Hvad kan vi i den danske byggebranche bruge Linked (Building) Data til?

buildingSMART-dagen
Hvad kan vi i den danske byggebranche bruge
Linked (Building) Data til?
Mads Holten Rasmussen
NIRAS | DTU
4. December 2018

2 / 103 bS-dagen | 12/2018 mhra@niras.dk
Kort om mig
2011 Diplomingeniør i Bygningsdesign, DTU
2013 Civilingeniør i Bygningsdesign, DTU
2013
2016
Ingeniør, VVS & Indeklima, ALECTIA
Axel Towers, Bispebjerg Hospital
2016 ErhvervsPhD-studerende, ALECTIA / DTU
”Digital Infrastructure and Building Information Mode-
ling in the design and planning of building services”

Slidetitel
5 / 103 bS-dagen | 12/2018 mhra@niras.dk5 / 103 bS-dagen | 12/2018 mhra@niras.dk
U1
Samme objekt,
forskellige opfattelser

Hvad ser du?
TT
TI
TT
TI
TT
IT
PP
PP
PP
TI
kWh
TT TT
Space 1 Space 2 Space 3
TT
kWh
temperature transmitter PP pressure pocket TI temperature indicator ﬁlter gate valve commissioning valve
manual thermostatic valvemodulating motor valve H,ﬂowenergy meter speed adjustable pump H,return

Hvad arkitekten ser
TT
TI
TT
TI
TT
IT
PP
PP
PP
TI
kWh
TT TT
Space 1 Space 2 Space 3
Oﬃce type 1
one person
two persons
Oﬃce type 2 Copy room

Hvad indeklima/energi-ingeniøren ser
TT
TI
TT
TI
TT
IT
PP
PP
PP
TI
kWh
TT TT
Thermal zone 1 Thermal zone 2 Thermal zone 3
Equipment
loads
Heat losses
Lighting demandPeople load
Load
Schedules
Solar heat
gains
Cooling
demand
Heating demand

Hvad automationsingeniøren ser
TT
TT
TI
TT
TI
TT
IT
PP
PP
PP
TI
kWh
TT TT
Control zone 1 Control zone 2
Sensor
Setpoint temp.
Actuator
Controlled device
temperature transmitter
modulating motor valve

TT
kWh
temperature transmitter
energy meter speed adjustable pump
TT
TI
TT
TI
TT
IT
PP
PP
PP
TI
kWh
TT TT
Heated zone 1 Heated zone 2
Sensor
Actuator
(frequency converter)
Energy
meter Controlled device
(pump)
Setpoint temp.
Heat circulation system 1
Hvad automationsingeniøren ser

Hvad VVS-ingeniøren ser
TT
TI
TT
TI
TT
IT
PP
PP
PP
TI
kWh
TT TT
TT
kWh
temperature transmitter PP pressure pocket TI temperature indicator filter gate valve commissioning valve
manual thermostatic valvemodulating motor valve H,flowenergy meter speed adjustable pump H,return
Heated zone 1 Heated zone 2
Primary side
Shut-off for
maintainance
Valve pre-setting
Pump size
Monitoring
Mixing plant
Filter
Pressure dropFlow velocity
Terminal / consumer
Valve size
TT TT
Secondary side

Og...
?
bygningsejeren
driftsherren
systemleverandøren
brandingeniøren
akustikeren
konstruktions-
ingeniøren
lysdesigneren
banken
slutbrugeren
lejeren
entreprenøren
myndighederne
håndværkeren

Tekstur, farve
Manufacturing
Hygrotermiske egenskaber
Krav til vedligehold
Brugsrestriktioner
Sekundær funktion
Opvarmning? køl?
Brandmodstand
Akustiske egenskaber
Statiske egenskaber

Slidetitel
U2
Hvem ejer hvad, og
hvad ledte til at noget
blev som det blev?

Arkitektens model
• Kilde til geometridata

Arkitektens model
• Kilde til rumfunktion
Office T1
Kitchenette
Print
Office T2
Office T3
Office T5
Office T6

Kundens krav
Office T1
Kitchenette
Print
Office T2
Office T3
Office T5
Office T6
• Funktionskrav defineret af
kunden
• Indeklimaklasse
• Rumbrug
• Udstyr
• Personbelastning
• Aktivitetsniveau, beklædning
• Kilde til rumfunktion

Designudvikling
t0
t1

Ændringshåndtering
Office T1
Kitchenette
Print
Office T2
Office T3
Office T5
Office T6
• Rumtyper ombyttes

Office T1
Kitchenette
Print
Office T2
Office T3
Office T5
Office T6

Office T1
Kitchenette
Print
Office T2
Office T3
Office T5
Office T6
• Geometri ændres
• Rum sammenlægges

• Geometri ændres
• Rum sammenlægges
Office T1
Kitchenette
Print
Office T2
Office T3
Office T5
Office T6
• Vægge flyttes

Designudvikling
t0
t1

Opsummering
Svært at udføre konsekvensvurderinger
Svært at specificere hvad der ledte til en given ændring
Svært at placere ansvar
Uoverensstemmelser over tid

Slidetitel
U3
Objekter der tilhører
flere klasser

Slidetitel
Vi har behov for et fælles
sprog med mulighed for
nuancering inden for de
enkelte fagdiscipliner

“Hej Siri. Hvilken blandesløjfe leverer varmen
til rum 225?”
- “det gør BL-03”
“Hvad er dens aktuelle fremløbstemperatur?”
- “57 o
C”
“Okay. Hvor er den placeret?”
- “i rum 102”
https://bit.ly/2FivUFM

Slidetitel
Med grafer kan vi
beskrive sammenhænge

Hvad er en graf?

Leonard Euler, 1736

Hvad er en graf?
• En graf består af punkter og kanter

Hvad er en graf?
• En graf består af punkter og kanter
• En orienteret graf er en graf hvor
kanterne har en retning

Internettet
1969
http, html
World Wide Web
1991

WEB 1.0
Skaber Forbruger
“read-only”
(web of documents)

WEB 1.0

WEB 2.0
Skaber & Forbruger
Skaber & Forbruger Skaber & Forbruger
“read-write-publish”
(web of people)

WEB 2.0

WEB 3.0
Skaber & Forbruger
Skaber & Forbruger
Maskine
Algoritmer
Kunsting intelligens
Skaber & Forbruger
“read-write-execute”
(semantisk web)

WEB 3.0

Opsummering
WEB 2.0 WEB 3.0
Du finder svaret i det dokument
der returneres af søgningen
Data forstås af maskinen, og den
kan returnere resultatet direkte

Linked Data
1. Brug URIer til at navngive ting
2. Brug HTTP URIer så folk kan slå navnene op
3. Når nogen slår en URI op skal de finde brugbar information
ved brug af standarderne RDF og SPARQL
4. Inkluder links til andre URIer så de kan opdage flere ting

RDF
Resource Description Framework
Subject
predicate
Object
En “triple”

RDF
WallA
hasWindow
Window13
En “triple”

RDF
WallA
hasWindow
Window13
frameColor
“green”
“24”
“true”
openable
typeNo
Subject
Subject and object
Literal (value)
Objekter kan også blot være simple tekstværdier

RDF
frameColor
“green”
“24”
“true”
openable
typeNo
<http://www.niras.dk/
prj1454/Walls/A2>
<http://www.niras.dk/
prj1454/Windows/13>
hasWindow
Subject
Subject and object
Literal (value)
URIer bruges som Globale IDer
:host/:db/:type/:id

RDF
Turtle syntax
prefix:
frameColor
“green”
“24”
“true”
openable
typeNo
inst:Walls/A2 inst:Windows/13
hasWindow
Subject inst: <http://www.niras.dk/prj1454/>
Subject and object
Literal (value)

RDF
Prædikater og datatyper har også namespaces
gør det muligt at have flere definitioner af samme begreb!
ont:frameColor
ont:openable
ont:typeNo
“green”^^xsd:string
“24”^^xsd:integer
“true”^^xsd:boolean
inst:Walls/A2 inst:Windows/13
ont:hasWindow
Subject inst: <http://www.niras.dk/prj1454/>
ont: <http://example.com/ont#>
xsd: <http://www.w3.org/2001/XMLSchema#>
Subject and object
Literal (value)

Slidetitel
TBox = Terminologilag
ABox = Udsagnslag (data)
TBox og ABox giver tilsammen hvad man kalder
en “knowledge base”

Slidetitel
ONTOLOGI
“Den gren af filosofien, der beskæftiger sig
med de grundlæggende måder, hvorpå noget
kan være til.”
Gyldendal, Den Store Danske

Reasoning
rdf:Type
rdfs:Range
rdfs:Domain
owl:SymmetricProperty
foaf:Person
foaf:Person
foaf:knows
Terminologilag Datalag
foaf:knows
foaf:ﬁrstName foaf:ﬁrstName
“Mads” “Peter”
<P1> <P2>

Reasoning
rdf:Type
rdfs:Range
rdfs:Domain
foaf:Person
foaf:Person
foaf:knows
foaf:knows
foaf:knows
<P1> <P2>

Reasoning
rdf:Type
rdfs:Range
rdfs:Domain
foaf:Person
foaf:Person
foaf:knows
foaf:knows
foaf:knows
<P1> <P2>
foaf:Personfoaf:Person
rdf:Type rdf:Type

En ontologi for en bygning
bot:Elementbot:Zone
bot:Site bot:Building bot:Storey bot:Space
En rummelig 3D-inddeling
Specifikke zoner
Bestanddel af et bygværk med en kar-
akteristisk funktion, form eller position
Dokumentation: https://w3id.org/bot

Relationer
bot:Elementbot:Zone
bot:adjacentZone
bot:intersectsZone
bot:containsZone
rdfs:domain
rdfs:range
rdfs:domain
rdfs:range
owl:TransitiveProperty
bot:containsElement
bot:adjacentElement
bot:intersectingElement
bot:hasElement
rdfs:domain rdfs:domain
rdfs:subPropertyOf
rdfs:domainrdfs:range
owl:PropertyChainAxiom
( bot:containsZone bot:containsElement )
owl:PropertyChainAxiom
( bot:containsZone bot:hasElement )
bot:hasSubElement

Zoner

Zoner i zoner
bot:hasBuilding
bot:hasStorey
bot:hasSpace
ice:hasThermalZone
bot:Site
bot:Building
bot:Storey
bot:Space
ice:ThermalZone
bot:Zone
bot:containsZone
bot:containsZone
bot:containsZone

Zoner i zoner
bot:hasSpace
bot:containsZone

Tilstødende
bot:hasSpace
bot:adjacentZone

Overlappende
bot:intersectsZone
bot:intersectsZone

Anvendelser
Architecture Fire Thermal
Sprinkling Lighting

bot:Zone
bot:Zone
bot:Interface
bot:Element
bot:Interface
bot:adjacentElement
bot:interfaceOf
bot:interfaceOf
bot:interfaceOf
bot:interfaceOf
Grænseflader

Grænseflader
bot:Element
bot:Zone
bot:Interface
bot:Interface
bot:Zone
bot:containsElement
bot:interfaceOf
bot:interfaceOf
bot:interfaceOf
bot:interfaceOf

Slidetitel
Er et bot:Space og et bot:Element
ikke lige lovlig generelt? Hvad
hvis jeg vil definere en radiator
og et WC-rum?

bot:Space bot:Element
fso:Heater
rdfs:subClassOf
bot:Zone
rdfs:subClassOf
rdfs:subClassOf
sco:WCRoom
TERMINOLOGY
DATA
Under-klasser
SCO Space Classification Ontology
FSO Flow Systems Ontology
Lad os udbygge BOT med to nye ontologier

rdf:type
<spaceA12> <heater33>
rdf:type
rdf:type
bot:Space
rdf:type
bot:Element
fso:Heater
rdfs:subClassOf
bot:Zone
rdfs:subClassOf
rdfs:subClassOf
sco:WCRoom
TERMINOLOGY
DATA
Udledning af over-klasser
Når noget er et sco:WCRoom er det også et bot:Space og en bot:Zone
Når noget er en fso:Radiator er det også et bot:Element

rdf:type
<spaceA12> <heater33>
rdf:type
fso:heatedBy
rdf:type
bot:Space
fso:heatedBy
bot:containsElement
bot:containsElement
rdfs:sub
PropertyOf
rdfs:range
rdfs:range
rdfs:domain
rdf:type
bot:Element
fso:Heater
rdfs:subClassOf
bot:Zone
rdfs:subClassOf
rdfs:subClassOf
sco:WCRoom
TERMINOLOGY
DATA
Under-egenskab
Når et <spaceA12> er fso:heatedBy <heater 33> indeholder det også <heater 33>
FSO definerer at noget der opvarmes, opvarmes af en fso:Heater
Altså er <heater 33> en fso:Heater

rdf:type
<spaceA12><hd1> <heater33>
rdf:type
“600 W” “500 W”
fso:heatedBy
ice:heating
Demand
fso:heat
Output
prop:Value prop:Value
rdf:type
bot:Space
fso:heatedBy
bot:containsElement
bot:containsElement
rdfs:sub
PropertyOf
rdfs:range
rdfs:range
rdfs:domain
rdf:type
bot:Element
fso:Heater
rdfs:subClassOf
bot:Zone
rdfs:subClassOf
rdfs:subClassOf
sco:WCRoom
rdf:type
prop:Property
rdf:type
prop:Property
TERMINOLOGY
DATA
<ho1>
Osv. osv.

“Hej Siri. Hvilken blandesløjfe leverer varmen
til rum 225?”
- “det gør BL-03”
“Hvad er dens aktuelle fremløbstemperatur?”
- “57 o
C”
“Okay. Hvor er den placeret?”
- “i rum 102”
https://bit.ly/2FivUFM
DEMO

En ontologi for projektegenskaber
t0
t1

<Window-325>
t0
t1
Stadig <Window-325> ???

<Window-325>
t0
t1
<Window-325>
width: 1200 mm
panes: 2
width: 1800 mm
panes: 3

Slidetitel
Hvordan kan vi tillade
ændringer samtifdig
med at vi bibeholder
historikken?

L1
ex:width
“1800 mm”^^cdt:length
<Window-325>

L2
<mhra>
ex:width
rdf:type
schema:value
ex:Property, prov:Entity
prov:generatedAtTime
prov:wasAttributedTo
“2018-06-19T08:00:00Z”^^xsd:dateTime
<Window-325> <prop>

L3
<prop>
<state1>
rdf:type
rdf:type
rdf:type
schema:value
schema:value
seas:Evaluation
prov:Entity, opm:PropertyState
seas:Evaluation
prov:Entity, opm:PropertyState
opm:CurrentPropertyState
opm:Property
opm:hasPropertyState
“2018-03-22T12:00:00Z”^^xsd:dateTime
“2018-06-19T08:00:00Z”^^xsd:dateTime
ex:width
<Window-325>
<state2>
<mhra>
<chaf>

L1 vs. L2. vs. L3
Metadata HistorikEnheder
datatype
L1
L2
L3

Hvis noget kan beskrives konceptuelt så
kan og skal det eksistere i BIM

bot:Space
rdf:type
bot:Zone
rdf:type
props:area
“2018-03-15T09:17:38”
schema:value
“20 m2
”^^cdt:area
opm:CurrentPropertyStateArkitektens
datasæt

bot:Space
rdf:type
bot:Zone
rdf:type
props:area
schema:value
“20 m2
”^^cdt:area“2018-03-15T09:17:38”
props:heatingDemand
prov:wasDerivedFrom
opm:hasPropertyState schema:value
rdf:type
opm:CurrentPropertyState“2018-03-18T11:12:25”
“400 W”^^cdt:power
Indeklimaingeniørens
datasæt

VVS-ingeniørens
datasæt
bot:Space
rdf:type
bot:Zone
rdf:type
props:area
schema:value
“20 m2
”^^cdt:area“2018-03-15T09:17:38”
props:heatingDemand
prov:wasDerivedFrom
rdf:type
opm:CurrentPropertyState“2018-03-18T11:12:25”
fso:Heater
rdf:type
bot:Element
rdf:type
bot:containsElement
fso:heatedBy
props:heatOutput
prov:wasDerivedFrom
schema:value
rdf:type
prov:generatedatTime
“2018-03-21T07:15:15”
schema:value

06
BIM level 3 - min fortolkning

Modelkonvertering
IFCtoLBD*
*af Jyrki Oraskari: https://github.com/jyrkioraskari/IFCtoLBD OPM-baseret export fra Revit: https://youtu.be/6Ohuw16bZrQ
https://github.com/MadsHolten/revit-bot-exporter
BOT
OPM
PROPS
PRODUCTRDF
RDFS
PROV
Findes også som Revit-exporter

<http://some-arch.com/projects/100100/Walls/123>
<http://other-eng.com/
projects/123211/Reinf/23>
<http://some-eng.com/projects/100222/Interfaces/23>
bot:Element
rdf:type
bot:Interface
props:uValue
bsdd:heatTransfer
prod:Wall
rdf:typerdf:type
ifc:IfcWall
“20.3 m2
” “360 mm”
“0.21 W/m2
K”
props:concreteStrength
bsdd:strength
stat:reinforcementDefinition
“20 MPa”
stat:verticalBars
“10.5 m2
”
rdf:type
props:area
bsdd:area
props:thickness
rdf:type
stat:ReinforcementDefinition
ds418:heatTransmissionArea
props:heatTransmissionArea
“0.13 m2
K/W”
props:surfaceResistance
bot:interfaceOf
“5 bars/m”

ex:RedCar
inst:CarNo1
rdf:type rdf:type rdf:type
inst:CarNo2 inst:CarNo2
OWL klasser

ex:RedCar
ex:Car
inst:CarNo1
rdf:type rdf:type
rdfs:subClassOf
rdf:type
inst:CarNo2 inst:CarNo2
Restriction
owl:onProperty prop:color
owl:hasValue “Red”
prop:color “Red” prop:color “Red” prop:color “Red”
OWL klasser
Egenskabsrestriktioner

bS-dagen | 12/2018 mhra@niras.dk
arch:Wall-T1
props:Wall
rdf:type
rdf:type
rdfs:subClassOf
arch:Wall123
Generic class
Domain-/project
specific class
Explicitly given
Inferred
props:area “12.4 m2
”
prov:wasGeneratedBy arch:someActivity
bot:has3DModel arch:modelWall123
props:has2DBoundary arch:polygonWall123
“2012-04-03T13:35:23Z”
props:thickness “360 mm”
archOnt:referenceImage arch:images/123.jpg

ice:Wall1arch:Wall-T1
Architect
ICE engineer
props:Wall
rdf:typerdf:type
rdf:type
rdfs:subClassOf rdfs:subClassOf
arch:Wall123
Generic class
Domain-/project
specific class
Explicitly given
Inferred
”
“2012-04-03T13:35:23Z”
props:thermalTransmittance
ice:wallStructure
“0.21 W/m2
K”
ice:WallStructure1

ice:Wall1arch:Wall-T1
Architect
ICE engineer
Statics engineer
stat:T2Wall
props:Wall
rdf:typerdf:type
rdf:type
rdf:type
rdfs:subClassOf rdfs:subClassOfrdfs:subClassOf
arch:Wall123
Generic class
Domain-/project
specific class
Explicitly given
Inferred
”
“2012-04-03T13:35:23Z”
props:concreteStrength “20 MPa”
stat:reinforcementDefinition stat:reinfDef1
props:thermalTransmittance
ice:wallStructure
“0.21 W/m2
K”
ice:WallStructure1

Opsummering
- Terminologi beskrives i ontologier
- Terminologi er både vokabular og relationer mellem termer
- Vidensbasen (grafen) udgøres af udsagn (data) beskrevet med terminologi fra ontologier
- Semantisk web bygger på en Open World Assumption
- Hverken skema- eller datalag er endeligt. De kan distribureres og udvides efter behov
- Teknologien er moden og den benyttes ikke kun af byggebranchen!

Hvad kan vi i den danske byggebranche bruge Linked (Building) Data til?

Recommended

Recommended

More Related Content

Featured

Featured (20)

Hvad kan vi i den danske byggebranche bruge Linked (Building) Data til?