第二章 文獻回顧
第一節 國內外 BIM 應用相關研究
第二章 文獻回顧
鑑於研究團隊對於目前實務現況的瞭解，當業主其考慮應用 BIM 技術時，
其經常面臨如何選擇合適的 BIM 應用(BIM Uses)，甚至如何評估應用該項次可 能帶來的效益，及執行應用後如何評估是否確實具有效益等困擾。有關前述的前 端輔助資訊與文件仍缺乏，因此造成推動 BIM 技術有一定的障礙。本研究為補 足實務應用現況的不足，乃彙整國內外 BIM 應用之評估選用及效益分析等文獻，
以利研究成果能夠在過往的基礎上精進，進而提升國內推動 BIM 技術的實際進 程與效益。
第一節 國內外 BIM 應用相關研究
本研究透過國內外文獻彙整的 BIM 應用後發現，雖然有許多各式的 BIM 應 用可供選用，但國外主要 BIM 應用較針對明確的專案範圍與需求，或以國家整 體產業發展角度擬訂 BIM 應用之項目，因此各國所訂定 BIM 標準與規範體系不 易將其 BIM 應用直接套用於國內建築工程使用，但仍有許多值得參考之處。
一、國外 BIM 應用相關研究
(一) BIM Project Execution Planning Guide V2.1
美國賓州州立大學「電腦整合營建」(Computer Integrated Construction，CIC) 研究團隊所出版的「BIM Project Execution Planning Guide (簡稱 Penn State BIM Guide)」，是目前國內外最受到重視與參考使用的指南之一。該 BIM 專案執行指 南之主要思維為 BIM 需要有一標準及作業流程，目標是在專案的早期階段能夠 針對專案範圍與應用目的進行分析與決定，以利正確的使用 BIM，並增加專案 團隊的規劃和直接溝通的機會，藉以協助專案關係人有效的使用 BIM 技術及做 正確的決策(Penn State University,2011)。
該文件所提出全生命週期各階段之 BIM 應用，其目的是藉其執行專案的 BIM 工作，以掌握且達成專案的預期目標。該文件第二章內容說明制定 BIM 專 案執行計劃的步驟，主要係根據專案及團隊的目標辦識適當的 BIM 應用，以及 如何辨識專案的 BIM 目標及應用項目，並於專案規劃初期，為提出專案適合的 BIM 應用，團隊需依據專案特性、參與者的目標與能力及所需的風險進行分配，
以提供專案選擇適當的 BIM 應用。
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透過該文件的分析，本研究認為 BIM 技術於各生命週期階段皆有合適的 BIM 應用(BIM Uses)。此外，當業主定義 BIM 技術之應用目的後，專案團隊應 確實分析使用 BIM 技術的目標，並依據專案特性選用適當的 BIM 應用，以達到 專案使用 BIM 技術之效益與價值。該文件的 BIM 應用主要係根據美國營建產業 的應用狀況，並經過文獻回顧、專家訪談、實際案例研究分析，提出生命週期四 階段(規劃、設計、施工、營運維護階段)共 25 項 BIM 應用，以供業主導入 BIM 技術時有所依循，如圖 2-1 所示。
圖 2-1 「Penn State BIM Guide」全生命週期之 BIM 應用 資料來源：(Penn State University,2011)
(二) AEC UK BIM Protocal - BIM Execution Plan V2.0
有關英國 BIM 應用之相關文獻，仍主要以「BIM Execution Plan V2.0」之文 件為主。該文件指出，BIM 執行計畫應記錄整個專案的 BIM 目標，並應在所有 利益相關人之間進行討論和決定，而這些目標取決於許多因素，亦會根據專案的 各個階段而有所改變與發展(UK,2012)，然而，該文件於附錄中共列出 27 項 BIM 應用，但未進一步進行 BIM 應用的分類。本研究認為該文件之 BIM 應用主要係 參考美國「Penn State BIM Guide」之應用項目為主，其 27 項 BIM 應用羅列如下。
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1.
基地現況建模(Existing Conditions Modelling)2.
空間規劃(Programming)3.
成本估算(Cost Estimation)4.
基地分析(Site Analysis)5.
歷時規劃(Phase Planning (4D Modelling))6.
3D 整合協作(3D Coordination)7.
設計成果審核(Design Reviews)8.
工程分析(Engineering Analysis)9.
能源分析(Energy Analysis)10.
結構分析(Structural Analysis)11.
照明分析(Lighting Analysis)12.
機械分析(Mechanical Analysis)13.
其他工程分析(Other Engineering Analysis)14.
永續性評估(Sustainability (BREEAM) Evaluation)15.
設計圖審(Code Validation)16.
設計表達(Design Authoring)17.
集成模型匯編(Record Modelling)18.
數位製造(Digital Fabrication)19.
3D 控制和規劃(3D Control & Planning (Digital Layouts))20.
工地利用規劃(Site Utilisation Planning)21.
施工系統設計(Construction Systems Design (Virtual Mock-up))22.
可視覺化(Visualisation)23.
設施/建物維護計畫(Building Maintenance Scheduling)24.
設施/建物系統分析(Building System Analysis (operational))25.
資產管理(Asset Management)26.
空間管理和追蹤(Space Planning & Tracking)27.
災害應變規劃(Disaster Planning)(三) A Comparative Review of Building Information Modelling Implementation in Building and Infrastructure Industries
BIM 技術的快速發展提供了新的機會來提高專案執行過程中的效率，將有
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助於在建築工程及非建築工程之生命週期中之新興技術使用。該文件主要目的係 探討建築工程和基礎設施工程應用 BIM 技術的程度，從該研究結果顯示 BIM 技 術在非建築工程方面的初步發展可以參考建築工程的現有 BIM 經驗(Wenchi Shou,2014)，進而提出適用於非建築工程之 BIM 應用。
此外，該研究透過相關研究及案例分析，彙整了建築工程與非建築工程於生 命週期各階段之 BIM 應用，由於該文件所彙整的 BIM 應用項目相當多，本研究 將可參考的 BIM 應用納入後續整體生命週期階段中進行分析。
(四) 上海市建築資訊模型技術應用指南
上海市為中國大陸發展 BIM 技術較具成效之城市，其城鄉建設和管理委員 會發佈「上海市建築資訊模型技術應用指南(簡稱上海 BIM 指南)」，並負責上海 市 BIM 技術應用推廣及協調工作。然而為改善 BIM 應用過程中所面臨的問題和 及挑戰，包括儲存格式的不一、操作的流程規範，且為加速推廣上海市的 BIM 應用，不斷的提高上海市業主、設計、施工、物業管理等單位的 BIM 技術能力、
規範 BIM 技術的應用環境，因此研訂前述應用指南提供各單位採用 BIM 技術之 實施基礎與重要參考依據，藉以有效的提升 BIM 技術的價值(上海市城鄉建設和 管理委員會，2015)。
該文件提供許多採用 BIM 技術時應具備的內容項目及條件，藉以協助專案 參與者能夠正確的使用 BIM，並提升使用 BIM 的意願，該指南主要目的是希望 能快速提升上海市的營建工程品質。此外，該文件亦提出生命週期階段中基本的 BIM 應用，並將建築專案的生命週期區分為方案設計、初步設計、施工圖設計、
施工準備、施工實施及營運階段，共六個階段 23 項 BIM 應用，其內容如表 2-1 所示，以協助專案參與人員明確的使用 BIM 技術。
表 2-1 「上海 BIM 指南」之 BIM 應用
生命週期 BIM應用
方案設計
1.場地分析
2.建築性能模擬分析 3.設計方案比選
初步設計
1.建築、結構專業模型構建 2.建築結構平面、立面、剖面檢查 3.面積明細表統計
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生命週期 BIM應用
施工圖設計
1.各專業模型構建
2.衝突檢測及三維管線綜合 3.豎向淨空優化
4.虛擬仿真漫遊
5.建築專業輔助施工圖設計
施工準備
1.施工深化設計 2.施工方案模擬 3.構件預製加工
施工實施
1.虛擬進度和實際進度比對 2.工程量統計
3.設備與材料管理 4.品質與安全管理 5.竣工模型構建
營運
1.營運系統建立 2.建築設備運行管理 3.空間管理
4.資產管理
資料來源：(上海市城鄉建設和管理委員會，2015)
(五) National BIM Guide for Owners
該文件係由美國建築科學研究所於 2017 年出版的「為業主制定的國家 BIM 指南(National BIM Guide for Owners)」，其目的為指引建築工程之業主如何為內 部政策和程序來制定採用 BIM 技術之實施要求，並解釋如何將這些要求制訂於 規劃、設計、施工和營運維護階段中。此外，該文件建議業主應根據專案的特性 和個別需求為 BIM 應用提出具體的專案要求，並由 BIM 專案團隊遵循業主的要 求，規劃與執行 BIM 應用，以提高專案應用 BIM 技術之價值(Henry L. Green,2017)，
以下針對該文件所提供的內容進行分析。
本研究將該文件對於 BIM 應用之定義譯為：「於設施的生命週期中應用建築 資訊模型以實現一個或多個特定目標的方法」(A BIM Use is a method of applying Building Information Modeling during a facility’s life cycle to achieve one or more specific objectives.)。另該文件將「Penn State BIM Guide」提供的 25 項 BIM 應用 縮減成 18 項 BIM 應用，主要將規劃階段刪除空間規劃(Programming)1 項，設計 階段將結構分析、照明分析、能源分析、機械分析、其它工程分析簡化成工程分
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析，LEED 評估改為永續性分析(6 項縮減成 2 項)，營運維護階段則刪除設施/建 物維護計畫(Building (Preventative) Maintenance Scheduling)及設施/建物系統分析 (Building System Analysis)共 2 項，因此整體由原 25 項縮減為 18 項 BIM 應用。
此外，為了使該文件 BIM 應用選用上的分類更為明確，該文件進一步的將 其分為基本 BIM 應用、選擇性 BIM 應用及業主相關 BIM 應用，如表 2-2 所示，
以做為使用者於專案評估選用參考之依據。
表 2-2 「National BIM Guide for Owners」之 BIM 應用
BIM應用分類 BIM應用
基本BIM應用
1.基地現況建模(Existing Conditions) 2.設計表達(Design Authoring) 3.設計成果審核(Design Review) 4.3D整合協作(Coordination) 5.集成模型匯編(Record Modeling)
選擇性BIM應用
1.成本估算(Cost Estimating) 2.歷時規劃(Phase and 4D Planning) 3.基地分析(Site Analysis – Development) 4.工地利用(Site Utilization – For Construction) 5.數位製造(Digital Fabrication)
6.3D位置和佈局(3D Location and Layout) 7.工程分析(Engineering Analysis)
8.永續性分析(Sustainability Analysis)
9.法規和標準合理性(Codes and Standards Compliance) 10.施工系統設計(Construction Systems Design)
業主相關BIM應用
1.資產管理(Asset Management)
2.災害應變規劃和管理(Disaster Planning and Management) 3.空間管理(Space Management)
資料來源：(Henry L. Green,2017)
二、國內 BIM 應用相關研究
(一) 內政部建築研究所-「臺灣 BIM 指南」
內政部建築研究所為國內公部門最為積極投入 BIM 相關研究的政府機關，
並推動一系列的建築資訊整合分享與應用研發推廣計畫，藉由 BIM 之推廣應用，
以提升國內建築環境品質及營建產業能量與競爭力，主要主軸包含「普及推廣應
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用」、「延伸深化應用階段」、「開發本土應用」、「整合研究力量及成果」等四大主 軸，進行相關推廣與研究工作。
然而，從國內過去幾年使用 BIM 技術的經驗中發現，由於國內 BIM 資訊標 準不足且缺乏契約規範，導致業主在 BIM 契約內需求尚不夠明確，其效益為何 亦都不明確，因此亟需要有「我國 BIM 協同作業指南之研訂-設計與施工階段資 訊交換(簡稱臺灣 BIM 指南)」之研究成果來引導推動(邱垂德、余文德、鄭紹材，
2015)，才能跳脫「以 3D 圖像作為主要成果」的迷思，以消除「國外技術與工具 程式的成熟度在本土化應用的扞格與落差」(何明錦、劉青峰，2014)，並確實地 掌握及達到 BIM 的效益與價值，以下針對「臺灣 BIM 指南」所提供的內容進行 分析。
該文件借鏡各國 BIM 指南之經驗，認為新加坡 BIM 指南，相較於其他先進 國家的 BIM 資訊及分類較具有架構簡化的優點，又有完整的執行細則，因此以 新加坡 BIM 指南為學習標竿對象，並進行分析與擬訂適用於國內之 BIM 指南，
該文件借鏡各國 BIM 指南之經驗，認為新加坡 BIM 指南，相較於其他先進 國家的 BIM 資訊及分類較具有架構簡化的優點，又有完整的執行細則，因此以 新加坡 BIM 指南為學習標竿對象，並進行分析與擬訂適用於國內之 BIM 指南，