三維模型建置與整合

本研究專案的三維模型包括建築模型、結構模型、及機電模型，乃由中華大 學營建管理系的團隊共同建置，本研究自行建置施工場址與設施模型，並以整合 軟體進行四維施工模擬分析。

3.3.1 三維模型建置

本研究建築模型的建模流程大綱，如圖 3.4 所示，首先建立樓層線，表達樓 層高度之依據，同時也描述了每層柱的起始端與前一層柱的結束端、樑的位置、

樓版的位置與牆的高度。依本案例之立面圖所提供之各樓層樓高，使用軟體「樓 層」功能繪製樓層線，先將樓高定義完成，才能進行後續的建模作業。由於本研 究已取得研究個案的發包圖說，故可將其 CAD 檔依樓層使用「匯入 CAD」功能 放置於定義好的樓層上，方便後續作業。在建置柱梁版牆時，可直接點選圖面或 按圖繪製，達到「按圖施工」的效果。依照 CAD 圖面，使用軟體「結構柱」功 能設定柱類型、尺寸、樓層編號等資訊，設定完成後依照 CAD 圖面上所示位置 放置結構柱。使用專案瀏覽器的族群內之「結構框架」功能設定梁類型、尺寸、

樓層編號等資訊，設定完成後依照 CAD 圖面上所示位置放置結構梁。使用軟體

「結構樓版」功能設定版類型、尺寸、樓層編號等資訊，設定完成後依照 CAD 圖面上所示位置，放置樓版。使用軟體「結構牆」功能設定牆類型、尺寸、樓層 編號等資訊，設定完成後依照 CAD 圖面上所示位置，放置牆。使用軟體「樓梯」

功能，位置繪製樓梯邊緣及豎版線後，設定樓梯類型、尺寸、樓層編號等資訊，

完成樓梯建置。本研究個案在一樓停車位設置降版，高度與樓版不同。降版的繪 製應先利用「族群」建立樓版族群，繪製樓版輪廓並針對不同高度的樓版加入參 數和運算設定後，再使用「載入族群」匯入原專案設定 CAD 圖所規定之數值放 置使用，在建立好個案的建築設計各部分細節後，應利用 Revit Architecture 本身 的「自動干涉檢查」功能，先檢查建築設計本身的空間衝突，點選選單內項目，

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可於三維圖面檢視該兩點物件的衝突，除了可預期衝突的發生及檢討衝突發生的 原因提早預定處置方法外，在事前修改後也可避免數量上的重複計算。待確認修 改完大硯二宅案的空間衝突後，利用 Revit Architecture「增益集」功能 Navisworks 設置匯出模型中繼檔，依照不同樓層分層匯出，方便後續於 Navisworks 中進行 衝突檢查及施工排程模擬運用。

圖 3.4 本研究建築模型建置流程圖

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3.3.2 建置結構模型

結構模型的建模步驟大綱，如圖 3.5 所示，首先依據 CAD 圖設定各構件之保 護層，保護層為表達主結構體內鋼筋與外部面最少應有距離，為的是防止鋼筋之 鏽蝕，依大硯二宅之發包圖面描述柱、梁、版、牆的保護層厚度來設定。依圖面 所提供之保護層厚度利用「保護層」功能新件保護層項目並設置保護層距離，才 能進行後續的建模作業。由於各結構體內之鋼筋錨定的長度皆不同，因此在軟體 上依照 CAD 圖面，利用「鋼筋」功能新建各結構體內之鋼筋類型、造型、錨定 的彎鉤長度、樓層部件編號等設定，才能進行後續放置鋼筋作業。依照 CAD 圖 面所示位置利用「垂直/水平於工作平面放置鋼筋」功能放置已建置好之柱主筋、

箍筋、繫筋，並將有錨定或彎鉤的部分開啟，依照圖面上之數量進行鋼筋布局，

完成柱鋼筋建置。再利用「垂直/水平於工作平面放置鋼筋」功能放置已建置好 之梁主筋、斷筋、腰筋、箍筋，並將有錨定或彎鉤的部分開啟，依照圖面上之數 量進行鋼筋布局，完成梁鋼筋建置。再依照 CAD 圖面所示位置利用「垂直/水平 於工作平面放置鋼筋」功能放置已建置好之版主筋、角隅補強筋，並將有錨定或 彎鉤的部分開啟，依照圖面上之數量進行鋼筋布局，完成版鋼筋建置。再利用「垂 直/水平於工作平面放置鋼筋」功能放置已建置好之牆主筋、轉角補強筋、開口 補強筋，並將有錨定或彎鉤的部分開啟，依照圖面上之數量進行鋼筋布局，完成 牆鋼筋建置。利用「垂直/水平於工作平面放置鋼筋」功能放置已建置好之樓梯 鋼筋，並將有錨定或彎鉤的部分開啟，依照圖面上之數量進行鋼筋布局，完成樓 梯鋼筋建置，如圖 3.20 所示。待柱梁版牆樓梯之鋼筋建置完成，使用三為模型 進行視覺檢查後，鋼筋模型即建置完成。待確認修改完大硯二宅案的空間衝突 後，利用 Revit Structure「增益集」功能中 Navisworks 設置匯出模型中繼檔，依 照不同樓層分層匯出，方便後續於 Navisworks 中進行衝突檢查及施工排程模擬 運用。

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圖 3.5 本研究結構模型建置流程圖

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3.3.3 建置機水電模型

完成建築模型與結構模型後，使用 Revit MEP 來建製機水電模型，建製的 程序如圖 3.6 所示，由於大硯二宅機電圖與建築圖或結構圖不同，依用途分為排 水系統、供水系統、空調系統等多個項目，而非只有混凝土或是鋼筋一個項目，

因此依照項目所別利用「階段」功能建立各系統之階段，在視圖上可依喜好顯示 所需階段，其餘皆可隱藏以便做圖或後續的整理。在軟體上依照 CAD 圖面利用

「衛浴裝置」功能設定衛生設備類型、尺寸、樓層編號等資訊，設定完成後照 CAD 圖面上所示位置放置衛生設備。在軟體上依照 CAD 圖面利用「管道」功能 設定管線類型、與其他管線相交時所使用之管件，設定完成後才可做後續的應 用。在軟體上依照 CAD 圖面設定管徑尺寸、樓層編號、放置之高度，設定完成 後才可放置管線。在軟體上依照 CAD 圖面使用設定好之管線於圖面上繪製管線 路徑，並選取衛生設備利用「連接到」功能連接管線與衛生設備。在立面圖上選 取管線後利用「坡度」功能設定最小洩水坡度百分比。再確認管線皆依規定設置 管件與洩水坡度並準確連接後，完成配管製圖。在建立完埔管線配置後，利用「進 行碰撞檢查」功能自動檢查空間衝突，點選選單內項目可於三維圖面檢視該兩物 件的衝突點，可預期衝突的發生及檢討衝突發生的原因提早預訂處置方法於事前 修改後。待確認修改完大硯二宅此案的空間衝突後，再來是利用 Revit MEP「增 益集」功能中 Navisworks 設置匯出模型，依照不同樓層及垂直水平管線分類，

分別匯出中繼檔，方便後續於 Navisworks 中進行衝突檢查及施工排程模擬運用。

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圖 3.6 本研究機水電模型建置流程圖

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3.3.4 建置施工場址與設施模型

圖 3.7 為周邊建物及假設工程模型大綱，透過航照圖將航照圖匯入 Revit Architecture 中，以 1:1 真實比例進行周邊建物模型建置，透過周邊建物模型，可 清楚呈現本研究個案所在地與鄰近建物的相對關係，及現場施工所需空間。在結 構工程中，模板佔相當重要的角色，本研究為了以標準層模擬施工程序，在 3FL 建築模型外圍另外繪製厚度 3 公分的柱、樑、版、牆及樓梯，設定木頭材質來示 意模板。施工架包含於假設工程當中，僅用於施工當中，在建案完成後即拆除，

為了更貼近工地現場狀況，在本論文中也將施工架工項放置於施工模擬當中。透 過工地提供資料，運用 Google SketchUp 以真實尺寸繪製施工架後，匯入 Revit Architecture 中，依工地現場配置進行建置。確認各項機具及假設工程尺寸規格 無誤後，利用 Revit Architecture「增益集」功能中 Navisworks 設置匯出模型中 繼檔，方便後續於 Navisworks 中進行施工排程模擬運用。

圖 3.7 本研究周邊建物及假設工程模型建置流程圖

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3.3.5 整合分析軟體之使用

4D 施工排程模擬步驟大綱，如圖 3.8 所示，建製的三維模型確認無誤後，將 建立好的建築、結構、機電模型與周邊建物匯入 Navisworks 軟體中，模型匯入 完成後，將建商提供的施工進度表 project 檔案匯入「Timeliner」，完成前置準備 工作。於選擇樹裡選擇符合甘特圖中該工項進行時的構件，利用「附加選擇集」

功能將構件加入甘特圖裡，選擇的構件於視圖裡會呈綠色。在裝修模擬方面，

利用「Timeliner」中的「配置」功能，設定模型模擬的結束外觀顏色，藉此可 在同一個模型呈現出打底與貼磚後的差異。利用 TimerLiner 設定排程動畫時間 長度，影片需截取之開始結束時間設定，也可將輸出影片配合不同視角轉換進 行設定。在 Revit Architecture 中，在 3F 建築模型外圍建置 3 公分的牆與樓板，

來示意各元件的模板，再匯入 Navisworks 軟體。利用建置好的模型與時間做一 層標準層詳細的工程順序模擬，藉由視覺化的方式綜合分析其中效益。

圖 3.8 本研究 4D 施工排程模擬建置流程圖

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