBIM モデルの外観を Figure 2 に示す。

るかという視点は重要である。少人数での維持管理業務を故障内容については昨年の報告 2)と同様のものとし、屋実現するためには、限られた情報を駆使して同様のリスク上からの漏水を選定した。選定にあたっては文部科学省がを持つ箇所を推定する技術開発は必要であり、ここにおい発表したアンケート調査結果 3)を参考とした。この故障はて BIM の活用を検討する余地がある。

発生頻度が高く、かつ技術者にとって問題解決するために以上から本研究では、既存建築物の雨漏り・水漏れに関必要とする時間が多いことを想定している。

する故障・トラブルを題材とし、BIM データにおける建築構成要素群の巨大で複雑な空間的・ネットワーク的つながりに着目して、故障のあった要素と同様な性質を持つ要素を探索するプログラムを開発することを目的とする。

4. 部屋の直上空間を確認するプロセス
前回の報告 2)では天井からの漏水を調べるにあたり、部屋オブジェクトのみを利用したが、本報告では屋根スラブまたはルーフドレンを利用する。操作は BIM ソフトウェ

2. 研究の方法
本研究では既存建築物において過去の工事の設計図書

アの API（Application Programming Interface）を利用して、から BIM データが構築されていることを前提とする。そ選択することにより実行できるようにした（Figure 3）。他

して、雨漏り・水漏れに関する故障を対象とする。まず、の故障への取組み 4)を参考とし、漏水に関する相談内容を雨漏り・水漏れの故障について、同様のリスクを持つ要素詳細に調べることからプログラム開発の方針を定めた。故を探索するシナリオを作成する。次に、天井からの漏水に障対象と前処理の内容、シナリオを Table 3 に整理した。

焦点を当て、対象の部屋が持つ形状・属性情報を用いて直そして、記載した内容を踏まえて各プログラムを作成した。

日本建築学会情報システム技術委員会
第 42 回情報･システム･利用･技術シンポジウム論文集， 44-47 ， 2019 年 12 月，東京
Proceedings of the 42nd Symposium on Computer Technology of Information ，Systems and Applications ， AIJ ， 44-47 ， Dec. ， 2019 ， Tokyo

ソフトウェア画面上部のリボン内に配置されるツールを－ 44 －

Table 1. Overview of lecture building (Included in School
Building).
Item

Description

Construction year

1966

Structure

Reinforced concrete (partly steel and wood)

Floors

1F-2F

Total floor area

3,530 m2

Figure 2. Building information model of School Building.

Figure 1. Location of School Building.

Figure 3. Screenshot of the execution of add-in command in
Autodesk Revit.

Table 2. Overview of design documents for renovation onSchool Building.

Table 3. Overview of the proposed program.

Item

Description

Item

Description

Year

2001

Kind of failure

Water leak from roof

Type of work

Architectural/Structural

Operation priorSelect room that experienced failure

Number of drawings

55

to execution(Use information of selected room)

Details of drawings

41: Architectural

Methods

1. Confirm overlap of bounding boxes

9: Structural

2. Confirm intersection between geometries

4: Specification

3. Confirm whether roof-drain is contained in

1: Documents list

selected room

プログラムを用いて確認した結果については、テキストフ

境界ボックスを使用する方法は、すでに配置されたオブァイルに記述し、エクスポートできるように設定した。

ジェクトが持つ情報の範囲内で調べる手段と位置づけた。
しかし、Figure 4 からも分かる通り、屋根が L 字型や T 字4.1. 境界ボックスを用いた屋上スラブの確認

型、U 字型のような形状をしている場合、屋根がない場所
注 3)

BIM データ中の各オブジェクトは境界ボックスを有に位置する部屋も重なりがあると判定してしまう。そのたしている。屋上スラブと部屋の双方の境界ボックスの重なめ、境界ボックスを用いる方法は、簡易的に調べる方法とりを調べることから、漏水発生の可能性を判定した。

して位置づけた方が適切であると判断した。

Figure 4 は部屋と直上の階にある屋上スラブとの重なりの判定について図式化したものである。使用したソフトウ
ェアでは部屋の境界は主に壁と床から決定される。選択した部屋注 4)

4.2. 共通部分を用いた屋上スラブの確認
境界ボックスを用いる方法では、屋根が L 字型や U 字の境界ボックスを基準とし、直上階の各屋上ス型などの複雑な形状をしていると、正確な判定ができないラブの境界ボックスがこれと重なるかどうかを調べた。対場合がある。そのため、各オブジェクトのジオメトリを直象の部屋と直上階の屋上スラブのそれぞれの境界ボック接活用する方法で検討した。まずは、ボリュームどうしのスに重なりがある場合に、漏水の可能性があると判断する。 重なりから判定する方法を検討した。

報告 H07－ 45 －

Figure 4. Overlap of Bounding Boxes.

Figure 6. Screenshot of the progress of add-in command in
Autodesk Revit.

Figure 5. Intersection between geometry of roof and that of

Figure 7. Room object contains represented point of roof-drain.

upper extended room.
Figure 5 は上部を延長した部屋のボリュームと屋上スラ4.3. ルーフドレンの確認ブとが重なっている様子を表現したものである。Figure 5

施設部職員へ実施したヒアリング注 5)の中で、屋上からでは、形状を強調するために部屋ボリュームには着色しての漏水の場合、ルーフドレンが配置されているかどうかでいる。部屋オブジェクトの高さについて、通常は配置され判断できるのではという意見が聞かれた。ルーフドレンにた階の階高に収まるように設定される。また、平面図上の関する漏水では、これの老朽化に伴って接合部分から水が輪郭は壁によって決定される。そのため、屋上スラブの有漏れて室内に侵入するなどの報告が聞かれた。施設部職員

無を確認するための工夫として、一時的に部屋オブジェクの意見を参考とし、対象の部屋の直上にルーフドレンが配トの高さを変更することとした。そうすることにより、共置されているかどうかで判定するプログラムを開発した。

通部分（Intersection）を用いて選択した部屋のボリューム

Figure 7 はルーフドレンの代表点が部屋ボリューム内にと屋根スラブとの重なりを調べることができ、部屋の上部位置するかどうかを調べている様子を表現したものであに屋根スラブがあるかどうかを判断することが可能となる。この図を厳密に説明すると、ルーフドレンの代表点をる。すなわち、変更された部屋ボリュームが屋上スラブと取り出し、これを垂直方向に下げている。そして、部屋ボの共通部分を持つ場合、漏水の可能性があると判断する。

リュームの中に移動した代表点が含まれるかどうかを調Figure 6 はプログラム実行の過程において、部屋の高さべている。もし含まれるならば、ルーフドレンが対象の部が一時的に変更されている様子を示している。部屋と屋上屋の直上にあると判定し、すなわち漏水の可能性があるとスラブ双方のオブジェクトのデータ構造を確認した結果、判断する。ルーフドレンは通常屋上に配置されるため、こ部屋の高さに関する属性値は数値で変更できることを確れの位置を下げることによって部屋オブジェクトと関連認した。そのため、部屋オブジェクトの高さを変更するこづけることが可能となる。移動に使用する値は、校舎の各ととした。プログラムを終了するまでに部屋の高さを元に階高を見ることから、どの階でも使用できるもので決定し戻せば、他の作業に支障はない。変更に使用する高さは、た。代表点を抽出し、これを移動させているので、ルーフ校舎の各階高を確認した上で適切な数値を決定した。

ドレン本体を直接編集するものではない。

報告 H07－ 46 －

5. ヒアリングによる評価ている。そのため、各故障を調べるツールのまとめ方、ツ開発したプログラムの有用性を評価するために、釧路工ール群の構成も検討したい。

業高等専門学校の総務課施設係 2 名に対しヒアリングを実

また、ヒアリングから水漏れの故障・トラブルには屋上施した。ヒアリングの実施概要と質問は Table 4 の通りで防水・ルーフドレン以外を原因とするものも聞かれた。例ある。デモンストレーションを実施した後に質問した。

えば、設備・器具や配管に関わる内容が挙げられる。他の一つ目の質問に対しては明確な回答はされなかった。こ事例も併せて扱うことができるよう、事例を詳細に調べるの結果について、日々の業務では紙媒体の図面や CAD デことから、ツールの項目を追加していくことを課題とする。

ータにしか触れてなく、3D モデルの利用に慣れていないことが理由と推察する。二つ目の質問に対しては、部屋か謝辞

ら漏水発生の可能性を捉える際の、屋上防水やルーフドレ

本研究を進めるにあたり、釧路工業高等専門学校総務課ン以外の要因について事例を挙げて説明された。そして、のみなさまには校内施設やその設計図書に関する資料・情それぞれの要因を調べることから、総合的に漏水発生の可報提供など、多大なご協力を頂きました。また、本研究は能性を判定するのはどうかという意見が聞かれた。

JSPS 科研費 JP18K13906 の助成を受けたものです。

実施したヒアリングからは直接的な評価というよりは、プログラムを修正するためのヒントが多く得られた。

注

注1) 例えば、政府ホームページに掲載される未来投資会議
6. まとめ（第 1 回）で言及されている。首相官邸：未来投資会

屋上防水やルーフドレンの老朽化に起因すると見られ

議. 首相官邸ホームページ,

る漏水可能性を推定する手段として、対象の部屋を選択し、http://www.kantei.go.jp/jp/singi/keizaisaisei/miraitoshikaig

その直上に屋上スラブまたはルーフドレンが配置されてi/, (参照 2019-09-04)いるかどうかを確認するプログラムを開発した。漏水がある部屋の直上には老朽化した屋上スラブまたはルーフド

注2) BIM データを作成するソフトウェアとして Autodesk
Revit 2019 を使用した。

レンが配置されているという前提に立ち、漏水が発生する

注3) ソフトウェアメーカーの説明によると、境界ボックス可能性を持つ部屋を探す。各クラスのデータ構造を調べたは、ファミリーベースの要素として設定される、全て結果から、境界ボックス、部屋ボリュームの形状操作、ルのモデル要素や注釈要素、基準面などを内包する非表ーフドレンの代表点を移動することを提案に含めた。

示の 3D 立方体のスペースを指す。

設定した前提の範囲内となるが、プログラムを用いるこ

注4) 本稿で取り扱った講義棟に含まれる部屋について、廊とにより対策を立てるべき部屋が特定でき、以降のトラブ下と事務室、化学実験室以外は長方形の形状をしていルに備えることを可能とする。一方で、プログラムを使用る。

するにあたり、その適用範囲や対象とする故障の性格などを予め案内することが必要である。そのため、プログラム

注5) 筑波大学施設部へ 2019 年 2 月に実施したヒアリング調査より。の説明書等の用意を課題とする。
7. 今後の展開
本稿も含め、故障可能性のある建物構成要素の探索については、故障の種類によってツールを区別して開発を進め
Table 4. Conditions and questions of interview.
ItemInterviewee

Description
Staff members of Kushiro College’s
Department of Facilities

Date

17th September, 2019Location

Kushiro CollegeQuestion

1. Do you think that the proposed methods
are convenient for finding otherfailures?
2. What are the points where the proposed
methods should be improved?

報告 H07［参考文献］
1） インフラ老朽化対策の推進に関する関係省庁連絡会議："インフラ長寿命化基本計画", 内閣官房ホームページ,
http://www.cas.go.jp/jp/seisaku/infra_roukyuuka/pdf/houbun.pdf,(参照 2019-09-04).
2） 松林道雄：BIM データ中要素が持つ形状・属性情報を用いた漏水が予想される箇所の探索, 日本建築学会情報システ
ム技術委員会第 41 回情報・システム・利用・技術シンポジ
ウム論文集, 日本建築学会情報システム技術委員会,
pp.212-215, 2018-12.
3） 文部科学省大臣官房文教施設企画部："国立大学法人等施設の老朽化等に関するアンケート調査結果", 文部科学省ホームページ,
http://www.mext.go.jp/b_menu/shingi/chousa/shisetu/047/shiryo/__icsFiles/afieldfile/2018/02/05/1400948_01.pdf, (参照2019-09-04).
4） 松林道雄：既存建築物を題材とする BIM データを用いたトラブル発生箇所に類似する箇所の探索, 2018 年度日本建築学会大会（東北）学術講演梗概集, 日本建築学会, 情報シス
テム技術 pp.25-26, 2018-09.

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