個階段之中(陳鴻銘, 2011a)。建築資訊模型(Building Information Model)近年 來儼然成為一門應用顯學,各種相關的研究與應用在產官學界已形成一股不 可小覷的影響力與實質成效。然而從整個建築生命週期的 1.規劃設計、2.施 工營造、3.維運使用三大階段來說,現階段的運用多注重在設計到製造(Design to Build),卻較少延伸到「維運使用端」。事實上就整個建築生命週期來看,
真正佔有較長比例的是在最後的使用營運階段。根據國內綠建築學者林憲德 教授的研究報告中指出,西歐的建築平均壽命大約可達 80 年,而台灣建築平 均壽命雖然較短但也可長達 40 年左右,相較於建築從設計到施工的平均期程 約莫 1-5 年,維運使用階段所佔的時間比例甚至可以達到整體建築生命週期 的 90%以上。除此之外,根據相關的建築生命周期研究(林憲德,2007),建 築物在使用的過程會隨時間自然的老化,若沒有對建築物進行定期的更新修 繕,建築物的性能很可能在 30 年內便會達到極限。但若能透過定期的維修保 養,並納入適當的維運管理機制,則可以有效的延展建築物的使用年限與性 能。綜合上述的觀點,下階段的 BIM 被投入到維運使用階段的產業應用,將
是整個 BIM 發展歷程上不可避免的典範轉移。
BIM 介入到整個建築生命週期的預期成效可以從
圖 8 中觀察出來,在左邊的設計與施工階段,固然資訊傳遞有落差,但 因為各分項的營建技術日趨成熟,因此 BIM 介入後(綠線)可以提升的效能有 限。然而進入到建築落成後的維運階段(右邊紅框),因為生活的面向非常廣 泛,需用設備也相對的多元,導致各項資訊的不協調而造成資訊傳遞落差非 常的大,因此若能透過 BIM 來進行資訊整合,則可以對於整體的建築效能產
生 極 大 的 提 升 。
圖 8: 建築生命週期的資訊傳遞落差與 BIM 介入後的提升 (資料來源: Eastman, 2008)
本章歸納了三個部分 BIM 對於建築營建管理端能應用與結合的技術領域,
當作研究之根基與系統開發方向,其為建築資訊模型應用於管理、物聯網技 術應用與資訊視覺化的協同作業。分別說明如下。
3-1-1. 建築資訊模型應用於管理
行政院在 2004 年頒布物業管理服務業為未來重點發展之 12 項服務業,
其重要程度逐漸受到重視;它被定義為:「結合科技與管理技術,考量延 長建築物生命週期及使用者需求,對建築物與環境提供專業之使用者需 求,對建築物與環境提供專業之使用管理維護、生活、商業支援集資產 管理等服務之產業。」BIM 連結模型與各項建築相關資訊,將建築資訊 視覺化的 3D 介面,除了將資訊的整合與歸類做良好的規劃與分類,同時 輔助使用者能快速做出各項決策。
在美國市場有一定影響力的 ArchiBUS,所開發出整合 Revit 與其軟體 之設施維護(Facility Management)管理平台建構了兩者之間互相關聯與資 訊交換之橋梁(圖 9),使兩者訊息交互參照,然而平面與圖表化之操作相 對直覺性較低,對資訊的呈現無法快速找到所要的目標。
圖 9: ArchiBUS 系統介面 (來源:ArchiBUS, 2011)
而 2000 年所成立之公司 Facility ONE 所開發出之軟體則是應用了 Revit 軟體物件導向之概念,透過已建立好之建築所需設施管線等物件,
定義出空間與設備管線位置後,將所有設施資訊整合到資料庫之中,便 能完成管理者需要的各種維運資訊(圖 10)。
圖 10: Facility ONE 系統介面 (來源:Facility ONE, 2016)
BIM 應用於設施管理的另一實例如美國的 MathWorks 公司 2005 年在 麻薩諸塞州(麻州)的園區擴建計畫。BIM 在此計畫中在前期的設計與施工 階段便被導入,但更值得一提的是 MathWorks 在建物建成後使用 COBie 標準為參考建立 BIM 模型的交付指南,以 BIM 結合 FM 的觀念在營運 階段協調設施及維護需求。如圖 11 在其所使用的 BIM 維運管理系統中,
空間管理、規劃策略和資產管理為其三個主要模組,其他可用的模組包 含房地產投資組合管理、搬遷管理、專案管理、設施管理及永續經營。
而與本研究最直接相關的是其永續經營的 BIM 模組,永續經營模組可平 衡環境和經濟的衝擊並協助管理與節能性能、建築認證、能源改造等重 要資訊,使得 MathWorks 在建築物的維運使用上獲得極好的效益。
圖 11: MathWorks 公司使用 BIM 結合 FM 的建築物營運管理系統。
(資料來源:MathWorks)
另一個例子在美國的威斯康辛能源研究所,主要是以 AssetWorks 電 腦維護管理系統來做設施管理。此專案的 BIM 應用從施工到設施管理,
相關資料如圖 12 所見,包括 2D 和 3D 的模型及 PDF 檔最後存於 SQL Server 資庫中匯出給電腦維護管理系統使用。而使用方式也是透過 BIM 與 FM 結合的視覺化概念,將檔案存取的位置與虛擬的 BIM 模型設施位 置疊合,如此便能夠透過空間進行設施歷程的管理。
圖 12: 威斯康辛能源研究所透過 BIM 與 FM 進行該案的空間管理。
(資料來源: UW–Madison)
資訊呈現的方式對於 BIM 應用在設施維護上有相當大的重要性,因 現代建築功能與設備變的越來越複雜,資訊量也隨之提高,提高營運建 築效率的關鍵不僅是在於資料的集中儲存,同時也在如何自動過濾所需 要的資訊,並且清楚明瞭的呈現在使用者的眼前,若是過於複雜與難尋,
對於管理者而言,很可能將變得更加難以理解,甚至效率隨之降低。
目前設施維護相對來說,經常會是用來檢視建築設備是否出了狀況的 故障排除,或是運作功能是否正常 這種表定好的維運標準流程,雖然對 於設施維護是最主要的目的之一,然而這種維運方式較為被動的來解決 維運過程中所衍生的各種問題,無法對於使用者與環境的即時情況產生 連結並發生關係。回顧上述設施維護系統案例,可見其多半被動顯示設 備的位置,或是設施的各項建築系統文件、使用年限等,我們無法有效 閱讀出人與環境即時對於建築的影響,在這種情況下做出的維運決策,
可能無法全面呼應人與環境真正的需求。
3-1-2. 物聯網技術應用
物聯網並非新提出之概念,但因為近年來行動裝置與無線網路的蓬勃 發展,讓大家再度關注物聯網的可能性。國際電信聯盟(International Telecommunication Union,縮寫為 ITU)在 2005 年所頒布的網路報告,宣 告了物聯網時代的來臨。物聯網賦予事物能溝通與感知存在的能力,可 說是讓事物擁有了智慧,因為追求便利生活的目標相對讓生活周遭的事 物與功能越來越多樣化,人類的智慧已經無法全面性管理所有資訊,所 以當事物有了智慧後,除了能與管理者溝通,更進一步,甚至能夠自行
管 理 。
圖 13: 物聯網範疇 資料來源:CERP-IOT(2009) 整理:資策會
圖 13 說明了物聯網的範疇,除了解釋了現代生活萬物皆能成為物聯網一 部分的可能型,同時也說明了物聯網的幾項特點(IBM 藍色觀點, 2011):
(1). 需擁有專屬網路架構以因應其傳輸特性 (2). 需要處理巨量且不同型態的的資訊數據 (3). 即時或實時的反應速度
(4). 具備分析和優化能力,達到智慧化運作的層級 (5). 須具備一定規模以形成網路
1. 環境感測器網路系統
由於軟硬體的進步,以及嵌入式系統的發展,由台灣民間社群所自主 開發之開源公益之環境感測器網路系統(Location Aware Sensing System,
簡稱 LASS),是台灣指標性物聯網應用(圖 14),LASS 涵蓋了感測裝置、
網路系統架構、大數據分析以及展示介面,是一具有整合應用功能的系 統。因為建構的完整性、簡易性以及空氣品質與生活息息相關,目前隨 著累積之數據與新加入之物聯網感測器的增加,成為了發展性極高之物 聯網應用。
圖 14: LASS 空汙地圖 2. 適地性服務
適地性服務(Location-Based Service)能夠根據使用者所在地提供不同 服務,由於無線通訊裝置傳輸資訊與全球定位技術的發達,這項服務也 變成了物聯網領域的應用之一(蔡尚安, 2009)。不只提供地理資訊,適地 性服務能應用在天氣、城市資訊、展覽、甚至商業活動等,因無線傳輸 設備具移動性以及保持連線的特性,使用者能在不同的位置接受到來自 傳輸端的不同資訊(陳薇如, 2004)。適地性服務不但能針對特定使用者發 送指定訊息,同時能蒐集空間資訊,進行進階數據之分析與研究。
3. 情境感知
根據英特爾 2010 年所舉辦之科技論壇,其描繪了未來情境感知 (Context Awareness)技術所應用之樣貌,此技術經能根據使用者的所作所 為與所處之的來判斷所需並且提供建議。其腳色跳脫了電腦以往的定位,
更像是隨身的管家與助理。因為結合了感測器的資訊與使用者習慣等等 數據分析,將能更精準的得知使用者目前的情況,甚至在尚未詢問問題 時便能提供答案。
3-1-3. BIM 檢視與維運案例研究分析 1. Autodesk360
由 Autodesk 公司所開發的 Autodesk360 介面,其目標為建立一突破 時間地點甚至裝置的平台,使用者能在行動裝置例如智慧型手機或平板
圖 15: A360 控制介面圖
由圖 16 中能見到 A360 的三維模型主要功能著重在檢視與翻轉模型 上,下方的工具列表多為檢視模型使用,顯示了協同作業的分工領域差 別。而在行動裝置之上,點選模型後所檢視的為專案管理者所提供的同 一個模型,然而受限於行動裝置的操作模式,應用程式的介面將更加簡 單。
圖 16: A360 操作介面圖與模型檢視方法
在 A360 之中透過檢視同一模型能對協同作業有很大的幫助,若對特 定區域或是建築物件有疑問時,能將其標記並且在留言板上詢問(圖 17),
因為標記的地方在同一模型之上,只要所有的使用者在檢視皆能見到同
因為標記的地方在同一模型之上,只要所有的使用者在檢視皆能見到同