在開放式建築設計環境中，由於構成元素（element）及其組成構件（component）
選擇性的多樣化，因此在設計階段材料選擇以及其後續處理（如：材料數量、
價格計算等），必須藉由數位化資料庫協助，以維持效率及正確性。此外，亦可 由荷蘭 Matura 公司之開放式建築設計系統（目前唯一專為開放建築而發展之設 計系統），瞭解資料庫在此類設計環境中之重要性（見圖 6-6）。
圖 6-6：Matura 設計系統環境中資料庫之應用
6-4.1
開放式建築資料庫需具備之特性由於資料庫系統與開放式建築輔助設計軟體的搭配使用，因此在其功能上，必 須包含一些特定型態資訊：
1. 元素於輔助設計軟體中的表達形式
由於各組成構件由各家不同廠商所生產提供，因此構件型態眾多，因此在資 料庫中，必須包含：
物理特性：由於必須於設計階段提供視覺影像，以作為設計者評斷之參 考，因此必須以某種方式，在資料庫中儲存該於元素、構件之物理特性
（大小、材質等）。
組裝限制：在填充系統組裝於支架體時，有其裝配上的限制，因此，在 資料庫系統中，必須包含其限制條件，以作為設計時依據。
2. 主從式（client-server）與分散式（distributed）架構
由於填充系統來源廠商眾多，因此輔助設計軟體必須特過介面，與遠端廠商 伺服主機進行溝通，以主從式架構運作。再者，由於資料來源複雜，此資料 庫也必須具備分散式架構，以維持其效率及多樣性。
6-4.2
資料庫系統選擇建議在目前資料庫產品中，大多以關連式資料庫（relational database）為主。然而在 物件導向觀念日益普及下，資料庫系統漸有加入此一觀念的趨勢。下文就傳統 關連式與物件導向資料庫（object-oriented database）兩大類別，於開放式建築應 用的優缺點，作一概括性的比較描述，以提供資料庫選擇上的參考。
6-4.2.1 關連式資料庫
關連式資料庫理論以及市售產品，目前均已達到一成熟階段。因此，不論在使 用選擇、技術支援、週邊搭配上，相較於其他資料庫系統，有其相當優勢。不 僅在資料庫管理系統（DBMS）上，有很大的選擇彈性，並且無論是在伺服端
（server）的作業平台（如：UNIX、Windows NT、OS2）選擇，亦或是其連結 方式（ODBC、JDBC），以及其查詢方式（SQL），都具有一定的標準而多樣的 選擇。因此在多種資料庫架構中，關連式資料庫成為最普遍的一種形式。
6-4.2.2 物件導向資料庫
目前物件導向資料庫系統產品，可以說是傳統關連式資料庫系統之延伸。主要 目的，在加強傳統關連式資料庫系統之不足。透過物件導向技術，藉由資料的 封裝（encapsulation）及繼承（inheritance），使得複雜的資料型式（如 CAD 資 料）易於管理與維護。相較於傳統關連式資料庫系統，物件導向資料庫系統具 備下列特性：
開放式架構 資料型態繼承 完整定義域檢查 提昇效能
物件層級的復原及安全性
6-4.2.3 關連式與物件導向資料庫之比較
以下，就資料庫系統在 CAD 領域的可能應用，來比較關連式與物件導向資料庫 之優缺點。
假設有一個僅儲存矩形的 CAD 資料庫，其中，每個矩形以其左下角與右上角的 座標點來表示。應用關連式資料庫，可將儲存矩形的資料表（table）定名為 Rectangles，再將座標點分別用 X1（左下角 X 座標）、Y1（左下角 Y 座標）、X2
（右上角 X 座標）、Y2（右上角 Y 座標）等四個欄位來記錄。若欲查詢這個 CAD 資料庫中所有和單位正方形（0, 0）-（1, 1）重疊之矩形，可用下列的 SQL 查詢：
查詢法一
SELECT ….
FROM Rectangles
WHERE ( X1 >= 0 AND X1 <= 1 AND Y1 >= 0 AND Y1 <= 1) 註：左下角位於單位正方形中
OR ( X2 >= 0 AND X2 <= 1 AND Y2 >= 0 AND Y2 <= 1) 註：右上角位於單位正方形中
OR ( X1 >=0 AND X1 <= 1 AND Y2 >= 0 AND Y2 <= 1) 註：左上角位於單位正方形中
OR ( X2 >=0 AND X2 <= 1 AND Y1 >= 0 AND Y1<= 1)
註：右下角位於單位正方形中
FORM Rectangles
WHERE ( X1 <= 1 AND Y1 <= 1 AND X2 >= 0 AND Y2 >= 0);
如果使用者以查詢法一（通常是低效率）的方式來進行查詢，就目前關連式資 料庫技術而言，是無法自動的在執行之前將其簡化為較有效的簡潔運算式的
（如，查詢法二）[25]。再則，雖然簡潔的運算式是比較有效率的，然而以目前 關連式資料庫產品儲存結構多以 binary-tree（二分式樹狀結構）的方式來看，前 項簡潔表示法，對於每個 X1、X2、Y1、Y2，平均而言，系統都必須檢查一半 的索引值，其效率仍然不佳。 型態，同時資料結構本身必須具備有一定之方法（method），作為與用戶端溝通 之介面。而由於物件導向技術的發展，資料庫中漸有加入此一觀念的趨勢，以 提供關連式資料庫系統所缺乏的功能。
然而，就目前而言，物件導向資料庫的發展，尚未達到一完全成熟階段，雖然 各家資料庫廠商，皆有部分引入物件導向概念於其資料庫產品中，然而並未有 一定的共識以及完整支援物件導向觀念。再者，在資料庫查詢方面，目前標準 SQL 並未包含物件導向觀念，因此各家廠商分別以及特有方式，進行資料查詢 作業，因此在選擇以及使用上，產生許多限制，此為物件導向資料庫於開放式 建築應用中，最大的障礙。
以關連式資料庫與物件導向資料庫兩者相比較，在現階段而言，關連式資料庫 系統由於其發展的成熟度、選擇的多樣性，以及軟體技術支援上，相對於物件 導向資料庫系統，都具有絕對性的優點。因此在資料庫選擇上，目前以關連式 資料庫較具優勢；然而以未來發展的趨勢來看，有融合關連式以及物件導向式 資料庫的趨勢。待物件導向資料庫資料模型形成一定共識並加以具體化之後，
由於物件導向資料庫所特有的優點，可以使資料在紀錄、使用、維護上，更具 有優勢，則導入物件導向資料庫系統，必成為未來方向。
6-5 CALS 在開放式建築上的應用
美國國防部於 1985 年主導推動資訊運籌管理（Continuous Acquisition and Life-Cycle Support, 簡稱 CALS）的策略，其原始目標在以資訊技術解決傳統後
勤上因大量紙張文件所帶來的資料管理問題，試圖將後勤技術文件資訊化、電 子 化 與 標 準 化 ， 早 期 稱 為 電 腦 輔 助 後 勤 支 援 系 統 (Computer-Aided Logistic Support)。後因計畫內容不斷的擴大，其應用範圍亦自單純的技術文件電腦化、
標準化而延伸至資料交換、作業程序改造（Business Process Reengineering, BPR）
及產品資料管理等更複雜的領域。
6-5.1 CALS
的重要性「設計資訊溝通」為開放式建築設計流程中的主要重點，也是開放建築之電腦 輔助設計系統所需提供的基本支援。無論是建築專業與非專業者的溝通，建築 支架體系統與填充物系統的配合，或建築整體生命週期的資訊處理，都以設計 資訊溝通為基礎。而 CALS 資訊運籌管理，不但提供了一個資訊溝通的架構，
更配合各項標準與工具來進行資訊溝通的支援。
導入 CALS 的概念到整個開放式建築週期中，以支援設計資訊共享，從設計到 使用維護，將各階段所有必要的資訊予以電子化與標準化，並運用資料庫和網 路系統，使得所有資訊得以快速交換、共享，以降低成本，確保品質、提昇計 劃執行效率。利用 CALS 建構分散式共享整合資料庫，將各階段所需之文件資 訊、工程圖樣匯整結合，可使資訊能不必被重複建置（包括電子化與標準化）， 充分發揮再用性（reusability）的效果，讓建築物生命週期中不同階段及不同的 參與者可以共享。此外，在 CALS 的資訊系統下，每一階段和每一使用者或施 工者可以依所被賦予之權限來查詢、更新、管理這個共享資訊系統，更迅速確 實的執行計畫，進而可支援維護使用階段的需求。
6-5.2
資訊溝通的標準「設計資訊溝通」為開放式建築設計流程中，資訊溝通的主要內容為設計資訊，
而設計資訊即建築產品的資訊。在 CALS 資訊運籌管理中，產品資訊的交換採 用國際標準組織所訂定的產品交換標準 STEP（Standards for the Exchange of Product Model Data）。
STEP 的主要概念著眼於發展出一共通的產品資料模式，以及支援產品生命週期 中產品的完整表示。其目的在使不同公司及其系統間，與他們的合作夥伴、顧 客及上游供應者（整個 supply chain）做有效的資料交換，並確定這些交換具有 相當的精確性、一致性、時效性，且支援設計的再使用、資料的永續保存及包 含整個產品生命週期的資料處理。使得像同步工程（concurrent engineering）、企 業整合（enterprise integration）……等的生產發展策略，都能夠經由 STEP 而獲 得具體的成效。
STEP 檔案可轉成特定資料庫管理系統之檔案。如此，STEP 格式之產品資料便 可經由資料庫管理之各項功能，達到產品資料存取、共用之最佳利用，並成為 不同系統間資料共享的基礎。以本章第6-2節（見第2頁）中所述之假想情節為 例，業主可選用並預覽某廠商生產之開放式隔間牆系統，而此廠商之系統，係
整合上游其他廠商元件，所形成之構件產品。若所有資訊皆依照 STEP 標準格 式，在整個產業架構中，無論是上游元件生產製造，中游隔間牆系統組裝販售，
以至下游建築師或使用者之選用，其資料格式皆可以在不需轉換的情形下，在 不同使用者間快速進行傳遞，因此不但可以保持資料完整性，同時有可以縮短 訊息傳遞時間，增進整體效率。
由於開放式建築系統之建立有賴於完整之開放式建築產業架構，因此結合各階 段生產廠商資訊，為一至為緊要工作。經由 CALS 以及 STEP 標準的導入，可 大幅度減少系統複雜度而增進整體效率，此為一開放式建築資訊交換系統必然 之方向。