研究方法

一、 研究採用之方法

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 針對國內臺北市、新北市政府針對建造執照法規審查之應用與分析案例進行研 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. 法規的可運算邏輯分析

a. 法規解析透過參數化設定判斷

分析法規運算邏輯與所需參數化之內容，將法規所需參數設定於各 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。

b. 法規解析可結合模型屬性資訊與自定參數判斷

分析法規運算邏輯可於各類別(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

可運算邏輯分析之法規檢測項目若是針對模型本身物件與物件之 間的關係才可進法規邏輯化分析檢討，或法規檢討內容相對於模型中是 針對一個虛空間的檢討，此類就須直接針對模型進行檢測，模型轉出IFC 後，透過程式撰寫進行相關檢測運算的可行性。

2. IFC Schema 與 MVD 資料編訂

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(詳述於第 3.1 節)。 

各領域專業資訊需求(requirement)的彙整與交換是 IDM 層級工作事 項。進入模型視圖 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，不同圖說是要交代不同的資訊項目。例如綠化 面積涉及地面層景觀高程設計檢討有關，因此規定在 GL 平面圖繪製。

建築面積涉及各樓層樓地板投影在地面層面積檢討，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。其他如各樓層之空間名稱標示、免計容積樓地板面積標示

等，皆屬於個別之空間檢討，也必須提供標準的樣版才有辦法讓檢測程 式擷取到必要空間資訊。而實體物件(柱、梁、板、牆門、窗等)之屬性 項目，在現有 BIM 軟體工具是較清楚的，故以增列法規檢討基準值為 主，不另定義視圖。IFC 與 MVD 之間的 IFC Schema 架構關係如下圖 1-1 所示：

圖1-1 IFC Schema 應用與 MVD 編定架構

（由本研究繪製）

從圖 1-2 NBIMS 在描述模型法規資訊整合交換的發展與使用的流 程，在藍色區塊包含設計(design)與結構(construction)兩個重要的工作項 目 。1. 建 立 標 準 設 計 (standard design) 的 資 料 交 換 格 式 。 當 中 有 (1)Exchange requirement model(交換模型)，如前段所述的建築面積、防 火區劃就屬於資料交換需求模型，在此視圖下會，針對特定的法規檢討 項目，訂定特別的資訊標註項目；(2)Generic Model view definition(通用 模型視圖)適用規範對通案性的法規檢討資訊，例如在各層建地平面圖標 註 各 空 間 名 稱 的 法 規 屬 性 。2. 結 構 (construction) 是 指 在 軟 體 執 行 (Implementation software)環境下的資料架構協定。當中包含(1)模型視圖

的 定 義 與 執 行 規 範 (Model View Definition and Implementation Specification )，非常清楚的模型資料與 IFC 資料關係連結(2)軟體產品執 行 的 便 利 性 與 驗 證(Facilitate SW product ； 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 與 IFCElement 。實體的構件(柱、梁、門、窗)會歸屬在 IFCObject，它是單獨存在的構件。空間元素(辦公室、電梯、樓梯或機 電設備間等建築計畫之空間名稱)則會歸屬於 IFCElement。在 IFCElement 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。

圖1-2 模型法規資訊整合交換的發展與使用

(取自 Modularized rule-based validation of a BIM model pertaining to model views)

3. 臺北市、新北市政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 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1、2 章」，雖已將範圍縮小，但建築法規 之制定原則並非以發展數位邏輯化的概念出發，部分法規資訊並不完整，資訊 無法全部由IFC 模型資訊中取得，而法規文字的解讀更可能因專業者自身實務 經驗的累積而出現差異，在程式編定可量化分析原則下，如何將原始法規條文 轉換成數位化可判讀邏輯是最大挑戰與困難。同時將此邏輯解析於IFC 通用交

換格式，亦是完成本次研究的重要關鍵，克服這兩關鍵可讓本次研究成果豐碩。