建築資訊參數化內容及模型元件建構原則

Microstation 與 Projectwise、Graphisoft 的 ArchiCAD、及 Tekla 等。它 們 與 大 部 分 製 圖 軟 體 不 同 的 是 都 有 類 似 「 參 數 設 變 引 擎 」（Parametric Change Engine，此名稱取自 Autodesk Revit)的技術，使空間相關元件 資 訊 能 智 慧 式 互 動 調 整 ， 幾 何 元 件 所 繫 結 的 屬 性 資 料 ， 背 後 也 都 有 獨 立 的 資 料 庫 處 理 引 擎 ， 管 理 複 雜 的 模 型 資 訊 。 本 節 將 主 要 透 過 以 Autodesk 的 Revit BIM 參數及模型構建技術，配合 第一節雨水貯集設 備 各 設 備 單 元 項 目，擬 定 相 關 之 元 件 建 置 方 法 與 參 數 原 則，說 明 如 後。

壹、本研究建築資訊模型建構工具概述

依 本 計 畫 需 求 雨 水 貯 集 各 項 單 元 設 施 幾 何 化 模 型 建 構 將 以 Revit 軟 體 為 建 置 主 要 工 具 ；Revit 是 Autodesk 旗下的軟體，專為建築 資訊 模 型(BIM)技術建造的專業軟體(以下通稱 Revit BIM 技術)，可幫助建 築 設 計 師 提 升 建 築 設 計 、 建 造 和 維 護 的 品 質 和 效 能 ， 而 無 須 透 過 任 何 程 式 設 計 語 言 。 此 外 ， Revit 可協助擷取分析創新的設計概念，並且 讓 文 件 自 始 至 終 維 持 建 築 師 的 構 想 ， 此 軟 體 亦 提 供 資 訊 豐 富 的 模 型 支 援 永 續 設 計 、 衝 突 偵 測 、 營 造 規 畫 與 建 造 的 決 策 ； 同 時 協 助 使 用 者 與 工 程 師 、 承 包 商 以 及 業 主 協 同 合 作 。 過 程 中 的 任 何 設 計 變 更 都 會 隨 設 計 與 文 件 變 化 自 動 更 新 ， 讓 程 序 更 協 調 一 致 ， 文 件 內 容 更 可 靠 。

Revit BIM 技術主要包含三項特色：

1. 可 進 階 在 單 一 環 境 中 完 成 多 項 專 案

Revit BIM 技術的概念設計功能，提供操作簡便的自由形式建

109

模 與 參 數 化 設 計 工 具，讓 使 用 者 能 在 開 發 最 初 期 進 行 設 計 分 析。自 由 繪 製 草 圖、快 速 建 立 3D 模型，且能以互動方式進行塑形。運用 概 念 設 計 與 闡 明 複 雜 塑 形 的 內 建 工 具 ， 準 備 建 造 與 施 工 用 模 型 。 Revit BIM 技術會在設計時，自動在模型周圍建立參數化架構，讓 創 意 控 制 更 有 效，而 且 精 確 度 和 彈 性 更 高。讓 使 用 者 在 單 一 的 直 覺 式 環 境 中 ， 將 設 計 從 概 念 模 型 轉 化 為 施 工 文 件 。

2. 加 速 制 定 可 靠 決 策

Revit BIM 技術能在初期分析建築模型，讓使用者的團隊可以 在 專 案 初 期 做 出 更 深 思 熟 慮 的 決 策。使 用 者 可 以 運 用 這 項 功 能 闡 明 面 積 與 體 積 、 執 行 日 光 照 明 與 能 源 分 析 、 深 入 了 解 專 案 是 否 可 行 ， 並 提 早 計 算 出 施 工 材 料 需 求 。

3. 機 能 完 整 的 塑 形

Revit BIM 技術的建築專家功能，可協助使用者將概念模型 轉 換 為 機 能 完 整 的 建 築 設 計。選 取 並 加 入 參 考 面 後，即 可 設 計 各 種 類 系 統，擷 取 重 要 的 建 築 資 訊，將 概 念 式 量 體 以 量 體 物 件 的 方 式 導 入 Autodesk Revit，然後展開線路圖設計。

貳、建築相關資訊欄位及元件庫

依 據 美 國 AIA 建築協會定義「 BIM 為一種建模技術，並連結到 建 築 資 料 庫，整 合 建 築 生 命 週 期 的 資 訊 流 程，要 達 成 以 BIM 來建構有 形 資 產 資 訊 的 願 景 ， 必 須 透 過 許 多 數 位 化 的 建 築 模 塊(digital building blocks)， 而 這 些 建 築 模 塊 必 須 被 標 準 化 」， 這 些 建 築 模 塊 一 般 被 稱 為

「BIM 元 件 」， 透 過 資 訊 的 標 準 化 ， 讓 這 些 元 件 之 間 具 備 了 可 對 照 性 (comparable)，使得 BIM 元件更容易被使用，也提供使用者一種更可 靠 、 通 用 性 、 符 合 直 覺 經 驗 的 元 件 使 用 方 式 。 目 前 在 網 路 上 已 經 有 許

110

多 BIM 參數化元件庫可以下載，其建置方式大約可分為兩大類，一種 是 自 有 平 台 ， 透 過 定 義 元 件 標 準 格 式 ， 元 件 來 源 以 自 建 或 廠 商 依 元 件 標 準 製 作 後 上 傳 提 供；一 種 是 透 過 鏈 結，直 接 連 結 至 知 名 BIM 軟體公 司 網 站 ， 直 接 採 用 各 軟 體 公 司 提 供 之 元 件(資 料 來 源 ： 建 築 資 訊 建 模 BIM 應用推廣及宣導計畫，內政部建築研究所， 2016)。

藉 由 標 準 化 元 件 中 的 資 訊 ， 產 品 可 以 依 工 程 專 案 或 系 統 需 要 進 行 適 當 的 選 擇，以 常 用 方 法 可 依 照 產 品 外 型 特 徵 進 行 建 模，使 得 BIM 元 件 容 易 挑 選 使 用 ； 建 築 資 訊 元 件 內 部 所 記 錄 的 資 訊 內 容 ， 應 包 含 下 列 項 目 (資料來源：國內 BIM 元件通用格式與建置規範研究報告，2015) ：

 識別資料(Identify Data)：用以定義產品本身。

 幾何資訊(Model Geometry Data)：用以重現產品的實體特性 的 幾 何 特 質 。

 行為資料(Behavioral Data)：使 BIM 物件能正確定位、正確 運 作 ， 如 ： 檢 測 資 訊 、 維 護 資 訊 、 關 聯 區 域 。

 外顯資料(Visualization Data)：使物件具有可辨識的外觀。

 後設資料(Metadata )：支援物 件之可擴 充性，一 種描述資 料 屬 性 的 資 訊 。

大 部 分 Revit BIM 技術建模大致 可把預先建置好的元建載入建築 模 型 中 ， 而 市 面 上 也 有 許 多 由 廠 商 提 供 的 元 件 模 型 。 然 而 在 雨 水 貯 留 系 統 設 備 單 元 中 ， 各 項 單 元 除 了 「 輸 水 設 施 單 元 」 市 面 已 有 較 多 元 化 的 元 件 模 型 供 下 載 運 用 ， 其 它 四 組 設 施 元 件 則 相 當 有 限 ， 因 此 本 研 究 後 續 除 了 藉 由 「 雨 水 貯 留 設 施 系 統 設 計 與 產 品 模 組 化 技 術 探 討 」 成 果 相 關 設 施 單 元 之 設 備 資 料 參 數 化 ， 另 需 建 構 欠 缺 之 通 用 形 式 元 件 ， 以 提 供 使 用 者 在 雨 水 貯 留 系 統 模 組 中 各 元 件 便 於 下 載 應 用 。

此 外，研 究 中 將 為 了 使 BIM 模型所使用之元件符合正確命名、構

111

造 組 成 、 資 料 結 構 ， 以 及 符 合 資 訊 內 容 。 將 首 先 提 供 以 Excel 表格化 建 構 各 設 備 單 元 欲 參 數 化 之 資 訊 項 目 、 內 容 ， 進 以 後 續 建 置 各 設 備 、 單 元 參 數 拋 轉 後 供 下 載 之 元 件 模 型 。 並 且 本 研 究 為 考 量 元 件 之 流 通 性 及 元 件 庫 之 便 利 性 ， 由 元 件 建 模 準 則 、 不 同 廠 商 產 品 檔 案 互 通 或 格 式 齊 備 度 考 量 等 ， 將 建 置 以 各 廠 商 相 雷 同 之 類 型 可 通 用 之 模 型 型 式 ， 以 符 合 模 型 共 用 之 特 點 ， 在 規 劃 設 計 時 便 於 採 取 利 用 。

圖 4-6 本研究執行範圍 (資料來源：本研究成果)

參、設備單元資訊參數化內容

本 節 將 首 要 對 前 述 各 項 系 統 設 備 單 元 之 產 品 資 料 進 行 參 數 收 集 ， 蒐 集 之 對 象 主 要 將 國 內 現 有 廠 商 ， 並 以 本 土 化 之 產 品 資 訊 為 主 ， 其 他 如 有 國 外 代 理 之 產 品 亦 為 包 含 在 蒐 集 對 象 。 此 外 為 掌 握 後 續 研 究 在 建 築 資 訊 元 件 建 構 之 通 用 性 及 往 後 雨 水 系 統 專 案 實 施 上 實 用 性 ， 資 料 蒐 集 之 對 象 將 延 續 以 上 述 分 類 成 果「 集 水 設 施 單 元 」、「 淨 水 設 施 單 元 」、

「 貯 水 設 施 單 元 」 、 「 輸 水 設 施 單 元 」 以 及 「 動 力 設 施 單 元 」 等 五 單 元 項 目 分 別 進 行 。

針 對 各 類 別 設 施 單 元，收 集 之 內 容 研 擬 涵 蓋 包 括 設 備 /產 品 分 類、

廠 商 資 料 、 設 備 內 容 及 主 要 設 計 參 數 （ 如 尺 寸 、 材 質…等 ，依 產 品 需 求 訂 定 不 同 主 要 參 數 資 料 ） ， 以 及 設 施 簡 易 照 片 等 ：

112

1. 產 品 分 類 ： 主 要 為 本 設 備 /產 品 適 用 之 範 圍 ， 本 研 究 分 類 配 合 前 述 設 施 單 元 劃 分，以「 集 水 設 施 單 元 」、「 輸 水 設 施 單 元 」、

「 貯 水 設 施 單 元 」 、 「 淨 水 設 施 單 元 」 以 及 「 動 力 設 施 單 元 」 為 類 別 項 目 。

2. 廠 商 基 本 資 料：本 欄 位 主 要 為 公 司 名 稱、廠 商 地 址、電 話、主 要 聯 絡 人 以 及 網 址 或 E-mail 等資訊（ 備註：為主要欲拋轉至 建 築 模 型 「 識 別 資 料 」 之 參 數 項 目 ）。

3. 設 備 型 式：包 括 地 上 型、地 下 型、代 號 或 型 號 …等（ 備 註：為 主 要 欲 拋 轉 至 建 築 模 型 「 行 為 資 料 」 之 參 數 項 目 ）。

4. 主 要 規 格：將 依 產 品 分 類 訂 定 不 同 規 格 項 目，主 要 包 括 產 品 的 尺 寸，如 長、寬、高，或 是 管 徑 等，或 是 材 質 等，或 是 流 量、

或 是 馬 力…等（備註：為主要欲拋轉至建築模型應用之「幾何 資 料 」 與 「 外 顯 資 料 」 之 參 數 項 目 ）。

5. 其 它 參 數：將 依 產 品 分 類 訂 定 不 同 規 格 項 目，包 括 產 品 的 重 量、

容 許 應 力…等（備註：為主要欲拋轉至建築模型應用之「行為 資 料 」 、 「 約 束 資 料 」 或 「 後 設 資 料 」 等 參 數 項 目 ）。

6. 照 片 ： 提 供 產 品 照 片 對 照 (提 供 使 用 者 了 解 設 施 外 觀 、 顏 色 及 形 式 等)。

透 過 上 述 之 資 料 蒐 集 內 容 ， 進 一 步 分 項 整 理 以 Excel 格 式 下 並 完 整 彙 編 為 資 料 庫；資 料 庫 中 透 過 每 一 廠 商、建 築 資 訊 等 各 介 面 之 完 成，

並 設 計 成 可 下 拉 式 選 項 部 分 ， 並 經 相 關 資 料 整 理 分 類 後 ， 提 供 為 後 續 配 合「 Revit BIM」技 術 元 件 建 置 中 參 數 建 構 時 使 用。五 項 設 施 單 元 資 訊 介 面 表 項 欲 拋 轉 之 內 容 主 要 擬 定 包 括 (備 註：模 型 元 件 中 未 拋 轉 之 參 數 部 分 ， 如 設 計 者 需 求 可 自 行 由 產 品 資 料 庫 補 充 填 加 )：

1. 集 水 設 施 單 元 資 料 ：

113

114

115

116

117

12絕緣等級： (Insulation)

13液體溫度： (℃)

118

Revit BIM 技 術 工 具 系 列，包 括 Revit Architecture、Revit MEP、

Revit Structure 等，都 是 以「 參 數 化 」的 概 念 來 架 構 整 個 模 型， 參 數 化 建 模 是 BIM 技 術 的 重 要 基 礎。術 語「 參 數 化 」是 指 組 構 此 模 型 的 所 有 元 件 (elements：官 方 文 件 譯 成 元 素 )之 間 的 關 係，元 件 (或 稱 族 群 )是 Revit 組 構 建 築 資 訊 模 型 的 基 本 元 素 ， 大 致 可 再 分 成 (1) 模 型 元 件、(2)基 準 元 件、(3)視 圖 特 有 元 件 三 類 (資 料 來 源：郭 榮 欽，

國 立 臺 灣 大 學 土 木 工 程 學 系 )，如 進 一 步 以 本 研 究 執 行 範 圍，可 將 其 進 階 分 類 成 各 部 分 如 圖 4-7 所示。圖中主體 (Hosts)分類本研究 將 以 貯 水 部 分、淨 水 部 分 及 動 力 部 分 (分 別 對 應 雨 水 貯 留 系 統 中 之 貯 水 單 元 設 備、淨 水 單 元 設 備 以 及 動 力 單 元 設 備 )為 主；模 型 組 件 (Model Components)則 包 括 輸 水 部 分 及 集 水 部 分 (對 應 雨 水 貯 留 系 統 中 之 輸 水 單 元 設 備 及 集 水 單 元 設 備 )兩 部 分 。

圖 4-7 本研究 Revit BIM 元件建構範圍 (資料來源：1.郭榮欽，2.本研究成果)

2. 本 研 究 元 件 (族 群 )建 構 方 式

Revit BIM 提 供 了 許 多 可 以 配 合 大 量 專 案 或 系 統 化 的 預 先 定 義 的 元 件；如 果 需 要 為 特 定 專 案、系 統 建 立 新 元 件，則 Revit BIM 提 供 自 建 族 群 的 功 能。Revit BIM 技 術 提 供 了 許 多 樣 板，如 門、家 具、窗 和 電 氣 裝 置 等 樣 板，並 能 以 圖 形 方 式 來 繪 製 新 元 件 (基 本 樣 板 型 式 如 圖 4-8)。

119

圖 4-8 Autodesk Revit 族群建模基本樣板

（資料來源：本研究成果）

此 外 ， 還 可 以 利 用 載 入 其 他 族 群 以 及 在 新 族 群 內 插 入 實 例 的 方 法 來 建 立 複 合 元 件 。 建 立 新 族 群 的 方 法 有 兩 種 ：

 建立現地族群：這種建立族群的方法是用來建立目前專案特有 的 族 群。在 建 立 自 訂 族 群 時 此 方 法 很 實 用。可 以 在 專 案 的 現 有 幾 何 內 容 中 設 計 族 群。如 果 專 案 變 更，且 這 些 變 更 會 影 響 到 該 族 群 ， 則 該 族 群 會 自 動 更 新 。

 標準元件族群：通常這些族群是指建築設計中使用的標準大小 和 配 置 的 常 見 元 件 和 符 號。使 用 標 準 族 群 樣 板 可 以 定 義 族 群 的 幾 何 和 大 小。隨 後 可 將 族 群 儲 存 為 一 個 獨 立 的 檔 案(.rfa)，並在 任 何 需 要 使 用 的 專 案 中 載 入 它 。

本 研 究 後 面 章 節 將 以 「 標 準 元 件 族 群 」 為 主 要 Revit BIM 元 件 模 型 蒐 集 與 建 置 方 式 ， 選 取 要 使 用 的 樣 板 後 ， 可 在 各 種 視 圖 中

本 研 究 後 面 章 節 將 以 「 標 準 元 件 族 群 」 為 主 要 Revit BIM 元 件 模 型 蒐 集 與 建 置 方 式 ， 選 取 要 使 用 的 樣 板 後 ， 可 在 各 種 視 圖 中