建築工程 BIM 應用評估架構之建立

一、以生命週期進行 BIM 應用分類

透過國內外相關文獻之歸納，BIM 應用主要以生命週期的各階段做為分類標的，且 各分類階段亦不盡相同，如：規劃設計階段、設計施工階段等模糊的應用階段，導致無 法直接判斷 BIM 應用所屬的應用範圍。因此，本研究為建立 BIM 應用在各階段的一致 性，以目前較廣泛使用的行政院公共工程委員會公布之「機關委託技術服務廠商評選及 計費辦法(簡稱技術服務辦法)」中的生命週期階段做為主要分類主軸。

(一) 可行性評估階段

一般而言，可行性評估相較於其他生命週期階段鮮少會導入 BIM 應用，且諸多文 獻在此階段亦無提出相關 BIM 應用，本研究為了使 BIM 技術在專案執行過程中能夠完 全落實於生命週期中，根據技術服務辦法所辦理的內容中，方案研擬及比較評估、計畫 成本之初估及經濟效益評估、現況調查的分析模擬，以確保 BIM 應用符合文獻中的內 容。本研究透過文獻回顧(Penn State,2011；UK,2012；臺大 BIM 研究中心，2015)，將可 行性評估階段的 BIM 應用整理如下。

 方案比較與決策

 初步成本估算 彙整文獻之

BIM應用

以生命週期 進 行 BIM 應 用分類

建 立 國 內 BIM 應 用 之 架構

問 卷 驗 證 BIM應用之 可行性

提出國內建 築 工 程 之 BIM應用

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 基地現況建模(現地條件模擬)

(二) 規劃階段

規劃階段的 BIM 應用除了依據文獻進行分類之外，若有無法判斷或涵蓋設計的規 劃階段(如規劃設計階段)，則以技術服務辦法的服務項目內容做為分類標準，並透過問 卷調查方式得知該 BIM 應用於實務上之可行性。本研究透過文獻回顧(Penn State,2011；

UK,2012；Shou, Wang et al. 2014；交通部，2015；邱垂德、余文德、鄭紹材，2015；臺 大 BIM 研究中心，2015；上海市城鄉建設和管理委員會，2015；楊智斌，2017)，將規 劃階段初步整理的 BIM 應用項目如下。

 基地現況建模 (現地條件模擬)

 初步成本估算 (成本估算、造價估算)

 空間規劃(使用空間規劃)

 基地分析(場地分析、工址現況分析)

 設計成果審核

 歷時規劃(階段分析)

 設計方案比選(方案比較與決策、規劃方案展示/評審、概念設計比選)

 設計方案(結構設計方案、機電設計方案)

 設計評估

 概念設計定案

 建築性能模擬分析(建築性能分析及設計)

 視覺化模擬(可視覺化、3D視覺化呈現)

 量體模型

 空間設計、設計圖審與驗證(建管設計圖審)

 土地利用和交通規劃(交通影響模擬)

(三) 基本設計階段

一般而言，相關文獻資料並未將設計階段再細分為基本設計階段與細部設計階段，

但基於實務應用的需求，本研究將設計階段區分為基本設計及細部設計兩階段。該階段 的 BIM 應用除了依據文獻所分類之外，亦以技術服務辦法的服務項目內容做為分類標 準，並透過透過問卷驗證的方式得確認 BIM 應用於實務上的可行性。本研究係透過文 獻回顧(Penn State,2011；UK,2012；Shou, Wang et al. 2014；交通部，2015；邱垂德、余

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文德、鄭紹材，2015；臺大 BIM 研究中心，2015；上海市城鄉建設和管理委員會，2015；

楊智斌，2017)，將基本設計階段初步整理 BIM 應用如下。

 基本設計(如建築設計、結構設計、機電管線設計、工程設計、3D 設計建模、

幾何建模、土木現地設計、各專業模型構建)

 視覺化分析模擬(可視覺化、虛擬仿真漫遊、3D視覺化呈現)

 以3D模型進行溝通協調與查驗(視覺化溝通、3D協調、3D溝通與協調)

 4D進度規劃

 建築、結構、機電管線、室內裝修之空間衝突及碰撞檢查(碰撞檢測、衝突檢 測、干涉檢測、設計衝突分析)

 設計初期成本估算(基本設計估算、面積明細表統計)

 工程分析與模擬(如結構分析、能源模擬、綠能分析與評估、機械分析、負載 力分析、應力分析、幾何分析、活荷載分析、結構系統和參數分析、耗能分 析及設計、活載和靜載結構分析、照明分析等)

 基本設計定案

 可持續發展（EEWH）評估

 設計圖審與驗證

 申請並取得建造執照

(四) 細部設計階段

細部設計階段的 BIM 應用除了依據文獻所分類之外，亦以技術服務辦法的服務項 目內容做為分類標準，並透過問卷驗證的方式確認 BIM 應用於實務上的可行性。本研 究係透過文獻回顧(Penn State,2011；UK,2012；Shou, Wang et al. 2014；交通部，2015；

邱垂德、余文德、鄭紹材，2015；臺大 BIM 研究中心，2015；上海市城鄉建設和管理 委員會，2015；楊智斌，2017)，將細部設計階段初步整理的 BIM 應用如下。

 細部設計(如建築設計、結構設計、機電管線設計、3D 設計建模、幾何建模、

土木現地設計、各專業模型構建)

 視覺化分析模擬(可視覺化、虛擬仿真漫遊、3D視覺化呈現)

 以3D模型進行溝通協調與查驗(視覺化溝通、3D協調、3D溝通與協調)

 4D進度規劃

 建築、結構、機電管線、室內裝修之空間衝突及碰撞檢查(碰撞檢測、衝突檢 測、干涉檢測、設計衝突分析)

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 成本估算及工料清單(細部成本評估、協助數量/成本估算、提取數量)

 工程分析與模擬(如結構分析、能源模擬、綠能分析與評估、機械分析、負載 力分析、應力分析、幾何分析、活荷載分析、結構系統和參數分析、耗能分 析及設計、活載和靜載結構分析、照明分析等)

 設計圖面產出

 3D 協同作業整合(整合細部設計)

 制定發包預算

 準備發包文件

 細部設計定案

 設計檢查

 品質控制、品質保證

(五) 施工階段

施工階段的 BIM 應用除了依據文獻所分類之外，並透過問卷驗證的方式確認 BIM 應用於實務上之可行性。本研究係透過文獻回顧(Penn State,2011；UK,2012；Shou, Wang et al. 2014；交通部，2015；邱垂德、余文德、鄭紹材，2015；臺大 BIM 研究中心，2015；

上海市城鄉建設和管理委員會，2015；楊智斌，2017)，將施工階段初步整理的 BIM 應 用如下。

 可施工性檢討(施工前檢討)

 4D工項排程( 施工工項規劃、虛擬工作規劃、4D規劃)

 建築、結構、機電管線、室內裝修之空間衝突及碰撞檢查(碰撞檢測、干涉檢 測)

 施工模擬(3D控制和規劃、4D施工進度模擬、虛擬進度和實際進度比對、4D 規劃模擬)

 材料估算(成本估算、虛擬成本報告、5D成本分析、可量化工程項目之材料明 細、面積及數量)

 3D視覺化呈現(視覺化施工模擬、視覺進展報告、4D施工進度可視化)

 以3D模型進行溝通協調與查驗

 工程分析模擬

 設備性能確認及交付(驗收)

 施工模型

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 施工詳圖(施工圖繪製與產出)

 工地變更設計(現場設計變更)

 取得使用執照

 竣工定案

 竣工模型(竣工履歷模型建立、竣工模型管理)

 設施管理模型

 集成模型匯編

 現場利用規劃(工地空間使用規劃、工作區安全規劃、施工安全分析)

 施工系統設計

 數據化製造(構件預製加工)

 工程量統計

 設備與材料管理(設備管理)

 品質與安全管理(品質控制)

 地理空間問題追蹤(追蹤現場施工進度)

 產品檢驗和試驗 (材料測試和分析)

(六) 營運維護階段

營運維護階段的 BIM 應用除了依據文獻分類之外，本研究亦透過問卷驗證的方式 確認 BIM 應用於實務上的可行性。本研究係透過文獻回顧(Penn State,2011；UK,2012；

Shou, Wang et al. 2014；交通部，2015；臺大 BIM 研究中心，2015；上海市城鄉建設和 管理委員會，2015；楊智斌，2017)，將營運維護階段初步整理的 BIM 應用如下。

 資產管理(設施資產管理、GIS資產追蹤、收費和設施管理、道路管理)

 空間管理(使用空間管理、設施空間使用管理、空間管理及追蹤)

 能源監控

 使用者服務

 清潔保全

 設施/建物維修預算

 設施履歷模型建立

 設施/建物維護計畫(設備維護管理、設施維護規劃、維護和維修資訊、水減緩 和規劃、設施/建物設備運行管理)

 設施/建物系統分析

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 災害應變規劃(應急響應和修理)

 營運系統建立

 運輸管理系統(運輸管理)

二、建築工程 BIM 應用架構之建立

為建立適用於國內建築工程 BIM 應用架構，本研究係透過文獻回顧彙整生命週期 與 BIM 應用的資訊，並依據技術服務辦法區分為六階段，以提供業主使用 BIM 應用時 有更多的資訊有所依循。但本研究認為在資訊不足的情況下，將導致業主錯誤使用 BIM 應用與降低使用 BIM 技術的意願。此外，本研究所蒐集的文獻中有許多同義詞的現象，

因此，國內有必要發展統一 BIM 應用之說法，以供使用者可正確選用。

本研究主要參考「Penn State BIM Guide」之 25 項 BIM 應用，為目前廣泛被使用與 參考的文件，亦認為機械分析現階段較少會做使用，因此將其歸類到其他工程分析，故 將 24 個 BIM 應用做為主要之 BIM 應用，並參考該文件所提供的每項 BIM 應用之說明，

將文獻回顧彙整之 BIM 應用歸類於其中，且視為該 BIM 應用為其功能，以供業主有更 多的資訊可參考與利用，建立國內可使用 BIM 應用之架構，如圖 3-2 所示。

為統一 BIM 應用之文字描述，本研究係將相似的同義詞歸納為較適用說法，如規 劃階段的成本估算(原文字為：成本估算、造價估算)以成本估算作為主要的 BIM 功能；

視覺化分析模擬(原文字為：可視覺化、虛擬仿真漫遊、3D 視覺化呈現)以視覺化分析模 擬作為 BIM 功能等。此外，另有一些應用有不同的 BIM 功能或涵義存在，故本研究將 其列為該 BIM 應用之功能，如營運維護階段的維護計畫(設備維護管理、設施維護規劃、

維護和維修資訊、水減緩和規劃、設施/建物設備運行管理)，並描述使用 BIM 模型時能 輔助或協助於專案的可能用途，以供業主有更多的參考資訊可做使用，如表 3-1 所示。

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圖 3-2 國內 BIM 應用之架構

表 3-1 初擬國內建築工程之 BIM 應用

生命週期 BIM 應用 應用說明 (BIM 功能及模型可能用途) 可行性評估

階段

基 地 現 況 建 模 (Existing Conditions Modeling)

現地條件模擬(建置基地現況、現有設施、或者是現有設 施內特定區域的現況，以提供可行性評估作業所需現地 資訊)

規劃階段 基 地 現 況 建 模 (Existing Conditions Modeling)

現地條件模擬(建置基地現況、現有設施、或者是現有設 施內特定區域的現況，以提供規劃作業所需現地資訊)

設計表達

(Design Authoring)

量體模型建立(利用 3D 建置概念設計各方案的量體模 型，以供業主利用 3D 模型進行方案比較及比選) 設計(執行設施/建物的概念設計，包括建築、結構、使 用空間規劃、其他專業設計等，並使用 3D 軟體建置該 設施/建物的 BIM 模型，以提供相關系統的設計分析與 滿足業主空間上需求)

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生命週期 BIM 應用 應用說明 (BIM 功能及模型可能用途) 成本估算

(Cost Estimation)

初步成本估算(由 BIM 模型輸出工程經費概算，以利提 供成本資訊給業主做決策及決定經費預算)

基地分析 (Site Analysis)

工址現況分析(運用 BIM/GIS 工具評估特定區域內的空

(Design Reviews)

設計成果審核(利用 3D 模型向利害關係人展示符合原規 (Phase Planning)

視覺化模擬(利用 4D 模型有效地在整建、整修、或增建 專案中，規劃施工順序和空間要求的階段性變化，以利 於基本設計前提出解決方案)

空 間 規 劃

(Programming)

方案比較與決策(利用 3D 模型研擬空間規劃的方案並進 行比較評估與比選，以選擇最佳的空間方案)

基本設計階 段

基 地 現 況 建 模

基 地 現 況 建 模

在文檔中 我國建築工程BIM應用分類之評估選用方法研究 (頁 61-74)