Improving perceived indoor conditions using building information models and field data

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Engineering | Doctoral thesis (article-based) | Defence date: 2020-06-24
Date
2020
Major/Subject
Mcode
Degree programme
Language
en
Pages
131 + app. 69
Series
Aalto University publication series DOCTORAL DISSERTATIONS, 96/2020
Abstract
Facility management (FM) is known as a rapidly developing business sector. Digitalisation appeared and big data emerged during the last twenty years, but however, the essential processes of FM are still poorly digitalised. Same concerns its sub-region the facility maintenance and operations (FMO). The business models are old-fashioned and poorly support the exploitation of open data. This study presents how data sharing enables the introduction of new business models in facility maintenance and operations. Indoor conditions are one of the most critical issues in the built environment. An essential indicator of indoor conditions is perceived indoor air quality (IAQ), which problems have arisen as a national challenge in Finland during the last years. IAQ problems are difficult to control with traditional FMO processes. Also, perceived indoor conditions are challenging to verify without a dense sensor net, and preventive measures cannot be taken without field data. The aim of this study is present a new way to collect, store, analyse and utilise the field data to improve the perceived indoor conditions. Building information models (BIMs) are widely utilised in the planning and construction processes, but not much in post-construction operations. In this research, the convenient way for post-construction use of BIM is defined. Besides, the BIM-based conceptual architecture for gathering, combining, analysing, distributing, and visualising of field data has described. That solution, named as the conditions data model (CDM), improves the pace and quality of services and enables entirely new services. The CDM also renews FMO's operation models and improves IAQ's management. Besides, new kind of business emerges, and previously undefined values for owner-operators, occupants, and property service companies materialise.The relevant literature was reviewed to form the theoretical background of the study. The existence, types and sources of the field data were considered, based on the literature on human-machine interaction (HMI) and human-building interaction (HBI). Also, empirical analyses using interviews, online surveys, heuristic evaluations and studies of raw material were conducted. The grounded theory (GT) method was used to construct theory from data, using comparative analysis. Finally, the essentials were conceptualised, and conclusions were drawn using inductive inference. The most important finding is that the combination of BIM and field data, created in this study, allows a whole new way of thinking. Property maintenance is transformed from a de-tail level workflow led by the subscriber into a knowledge-based activity, where the quality of the service is the most important factor. In the new operating model, the service provider obtains all the data from the building subscriber through a common platform. Accordingly, the service provider is expected to provide high-quality service to the subscriber and occupants.

Kiinteistöjohtaminen (FM) tunnetaan nopeasti kehittyvänä liiketoiminta-alueena. Viimeisen kahdenkymmenen vuoden aikana digitalisaatio on yleistynyt ja Big data on otettu käyttöön, mutta FM:n olennaiset prosessit ovat kuitenkin edelleen heikosti digitalisoituja. Sama koskee kiinteistöjen ylläpitoa ja käyttöä (FMO). Kiinteistöalan liiketoimintamallit ovat vanhanaikaisia ja tukevat heikosti avoimen datan hyödyntämistä. Sisäolosuhteet ovat yksi rakennetun ympäristön tärkeimmistä kysymyksistä. Sisätilojen olosuhdeindikaattoreista olennaisin on sisäilman laatu (IAQ), jonka ongelmat ovat viime vuosina nousseet kansalliseksi haasteeksi Suomessa. Sisäolosuhdeongelmia on vaikea hallita perinteisellä ylläpitoprosessilla. Koettuja sisäolosuhteita on myös vaikea todentaa ilman tiheää anturiverkkoa eikä ennalta ehkäiseviä toimenpiteitä voida toteuttaa ilman kenttätietoja. Tämä tutkimus esittelee uuden tavan kerätä, tallentaa, analysoida ja hyödyntää dataa koettujen sisäolosuhteiden parantamiseksi. Tällä hetkellä rakennusten tietomalleja (BIM) käytetään laajasti suunnittelussa ja rakentamisessa, mutta ei juurikaan rakentamisen jälkeisessä toiminnassa. Tässä tutkimuksessa määritellään menetelmä tietomallien ottamiseksi rakentamisen jälkeiseen käyttöön. Lisäksi kuvataan tietomallipohjainen konseptiarkkitehtuuri kenttädatan keräämistä, yhdistämistä, analysointia, jakamista ja visualisointia varten. Tämä olosuhdemalliksi (CDM) kutsuttu ratkaisu nopeuttaa kiinteistöpalveluita, parantaa niiden laatua ja mahdollistaa täysin uusien palveluiden tarjoamisen. Olosuhdemalli myös uudistaa kiinteistöjen ylläpidon ja käytön toimintamalleja ja parantaa sisäolosuhteiden hallintaa. Olosuhdemalli synnyttää uudenlaista liiketoimintaa ja tuottaa uutta lisäarvoa omistajille, käyttäjille ja kiinteistöpalveluyrityksille. Tutkimuksen teoreettinen osuus perustuu kirjallisuuskatsaukseen. Ihmisen ja koneen vuorovaikutusta (HMI) ja ihmisen ja rakennuksen vuorovaikutusta (HBI) sekä kenttätietojen saatavuutta, tyyppejä ja lähteitä tutkittiin alan kirjallisuuden avulla. Tutkimuksen empiirisessä osassa tehtiin haastatteluja, verkkokyselyitä, heuristisia arviointeja sekä lähtöaineiston analysointia. Olosuhdemallin kuvaus muodostettiin Grounded theory (GT) menetelmällä vertailevaa analyysiä soveltamalla. Tutkimuksen tärkein havainto on, että uusi BIM:n ja kenttädatan yhdistelmä mahdollistaa kokonaan uuden ajattelutavan kiinteistöjen ylläpitotoiminnalle. Toiminta muuttuu tilaajan johtamasta yksityiskohtaisesta tehtävänasettelusta tietopohjaiseksi toiminnaksi, jossa tärkein tekijä on palvelun laatu. Uudessa toimintamallissa palveluntarjoaja saa kaiken mahdollisen tiedon rakennuksen omistajalta yhteisen alustan kautta. Vastaavasti palveluntarjoajan odotetaan tarjoavan korkealaatuista palvelua tilaajille ja käyttäjille.
Description
Supervising professor
Salonen, Heidi, Prof., Aalto University, Department of Civil Engineering, Finland
Thesis advisor
Ihasalo, Heikki, Prof., Aalto University, Finland
Främling, Kary, Dr., Aalto University, Finland
Keywords
building information model, conditions data model, facility maintenance and operations, field data, tietomalli, olosuhdemalli, kiinteistöjen ylläpito ja käyttö, kenttädata
Other note
Parts
  • [Publication 1]: Halmetoja, E., Forns-Samso, F. (2020). Evaluating graphical user interfaces for buildings. Journal of Corporate Real Estate.
    DOI: 10.1108/JCRE-08-2019-0037 View at publisher
  • [Publication 2]: Halmetoja, E., Lepkova, N. (2020). Utilising building information models in facility maintenance and operations. Journal of Corporate Real Estate, in press
  • [Publication 3]: Halmetoja, E. (2019). The conditions data model supporting building information models in facility management. Facilities Journal.
    DOI: 10.1108/F-11-2017-0112 View at publisher
Citation