Ulusal Yapı Enformasyon Modellemesi (YEM/BIM) Kütüphanesi içeriğinin sektörel ihtiyaçları karşılayacak şekilde geliştirilmesi için bir araştırma: kapı örneği
A research for development of National Building Information Modelling (BIM) Library content in line with sectoral needs: The case of doors
Yazar: GONCA AKKÜÇ
Danışman: DOÇ. DR. FETHİYE ECEM EDİS
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı / Çevre Kontrolü ve Yapı Teknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Mimarlık = Architecture

Özet:
Yapı Enformasyon Modellemesi (YEM); gün geçtikçe karmaşıklaşan yapı üretiminde tasarım, görselleştirme, performans analizleri, planlama, programlama, yapım ile ilgili belgelerin hazırlanması, süreye ve maliyete ilişkin verilerin hazırlanmasında bütünleşik bir çalışma sistemi kurgulamaktadır. Böylece sağladığı avantajlar, YEM'i yapı sektörüne yön veren bir yönteme dönüşmüştür.
YEM uygulamalarında yapıya dair verileri tanımlamak için temelde Akıllı Dijital Yapı Modelleri (ADY Modelleri) üretilir. ADY Modellerinin üretiminde ise yapı taşı olarak YEM nesneleri olarak da tanımlanan yapı elemanlarına dönüşen parametrik akıllı nesneler kullanılmaktadır. Öte yandan YEM sisteminde yapıya dair enformasyon üretimi için proje gerekliliklerine göre diğer veri dosyaları ve dokümanlar üzerinden de yapının özellikleri tanımlanabilir. Bütünleşik proje prensipleri uygulanan bir YEM sürecinde; ADY Modellerinde, diğer veri dosyalarında ve dokümanlarda yapıya ilişkin parçaları tanımlayan Yapı Enformasyonu (YE) ise belli bir düzen içinde Ortak Veri Ortamı (OVO)  üzerinden paylaşılmaktadır. Böylece; tasarım, yapım ve yapım sonrası işletme sürecinde yapıya ilişkin verilerin anlık olarak erişelebilir olması, yönetilmesi ve sonrasında kullanabilecek şekilde düzenlenmesi sağlanmaktadır.
Çok katılımcılı karmaşık bir süreç olan bina yaşam döngüsünün daha etkin ve verimli bir şekilde düzenlenmesi, kaliteli proje üretiminin yanında, günümüz yapı sektörü için en önemli unsurlar olan zaman ve paranın kullanımı ile çevre etkilerinin de optimum düzeylere getirilmesini sağlayabilir. Bu amaçla; gelişen teknolojilerin imkanları ile yapı sektöründeki katılımcı rollerini yeniden tanımlayarak düzenleyen YEM uygulamalarının imkanları birleştirilerek; bulut tabanlı sistemler, üretken tasarım araçları, sanal gerçeklik, akıllı binalar, yapıya dair veriler için kaynakça olması için YEM kütüphaneleri hazırlanması gibi çeşitli konularda çalışmalar yürütülmektedir.
Güncel araştırma konularından biri olan YEM kütüphaneleri; ürün bilgileri içeren YEM nesneleri, detay çizimleri, ürün katalogları, standartlar, şablon modeller, üretici bilgileri gibi veriler içermesi ile, yapıya dair dijitalleştirilen verilerin kaynağı olma potansiyeline sahiptir. Belli standartlara göre üreticiler tarafından uygulama ölçü ve özelliklerine uygun şekilde modellenen nesnelerin YEM kütüphaneleri üzerinden paylaşılıp kullanılması, yapıya dair enformasyon üretimi sürecinde doğru verilere hızlıca ulaşmaya imkan tanıyabilir. Böylece; ürün özelliklerine uygun ve belli standartlara göre oluşturulmuş hazır YEM nesneleri kullanımı ile üretilen ADY modellerinin kalitesi ve projelendirme süresinde verimlilik artabilir. Bu bağlamda yerel alışkanlıklara göre içeriği geliştirilen bir Ulusal YEM kütüphanesi oluşturulması ise; sektörel veri ihtiyacını karşılamanın yanı sıra sektörün gelişimine öncü olacak standartların geliştirilmesi için bir araç olma potansiyeline sahiptir.
Bu çalışmada amaç, etkin ve verimli uygulamaların yapılmasında ihtiyaç duyulan Ulusal YEM Kütüphanesi içeriğinin sektörel ihtiyaçları karşılayacak şekilde geliştirilmesi için bir araştırma yapmaktır. Bu bağlamda; sistem ile ilgili Türkçe tanımlamaların yapılması, sektörel mevcut kullanımların ve olası kullanım olanakların tespit edilmesi ve kütüphaneye yapı elemanları ve bileşenleri ile ilgili eklenecek içeriğin YEM yapısı ve işleyişine göre belirlenmesi için örnek bir uygulama yapılması hedeflenmiştir. Bu çalışma için; her türlü yapıda bulunarak performans gereksinimlerine göre çok çeşitlendiği, duvar ve mahal ile ilişkileri bakımında ADY modelinde diğer yapı elemanları ile çeşitli şekillerde ilişkilendiği, detayları çoğunlukla üreticiye bağlı olduğu ve mevcut YEM kütüphanelerinde hazır ürün modeli olarak en çok paylaşılan yapı elemanlarından biri olduğu için "kapılar" örnek yapı elemanı olarak seçişmiştir.
Çalışma kapsamında YEM sistemi yapısı ve işleyişi, proje aşamaları ve kapılar ile ilgili kitaplar, akademik yayınlar, uluslararası kurum ve kuruluşların kılavuzlarından ve standartlardan faydalanılarak literatür taraması yapılmıştır. Ayrıca, konu ile ilgili sektörel bulguların tespiti için; nitel bir veri analizi yöntemi olan yarı yapılandırılmış görüşme tekniği kullanılmıştır. Açık uçlu sorularla yüz yüze yapılan bu görüşmeler, tasarım, proje yönetim, satın alma ve işletme gibi proje sürecinde farklı aşamalarda görev almış mimar ve mühendislerden konu ile ilgili detaylı ve çeşitli görüşler toplanmasını sağlamıştır.
Ulusal yapı sektöründeki YEM uygulamalarında kaynakça olarak kullanılabilecek Ulusal YEM kütüphanesi içeriği üzerine bir araştırma olan bu çalışmada, YEM sistemi ile ilgili terim ve temel tanımlamaların Türkçe karşılıklarını içeren bir kaynak hazırlanması hedeflenmiştir. Bu bağlamda, YEM literatüründe geçen İngilizce terimler TDK Bilimsel Terimler Sözlüğü ve TSE Bilişim Sözlüğü'ndeki karşılıkları ve genel kullanılabilirlik göz önünde bulundurularak Türkçeye çevrilmiş, İngilizceleri dipnot olarak verilmiştir. 
Katılımcılar arasında yalnızca bir adet kapı üretici firma bulunmasından dolayı; üreticiler açısından kütüphane genel içerik başlıkları ve ürün modellerinin içeriğine eklenmesi gereken veriler çalışma kapsamına dahil edilmemiştir. Ayrıca, çalışmanın kütüphanenin genel içerik başlıklarına ve kapı nesneleri ile ilgili verilere odaklanması nedeni ile konunun hukuksal boyutları kapsam dışı bırakılmıştır.
Çalışmanın birinci bölümünde YEM sisteminin önemine ve Ulusal YEM kütüphanesi ihtiyacına değinilerek araştırmanın amacı, kapsamı ve yöntemi anlatılmıştır.
İkinci bölümde ise; sistemin arkasındaki ana fikirler ve gelişim sürecine bakılarak ileri gelişme imkanlarını ortaya koymak için; tarihsel süreçteki kilometre taşlarını oluşturan çalışmalardaki bakış açıları ve örnekler incelenmiştir. Burada sistemin verimli kullanımı için önemli noktalardan biri olan Ulusal YEM Kütüphanesinin geliştirilmesinin gereklilikleri ve önemine de değinilmektedir.
Üçüncü bölüm, YEM yapısı ve işleyişinin aktarılması için uluslararası literatürde geçen tanımlamaların Türkçe'ye çevrilmesi ve literatürden / katılımcı bir proje ofisinden örnekler ile açıklanmasını içermektedir. Bu bağlamda öncelikle sistemin katılımcıları ve ilişkileri bütünleşik proje teslimi yöntemi ile ilişkilendirilerek aktarılmıştır. Daha sonra sistemin bina yaşam döngüsü içinde enformasyon gereksinimlerine göre belirlenen analiz, planlama, sayısal üretim gibi çeşitli hedeflerle kullanımına değinilmiştir. YEM'in yapısı ve işleyişini tanımlayan düzeyler; geometrik / geometrik olmayan verileri içeren modelden (3B) zaman (4B) / maliyet (5B) / çevresel etkileri içeren modeller (6B) / işletme verilerini içeren modellere (7D) kadar çeşitli modelleme boyutlarından oluşan YEM uygulama düzeyleri, proje katılımcıları arasındaki ilişkiler ve kullanılan araçları tanımlayan YEM olgunluk düzeyleri ve YE elemanlarının içerik özelliklerini tanımlayan YEM gelişim düzeyleri (gD100 / gD200 / gD300...) olarak tanımlanmıştır. Yapı ile ilgili verilerin sınıflandırılmasının, YEM sürecinde üretilen dokümanlardan ilişkilere belli bir düzen içinde olması için üretilen standartların sistemin temel kuralı olduğu vurgulanmıştır. Öte yandan, YEM uygulama sürecini planlayıp ilgili tüm tanımlamaların yapıldığı YEM yürütme planı ise; sistemin işleyişinin temeli olarak tanımlanmıştır. Parametrik akıllı nesnelerin dijital yapı elemanlarına dönüşerek sistemin yapı taşını oluşturduğu vurgulanarak, bu nesnelerin ve tanımlanan verilerin çeşitleri ile ilgili tanımlamalar yapılmıştır. Daha sonra bu nesnelerin de yer aldığı YEM kütüphaneleri sistemin kaynakçası olarak tanımlanıp çalışma kapsamında örnek olarak seçilen YEM kütüphaneleri tanımlanmıştır. Son olarak sistemin verimliliğini arttırma arayışı için YEM sürecinde üretken tasarım araçları kullanımına değinilmiş, burada kapılarla ilgili yapılabilecek çalışmalara da örnekler verilmiştir.
Dördüncü bölümde öncelikle çalışma kapsamında gerçekleştirilen uzman görüşmelerinin nasıl kurgulandığı, nitel veri analizi yöntemi olarak yarı yapılandırılmış görüşme tekniğini seçmenin nedenleri, görüşme içeriği ve görüşülen kişilerin özellikleri aktarılmıştır. Daha sonra bu görüşmeler sonucu elde edilen bulgular, literatür taramasından elde edilen bilgiler ve mevcut kütüphane içerikleri ile karşılaştırılmalı olarak değerlendirilmiştir. Bu değerlendirmeler sonucu; katılımcıların YEM sistemi kullanımı ve sisteme sektörden çeşitli bakış açıları, YEM hedefleri, YEM kütüphanesi kullanımları tespit edilerek ulusal YEM kütüphanesi genel içeriği için olası başlıkları ve ürün modeline ihtiyaç duyulan yapı enformasyon elemanları tanımlanmıştır. Öte yandan yapılan çalışmada kütüphaneye eklenecek ürün modellerindeki verilerin düzenlenmesi için örnek bir çalışma gerçekleştirmek için seçilen kapıların seçilmesinin nedenleri, kapılar ile ilgili literatür ve uzman görüşlerine göre performans gereklilikleri, sınıflandırma sistemleri, disiplinler arası koordinasyon konuları tanımlanmıştır. Kapılar ile ilgili farklı proje aşamalarında katılımcıların üzerinde çalıştıkları, ihtiyaç duydukları, tanımladıkları ve paylaştıkları verileri tespit ederek ürün modelinde bulunması gereken verileri tanımlamak için ise; öncelikle literatür ve katılımcılardan edinilen bilgiler doğrultusunda değerlendirme için kullanılacak proje aşamaları tanımlanmıştır. Daha sonra proje aşamalarına göre kapılarla ilgili yapılan çalışmalar görüşmelerden elde edilen bulgularla örneklendirilerek aktarılmıştır. Proje sürecinde kapılarla ilgili yapılan tüm çalışmaların sonuçlarının aktarıldığı kapı listeleri de yine görüşme bulguları ile örneklendirilmiştir. Sonuç olarak dijital kapı nesneleri mevcut kütüphaneler ve görüşme bulguları ile örneklendirilmiş ve YEM uygulama hedeflerine göre kapı nesnelerinde bulunması önerilen veriler ile proje aşamalarına göre kapı nesnelerinde bulunması önerilen veriler tanımlanmıştır.
Yapı sektöründen uzmanlarla yapılan görüşmeler neticesinde, mevcut YEM kütüphanelerinin YEM projelerindeki ihtiyaçları karşılamadığı tespit edilmiştir. YEM uygulamalarındaki verimliliği arttırabilecek bir Ulusal YEM Kütüphanesi içeriğinin geliştirilmesi için; yapı sektörünün tüm katılımcılarının YEM yapısı ve işleyiş prensipleri doğrultusunda birlikte çalışmasına ihtiyaç duyulmaktadır. Bu bağlamda çalışmanın son bölümünde literatür taraması ve sektörden uzmanlarla yapılan yüz yüze görüşmeler ile olgunlaşan bir süreç modeli önerisi geliştirilmiştir. Çalışma kapsamında bu önerinin aşamalarının bazı adımları gerçekleştirilerek Ulusal YEM Kütüphanesi genel içeriği için olası konu başlıkları ortaya konmuş ve kütüphaneye eklenecek kapı nesneleri ile ilgili ileri bir çalışma için farklı proje aşamalarında bulunması gereken veriler ile ilgili bir öneri geliştirilmiştir.

Abstract:
In the construction of building, which is becoming more and more complex, Building Information Modelling (BIM) is used as an integrated working system for generating the design, visualization, performance analysis, planning, programming, preparation of documents related to construction, and preparation of data on time and cost. Thus, the advantages it provides have turned BIM into a method that shapes the construction sector.
Intelligent Digital Building Models (IDB Models) are produced mainly in order to define the building-related data in BIM applications. In the production of IDB models, parametric smart objects which are transformed into building elements, also known as BIM objects, are used as constituents.  On the other hand, according to the project requirements for the production of information about the building, the characteristics of the building can be defined via other data files and documents. In a BIM process where integrated project principles are applied; in IDB Models, other data files and documents, Building Information (BI), which defines the parts related to the building, is shared in a certain order over the Common Data Environment (CDE). Thus; In the design, construction and post-construction operation process, the data related to the building can be accessed instantly, managed and used in order to be used later.  
Regulation of the complex life cycle of the multi-participant building efficiently can lead to optimize environmental impacts, the use of time and money - which are the most important elements for today's construction industry - as well as improve quality of the project. For this purpose there are several on going researches which made by combining the opportunities of developing technologies with the opportunities of BIM applications that redefine the participatory roles in the construction sector; such as cloud based systems, productive design tools, virtual reality, smart buildings, BIM libraries for bibliography for building data.
One of the current research topics is BIM libraries which has the potential to be the source of digitized building by the content of BIM objects containing product information, detail drawings, product catalogs, standards, template models, including the manufacturer's information. Through BIM libraries, sharing and using objects that are modeled by manufacturers according to application dimensions and features in accordance with standards can provide fast access to accurate data during the production of information about the building. Thus; the quality of the IDB models produced with the use of ready-made BIM objects that are in accordance with the product specifications and created according to certain standards can increase the efficiency in the project time. In this context, the creation of a National BIM Library developed in line with local habits to meet the need for sectoral data, has the potential to be a tool for the development of standards that will pioneer the development of the sector.
The aim of this study is to make a research to improve the content of the National BIM Library which is needed for effective and efficient applications to meet the sectoral needs. In this context; the aim of the research was to make Turkish definitions about the system, to determine the existing uses and possible usage possibilities of the sector and to make a sample application to determine the content to be added to the library according to the structure and operation of BIM. For this study; "doors" has been selected as a sample building element. Because; 
•	Doors are widely diversified according to performance requirements in all kinds of buildings, 
•	Doors are associated with other building elements in various ways in IDB model in relation to the walls and rooms, 
•	Doors have details are mostly dependent on the manufacturer,
•	Doors are one of the most shared building elements in ready-made product model in the current BIM libraries.
Within the scope of the study, literature review was made by using books, academic publications, guidelines and standards of international institutions and organizations about the structure and functioning of BIM system, project phases and doors. In addition, for the determination of sectoral findings related to the subject; semi-structured interview technique which is a qualitative data analysis method was used. These interviews, which were held face to face with open-ended questions, provided a detailed and diverse collection of opinions from architects and engineers who took part in different stages of the project process such as design, project management, procurement and operation.
In this study, which is a research on the content of National BIM Library which can be used as bibliography in BIM applications in the national building sector, it is aimed to prepare a resource containing Turkish equivalents of terms and basic definitions related to BIM system. In this context, the English terms in the BIM literature were translated into Turkish by considering their equivalents and general usability in TDK Scientific Dictionary and TSE Informatics Dictionary and their English was given as a footnote.
Since there is only one door manufacturer among the participants; the data that should be included in the content of the library according to manufacturers were not included in the study. In addition, due to the fact that the study focuses on the general content titles of the library and the data related to the door objects, the legal aspects of the subject are excluded.
In the first part of the study, the importance of BIM system and the need of National BIM library are explained in line with the aim, scope and method of the research.
In the second part; with the purpose of putting forward possibilities of further development by looking at the main ideas behind the system and the development process the perspectives and examples in the works that constitute the milestones in the historical process were examined. The requirements and importance of the development of the National BIM Library, which is one of the important points for the efficient use of the system, is also mentioned here.
The third section includes translating the definitions in the international literature into Turkish for the purpose of explaning the structure and functioning of BIM and explaining them with examples from literature / participatory project office. In this context, first of all, the participants and the relations of the system were explained in relation to the integrated project delivery method. Then, the usage of the system with various objectives such as analysis, planning, digital production determined according to information requirements in the building life cycle is mentioned. The levels that define the structure and functioning of BIM; such as application levels of BIM ( 3D -containing geometric or non-geometric data / 4D - time / cost - 5D / models with environmental impacts - 6D / models containing business data - 7D, maturity levels of BIM (defines the relationships and tools used between the project participants) and development levels of BIM (LOD100 / LOD200 / LOD300… - defines the content characteristics of BI elements). It is emphasized that standards are the basic rule of the system so that the classification of the data related to the building is in a certain order from the documents produced during the BIM process to the relations. On the other hand, the BIM execution plan, where all relevant definitions are made and the BIM implementation is planned; it is defined as the basis of the operation of the system. It is mentioned that parametric intelligent objects becomes the constituents of the system by transforming them into digital building elements. Definitions are made regarding the types of these objects and the defined data. Then, BIM libraries including these objects are defined as bibliography of the system and BIM libraries selected as examples within the scope of the study are defined. Finally, in order to increase the efficiency of the system, the use of productive design tools in the BIM process has been mentioned and examples of the works that can be done about the doors are given here.
In the fourth chapter, first of all, how the expert interviews are organized, the reasons for choosing semi-structured interview technique as qualitative data analysis method, the content of the interview and the characteristics of the interviewees are explained. Then, the findings obtained from these interviews were evaluated in comparison with the information obtained from the literature review and the contents of the library. As a result of these evaluations; the participants' use of the BIM system and various perspectives from the sector, the sectorel aims of the use BIM, the sectorel uses of the BIM library were identified and the possible titles for the general content of the National BIM Library and the building information elements needed for the product model were identified. On the other hand, the reasons for the selection of "doors" to perform a sample study in order to organize the data in the product models to be added to the library is mentioned. And then; performance requirements of doors, classification systems of doors and interdisciplinary coordination issues of doors are defined according to the literature and expert opinions. In order to identify the data that the participants need to be present in the product model by identifying the data that the participants work on, need, define and share at different project stages; firstly, the stages of the project to be used for evaluation are defined in line with the literature and the information obtained from the participants. Then, according to the project stages, the findings obtained from the interviews about the door were explained in detail with examples. The results of all the works carried out on the doors during the project process are exemplified by the interview findings in the lists. Finally, digital door objects were sampled with the available libraries and interview findings and as a result the data proposed to be present in the door objects according to the BIM application objectives and the data proposed to be found in the door objects according to the project phases were identified.
In conclusion by the interviews with experts from the building sector it is mentioned that the existing BIM libraries do not meet the needs of the BIM projects. For the development of the content of a National BIM Library that can increase productivity in BIM applications; all participants of the construction sector need to work together in line with the structure and working principles of BIM. In this context, in the last part of the study, a mature process model proposal has been developed in line with the literature review and face to face interviews with experts from the sector. Within the scope of the study, some steps of the stages of this proposal have been realized and possible topics have been put forward for the general content of the National BIM Library and a proposal has been developed for the data that should be present at different project stages for a further study on the door objects to be added to the library.