研究方法

第三節 研究方法

本研究計畫分兩大方向，一是以行動研究法，以實際案例參與整個研究，

從法規的分析邏輯化、IFC 的資料架構解析、樣版的探討、實際案例的演練等 過程利用實際案例驗證並實作確認研究成果，本會從101 年起研究法規與 IFC 交換格式進行雙北電腦輔助建照審查系統的建置，所以法規分析可以與雙北電 腦輔助審查系統所進行比較分析或整合應用，透過雙北系統的實作成果，進一 步針對本案的法規研究分析與IFC 架構的一致性與可行性進行比較分析；另一 是針對國外相關文獻及研究現況進行彙集探討，可以與本案主題進行比較及探 討。在過程中會依其需求，邀請建築師事務所及相關的專家學者給予意見或補 強研究方向與內容。

在整個時間規畫上會分成兩個重要階段，期中報告前有兩項重點：第一是 針對收集第三章與第四章技術規則常見錯誤態樣進行分析與案例研究，並參考 國內外相關IFC 架構與 MVD 分析之相關文獻進行探討；第二是會完成初步的 架構分析及標準制定雛型，並且擬定出案例參與測試與實作的策略；期末報告 前重點會放在實際案例的驗證與測試，並透過實際案例的實作進行相關分析結 果與標準的修正，讓此研究分析之結果與實際操作可以結合，同時也在各階段 邀請專家學者一同參與討論並給予意見，讓研究成果可以落實實務應用。

以下分別針對研究重點進行簡述：

1. 法規的可量化邏輯分析

a. 法規解析透過參數化設定判斷

分析法規邏輯化與所需參數化之內容，依照第三章防火構造與防火 區劃與第四章防火避難設施與消防設備元件項目。於BIM 相關軟體參數 設定於各類別(窗、門、牆、房間、面積、自訂元件等…)或利用其他制 定方式，應用IFC 進行資料存取，配合法規參數進行法規邏輯化函式可 行性判斷。

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b. 法規解析可結合模型屬性資訊與自定參數判斷

分析法規邏輯化可於各類別(窗、門、牆、房間、面積、自訂元件等…) 項目中直接應用的屬性資訊或模型可直接使用之設定資訊，結合所需參 數使用判斷，應用IFC 進行資料存取，配合法規參數進行法規邏輯化函 式可行性判斷。

c. BIM 模型繪製與法規解析應用之可行性

針對建築物之排煙設備、電梯間之防火設計、防火間隔等進行可邏 輯化關係探討，確認模型本身物件與物件之間的關係可以有效連結(模型 轉出IFC 後資訊)，才進入法規邏輯化分析檢討，透過程式撰寫進行相關 檢測運算的可行性。

2. 國內外 IFC 與 MVD 探討

IFC 的基本架構包含四個階層，這四個階層定義 IFC 資料的分類位 階。依序為最底層的基礎資料描述(Resource Layer)、核心層(Core Layer) 外部資料註記、整合層(Interoperability Layer)提供 IFC 與外部軟體之間 交換的能力、領域層(Domain Layer)提供各專案最基本命名分類。法規 檢測主要為將外部之法規資訊加入模型資料當中，因此在核心層(Core Layer)編定許多資訊，以產品資料綱要(schema)定義建築物元件組成，IFC 的schema 有很清楚的上位類型 (super type)與下位次類型(sub type) 的 繼承關係。於此定義所有屬性資料的位階，MVD 的資料編定之前，必 須先釐清這些位階，才可以讓法規資訊與模型元件結合。

本次研究第三、四、十一、十二章專業資訊需求(requirement)的彙 整 與 交 換 是 IDM 層級工作事項。進入模型視圖定義 Model View Definition (MVD)的層次，必需將這些工作項目標準化，以便能順利進行 專案模型建置(BIM model preparation)。以建築執照法規審查為例，如避 難層之進出口通道與地面高層設計有關，因此要求繪製在地上一樓平面 圖。其他如防火區劃面積因分屬各樓層檢討，則繪製在各個樓層平面 圖。其他如各樓層之緊急升降機道、特別安全梯與緊急升降機之空間名

稱標示 change requ 機道、特別安 會，針對特定

view defi 例 如 在 各 層 uirement mo

安全梯與緊 on Specifica

品 執 行 的

tandard de odel(交換模 mentation so 義與執行規範 範(Model V 模型資料與

cilitate SW

第一 View Definit

IFC 資料關

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Implementation and Certification)，這裡指的是由特定機構(例如 NBIMS) 對於由進行軟體內部資訊的編定與交換完整性，進行技術評估與測試，

進而確保BIM 的模型資訊可以被完整交換。軟體內部資訊指的就是 IFC 屬性分類的完整性。

有關IFC 屬性分類的完整性，從建築計畫擬定的內容來說明，建築 物的構成可以分成實體的構件(建築物結構體)與空間元素(部位名稱)。在 IFC 的資料架構也是依循這樣的分類架構。從建築模型轉出的各部位構 件 IFC 資 料 結 構 (schema) 中 ， 它 的 第 一 層 可 以 看 到 最 基 本 的 分 類 IFCObject，IFCElement 則是其下二階的子類別。實體的構件(柱、梁、

門、窗)會歸屬在 IFCElement，它是單獨存在的構件。空間元素(排煙室、

緊 急 升 降 機 、 特 別 安 全 梯 等 建 築 計 畫 之 空 間 名 稱) 則 會 歸 屬 於 IFCSpatialStructureElement。在 IFCSpatialStructureElement 會有比較複雜 的組合(Composite)與拆解(Decomposed)關係的描述，它在律定所有建築 物空間彼此之間的協同關係(IFCRelAggregates)。而構件與元素最終的組 織(hierarchy)關係則以 IFCRelContainedInSpatialStructure 進行整合。

綜上，可知MVD 是如何將專業資訊導入模型的重要介面，也是模 型準備最重要的基本工作，MVD 扮演專案設計的功能(模型作業環境設 計與檢測程式整合)，它有四個面向要考量：(1)視圖定義；(2)明細表應 用；(3)軟體既有物件屬性與參數值(4)專案參數與座標律定。因此，MVD 也會隨著軟體操作環境的不同(比如:Revit 與 ArchiCAD)而調整。考量的 是軟體執行驗證(Software implementation and certification)，也就是 IFC 資料匯出的完整度。

第一章 緒論

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圖1-2 法規邏輯化分析程序

(取自 Modularized rule-based validation of a BIM model pertaining to model views) 3. 雙北市府的系統在地化研究

近年國內針對建築技術規則相關法規分析以臺北市、新北市政府最 為積極，也應用系統之實作開發出可檢測之系統與法規樣版，可以借鏡

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臺北市、新北市政府之成果，與本研究案結合，從理論分析到實務應用 可以串聯結合，從地方到中央整合出一套完整的法規邏輯化架構，而這 樣的邏輯化架構都是基於IFC 資料架構的原則。

4. 業界建築師的案例實作

除了上述所提的分析與研究，目前已有業界建築師事務所以新北市 的法規檢測樣版，做為事務所內部客製化樣版的基礎，再結合業界軟體 公司發展屬於自己事務所需要的應用程式(API)，這樣的模式是最佳的 具體應用的實證。期待本計畫完成後，可以又更多的建築師以實際案例 進行應用，讓法規邏輯化於業界中不同角色都可以理解並且實際應用。

二、 研究採用方法之原因

探討 BIM 應用於建築管理，其中建築法規的探討與數位化是一個很重要 的關鍵與門檻，透過IFC 通用交換格式的架構，提出一個彈性且通用的分析方 法，是讓建築法規審查邁入電腦化應用的重要基礎，除了法規分析邏輯化的關 鍵基礎之外，必須結合建築設計專業、建築法規專業及資訊分析等不同專業的 參與，將數位化的法規實作於 BIM 資訊建模的應用中，並進一步與資訊專業 進行程式規格制訂與架構分析，才可真正的落實於實務應用上。以上擬訂之研 究方法，正是以這樣的理念所構成，由於考慮層面寬廣、技術挑戰性很高，必 須步步為營，才可望交出亮麗成績。

三、 預計可能遭遇之困難及解決途徑

本案聚焦在「建築設計施工編第3、4 章」，雖已將範圍縮小且更明確，雖 然目前已有防火驗證程式，空間命名規則應該會比建築技術規則建築設計施工 編第一、二章更有一致性，所有防火資訊是否確實可以透過樣板與Ifcproxy 屬 性設定即可取額，仍是一項潛藏的挑戰。再者目前業界對法規文字的解讀更可 能因人而異，在上述的可量化分析原則下，如何明確將法規轉換成數位化條文 是本案的一個最大挑戰與困難。將法規邏輯數位化解析於IFC 通用交換格式中 應用，將是完成本次研究的重要關鍵，將這兩關鍵克服，將可讓本次研究成果 豐碩。

第一章 緒論

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上述所提之困難與關鍵，能透過不同專業參與及中央單位(例如：營建署) 和地方單位(例如：雙北市府建管單位)，一同將法規的解析與邏輯化規則或將 模糊法規進行解釋讓讓其有明確化的定義，並透過實務上的驗證，始能順利為 我國業界所運用。

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(In 理(Gravity 交互操作層 ity Layer)、

個不同的類別 Core Layer)和 彼此間存在嚴

FC Schem

：領域層(D

Domain La Resource La 考與繼承關係

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圖2-1 IFC 體系結構的層級概念 (圖片來源：IFC2x3 Technical Guide)

實體元件(Entity)在 IFC 中為一種常見的資料型態，它被定義於概念階層內 的綱要(Schema)之中。其具有三種基本的實體類型(Entity type)，皆由 IfcRoot 衍生。分別為：

 物件(IfcObject)

 關係(IfcRelationship)

 屬性性質定義(IfcPropertyDefinition)。

物件(IfcObject)是抽象的超類型，七項子類別分別為：產品(IfcProject)、流 程(IfcProcess)、控制(IfcControl)、資源(IfcResource)、參與者(IfcActor)、專案 (IfcProject)和群組(IfcGroup)。其中產品(IfcProject)的定義可以由形狀來表示，

並且在空間中占有一個坐標位置。因此在模型中，所有實體上有形的物件(如：

牆、樑)、實際存在但無形的元素(如：空間)或概念性元件(如：網格)皆包含在 產品的類別下。

關係類別(IfcRelationship)為處理物件之間關係的方式。五項子類別分別 為：指派(IfcRelAssigns)、關聯(IfcRelAssociates)、分解(IfcRelDecomposes)、定 義(IfcRelDefines)和連接(IfcRelConnects)。

屬性性質定義(IfcPropertyDefinition)為可以指派給物件的所有特性，且此 特性在實體物件之間是可以被共享的資訊。而將特性指派給物件的關係是透過 IfcRelDefines 來處理。

對實體元件定義的了解將有助於法規檢測的應用。在處理建築的資訊時，

對實體元件定義的了解將有助於法規檢測的應用。在處理建築的資訊時，