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第三章 應用 IFC 記載建築法規資訊

第一節 法規資訊結合 IFC 格式

法規分析程序須將在地化的建築許可相關規定(包含:項目具體要求、設 計指南、建築法規、等…)中建築法規部分已 IFC 架構的內容進行分析,本案 中針對建築技術規則-建築設計施工編第 1、2 章進行分析標的,並從中找出法 規邏輯化規則的機制,並將可執行的法規作出明確的定義,成為可邏輯化法規 的標準,可邏輯化分析的法規也可以說就是前面章節中所提到的 MVD,這樣 的標準內容將是發展檢測系統的一個重要依據,同時依據這樣的標準將可以規 範出為了提供檢測系統所能閱讀的相關資料內容與檔案格式(IFC)。

IFC 格式是目前國際上針對建築資訊模型內容廣泛且普遍使用的格式,IFC 架構的法規分析將可符合各軟體間的共通標準,不受限於特殊軟體,法規標準 化的過程也提供了設計者與審查人員之間的一個共同標準,公開的共同標準將 不再讓法規出現因人而異的模糊解釋,所帶來的好處與優勢能為我國建築審查 作業帶來更好的發展。以下流程圖可以說明上述所提的分析程序。

圖3-1 法規邏輯化分析程序

(圖片來源:Translating building legislation into a computer-executable format)

以 IFC 架構來解析法規做法可以將法規所定義出的目標物件進行資訊架 構分析,找出屬於「元件/物件」或是「屬性/參數」將法規資訊進行明確定義,

在「元件/物件」中又可以進一步分析屬於面積/空間相關或建築物元件相關,

透過 IFC 架構格式將法規條文標準化,提供一個標準化的資訊規範。

圖3-2 以 IFC 呈現法規分析架構

(圖片來源:Translating building legislation into a computer-executable format) 在前一節有提到,IFC 架構除了定義建築物本體意外,也進一步定義了其 屬性資料,而屬性資料的分類,是結合模型繪製與建築資訊記載兩個重要層級 之組合應用概念,這將是提供邏輯化法規的屬性定義一個很重要的分類依據。

圖3-3 法規屬性分類 IFC 架構

(圖片來源:Translating building legislation into a computer-executable format)

二、法規運算邏輯分析之要素

以IFC 架構記載整棟建築物資訊的規格架構,將為我們帶來一個很重要的 法規邏輯化分析的依據,從建築設計與法規運算邏輯的兩個角度出發來檢視 IFC 的資料應用皆能符合其原則,這也進一步說明了,透過 IFC 架構所記載的 建築物資訊是可以進一步滿足法規運算邏輯的需求,所以法規運算邏輯分析在 這樣的前提基礎下有兩個關鍵要素。

(一)法規名稱標準化

將法規名稱標準化定義是以 IFC 的資訊架構實作建築法規的名詞內 容,以建築技術規則-設計施工篇第一、二章中所描述的法規名詞定義如 何與 IFC 架構作標準化之對應,例如:建築物中的空間名稱(ex:停車場) 及其構成物件(ex:停車位)、參數(ex:長度、寬度),同時以建築設計者的角 度去解析專案資訊模型中 IFC 格式架構的圖解,呈現法規名稱標準化的結 果如下。(完整架構請參考附錄三)

圖3-4 專案及建築基地相關物件圖解(範例) (由本研究繪製)

(二)運算方式/類型標準化

法規名稱的標準化分析,是法規邏輯化分析的重要基礎,但是只單純 將法規名稱定義標準化,並無法達到真正的法規邏輯化分析,法規邏輯化 分析的另一重要關鍵要素在於運算方式或類型的標準化,這兩大要素是相 輔相成的,又以運算邏輯至為關鍵,在法規分析的過程中,往往並非名稱 無法定義,而是定義出名稱後無法將法規文字所描述的內容以邏輯化運算 式來呈現。運算方式的標準化,大致上可定義出兩大類型。一是幾何運算:

布林運算(交集、聯集、差集)、最短距離、方向性、等…;二是數學運算:

加總、加減混合等。以實際例子來解釋法規邏輯化分析中如何將運算方式 標準化,而這就是未來針對法規邏輯化分析的重要方法。

a.範例一:停車場的停車位與進出口的門距離應有 75 公分寬以上

圖3-5 停車位與門之關聯圖示 (圖片來源:中華民國公共工程資訊學會) 可以再這條法規中定義出以下幾個重點:

1.樓層(有停車位) 2.門(IFCDoor)

3.停車位(IFCTransportElementType 或 IFCBuildingElementProxy) 4.最短距離(幾何運算)

必須先找出樓層資訊,透過有停車位的樓層,抓取出門與停車位兩個關鍵標準 化物件,透過定義標準化運算式:最短距離,可以知道此條法規的邏輯分析結果。

b.範例二:防火門尺寸高度≧180cm 且寬度≧75cm

圖3-6 防火門屬性參數關係圖示 (圖片來源:中華民國公共工程資訊學會) 可以再這條法規中定義出以下幾個重點:

1.門(IFCDoor)

2.高度、寬度(數學運算)

此條法規先找出建築物中的門物件,透過門物件中所定義出的屬性資料:

防火時效、防火等級,知道該物件為防火門,透過定義好的運算標準:高度、

寬度的尺寸,進行法規邏輯判斷。

從上述兩個例子中可以說明在法規標準化過程中,我們明確的定義了法規 名稱中有那些物件可以透過IFC 所取得,而這條法規的邏輯運算式屬於哪一個 標準項目,屬於幾何運算或數學運算,即可將本條法規實作成法規邏輯式,並

進一步提供給檢測系統做為系統開發的依據。

三、法規無法運算說明

法規運算邏輯分析勢必會遇到無法實作的情況,這些無法實做的原因大致 上可以分成兩類,一是目標物件無法明確定義,二是法規描述不明確以至於運 算標準無法定義,但這兩類是目前研究所統計歸納出的結果,未來還可能會有 更多不同的情況產生。以下針對這兩類問題舉例說明:

(一)目標物件無法明確定義

在法規文字敘述中,看似已經明確說明的主要物件對象,將其放到建 置建築資訊模型的行為中,卻不是一個明確的物件,而法規運算邏輯分析 在定義法規名稱標準時,需要適時的考慮到實務建模的可行性,不應該定 義出過多不必要的物件,反而造成設計者的困擾並且脫離其輔助建築師設 計的真正目的與意涵。

a.範例一:第六十條,停車空間及其應留設供汽車進出用之車道:一、每 輛停車位為寬二點五公尺,長五點五公尺。但停車位角度在三十 度以下者,停車位長度為六公尺。大客車每輛停車位為寬四公尺,

長十二點四公尺。

圖3-7 車位與車道關係模型圖示 車道 角度

(圖片來源:中華民國公共工程資訊學會)

以上範例中所看到的「車道」是透過停車位擺放後所相對應構成的區 域,無法被明確的定義為某個物件\元件,或是賦予一個標準化的參數定 義,在範例的法規條文中,針對停車位角度進行計算的依據是相對應於車 道,所以對於車道該如何明確被定義,是這條法規無法運算的重要因素。

b.範例二:第六十一條,車道之寬度、坡度及曲線半徑應依下列規定:一、

車道之寬度:(一)單車道寬度應為三點五公尺以上。(二)雙車 道寬度應為五點五公尺以上。(三)停車位角度超過六十度者,其 停車位前方應留設深六公尺,寬五公尺以上之空間。

圖3-8 車道定義模型圖示

(圖片來源:中華民國公共工程資訊學會)

與前一範例一樣,進一步該如何定義「單車道」、「雙車道」,這也是 一個很有具代表性的一個案例,法規文字描述看似明確的數值與項目名稱,

但是以繪圖、建模角度思考時,卻難以明確定義清楚,這也是文字描述與 數位化之間所存在的差異性。

(二)運算標準無法明確定義

在法規文字敘述中,常常可以看到一句看是簡單的說明,卻可能因為

「設計」本身的特性有了無限可能的變化,在建築法規中這樣的例子會是 最常發生的,設計本身就有著無限可能的創造空間,造就出不同的設計想 像,而法規文字的描述該如何符合設計的可行性,或是應該在規定上定義 出一個基本條件即可,值得深入的思考。

車道?單車道?

車道?雙車道?

a.範例一:第二百八十三條,二、廣場式開放空間:指前款以外符合下列 規定之開放空間:(一)任一邊之最小淨寬度在六公尺以上者。

圖3-9 廣場式開放空間圖示

(圖片來源:中華民國公共工程資訊學會)

一個區域空間在建築設計裡,可以有無限多種可能的呈現方式,單看 設計者的設計思維,在這條法規中「最小淨寬」的認定就是因為區域空間 的不規則性,該如何認定最小淨寬屬於哪一邊哪個方向,無法明確定義出 其運算的標準。

四、國內法規檢測發展與 IFC 的關係

國內法規檢測發展基礎架構與上述的相關論述與分析方法完全一致,只是 在於目的性的不同,所以執行方法與目標項目有所差異,深入去分析可以發現 法規樣版的設計就是落實了目標物件標準化的具體作為。以臺北市及新北市政 府所發展的建築法規樣版與法規標準化對應,這樣的應用模式就是驗證上述所 提的相關研究方法中所提找出法規目標物件標準化。而輔助檢測系統的開發就

廣場是開放空間

是在做運算方式標準化的邏輯分析,只因為地方政府之發展注重實際項目的呈 現,所以直接針對系統開發,並透過系統開發的過程來進行邏輯化分析。

以下將法規樣版與IFC 架構關係以舉例的方式說明,可以清楚的看到法規 樣版將法規標準化具體描述且落實應用,更與IFC 架構對應。

a.範例一:檢測面積

針對法規所針對面積說明的部分明確的逐項標準化,並且針對法規所 提是否計入做了定義,而對應IFC 架構中「Space Object」這一層級的類 別,符合了以IFC 架構來記載法規內容的作法,所以使用者在建置建築模 型時即可依據法規樣版中所標準化的面積檢測定義將以註記,模型資訊中 就被賦予了法規資訊標準在裡面,也提供了後續檢測系統執行判斷的資料 基礎。

圖3-10 法規樣版面積檢測設定圖示 (圖片來源:中華民國公共工程資訊學會) b.範例二:停車位法規元件

針對建築元件與法規標準對應的方法,在法規樣版中有非常多的實作,

針對建築元件與法規標準對應的方法,在法規樣版中有非常多的實作,