第二章 文獻回顧
第二節 建築資訊模型
壹、 建築資訊模型技術（Building Information Modeling）
由於科技的發達、跨領域的合作，建築資訊模型（Building Information Modeling，以下簡稱 BIM）已經被全世界廣泛應用在建築、工程、營建
（Architecture, Engineering, Construction，以下簡稱 AEC）產業。BIM 並不僅是一 項技術上的變革，同時亦是程序上的變革，為了提升建築生命週期更即時及有效 的整合；並產出精確的資訊數值有利於紀錄與分析；落實後續營運管理及救災預 防，建立完整的模型資料庫是現今建築相關產業共同努力的目標。「模組
（Modeling）」之重點在於「流程（Process）」而非「模型（Model）」，且也非僅是 3D 幾何模型的建構，而是結合「AEC 產業」的「資訊整合管理技術」。
BIM 是「數位化」、「物件導向」、「物件參數化」、「相關聯性層次物件」及
「交互操作性（Interoperability）」為基礎的概念，其主要是透過「物件導向」之屬 性及「物件參數化」進行設計。「物件導向」是「建築資訊模組（BIM）」資料結 構中「程式開發」的設計方法，亦是「物件參數」與「資料庫」的基礎，其概念 是一個以物件為核心定義其「行為（程式碼）」和「狀態（資料）」的物體，「行 為」和「狀態」，可在數位空間與 BIM 相關流程和應用程式做互動，提供「交互 操作性（Interoperability）」；「物件參數化」之設計是透過建立的構件和屬性資料的 相關性，由屬性資料的參數規則來控制構件的行為，當使用者改變參數值時，構 件的行為表現也隨之改變。
BIM 對建築產業的貢獻，透過 BIM 技術整合昔日專案及書面流程，到今日 2D 繪圖、3D 模型、動畫、電子試算表之自動化生產，以及未來 BIM 所建立的連 結「資料庫（Database）」，並利用數位化建築資訊模組建造精確的建築物虛擬實境 模型，產生比人為程序更為精確地控制和分析，以及整合複雜的幾何圖形和相關 數據，使「建築資訊模組 BIM」透過「整合性專案交付 IPD（Integrated Project Delivery）」概念中之「整合性」及「可交換性」的工作平台與流程，協助整體
「建築物生命週期」中之「規劃設計階段」、「發包施工階段」、「營運維護階段」
及「拆除廢棄階段」等各階段作業流程之「資訊整合管理技術」及「建築物履 歷」之建置。
貳、 非建築資訊模型技術
非 BIM 技術的主要原因是缺少「物件導向」之屬性及「物件參數化」之設計：
1. 3D 模型沒有整合性及可交換性的「資料庫（Database）」。
2. 3D 模型只包含一般 3D 資料，沒有「物件導向」及「物件參數化」之屬性。
3. 3D 模型不支援動態操作。
4. 3D 模型是由多個 2D CAD 參照檔組成，需組合這些檔案才能定義建築物。
5. 3D 模型允許在單一視圖更改尺寸，但無法自動反映到其他視圖。
參、 傳統作業交換性不足額外成本
「整合性專案交付 IPD（Integrated Project Delivery）」為近年來國際上越趨 熱門之建築相關產業發包與管理模式，其範圍涵蓋整體「建築物生命週期」中各 項專業的資訊技術之整合管理，主要精神必須藉由政府、業主、規劃設計單位、
分包施工廠商、營運維護單位及拆除廢棄單位等所有利害關係人之間有效協同作 業來實踐，並且經常性導入 BIM 技術於整體「建築物生命週期」和應用相關 BIM 工具，其效益可大幅減少工期和成本，同時符合政府與業主需求及其他所有利害 關係人之共同利益。
「美國國家標準與技術協會 NIST（National Institute of Standards and
Technology）」進行一項因為建築物生命週期整合性專案交付 IPD 交換性不足產 生之額外成本分析。因交換性不足而造成的費用，是經由比較主要的業務活動和 成本，與假設無縫隙地資訊流通和無重複性資料登錄的計算所獲得。NIST 將建築 物生命週期整合性專案交付 IPD 交換性不足產生之額外成本的主要原因歸類為以 下三者作為結論：
1. 避免（avoidance）：多餘電腦系統、低效率業務流程管理、多餘電腦人員編 制。
2. 減輕（Mitigation）：手動重新輸入資料、資訊管理的需求。
3. 延遲（Delay）：冗員和其他資源的成本。
表 2-12 建築物生命週期整合性專案交付 IPD 交換性不足產生之額外成本 建築物生命週期
相關階段與單位
規劃設計 階段
發包施工 階段
營運維護 階段
總共 額外成本 建築師和工程師 ＄1,007.2 ＄147.0 ＄15.7 ＄1,169.8
總包商 ＄485.9 ＄1,265.3 ＄50.4 ＄1,801.6 特殊包商及供應商 ＄442.4 ＄1,762.2 － ＄2,204.6 業主和經營者 ＄722.8 ＄898.0 ＄9,027.2 ＄10,648.0 總數 ＄2658.3 ＄4,072.4 ＄9,093.3 ＄15,824.0 可用之平方呎 11 億美金 11 億美金 39 億美金 61 億美金 每平方呎增加成本 ＄2.42/sf ＄3.70/sf ＄0.23/sf ＄6.35/sf
肆、 BIM 介面模式
BIM 介面模式主要分為 BIM 工具、BIM 平台和 BIM 環境三部分，其說明與 比較如表 2-13 所示。
表 2-13 BIM 工具、BIM 平台和 BIM 環境之介面模式說明與比較
層 級 說 明
BIM 工具
1. 能產生具體成果的特定任務應用軟體，例如能達成工程圖產 出、規範編撰、成本估算、衝突和錯誤檢測、能源分析、透 視彩現、排程或視覺化展現之軟體工具。2. 工具輸出通常是獨立的，例如報告、圖說等。但在某些情況 下，工具的輸出會匯出到其他軟體工具供接續運用，例如從 數量估算到成本估價，以及從結構分析成果回饋到一個連接 產出結構詳圖的應用軟體。
3. BIM 工具應用軟體資源網站：
http://bimprograms.blogspot.tw/。
BIM 平台
1. 一個通常為了設計，能產生資料給多人使用的應用軟體系 統。2. 以一個主體資料模型來存放平台上的資訊。
3. 大多數的 BIM 平台亦會在內部整合如工程圖產出和衝突檢測 的工具功能，並且通常以不同層級的整合方式來合併多種其 他工具的介面。
4. 有些平台會分享互動操作的使用者介面和風格。
BIM 環境
1. 能整合一個企業組織內的應用軟體（工具和平台）之一個或 多個資訊管道的資料管理。2. 支援企業組織內的資訊政策和做法。
3. 通常 BIM 環境並不是概念化地存在，而是以一個特別的方式 隨著企業之需求而成長。
4. 其明顯的用途為自動化產出和管理多個 BIM 工具資料集。
5. 當使用到多個平台，且同時要處理多個資料模型時，便需要 另一層的資料管理和協調層級。
6. 得處理人與人及平台與平台間資訊溝通的追蹤及協調。
7. BIM 環境比單獨的模型資料本身能承載更多形式的資訊，例 如視訊、影像、音訊紀錄、電子郵件、以及許多應用於專案 管理的其他資訊形式。
8. BIM 環境包含能再利用之物件與組件庫、企業組織所支援應 用軟體之介面、以及企業管理與會計系統之連結。
伍、 BIM 應用層
美國 building SMART 聯盟組織 2010 歸納出 BIM 的 25 種應用層面如表 2-14 所示。
表 2-14 BIM 技術在建築物生命週期的應用層面
規劃 Plan 設計 Design 施工 Construction 營運 Operation