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第二章 國內外相關文獻探討

第二節 國內外有關本案之研究情況

國際標準組織(ISO International Standard Organization)所制定的 STEP

(Standard for Exchange of Product model data)以及 IAI 組織(International Alliance for Interoperability)所制定的 IFC 分別為工業界及營建產業制定了一 套產品資料交換標準。IFC 以層級的架構規範每一筆物件資料的上位繼承關 係,每一物件(Object)被視為一個實體(Entity),以物件導向的資料架構進行 元件資訊的標準化。世界有名的繪圖軟體公司(AutoCad、Bentley、Graphisoft)

皆已積極開發結合IFC 模型標準之繪圖軟體,BIM 的資訊應用將會更趨於標準 化。因此,在法規檢測基礎資料的發展上,只要釐清 IFC 的繼承關係,並清楚 知道模型資料的法規資訊,經過 IFC 資料匯出後,會被歸類到 IFC 屬性資料的 哪一個項目,這樣的檢測系統就沒有被軟體廠商與操作版本限制的問題。

法規檢測的模型資料(Model  data)與法規資訊(rule  information)要能夠被檢 測系統的判讀或界定(definition),必須經過一個嚴謹的資料整合交付的過程。

當中包含 IFC、IFD( International  Framework  for  Dictionaries 國際字詞編訂架構 與)、IDM (Iformation Delivery Manual,資料傳遞綱要)三個工作項目的整合。簡 言之,IFD 是一個資料字典(data  dictionary)的概念,提供名詞基本的屬性資料

與法規語詞分析(semantic)。本研究針對建築技術規則設計施工編第一、二章的 名詞定義(名(主)詞/動詞/謂語;如實體物件:門、窗樓、梯;空間元素類:居室、

陽台、梯廳等)、法規繼承關係,進而萃取的標準化資訊;IDM 提供資料交換機 制(process),也就是將設計階段建照審查與施工階段之現場勘驗模型應交付的 資訊內容,回饋到模型資料。藉由 MVD 的視圖編定讓操作者在建模過程中,

被引導逐步輸入正確資訊;IFC 提供一個很好的資訊分類與資料交換格式操作 者並不需知道太多 IFC 的知識,只要匯出正確版本(IFC2x3)即可,資料運算與正 確性的驗證是檢測系統的工作,這就是法規檢測系統運作最基本的邏輯概念。

IFC、IFD、IDM 這個三角關係如圖 2‐7 所示。 

圖2-7 IFC、IFC 與 IDM 資料架構圖

回顧自動化法規審查系統的發展的歷史,新加坡政府自 1995 年開始有對 於2D 圖紙的條碼檢查,1998 年開始以 IFC 格式作為建築資訊模型的基礎。從 2003 年世界銀行開始對全球經商法制環境進行評比,新加坡政府遂行進入第二 階段的 BIM 建築資訊模型與法規檢測整合之應用研究,2008 年推動企業開辦、

申請建築執照的 CORENET rule-checking system,近幾年來獲得相當高的評 比,展現都市的活力與競爭力。配合制訂相關法規及推動政策,導入新知、新 制及新的資訊技術以強化推動力及執行力,值得借鏡。

除此之外挪威、澳洲、美國政府也積極發展符合該國法規的審查系統,這 些系統仍然在不斷測試與開發的階段,已經完成的自動化審查也僅限於部分項 目,例如火災逃生路線的檢討、輔助特定族群、施工安全規範(Zhang, Teizer, Lee, Eastman, & Venugopal, 2013)。目前以 IFC 格式作為建築資訊模型的規則審查系 統的軟體平台有Solibri Model Checker、Jotne EDModelChecker、FORNAX、

SMARTcodes,各國政府所發展的法規審查系統是以上述的平台為基礎發展。

C.Eastman(2009)分析法規自動審查系統可包含四個階段的程序(如圖 2-8 所 示),規則解釋(Rule interpretation)、建築模型準備 (Building model preparation)、

規則執行(Rule execution)、規則檢測報告(Rule reporting)。這四個階段的程序說 明了從法規演譯到最終檢測結果呈現的過程,但與其說是檢測,倒不如說它是 一個設計自我評估的輔助系統,每一個階段所象徵的意義說明如下:

規則解釋(Rule interpretation)作為發展自動審查系統的第一步,它需要一個 健全的標準來定義建築語意和資料交換需求。完整的建立語意(semantic)和邏輯 的一致性(logical consistency)是最重要的前置分析工作,由於是從人的邏輯轉 譯到電腦的邏輯,因此各類名詞的屬性架構描述與參數檢討標準界定就非常重 要,Eastman(Lee, Eastman, & Solihin, 2016)提出以" ontology-based(知識本體 論) " 為 基 礎 , 討 論 如 何 將 各 專 業 領 域 知 識 形 式 化 " formalizing domain knowledge",並將模型資料在 MVD 編定成資料模組。讓軟體開發商與專業領 域者可以明確的定義MVD 架構下的對應需求。

圖2-8 法規檢測的基礎流程架構

(資料來源:C.Eastman,2009/06/30,Automatic rule-based checking of building designs,摘 自內政部建築研究所102 年「BIM 導入建築管理行政作業法規調查研究」案之重新繪

製圖)

建築模型準備 (Building model preparation)是建築師事務所操作端的 工作,這些工作包含(1)模型視圖的產製提供(a)取得特定物件的完整參數(b) 獲得新的模型(C)呈現基本模型視圖與分析。(2)清楚的列出法規參數。因此,

建模者依照法規樣版的資料欄位輸入相關數值或依照樣版明細表定義的名詞 進行空間標註。經檢測系統從模型視圖取得資料以供查核。

法規執行(Rule execution)與建築許可行政審查需求項目息息相關。行政 部門必須先分析法規檢討的資訊需求再反映到的法規檢核系統項目的開發。法 規執行所需要的資訊內容,需要建築師的模型資料。因此,法規執行與建築師 所繳付模型完整度相關,在第一關的基礎環境檢測就必須驗證,它包含兩個項 目:(1)模型視圖的語法架構檢測。(2)視圖上繳的管理(a)法規完整性查核(b) 模型版本的一致性。只要基礎專案資料參數設定有誤,系統就會退回上繳的模 型資料,它的概念就好像建築執照在掛件申請的第一關就須進入書圖完整度審 查。

規則檢測報告(Rule reporting)檢測結果是為提供行政部門與建築師可以 快速有效溝通。系統會將檢測結果通知繳件人與行政部門。以新北市的電腦輔 助檢測系統為例,規則檢測報告可分為兩個階段,第一階段為電腦完整檢測通 過的結果,它包含兩個項目:(1)法規幾何案例呈現(2)數值運算與檢測法規之 比對結果。第二階段為審查人員最終確認的結果,如此的機制是反映出檢測系 統只是個輔助的角色,還是需要人員做最終確認。

從國內目前臺北市、新北市政府的發展成果來看,其技術應用的深度與成 熟度並不亞於新加坡政府的 CORENET rule-checking system。2016 年 3 月 14 日 BIM 教父 C.Eastman 更親自造訪新北市政府工務局,盛讚臺灣的法規檢測 成果已屬世界先進領域。接下來的發展重點應該是推動讓全國一體適用的法規 檢測版本,非僅限於一的地方政府機關。對於 IFC 的資料應用,他也建議應該 將此成果介紹給國際相關法規檢測研究領域認識,同時藉由法規檢測改變建築 師對於模型資料繳付內容的深度認知。政府部門建立可以被深入分析、應用大 數據的資料平台。這才是推動法規檢測導入數位建築資料(digital building data)應深入思考的範疇。