衝突檢測分析

型，轉檔以Autodesk Navisworks 軟體來檢視 MEP 系統設備管路位置，並進行各系 統間交互碰撞檢測並註記及產生報表供MEP 各專業修改依據。詳細步驟執行如下:

圖 5-13 Navisworks Design Review and Clash Checking Workflow 依據過去經驗以及本案例分析結果，MEP 設計疏失比例以電氣系統的錯誤量 居多，其中又以電纜線槽設計疏失造成損失金額的比例最大，原因是電氣系統的設 備、元件與線路數量最多，而容納電纜線的線槽空間需求僅次於大型風管，考量 MEP 系統的功能與集中性需密集布設於電氣室區域範圍，在有限的空間內進行電 纜線槽的設計是相當具有挑戰性的。回顧傳統2D 設計整合方式，電纜線槽施工時 常見的缺失為 1. 未考慮最適當之鋪設路徑而造成浪費 2. 線槽彎頭太多導致拉線 不易與成本增加 3. 設計圖未考慮線槽最小彎曲半徑導致無法施作 4. 牆面未預留 電纜槽穿牆開孔，導致需進行二次施作之打鑿修補而影響結構強度5. 穿樑間距不 足或位置不當而影響樑補筋及結構強度。設計過程各系統模型之交互碰種檢測表 如圖5-14 顯示，電氣系統的衝突數量明顯居高。

圖 5-14 交互碰撞檢測數量表 5.3.2.1 硬衝突檢測- 以電纜線槽為例

在3D 設計模型中，本案例之電氣系統使命為建立出安全具經濟實惠之電纜槽 架。電氣工程師根據相關法規、業主特殊需求、各介面系統需求表、配電線路的用 途以及環境條件等因素並經專業技術與碰撞分析後選擇最佳的鋪設方式與路徑。

詳細設計與整合過程說明如下，

介面需求單位透過介面需求程序向 MEP 之電纜槽架細設單位提出 Cable Containment 數量、空間與路徑的需求。電氣工程師及 BIM designer 依據各介面單 位的需求表納入設計與3D 建模，首先以 Revit 內建功能來檢查本身模型相關系統 和外部參考模型碰撞相關資料，在建模階段即透過自主檢查先行解決部分碰撞，接 著將機電系統之開孔與預埋需求提供給結構組進行後續開孔與預埋件設計，以利 施工團隊同時執行相關的施工作業。下列依序為3D 電氣模型以 Revit 進行電纜線 槽自主檢查硬衝突的步驟，

1. 首先開啟電纜線槽模型之 Interference Check 功能:

圖 5-15 Cable Tray Model-1

2. 選取電氣模型之相關系統:

圖 5-16 Cable Tray Model-2

3. 選取外部參考模型，例如建築與結構模型

圖 5-17 Cable Tray Model-3

4. 自動產生衝突報表 name.html， A 欄顯示衝突物件之 ID

圖 5-18 Cable Tray Model-4

5. 在 Revit Model 輸入物件 ID，可快速找到電纜線槽與冰水管線衝突位置，即可 進行檢討與修正。

圖 5-19 Cable Tray Model-5 5.3.2.2 施工性分析

BIM 功能不只在於建置完工後的立體模型，同時也必須蘊含施作的過程資訊，

來預先檢核設計成果之施工性；導入3D 技術來彌補設計人員施工經驗的不足，預 先防止施工時可能發生的錯誤，以期降低風險及工程營建成本。由於Revit 軟體尚 未提供偵測軟衝突之選項功能，專案組織也缺少能立即撰寫 API 外掛程式的軟體 工程師，因此本案例之搬運動線與施工維修空間需求由MEP 各系統工程師及建模 者依據規範及設備需求於設計模型之設備元件周圍預留安裝與維修空間以避免軟 衝突發生。同時間，具備設計與現場施工經驗的整合團隊針對衝突檢測報表所列出 的衝突點進行分析，篩檢出屬於開孔或預埋管位置並彙整給建築及結構工程師納 入開孔與預埋件設計，也協同判斷潛在的軟衝突並且提出所有衝突解決的建議方 案，詳圖 5-20，5-21 顯示自動衝突檢測所忽略之未考慮施工性的設計，將導致現 場無法施工。圖5-22 之衝突位置，標示為牆面有 MEP 開孔設計需求，屬於可允許 存在的衝突點。

本案例為 EPC 類型的統包工程，而設計兼施工（Design /Build）及快捷工法

（Fast-track Methods）就是在工程專案初期即應用施工性概念縮減工期的最佳證明

（Nima et al., 2002）。 BIM 設計整合團隊以及現場施作的營建工程師們，透過 ProjectWise 資訊平台即時分享 3D 設計模型，以及分階段的設計審查會議程序，順 利導入先期施工性分析的回饋設計 (feed-back）資訊傳遞方式，共同審查及討論設 計、施工時所遭遇的問題並規劃可行的施工技術及工法來避免因設計疏忽或考量 不當的變更設計發生。同時邊施工邊設計 (fast track construction）的併行作業方式，

施工單位依據現場狀況、施工工法與採購成本的考量，提出建議並協助檢討設計圖 說、施工規範所制定的設備與材料是否符合當地法規與市場機制，搬運動線與施工 維修空間是否足夠，配合大型設備及重要材料之進場時程，配合施工計畫與時程提 醒設計團隊及早決定設備形式與數量以免採購不及。兼具施工性與操作性考量的 設計方式以本案電氣設備為例，設計者參照國際電氣安全法規規定於電氣開關盤 前後與盤體之間標註至少 100 公分間距並預留設備周遭搬運與操作維修空間，如 圖 5-23 所示。設計團隊與施工團隊由傳統的對立關係成為夥伴關係，施工團隊承 接設計模型來發展施工圖說 (shop drawings)，施工前透過 RFI 內部程序提出疑義 澄清，大幅減少介面爭議與文件成本。

圖 5-20 未考量電纜槽、風管與水管的施工空間 dfss

圖 5-21 未考量電纜槽與樓梯的施工空間

圖 5-22 施工性設計 - 電纜槽穿牆開孔的衝突點 樓梯擋住電纜槽

之施工/維護空間

圖 5-23 施工性設計 - 預留安裝與維修空間 5.3.2.3 解決衝突的方法

以往MEP 系統因專業分包策略，系統承商於設計階段依循不同的合約發展自 身的設計圖說，許多物件干涉或介面問題直到套匯整合階段甚至施工期間才發現，

加上各系統承商彼此之間沒有合約關係，處理介面衝突的態度採互推責任或不配 合時程進場施工，常導致總承包商於整合階段需花費更多的時間與成本來解決介 面衝突。由於本分析案例承攬團隊結合土建與機電專業的組合，除了前述的設計流 程外，在規劃設計階段也發揮各系統專業制定出介面整合流程與解決衝突的方法。

介面整合流程如下，

1. 需求單位 (通常是機電系統)透過介面需求表提出詳細介面需求，內容包括介 面敘述、需求單位及配合單位雙方的工作範疇。

2. 召開介面會議確認此介面需求成立。

3. 配合單位納入 3D 設計模型並進行衝突檢測校核。

4. 設計成果經需求單位及配合單位雙方確認後簽署結案。

5. 設計成果送審

以上，施工前能完全解決衝突是非常重要的。尤其本案例在有限的平面空間下，

MEP 管路以垂直多層次排列是必須的，因此管路配設高程的順序必須詳事先規劃 以避免紛爭。綜整過去案例及觀察本實際案例，建議3D BIM 作業模式下解決衝突 的方法及程序如下，

1. 依 MEP 管路的功能特性為檢討原則: 由於有限的建築平面空間，重力流管線 的坡度和流向須優先考慮、接著 HVAC 的大型風管、電纜線槽、消防系統管 線、汙排水幹管，最後才是小尺寸以及可繞性的管路。

2. 依 MEP 管路配設高程特性的考量原則: 風管布置在最上方，電纜槽和水管在 同一高度採水平分開布置，若在同一垂直方向時，電纜槽在水管之上方進行布 置。水管類則以污排水幹管優先在上層，接著消防系統及冰水管線檢討配設位 置，在不影響結構安全下，兩者均需考量管路穿樑施工之可行性。

3. 電纜線槽因體積較大，為避免影響結構體，均採樑下施工，並避免在各類水管 下方。當電氣線路與水管及風管交錯時，應以爬升為優先處理原則，以避免漏 水或冷凝水滴落而造成短路。

4. 照明設備與泡沫噴頭應配合設置於風管下方，以不影響照度需求及消防檢查規 定為原則。

5. 小管避讓大管，造價低的管線避讓造價高的管線、施工簡單的避讓施工難度大 的、新建管線避讓已建成的管線、臨時管線避讓永久管線。

設計整合階段落實上述原則，利用BIM 的自動分析進行所有硬衝突校核，BIM 設計整合團隊定期進行施工性檢查並改善模型；施工團隊也隨時回饋工地現況分 析與改善方案，施工前已大幅降低干涉碰撞與介面問題發生的機率。相關之 MEP 管線於BIM 模型衝突整合前後如下圖 5-24, 5-25，5-26，5-27 所示。

(a) 未考慮施工性之 Cable Tray 設計

(b) 考量 Cable Tray 安裝與維修空間 圖 5-24 軟衝突偵測與解決 - Cable Tray 實例

未考慮Cable Tray 施工空間

修正後解決

(a) 吊裝口上方未淨空，影響搬運動線

(b) 吊裝口上方動線保持淨空 圖 5-25 軟衝突偵測與解決 - 吊裝口實例

修正後解決 Cable Tray 擋住吊裝口 上方

修正後解決

(a) 風管與電纜槽發生衝突

(b) 電纜槽更改路徑後解決衝突

圖 5-26 硬衝突偵測與解決 - 風管與電纜槽衝突

小管避大管，

電纜槽改道

風管 / 電纜槽 衝突

(a) 消防管與電纜槽發生衝突

(b) 消防管更改路徑後解決衝突

圖 5-27 硬衝突偵測與解決 - 電纜槽與消防管衝突 施工性簡單的

避讓

衝突點