第二章 文獻回顧
第五節 建築資訊模型(BIM)與數量計算工具(QTO)
近年來，由於資訊科技的進步，以BIM 資料格式作為圖檔資料的交換標準的 BIM 建物資訊模型越來越受A/E/C 產業的重視。其優點在於能將圖型與非圖形資訊整合於圖 檔模型中，減少不必要的資料格式轉換與紙本文件、促進資訊處理的一致性與效率，並 提供專案生命週期中不同階段的資訊交換與共享。本研究後續擬運用 BIM 之概念導入 生命週期的規劃設計階段之中，以克服生命週期中之相關需求及問題，最後並給予完整 之 BIM 應用流程之建議。以下蒐集相關 BIM 與 QTO 相關文獻，作為後續研究之概念 運用及輔助。
壹、 建築資訊模型介紹（BIM）[43]
BIM (Building Information Modeling) 即為建築資訊模型，係指建築物在設計和建造 過程中，創建和使用的「可計算數位資訊」。而這些數位資訊能夠被程式系統自動管理，
使得經過這些數位資訊所計算出來的各種檔案，自動地具有彼此吻合、一致的特性。
BIM 建築資訊模型的基本建構概念是將資料參數化，此方式不同於以往 CAD 資料 僅為向量資料，如圖 2‐37所示，在BIM 的資料庫中，每項物件皆是參數化建置而成，
故使用BIM 系統繪製建築工程圖時，只需從 BIM 資料庫選取所需之物件，即可建構出 理想的建築模型，如圖 2‐38所示。
圖 2-37 BIM 資料與 CAD 資料之比較
（資料來源：參考自[43]）
圖 2-38 建築資訊模型（BIM）繪製原理 （資料來源：參考自[43]）
林淑滿（2004）[44]認為BIM 實際上是運用 Object CAD 概念。Object 在 CAD 稱之 為物件，而Object CAD 係指物件導向的 CAD。所謂物件導向，就是以物件為主的電腦 繪圖工具，物件導向時期，不再只是點、線、圓這些看起來無相關連性的線條圖面，在 CAD 介面中，使用者畫窗時，所使用的指令式：窗，爾後移動滑鼠，依其設定的位置 在牆物件定位即可。當使用者在牆上指定了這個窗的位置後，牆會自動在窗的位置上開 一個洞，窗也會依附在牆上，當使用者選取窗的性質項目時，可得知物件顯示的名稱及 窗型，而不再只是傳統AutoCAD 介面之中線、圓等 2D 的物件組合。
BIM 資料庫事實上可視為 3D 的模型，故使用 BIM 系統所產出的 2D 圖面，其實是 取自3D 模型在任一平面上的投影結果(如圖 2‐39所示)。由此可知若使用 BIM 系統構築 一棟3D 建築模型後，即可直接建立所有建築所需之圖面（如平面圖、立面圖、剖面圖 外，還有透視圖(含線稿、上色、彩現)等），如此一來就可省去傳統 AutoCAD 圖面必須 重複繪製相關圖面之時間，把省下來的時間用在更有意義的建築設計上 [43]。
圖 2-39 建築資訊模型（BIM）繪製 2D 平面原理 （資料來源：參考自[43]）
貳、 數量計算工具(Quantity Take Off, QTO)與物料管理資訊之整合應用 [45][46]
工程估價與物料管理整合資訊模式規劃，主要是依利用物料需求規劃之概念進行整 合分析，以期達到QTO 估價資訊有效傳遞至物料管理階段使用，提高資訊應用價值。
圖 2‐40說明QTO 估價作業如何與其他相關資訊進行整合，以提供物料管理應用。
整合資訊的第一步即將 QTO 估價作業結合工料分析資料，透過作業編碼連結建立專案 工程之物料需求資料，從 QTO 估價及工料分析之資料內容可知，整合二者之結果可獲 得各作業項目所需物料種類、數量。但僅有這些資訊無法得知各物料之使用時間，不能 安排物料採購等作業，以至於無法進行後續物料管理作業，因此為解決此一問題，本計 畫建議利用編碼連結將工程進度資料加入物料需求資料中，除了可得知物料需求種類、
數量、位置等資料外，還可求得物料使用時間，以作為物料採購之標準，由於物料使用 時間可隨著工程進度改變而立即更新，故稱此整合資料為「動態物料需求資料」。
文獻中並建議以動態物料需求資料為基礎，並考慮裝修業之特性，規劃一套 QTO 與物料管理資訊整合應用模式，如圖 2‐40所示。
圖 2-40 QTO 與物料管理資訊整合應用整合模式 (資料來源：參考自[45])
估價數量統計表
A_2 rep01001 250
B_2 B_2
rep01001 rep01002 155
275
C_1 rep01001 200
粉刷工程
mat01004 1
mat01002
mat02004 1
mat02002
｛
B_1 mat02004 145 85/3/12
(2) 物料需求資料與工程進度之連結
參、 示範應用案例文獻
本研究示範應用案例參考文獻為易構住宅。易構住宅其為地上3 層開放式建築，基 本資料如表 2‐17：
(一) 易構住宅示範應用
表 2-17 易 構 住 宅 基 本 資 料 表
樓層層數 地上三層
總樓地板面積 108 坪 建築物種類 開放式建築
地況種類 大城市市郊或小城市
用途 一般建築物
結構系統
採 鋼 骨 框 架 版 片 系 統，另有斜撐抵抗側向 載重
(資料來源：參考自[46])
(二) 建置步驟
(1) 建置易構住宅 BIM 模型
本研究參考文獻取易構住宅第一層做為示範應用，使用 Autodesk Reivit Architecture 軟體建置案例之BIM 3D 模型，以一樓進行內牆安裝做為本研究的示範應用。如圖 2‐43 所示，為完成之BIM 3D 模型，如圖 2‐44所示，為BIM 3D 模型完成後產出之一樓平面 圖。
1. 情境示意
圖 2-43 易構住宅 1F 室內 BIM 3D 模型 (資料來源：本研究整理)
圖 2-44 易構住宅 1F 平面圖 (資料來源：本研究整理)
2. 情境示意-進行內牆安裝
其圖 2‐45為建置內牆完成之3D model；當完成 3D 模型後，其關聯之平面、立面 圖與剖面圖亦同步完成，平面、剖面如圖 2‐46~圖 2‐48所示。
圖 2-45 易構住宅 1F 進行內牆安裝 BIM 3D 模型 (資料來源：本研究整理)
圖 2-46 易構住宅 1F 進行內牆安裝完成平面圖 (資料來源：本研究整理)
圖 2-47 易構住宅 1F 縱向剖面圖 (資料來源：本研究整理)
圖 2-48 易構住宅 1F 橫向剖面圖 (資料來源：本研究整理)
(2) 易構住宅構件編碼規劃 以牆版系統編碼規劃為例：
參照文獻100 年度「RFID 技術在開放式住宅整建系統之應用研究」委託研究計畫 案之定義進行牆版系統編碼規劃，牆版系統之編碼區北側被服務空間、服務核、南側被 服務空間等三類。編碼格式規劃如表 2‐18所示：
表 2-18 編碼格式規劃表
1 EWI 001 TypeA
樓層 構件項目 構件編號 樣式鏡射
(資料來源：本研究整理)
構件編號依北側被服務空間、服務核、南側被服務空間進行分類，前兩碼為單一樓 層元件所擺設之區域編號，第三碼表示元件於該區域位置編號，如圖 2‐49所示
圖 2-49 易構住宅一樓內牆編碼示意圖 (資料來源：本研究整理)
(3) 內牆安裝新增元件計算
當 BIM 模型建置完成後，匯出內牆安裝時所新增之元件檔案，再將檔案匯入至 Autodesk Quantity Takeoff (QTO)進行數量計算，並產生成本估算表，可初步規劃所需構 件數量及做成本計算。本節將說明如何執行計算裝修工程所增加或減少之構件，其數量 計算及產出成本估算之各階段步驟。如圖 2‐50，其流程說明如下：
圖 2-50 由建模完成至 QTO 流程圖 (資料來源：本研究整理)
1. 將新增元件設定於建立階段：利用 Revit Architecture 管理頁籤下之階段功能，新 增建立階段，並將新增元件之”例證性質→階段”設定於建立階段，如圖 2‐51所示。
圖 2-51 設定元件為建立階段 (資料來源：本研究整理)
2. 儲存建立階段元件：於 3D 視圖中顯示建立階段元件，並匯出成 DWF 檔案，如 圖 2‐52所示。
圖 2-52 3D model 完成後顯示建立所有元件並儲存 (資料來源：本研究整理)
3. 執行數量計算：將建立元件產出之 DWF 檔匯入 QTO 軟體，執行數量計算。
4. 編輯 WBS：參考工程估算手冊，如表 2‐19所示，以現今之發包習慣或專業承攬 者區別編輯WBS，做為後續成本估算分類。
表 2-19 裝 修 工 程 類 別 表
(資料來源：參考自[47])
5. 定義元件計算方式：在 QTO 計算軟體中，需先定義構件數量之計算方式，如 粉刷以面積計算、門以樘為計算單位…等，如圖 2‐53所示。
圖 2-53 Autodesk Quantity Takeoff 畫面 (資料來源：本研究整理)
6. 輸入各項成本計算之資料：應用 QTO 執行成本計算時，可先輸入成本資料所
類別 項目
1.內牆工程類 1.木作，2.泥作，3.大理石，4.玻璃，5.新式隔間工程，
6.輕鋼架，7.鷹架…等
2.裝潢工程類 1.地毯，2.壁紙，3.窗簾，4.裱褙…等 3.裝飾工程類
(含所有擺飾工作) 1.塗裝，2.擺設，3.燈具，4.家具…等
4.鐵件工程類 1.各式黑、白、鑄鐵、銅、錫、合金件，2.鋁門、窗，
3.琺瑯板，4.空間桁架…等
5.水電、消防工程類 1.給排水配管，2.電器配管線(低壓電)，3.空調，4.消防 灑水，5.消防警示，6.安保系統…等
6.視聽工程類 1.音響系統，2.視聽系統，3.弱電工程…等
需之四項資訊，如材料、人工成本、下包商、設備成本，如圖 2‐54所示。
圖 2-54 輸入成本資料 (資料來源：本研究整理)
7. 編輯產出表單欄位：在 QTO 可依據使用者所需資料選取需產生之欄位，進而產 出成本估算表提供後續發包所需資料，如圖 2‐55所示。
透過使用 QTO 計算軟體發現，QTO 產出之成本預算表僅能提供公制與英制單位；
輸入成本資料部分，除原功能介面所提供之固定欄位，由於無法新增編輯欄位，若欲滿 足台灣編製預算表之習慣，需再另外匯出檔案至Excel 進行編輯。於 QTO 產出之成果 連結單價分析表及工程進度表以產出物料清單(Bill of Material)統計所需物料，以提供後 續詢報價及採購發包所需資料
圖 2-55 QTO 計算出之成本估算表 (資料來源：本研究整理)
(4) 建立元件數量計算成果
表 2‐20為以內牆面積計算為例，比較QTO 計算與人工計算兩者所花費的時間。QTO 時間計算範圍為自階段設定開始計算至QTO 完成，人工計算之時間計算範圍為自 BIM 完成後、以人工的方式點選每面牆、至Excel 統整計算。由表 2‐20可發現QTO 計算比 較人工計算效率節省55%。
表 2-20 QTO 計 算 與 人 工 計 算 之 時 間 計 算 成 果 比 較
計算時間 效率節省
QTO 計算 18 分
人工計算 40 分 55%
(資料來源：本研究整理)
表 2-21 QTO 計 算 與 人 工 計 算 之 成 果 比 較
(資料來源：本研究整理)
由表 2‐21可發現QTO 計算與人工計算之結果兩者相近、差值小，主要原因為易構住 宅為本身為開放式建築，內部結構相較於一般建築簡單，人工計算上產生誤差較小，因 此人工計算成果與QTO 計算成果相近。
材料 QTO 計算 人工計算
內牆5.2 cm 矽酸鈣板+輕型鋼(40mm) 107.515 107.484
內牆1.2 cm 矽酸鈣板 14.81 14.548
內牆1.8 cm 纖維水泥板+矽酸鈣板 4.67 4.487
內牆5.8 cm 纖維水泥板+矽酸鈣板 16.985 17.028
內牆6.2 cm 矽酸鈣板+輕型鋼(50mm) 12.15 12.222
單位：m2
第六章 小結
本研究將參考上述所蒐集與彙整之相關文獻及繪圖軟體應用成果資訊，以進行公營 出租住宅使用行為現況調查與公營出租住宅之財務評估，並藉由導入開放式建築理念之 觀點，輔以建築資訊模型(Building Information Modeling, BIM)之應用及工程數量計算
本研究將參考上述所蒐集與彙整之相關文獻及繪圖軟體應用成果資訊，以進行公營 出租住宅使用行為現況調查與公營出租住宅之財務評估，並藉由導入開放式建築理念之 觀點，輔以建築資訊模型(Building Information Modeling, BIM)之應用及工程數量計算