文獻回顧 - 我國BIM全生命週期編碼發展與國際編碼標準銜接之研究

本研究以國際上通用之編碼系統為主進行文獻探討，藉由瞭解國際常用編碼的架構與實際應用來比較我國現行施工綱要編碼，並探討後續與國際編碼接軌之可行性。

本章分別探討 UniFormat、MasterFormat、Uniclass 與 OmniClass 之緣起、架構與應用，

並研析國內現行編碼架構與國際編碼銜接之可行性。

第一節 UniFormat

UniFormat 單元分類最早於 1973 年由美國建築師學會 (American Institute of Architects , AIA)與美國總務管理局(The U.S. General Services Administration , GSA)整合彼此的編碼體系後共同提出，最初設計即為了解決估價及成本管理的用途。1989 年美國材料和試驗協會(American Society for Testing and Materials, ASTM)在原有 UniFormat 的基礎上，擴充其項目以及適用範圍，以層級架構基於建築物組成部件分類，以滿足工程專案各階段的成本評估需求，並發布為 UniFormat II。於 1995 年，美國營建規範協會（Construction Specification Institute，CSI）再針對上述兩版本進行彙整與修訂，發布為 UniFormat，持續維護至今。

UniFormat 編碼的最初意圖是為了解決設計階段的估價問題；UniFormat II 的定位則是將工程項目全週期的編碼結構用於描述、成本分析和工程管理的建築資訊分類標準，為了在專案規劃及初步設計階段，能以簡要的文字敘述方式，針對建築元件表達功能或成效需求，而不必以產品的概念描述，造就了不同於以往慣用以產品分類的綱要規範估價方式，而用建築元件分類的估價方式，在設計任何階段，快速地由不同替代方案的模型中提取數量，搭配資料庫中的價格資訊，提供所需的成本資料[1]。

UniFormat 分類體系將整個建築構成元素(Element)和相關現地工作(Sitework)由粗至細共分為四個層級結構。其中，Level 1 是最大的元素組，稱為主要元素組，比如結構、外殼、服務等；Level 2 是 Level 1 的組成元素，例如結構包括下層結構、上層結構。；Level 3 為進一步分解組成元素的獨立元素，如上層結構的獨立元素包括樓地板結構、屋頂構造、樓梯。擬定的 Level 4 為分解獨立元素到更小的子元素，如標準基礎的子元素包括牆基、地基、周邊排水和隔離層等。UniFormat 的建築元件分類標準如表 2-1 所示[2]。

第二節 MasterFormat

MasterFormat 綱要分類為 1975 年由 CSI 所發布，按照建築專業和工種對於工程施工項目進行劃分，我國目前使用之公共工程綱要編碼即為採用 1995 年版 MasterFormat 之編碼內容為基礎，而 1995 年版 MasterFormat 將工程施工項目分類為 00~16 篇，CSI 考慮到營建產業的進步、原有工項拆分不夠廣泛、編碼過於針對施工階段使用等問題，

於 2004 年推出 Master Format 04’最新版本，將原先的 16 篇擴充至 50 篇。MasterFormat 的目標定位為工程項目實施階段資訊、數據的組織和管理用途，同時提供工作成果的詳細成本數據。其應用面著眼於施工的成果，可以直接闡述工程施工的方法和材料，

進而關聯施工成本數據。由成本計算的角度看，一種特定的建材只在 MasterFormat 中出現一次，便於統計和計算 (此處與我國概算體系相近 )，所以美國工程中多將 MasterFormat 用於施工圖設計階段或者最終招標階段[1]。

本研究探討他國將編碼導入工程預算案例，係參考美國”Construction Market Data”

所出產的營建工程成本資訊軟體，RS Means[3]。RS Means 提供多種預算編列方式，包含以 Master Format 編碼為架構的單價估價以及依 UniFormat 編碼作分類的部位單價估價。RS Means 資料庫的更新頻率為一年一次，且每一季(三個月)便會修正北美 316 個量(Daily Output)、所需工時(Labor Hours)、直接勞工費(Bare Labor)、直接設備費(Bare Equipment)、直接費用總價(Bare Total)以及含間接費用與利潤總價(Total Overhead and Profit)等，如圖 2-1 所示。RS Means 透過蒐集北美各地承包商、製造商、經銷商以及供應商所提供之資料，為每一單項定義其所需之標準工班(Crew)與生產一單位所需要工時(Labor Hours)。以 Crew C-30 為例(如圖 2-2 所示)，此標準工班中包含有 1 位混凝

土作業工與 1 臺混凝土拌合機。計算任一標準工班單日總工時，係以 1 位勞工單日工作 8 小時為基本單位，所以此處僅 1 位混凝土作業工即代表 C-30 標準工班單日總工時為 8 小時。使用上僅須利用標準工班表中所提供的單位勞工時價格(Cost Per Labor-Hour)乘上所需總工時(總單位乘上生產每一單位所需工時)即可得到相對應之人、機、

料價格。RS Means Online 預算編列可提供輸出 Microsoft Excel 表格(如圖 2-3 所示)，

僅須將所需要之單項加入其中並修改其數量，即可得到對應之複價。

圖 2-1 單價分析範例

(資料來源：畫面擷取自 RS Means Online)

圖 2-2 工班種類範例

(資料來源：畫面擷取自 RS Means Online)

第二章文獻回顧

圖 2-3 單價分析輸出範例

(資料來源：畫面擷取自 RS Means Online) 我國常於單價分析中考慮零星工料成本，其編碼歸於 MasterFormat 01 篇章一般要求中，使用 RSMeans 時若需要增加零星工料成本(如安全圍籬、現場清潔、防塵等工項)，同樣須從單價資料庫的 01 篇章中找到相對應之編碼與價格加入預算編列。一般材料或設備安裝承包商的零星工料成本約為包含間接費用與利潤之總成本的 0%-10%；

主要承包商則約為 5%-15%。

RS Means 同時提供以 UnitFormat 作為分類架構的部位單價估價，各工項碼開頭英文即為 UniFormat 主項分類碼，後 4 碼為 UnitFormat Level 3 編碼，細目碼則為 RS Means 自行定義。使用上，RS Means 提供一標準部位以及所涵蓋之構件，此處以條型基腳為例(如圖 2-4 所示)，當中包含有混凝土材料費(140kgf/cm^2)、混凝土澆置費、模板費以及鋼筋材料費等，每一單項的費用均來自前述單價分析，加總後可得每一單位長度條型基腳價格。如果使用者欲使用不同構件內容，如混凝土為 280kgf/cm^2，或是鋼筋尺寸須要調整，RS Means 也同時提供替換材料的價格供使用者編輯。工項分析的示範 Excel 檔如圖 2-5 所示。

圖 2-4 條型基腳工項分析範例

(資料來源：畫面擷取自 RS Means Online)

圖 2-5 工項分析輸出範例

(資料來源：畫面擷取自 RS Means Online)

第二章文獻回顧

有關 UniFormat 與 MasterFormat 應用於施工成本分析架構，則可參考下圖 2-6 矩陣關係圖之建議，拆分其 WBS 架構，作為預算書編制之基礎。

圖 2-6 UniFormat 與 MasterFormat 矩陣關係圖

(資料來源：參考書目)

第三節 Uniclass

Uniclass 為英國建築專案資訊委員會(Construction Project Information Committee, CPIC)於 1997 年根據 ISO 12006-2 所編製的建築資訊分類，CPIC 由英國皇家特許建築師學會(The Royal Institute of British Architects, RIBA)、英國皇家特許測量師學會(The Royal Institution of Chartered Surveyors, RICS)、英國承包商集團(The UK Contractor’s Group, UKCG)、英國土木工程師學會(The Institute of Civil Engineers, ICE)、英國皇家特許建築設備工程師學會(The Chartered Institutie of Building Services Engineers, CIBSE)、

英國皇家特許建築技師學會(The Chartered Institute of Architectural Technologists, CIAT) 及英國皇家特許建造學會(The Chartered Institute of Building, CIOB)所組成。Uniclass 在初期僅能用在設計及施工階段，且因為其缺乏土木工程而被人詬病不夠統一，CPIC 於是開發了 Uniclass II 並持續更新。

2015 年版本中將建築環境分類為 7 項核心表格：綜合體、單體、空間(地點)、活動、元件、系統及產品(如圖 2-7 所示)，每一分類項目依照相同資訊類型以階層式 4 或 5 對數字做編排，其階層關係為：核心表格、群組、子群組、部分、物件。比如系統核心表格分為 30 項群組，當中第 30 項為屋頂、樓板及鋪面系統，其中子群組拱型和隆頂結構系統為 30_10 ，30_10_30 含框的屋頂結構又為其一部分，最後則是物件 30_10_30_25 型鋼屋頂框架系統(如圖 2-8)。此外，根據不同營建專案生命週期階段的代理人，可依照其需求來使用編碼，如專案管理人員在維護階段時須知道專案所有門的數量，便可透過檢視所有編碼為 Ss_25_30_20 門、捲簾及艙口系統的物件來得知[6]。

圖 2-7 Uniclass II 核心分類

(資料來源：本研究整理)

第二章文獻回顧

圖 2-8 Uniclass II 編碼範例

(資料來源：http://www.cpic.org.uk/uniclass2/)

第四節 OmniClass

OmniClass 工程總分類碼為 CSI 所推出，比起元件分類(UniFormat)和綱要分類 (MasterFormat)編碼，其涵蓋了建築全生命週期，從規劃設計到營運維護都納入架構中，

包含各種類型，串聯各個相關產業及各項資訊，並可持續擴充發展。總分類碼是多重面向的營建資訊分類方式，以兩個數字為一對，用多對數字碼代表多層次描述物件的特性，如圖 2-9 所示。在 2012 年美國 BIM 標準中的總分類共採用 15 個篇章，分別代表營建資訊的 15 個不同面向。本研究著重於將第 13 篇章-功能區分的空間、第 21 篇章-建築元件、第 22 篇章-工作成果以及第 23 篇章-產品進行本土化並與國內現行編碼作比較，其中第 21 篇章等同美國營建業慣用的元件(UniFormat)碼，第 22 篇章等同於美國營建業慣用的綱要(MasterFormat)碼[1]。目前國際上應用常於使用 CAD 軟體繪圖時導入總分類碼，透過不同面相分類群組提供營建專案不同階段使用者所需之資訊。

此外，總分類碼可供使用者擴充來符合各專案使用上需求，OmniClass 於 CAD 軟體應用範例如圖 2-10 所示。[7]

Ss_30 30 Roof, floor and paving systems

Ss_30_10 30 10 Pitched, arched and domed roof structure systems

Ss_30_10_30 30 10 30 Framed roof structure systems

Ss_30_10_30_20 30 10 30 20 Glazed unit roof framing systems

Ss_30_10_30_25 30 10 30 25 Heavy steel roof framing systems

圖 2-9 OmniClass 第 22 篇章

(資料來源：http://www.omniclass.org/)

圖 2-10 OmniClass 應用於 Tekla Structures Model Organizer

(資料來源：參考書目[7])

第五節 COBie

(一) COBie 簡介

在傳統的工程施工上，在工程生命週期不同階段的資訊交換多需透過大量的紙本檔來傳遞包含材料、產品、設備等資訊；並於建築物完工交付後，還需要耗費大量的人力與時間作資料的回溯與補齊，才可達到設施維護管理之需求。

施工資訊交互傳遞的不順暢將導致業主必須付出更多的成本來建立電子化的設施

第二章文獻回顧

維護資訊，而無法延續取得自設計方與施工方的資訊。Construction Operations Building information exchange（COBie）規範為美國陸軍工兵研究與發展中心(US Army ERDC ) 與 NASA 於 2007 年所共同發展的解決方案，做為美國國家建築資訊模型標準（National Building Information Model Standard, NBIMS）的一個要部，目的在於提升資訊於工程生命週期的傳遞效率，加強資訊在設計方與施工方的擷取，並提供給設施維運端作使用，達到資產管理的目的。又因建築物生命週期中營運管理為最重要之一環，也是佔整個建築物生命週期最長久之比例，因此該階段之模型屬性應為最豐富時期，不僅需包含生命週期初步之設計階段所產生之身分證明與履歷(如地籍圖及結構及數量計算書等)，而生命週期最終之營運管理階段之身分證明與履歷(如設備編號等產品資訊及設備運轉紀錄)，因此需要一個有系統性之建築資訊交換標準格式，利用建築空間等分配方式編碼順序排出屬性欄位對應之序號，以方便各生命週期階段之作業人員使用如

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