本土化建築工程自動化技術開發個案研究—以信昌電子研究辦公大樓新建工程為例

全文

(1)本土化建築工程自動化技術開發個案研究以信昌電子研究辦公大樓新建工程為例. 主辦單位：內政部建築研究所執行單位：中華民國建築學會. 中. 華. 民. 國. 八十八. 年. 五. 月.

(2) 本土化建築工程自動化技術開發個案研究以信昌電子研究辦公大樓新建工程為例. 計畫主持人：李政憲共同主持人：蘇喻哲洪國源吳新煌. 主辦單位：內政部建築研究所執行單位：中華民國建築學會.

(3) 中華民國八十八年六月.

(4) 本土化建築工程自動化技術開發個案研究以信昌電子研究辦公大樓新建工程為例. 主辦單位：內政部建築研究所執行單位：中華民國建築學會.

(5) 中華民國八十八年六月.

(6) 內政部建築研究所專題研究計畫成果報告研究案：建築工程自動化技術推廣應用研究案編號：MOIS881016 計畫名稱：本土化建築工程自動化技術開發個案研究執行期間：八十七年八月一日至八十八年六月三十日. 本土化建築工程自動化技術開發個案研究以信昌電子研究辦公大樓新建工程為例. 計畫主持人：李政憲共同主持人：洪國源吳新煌蘇喻哲. 主辦單位：內政部建築研究所執行單位：中華民國建築學會. 中華民國八十八年六月.

(7) 本土化建築工程自動化技術開發個案研究以信昌電子研究辦公大樓新建工程為例. 計畫主持人：李政憲共同主持人：洪國源吳新煌蘇喻哲. 主辦單位：內政部建築研究所執行單位：中華民國建築學會. 中華民國八十八年六月.

(8) 目. 錄. 中文摘要英文摘要表目錄圖目錄. 第一章、前言 1-1 產業之現況與困境……………………………………………….1-2 1-2 相關案例之回顧與傳承………………………………………….1-4 1-3 省工化工法開發之必要條件……………………………………...1-6. 第二章、專案設計內容與發展過程 2-1 規劃設計應考慮之重點…………………………………………..2-1 2-1.1 規劃設計考慮重點…………………………………………2-2 2-1.2 建築本性能與各階段參與者關係…………………………2-5 2-2 設計目標與設計理念……………………………………………..2-6 2-2.1 設計目標…………………………….………………………2-6 2-2.2 設計理念…………………………….………………………2-8 2-3 系統之選擇與構法研擬………………………………………….2-10 2-4 設計內容與工程概要…………………………………………….2-13. 第三章、設計及施工之界面與整合 3-1 專案作業流程……………………………………………………..3-1 3-2 專案施工組織與角色功能區分…………………….……………..3-4 3-2.1 專案施工組織……………………….………………………3-4 3-2.2 建築師、營造廠、專業廠商間之角色關係…………………3-7 3-3 設計施工重疊作業………………………………………………..3-8 3-4 設計及施工圖說之表達範圍與重點…………………………….3-10 3-4.1 設計圖、施工圖、施工計劃圖…….………………………3-10 3-4.2 設計及施工圖說之表達範圍與重點...……………………3-12 3-5 工作界面與整合互動方式……………………………………….3-17. 3.

(9) 第四章、工法之評估與設計 4-1 工法開發之考慮要件……………………………………………...4-1 4-2 工程特性及限制條件……………………………………………...4-3 4-3 工法之評估與選擇………………………………………………...4-5 4-4 工法之設計重點與內容…………………………………………...4-9. 第五章、施工計畫與施工管理 5-1 施工計畫之內容……………………………………………….…..5-1 5-2 作業分析……………………………………………………….…..5-4 5-3 場地與生產計畫……………………………………………….…5-10 5-4 揚重計畫……………………………………………………….…5-17 5-4.1 揚重機具使用…………………..….………………………5-17 5-4.2 吊車之選擇…………….....………………………………..5-18 5-5 施工與管理…………………………………………………….…5-20. 第六章、綜合比較檢討 6-1 與相關案例之異同點比較………………………………………...6-1 6-2 施工過程檢討……………………………………………………...6-3 6-3 設計內容與互動方式檢討………………………………………...6-6. 第七章、結論與建議 7-1 結論………………………………………………………………...7-1 7-2 建議………………………………………………………………...7-2. 參考文獻附錄一相關施工圖附錄二建築工程合理化進展及複合化工法. 4.

(10) 目. 錄. 第一章、前言 1-1 產業之現況與困境 1-2 相關案例之回顧與傳承 1-3 省工化工法開發之必要條件. 第二章、專案設計內容與發展過程 2-1 2-2 2-3 2-4. 規劃設計應考慮之重點設計目標與設計理念系統之選擇與構法研擬設計內容與工程概要. 第三章、設計及施工之介面與整合 3-1 3-2 3-3 3-4 3-5. 專案作業流程專案組織與角色功能區分設計施工重疊作業設計及施工圖說之表達範圍與重點工作介面與整合互動方式. 第四章、工法之評估與設計 4-1 4-2 4-3 4-4. 工法開發之考慮要件工程特性及限制條件工法之評估與選擇工法之設計重點與內容. 第五章、施工計畫與施工管理 5-1 5-2 5-3 5-4 5-5. 施工計畫之內容作業分析場地與生產計畫揚重計畫施工與管理. 第六章、綜合比較檢討 6-1 與相關案例之異同點比較 6-2 施工過程檢討 6-3 設計內容與互動方式檢討. 第七章、結論與建議 7-1 結論 7-2 建議.

(11) 內政部建築研究所委託計畫參與人員. 計畫主持人. 李政憲. 共同主持人. 洪國源吳新煌蘇喻哲. 研究員. 徐志強黃契介. 助理研究員. 陳瑾儀.

(12) 本土化建築工程自動化技術開發個案研究 —以信昌電子研究辦公大樓新建工程為例— 李政憲 1 洪國源 2 吳新煌 3 蘇喻哲 4. 中文摘要根據過去幾年的推動經驗顯示，引進或採用建築工程自動化技術或機具的政策目標未必能與廠商經營目標契合，且在執行過程中實際成果與規畫期待落差甚大。因此，有必要將具有示範功能的本土化自動化技術開發個案之「系統特徵」、「開發過程」與「關鍵技術」等細節加以詳細整理、公開研討，以協助更多廠商有成效的投入自行開發與採用自動化施工技術，達到推廣自動化目的。本文內容主要是將成功之本土化建築工程自動化技術開發個案－信昌電子研究辦公大樓，由規畫設計、施工計畫、組件生產至實際施工等過程中，每一階段的工作詳細整理，內容包括 (1)專案設計內容與發展過程 (2)設計及施工之介面與整合 (3)工法之評估與設計 (4)施工計畫與施工管理 (5)綜合比較檢討。其中特別要將關鍵性作業及工法評選準則，設計與施工間之檢討與互動等內容及圖表加以記錄分析，以提供國內其他具有潛力的廠商作為自行開發或引進自動化工法的一個參考範例。. 1. 又又隆營造股份有限公司總經理又又隆營造股份有限公司副總經理 3 又又隆營造股份有限公司總工程師 4 大硯國際建築事務所主持人 2. 1.

(13) Adaptive Building Construction Automation Technology —By Taking Taiwan Cement Corp. R & D Laboratory As A Case Study— Lee,Chen-Hsien 1. Hong,Kuo-Yuan 2. Wu,Shin-Huang 3. Su,Yu-Chu 4. ABSTRACT According to previous experience in promoting building construction automation, the policy of using and adopting construction automation technologies may not be coincide with private entity’s business objectives. The actual contribution does not match for the expectation and cost effectiveness. There for, it is necessary to study、classify and discuss a few successfully applied cases in Taiwan to assist more private entity adopting efficiently and developing their own technologies. By examining and discussing some applied cases in Taiwan, construction entity can learn of different construction technology and its delivering process, and to use and adopt the best result to work out their own way of building construction automation. This report is introducing detail works during every construction phase of a successfully applied case which is Taiwan Cement Corporation R & D Laboratory at Taoyuan, from designing、construction planning、component production through actual constructing phase to final completion. These detail works for every step of construction include the following issues: 1. Project design context and its developing process; 2. Integration of interfaces between building design and construction; 3. Construction methods design and evaluation; 4. Construction process planning and management; 5. Project overall evaluation.. By evaluating and establishing guidelines of construction technologies and key production methods, we document and analyze the interface between design and construction by their context and diagram to provide the potential construction entity a way of developing their own technologies or as a ideal construction automation reference. 1 2 3 4. General Manager, Shuang-Long General Contractor & Consultant Co.,Ltd Vice General Manager, Shuang-Long General Contractor & Consultant Co.,Ltd Chief Engineer, Shuang-Long General Contractor & Consultant Co.,Ltd Architect, Stonehenge Architects International. 2.

(14) 第一章、前言 1-1. 產業之現況與困境. 1-2. 相關案例之回顧與傳承. 1-3. 省工化工法開發之必要條件.

(15) 第一章. 前言. 第一章、前言建築工程現場長久以來面臨勞力資源缺乏與生產力低落的問題，並非短暫現象，而是建築產業的結構性課題。對於傳統工程在現場勞務的使用與依賴情形，無論在質或量方面都必須加以有效的改變。為改善施工現場勞務與管理上的困境，許多工程開始朝工業化、省工化的方向努力，然而在發展過程中，卻存在一個根本的問題，即設計與施工作業間的落差以及互動關係不良的情形。以目前的建築生產流程而言，通常是一個階段完成後再開始下一個階段工作，彼此缺少重疊作業與相互檢討調整的時間，以致於在銜接過程中產生許多的困難。此外，業主、設計單位與施工單位三者對於各自角色功能、權責範圍與作業內容的模糊不清，亦增加工作界面與整合的困難度。此次研究的專案－「信昌電子研究辦公大樓新建工程」，即是嘗試建立設計及施工重疊作業與良性互動的模式，並尋找本土化技術能合理表達的生產施工方法。將整個工程由規劃設計、施工計畫、組件生產至實際施工等過程中，每一階段的工作內容有系統的加以整理，包括確立關鍵性作業及工法評選之原則、建立設計與施工界面間之互動與整合方式。整個過程針對本案之設計內容與工程特性及限制條件，提出一個具體且實際可行的經驗，以供國內其他具有潛力的廠商作為自行開發或引進自動化工法之參考。. 1-1.

(16) 本土化建築工程自動化技術開發個案研究. 1-1. 產業之現況與困境即將邁入二十一世紀，各種產業皆面臨各種新的競爭與挑戰，故均. 不斷尋求轉型與升級之途徑。尤其建築產業方面，由於其耗用的資源龐大、包含之內容複雜，所影響的層面非常廣泛。要提昇建築產業的生產品質與效率，首先必須清楚瞭解目前建築產業的現況與困境，才能針對問題提出正確有效的解決方法。目前台灣建築產業所面臨的主要問題可以分為生產勞力、法令制度及作業環境三方面（圖 1-1）。在生產勞力問題方面，普遍存在基層勞工缺乏的情形，尤其在近幾年來，服務業的興起造成產業型態改變，願意從事基層勞動工作的人口比例明顯減少，再加上各項重大建設同時推動，需要大量作業勞力，導致工資高漲。此外，原從業人員應具備的專業技術能力之嚴重欠缺與敬業精神的衰退更導致工作效率與品質低落，並使且工期難以有效掌握。在法令制度方面，業主、建築師和營造廠三者往往站在對立的立場，彼此缺乏互相信任與合作的基礎，且其關係多為短期性，導致設計與施工作業無法重疊進行、相互回饋，以共同面對產業的困境。再加上行業間之惡性競爭、欠缺工作倫理與品質標準，在面臨基本生存壓力的情況下，造成行業間之反淘汰，施工技術無法累積成長。另外在產業的生產作業環境問題方面，因為工作過程粗糙危險且工作環境惡劣，以及作業人員對於安全意識的缺乏與忽視，使得施工現場工作災害率偏高，行業之社會地位亦難以提昇，導致從業人員缺乏榮譽感，無法吸引優秀人才投入。由於上述之現象，使我們必須認真深入思考產業的結構性問題，尤其是在勞務結構上，重新尋找有效的生產及施工方法。. 1-2.

(17) 第一章. 問題. 現象. 結果. 生產勞力. ■. 勞力缺乏. ■. 工資高漲. ■. 專業技術能力不足. ■. 工作效率品質低落. ■. 敬業精神不足. ■. 工期無法掌握. 法令制度. ■. ■. 業主、建築師、營造廠之角色對立，欠缺信任與合作基礎，其關係多為短期性惡性競爭，欠缺工作倫理，同業面臨基本生存壓力. 前言. ■. ■. 設計施工無法重疊作業相互回饋並共同面對產業困境造成行業間之反淘汰，施工技術無法累積成長. 作業環境. ■. 工作過程粗糙危險. ■. 工作災害率偏高. ■. 工作環境惡劣. ■. 社會地位低落，缺乏榮譽感. ■. 作業人員缺乏安全意識. ■. 無法吸引優秀人才投入. 圖 1-1 建築產業之現況與困境. 1-3.

(18) 本土化建築工程自動化技術開發個案研究. 1-2. 相關案例之回顧與傳承二十幾年前從台電大樓開始自日本引進高度工業化之超高層辦公大. 樓之生產與施工技術，對於國內建築生產的觀念與技術提升確有重大的貢獻。這些建築都屬鋼骨構造之高度工業化工法，以在工廠生產、現場組裝的方式，確實具備精密、快速、高效率的特質。然因其性質特殊（辦公用途、鋼骨構造、設備集中、樓層與內容重複性高），造價亦比傳統建築昂貴許多，對於國內低樓層傳統 RC 構造佔絕大多數的建築物之影響並未達到普及化的效果，產業面臨的困境依舊無法改善。在面對前節所述之產業整體大環境之不利條件下，亦有一些有心的業者亟思解決與突破之道。表 1-1 為最近幾年來對於建築生產朝向省工化並應用於集合住宅的代表性案例，這些案例之共同目標均致力於尋求省工化的生產與施工方式，以降低國內勞力短缺、專業技能不良對生產施工所造成之影響。以構造方式而言，柱梁為鋼骨構造（或 SRC）者大致上其外牆、樓版與樓梯之生產與施工均採工業化方法，其整體之預鑄度較高，其工程地點也普遍居於工業化環境支援條件較佳的台北縣市。柱梁為鋼筋混凝土構造者其相關構件之預鑄度較低。當然其中並未針對其生產成本與產品內容等級做相關比較。較矛盾的是有的案例雖然其結構體屬高預鑄度之工業化工法，然其隔間牆及浴廁等設施仍以非常耗工的傳統工法施作，其整體省工之效益也因而大受影響。結構體與裝修工程之省工化措施無法維持一致性最主要的原因應該是在於設計與施工之間欠缺良好的互動與整合之故。若欠缺設計者的共同努力，僅靠下游之施工單位的努力，其成效是非常有限的。. 1-4.

(19) 第一章. 前言. 表 1-1 相關案例回顧工程名稱工程地點設計單位. 黎明清境住宅花蓮山海觀住里仁為美集合和成阿爾卑斯太子天母集合大樓台北縣. 宅大樓花蓮縣. 李祖原建築師洪國源建築師事務所. 事務所. 住宅台中市. 天廈台北縣. 住宅台北市. 陳慶利蔡文平陳宗鵠建築師建築師事務所事務所. 主體結構. 億承工程股份又又隆營造股份. 又又隆營造股份萬利營造股份億承工程股份. 施工單位. 有限公司. 有限公司. 有限公司. 有限公司. 有限公司. 年代. 1991. 1994. 1994. 1994. 1995. 地下 3 層. 地下 2 層. 地下 3 層. 地下 4 層. 地下 3 層. 地上 16 層. 地上 15 層. 地上 16 層. 地上 31 層. 地上 19 層. 集合住宅. 集合住宅. 集合住宅. 集合住宅. 集合住宅. 樓層數使用用途柱. 梁. 鋼骨鋼筋混凝 (標準模)鋼筋混鋼筋混凝土現方形鋼骨柱，方形鋼骨柱，半土現場澆置. 概要. 場澆置. 柱內灌漿. 預鑄後貼磁磚. 半預鑄鋼骨鋼 (標準模)鋼筋混鋼筋混凝土現半預鑄鋼骨鋼鋼筋混凝土現筋混凝土. 構造外牆. 凝土現場澆置. PCCW. 凝土現場澆置. 場澆置. (標準模)鋼筋混鋼筋混凝土現凝土現場澆置. 場澆置. 筋混凝土. 場澆置. PCCW. PCCW. 樓版. 半預鑄 K-T 版半預鑄 K-T 版. 半預鑄 K-T 版半預鑄 K-T 版半預鑄 K-T 版. 樓梯. 全預鑄. 半預鑄. 現場澆置. 全預鑄. 全預鑄. 磚牆隔間. 輕隔間牆. ALC 磚. 輕隔間牆. 輕隔間牆. 傳統衛浴. 整體衛浴. 傳統衛浴. 整體衛浴. 傳統衛浴. 內部隔間牆浴廁. 1-5.

(20) 本土化建築工程自動化技術開發個案研究. 1-3. 省工化工法開發之必要條件省工化工法開發之必要條件可以從傳統工程現場直接人工需求量與. 工料比兩方面來看，表 1-2 及圖 1-2 中顯示現場直接勞力需求百分比份量較重的前四項依序為模板工（28.1%）、泥水工（27.0%）、鋼筋工（18.1%）及磁磚工（14.0%），此四項勞力之累積分比佔了將近總數的九成，因此在省工化對象的考量上以此四項工種最為迫切。若以工料比與平均產量的角度來看，當工資成本超過材料成本時，生產方式即應朝省工化的方向發展。以泥水工為例，其工資價格為材料價格的六倍，平均產量也最少，再加上其需求百分比很高（佔 27.0%），因此其省工需求最為迫切，效益也最大。同理模板工、砌磚工亦是迫切需要減少的工種。此外，每人日的平均產量及該項工作是否有替代性為另一項參考指標。以油漆工而言，其工料比雖為 2.2（工資成本已超過材料成本），但平均產量達 45M2/人日，遠比結構體等其他工種產量大許多，且其現場直接人工需求量僅佔 3%，所以在省工化過程中，較難發揮顯著之效益。省工化工法之開發有兩個途徑，第一種途徑是改善工作方法與工作流程以提昇工作效率（提昇產能），例如模板的系統化與鋼筋的預組化等，即是將工作在地面層執行以避免現場之高架作業，或減少現場之加工裁切等工作，這些均屬工作方法之改善。第二種途徑即是尋找替代性方法以取代原有之工作內容，例如將砌磚隔間牆改成乾式隔間牆，然而這種取代必須能滿足原有工作內容之功能需求並達到成本上之有利條件。從上述這兩種途徑來看，第一種途徑是在既有之工作架構內採取局部之改善措施，其成效較為有限。或許第二種途徑比較有機會從根本去思考問題，並使建築產業造成結構性的改變。. 1-6.

(21) 第一章. 前言. 表 1-2 傳統工程現場直接人工構成百分比與工料比工種. 需求百分比. 1.. * 模板工. 28.1 %. 2.. 泥水工. 27.0 %. 3.. 鋼筋工. 18.1 %. 4.. 磁磚工. 14.0 %. 5.. 砌磚工. 3.5 %. 6.. **混凝土工. 3.4 %. 7.. *油漆工. 3.0 %. 8.. 雜工. 2.2 %. 工資單價 230 2500 300 2500 4000 2500 230 2500 265 2500 140 2200 55 2500 1400. 1.* 通常含材料發包 ** 含 Pump 車費用. 材料單價工料比平均產量/人•日. 元/ M2 115 元/ M2 元/日元/ M2 50 元/ M2 元/日元/ T 9600 元/ T 元/日元/ M2 220 元/ M2 元/日元/ M2 150 元/ M2 元/日元/ M3 1300 元/ M3 元/日元/ M2 25 元/ M2 元/日元/日－. 2.0. 10.8 M2/人日. 6.0. 8.3 M2/人日. 0.41. 0.63 T/人日. 1.05. 10.8 M2/人日. 1.77. 9.4 M2/人日. 0.11. 27.5 M3/人日. 2.2. 45 M2/人日. －. －. 2.油漆及磁磚材料均為國產品. 現場直接人工之構成百分比. 磁磚工 14%. 混凝土工 3% 油漆工 3% 砌磚工 4%. 雜工 2%. 模板工 29%. 模板工泥水工鋼筋工磁磚工砌磚工混凝土工. 鋼筋工 18%. 泥水工 27%. 油漆工雜工. 圖 1-2 現場直接人工之構成百分比. 1-7.

(22) 本土化建築工程自動化技術開發個案研究. 1-8.

(23) 第二章、專案設計內容與發展過程 2-1. 規劃設計應考慮之重點. 2-2. 設計目標與設計理念. 2-3. 系統之選擇與構法研擬. 2-4. 設計內容與工程概要.

(24) 第二章. 專案設計內容與發展過程. 第二章、專案設計內容與發展過程在建築物的生產流程中，初期的規劃設計階段實具有最關鍵性的地位。從圖 2-1 可知，在規劃設計階段由於成本支出（規劃設計費）僅佔整體開發成本之極小部分，而且在這個階段對於設計內容可以調整改變的幅度很大，相對的設計變更所支付的代價卻很小，因此在這個階段所做出的正確決策其效益也最大。假如進入施工階段，由於工程成本支出急遽增加，設計變更的彈性相對減少，變更所須支付的代價也大幅的增加，故其效益也大為降低。因此，如何在規劃設計階段中將設計內容與相關條件做深入妥善的考慮，並做出正確的選擇與判斷，以獲得最大的整體效益，這是設計者必須面臨的主要挑戰。高低大小. 大. 60. 效益. 50. 成本. 40 30 20 成本. 小. 10. 0. 規劃 1. 效益. 設計 3. 施工. 5. 7. 9. 完工. 階段. 圖 2-1 各階段成本與效益比較. 2-1. 規劃設計應考慮之重點規劃設計階段之工作品質對於未來整體之影響非常深遠，主要在於. 本階段已實質的將建築之外觀形象、品質等級、生產施工效率、使用及. 2-1.

(25) 本土化建築工程自動化技術開發個案研究. 管理維護效率、生產與使用成本等都做了基本的設定。為了避免上述之設定內容產生重大的偏差，規劃設計時必須針對下列各項基本性能深入考慮，並求取最佳的平衡（圖 2-2）。 2-1.1 規劃設計考量重點 1. 便利性方面建築是為提供使用者合適的生活空間與生活內容之所需，因此首先必須滿足使用者便利性之需求，主要包括： (1) 使用效率之提升－規劃合理的空間組織、聯繫動線及尺度大小等，以提升使用效率。 (2) 工作需求之滿足－規劃合適的軟硬體設施，以滿足工作上的專業需求。 (3) 服務設施之強化－強化公共設施之服務功能，以確保良好的工作效率。 2. 舒適性方面舒適性包括生理與心理兩種層面的滿足，以及生活習慣的契合，主要考慮重點有： (1) 環境之調和性－建築的規劃與建材使用搭配、色彩、質感、造型等，應考量與周遭環境之間的調和性，使建築與整體環境產生諧調與融合。 (2) 空間的舒適感覺－空間的尺度、比例、色彩、視野、通風、採光、照明等應塑造出舒適的感覺。 (3) 合理之空調及衛生設備水準－水電空調及衛生設備應滿足使用者實際工作需求及維持一個穩定的室內舒適環境。 3. 施工性方面所謂施工性是指在施工階段考慮較合理的生產過程與方法，主要包含： (1) 工業化之生產方式－在規劃設計階段應考慮標準化與模矩化的問題，則可以在工廠生產、達到量產化的目的，同時還可以提昇產品之品質與精密度，並降低成本。 2-2.

(26) 第二章. 專案設計內容與發展過程. (2) 現場省力化－勞力是對成本、品質、工期影響最大亦最難預期的一個因素，若能降低現場勞力需求量，則對工程之成本、品質與工期就越能掌握。 (3) 施工程序標準化－此乃提高工作效率與降低工作錯誤比率最有效的方法。 4. 經濟性方面經濟性可以從三個層面來考慮： (1) 降低建造成本－建造成本就是建築物在施工階段所支付的主要成本，包括人工、機具設備、材料等直接成本及間接費用。選擇合理化的構法與工法是降低建造成本之基本條件。 (2) 降低生命週期成本－生命週期成本就是建築物在完工之後的使用維護成本，這也是使用者必須長期支付的，包括能源消耗、維護更新、財務成本、稅捐等，有良好的規劃設計與施工品質才能有效降低生命週期成本。 (3) 節省資源消耗－台灣是一個資源非常貧乏的地方，因此無論在規劃設計、工程施工與使用維護各階段都要慎重考慮省資源、省能源的問題。 5. 安全性方面安全性主要考量的內容包括： (1) 結構之抗震性能－台灣處於地震帶上，所以結構抗震性能是建築物建築物安全的基本條件。在規劃設計時即應考慮結構之合理性及均衡性，以強化對地震之抵抗能力。 (2) 建築物的防災性能－高密度使用與複雜之建築物，其防災設施的考慮更形重要。從防災發生的早期發現、通報、提供安全避難場所與避難路徑，以致於災害的消除等，都是在規劃設計時必須仔細考慮的。 (3) 良好的安全管理－建築物在使用階段必須建立良好的管理方法與規範才能發揮有效的運作功能，達到保障生命安全的目的，因此規劃設計階段也要考慮這個因素。 2-3.

(27) 本土化建築工程自動化技術開發個案研究. 6. 維護性方面有好的硬體設施仍必須有好的管理維護才能發揮建築物真正的效益。建築物在使用階段必須考慮維護的需求與方法，包括： (1) 建材更換之普及性－假使使用非常特殊的材料，將來在維護時會產生材料取得之困難。建築物在完工時最好能保留適量的建材以備日後之維修更換。 (2) 設備更換之簡易性－設備之生命週期通常較結構體的老化快，因此應盡量避免將設備管線埋在結構體之柱梁內，最好設置維修管道，使將來之維修替換更容易。 (3) 管理維護之便利性－建築物完成後最好有詳細的使用維護手冊以教導使用者正確的使用方法，同時亦應防止違章或不當的佔用各種公共或共用設施，以維護環境觀瞻及使用安全。因此，在規劃設計階段應深入去考量上述之六種性能，達到增進及確保不動產附加價值的目的。. 規劃設計應考慮之重點 2-4. 舒適性. 施工性. 使用效率之提升工作需求之滿足服務設施之強化與環境之調和性舒適之空間規劃合理之設備水準工業化生產現場省力化施工程序標準化. 經濟性. 降低建造成本降低生命週期成本節省資源消耗. 安全性. 抗震性能防災性能安全管理. 維護性. 建材更換之普及性設備更換之簡易性管理維護之便利性. 增進及確保不動產之附加價值. 便利性.

(28) 第二章. 專案設計內容與發展過程. 圖 2-2 規劃設計應考慮之重點 2-1.2 建築基本性能與各階段參與者關係建築物開發之最終目的是為了滿足未來使用者的需求，而前述於規劃設計時應加以考慮之各種性能，基本上都已清楚反映出使用者的基本需求。各階段之參與者（包含設計者、施工者與管理者）對於這些基本需求都各自有其重要的擔當責任，其相關之責任關係如表 2-1 所示。表 2-1 建築基本性能與各階段參與者關係便利性舒適性生產性經濟性安全性維護性使用者. ◎. ◎. ◎. ◎. ◎. 設計者. ○. ○. △. ○. ○. △. 施工者. △. △. ○. ○. ○. △. 管理者. △. ○. △. △. ○. ○. ◎ 表基本需求 ○ 表主要責任者 △ 表支援關係. 從表上清楚可知，設計者對於建築物各基本性能之定義影響最為重大，而在便利性、舒適性、經濟性與安全性上更是主要之決定者。在便利性和舒適性方面，對於室內外空間與各項軟硬體設施之規劃，包含空間組織關係與使用效率，以及材料、色彩、質感、比例、通風、採光、視野景觀與設備內容水準等之設定均直接影響到這兩種基本性能。此外，設計者對於建築之等級、構造方式、結構與設備之合理性、使用維護效率之考慮則直接影響到建築之經濟性。而除了合理的構造方式與結構設計之外，防災與安全管理的考慮則直接影響到建築之安全性。至於施工者對於建築之生產方式、施工方法與管理效率之掌握能力則直接影響到建築之生產成本與建築之整體品質，因此施工者亦自然成為生產性、經濟性與安全性上之主要責任擔當者。而管理者之主要責任則是建築物在完工後之使用階段使建築物能經常維持在舒適、安全的狀況下，以發揮其應有之效益。. 2-5.

(29) 本土化建築工程自動化技術開發個案研究. 使用者之基本需求必須靠設計者、施工者與管理者在不同階段各自承擔其主要專業責任並相互支援，才得以均衡的達成。. 2-2. 設計目標與設計理念在規劃設計階段，業主與建築師之間的互動關係非常重要，此節所. 要討論的即是業主與建築師兩者之間的互動及對於設計目標與內容之設定及其發展過程。在規劃設計階段初期，業主的工作重點在於設定開發目標並提出各項基本需求。在建築師方面，對於上述之目標與需求必須充分瞭解，並以其專業知識、技術及能力，將其轉換成實質的設計內容並界定明確的品質標準。 2-2.1 設計目標設計的目標可以分為理性目標與感性目標。對業主而言，本案之理性目標主要包括時間需求、預算需求、使用需求及管理需求。 1. 時間需求業主之時間需求最重要的是建築物必須開始正式啟用的時間，這個時間的設定主要是根據其研發部門所在之舊有建築物拆遷的時程所決定。由於受到上述舊研發大樓建築拆遷時程之限制，設計及施工時間都必須同步配合才能滿足業主之時間需求。 2. 預算需求預算之設定與品質水準有很密切的關係，建築師須事先根據業主之使用需求及內容與業主充分溝通，並據以設定合理之品質水準。預算的編列則必須合理的反應設計之品質水準才可能順利的執行。 3. 使用需求建築物之內容必須能滿足所有使用單位在功能上之各種需求。本案之使用者有兩個單位，一個是母公司台灣水泥研發部門之材料實驗室，另一個是其子公司信昌電子陶瓷之總部辦公大樓，兩者在使用上的需求明顯不同，然而在公共設施的部分（門廳、梯廳、茶水間、廁所等）則為共同使用，設計上必須考慮這些關連性。 2-6.

(30) 第二章. 專案設計內容與發展過程. 4. 管理需求建築設計除了要滿足使用者在功能上的需求之外，也必須滿足使用者在管理上的需求。本案在管理上的基本需求為兩家公司必須能清楚的作產權上的區分，同時在水電及其他管理費用上亦能有清楚合理的計費方式（包括自用及共用部分），並能考慮使用階段之安全性及維護之便利性。在感性目標方面，業主亦希望在建築之意匠上能夠適度的表達台灣最老品牌之水泥公司其穩健經營之企業精神與水泥產品相關之企業形象。而建築師的理性目標則是在充分瞭解業主在時間、預算、使用及管理上的需求之後，透過專業上的知識與表達方法，將其轉換成具體的設計圖說。在設計上除了必須滿足法令的要求之外，對於空間、結構、設備、構造及材料之合理性，以及在品質、工期、成本之間尋求一個好的平衡點。至於業主企業精神之表達與企業形象之塑造則需透過其在空間、材料、色彩、質感、比例、尺度與造型上之綜合表現。(表 2-2) 表 2-2 業主、建築師之角色功能與目標業角色. 主. 需求與目標之設定. 設計內容與標準之定義. 時間需求. 建築法令之滿足結構與構造之合理性空間組織與尺度之合理性材料性能之相容性設備性能之適用性施工規範與品質標準之合理性工技水準與工法成熟度之考慮工程預算之平衡合理工期之考慮生命週期與管理維護成本之考慮. 》使用時間之設定》設計施工時間之配合. 預算需求理性目標. 建築師. 》品質定位》預算目標之設定. 使用需求. 》兩家公司之個別需求》公用及私用之考慮. 管理需求. 》產權登記》管理計費方式》安全性》維護性. 2-7.

(31) 本土化建築工程自動化技術開發個案研究. 感性目標. 企業形象之塑造企業精神之表達. 建築物之比例與尺度色彩、質感與造型材料組成方式與對比與環境之調和相容性. 2-2.2 設計理念建築創作的任務，不在於誇張空間的視覺效果，而是從未經渲染的生活空間裡，發覺出深藏在裡面有價值的東西—人情的、社會的、藝術的意義。只有深刻體會內容與型式間無分彼此的有機關係，才能正確的把握「建築創作」。 1. 設計前的外在條件 (1) 基地：位於桃園市區外圍的工業區，隸屬台灣水泥公司桃園廠用地，南臨貨運火車軌道，地形平坦，為台灣常見的「Non-Descriptive Context」：一種屬於省轄市衛星城鎮邊緣，半開發狀態的工業區，（預拌混凝土廠距施工現場僅 1 公里左右）。 (2) 使用功能：母公司/台灣水泥公司研究室--材料研發實驗室；子公司/ 信昌電子陶瓷股份有限公司--總部辦公室。兩者共享公共設施，但產權分立，並各自具獨立的空間管理系統。 (3) 工作進度：建築設計、建照請領至工程完工，整個工程需在 16 個月內完成。 (4) 工程預算：新台幣 80,000/坪之單位造價係由主持開發之台灣水泥公司與設計師共同討論後訂定。 2. 設計概念 (1) 反映工業性的直接、效率、簡潔，表達水泥製造業的特質－以清水混凝土外牆預鑄版為主，配合局部不鏽鋼金屬配件，採複合式工法，兼備預鑄及場鑄方式，以最原質的材料，表達水泥本業的形象，使用本棟建築物的研究人員，除了材料實驗室內的研究，並於日常工作中，感受到環境中成品與半成品的特色，進而激發對水泥產品各種其他可能性之思考。 2-8.

(32) 第二章. 專案設計內容與發展過程. (2) 將制式的工業產品攪入人文的表達－將單一的清水混凝土預鑄板單。. 元，在翻模時於平板模具內加設三角形區域的異形 45 浪條，使原本平面的材質，因為接收光影而凸顯立體感，顯現了較豐富的質感，企圖在模矩式的工業感上再添人文的氣質。 (3) 預鑄工法的採用－採複合化工法施工，使對環境造成的污染降至最低，並減少營建過程中對人力密集的依賴，提高工作精密度。 (4) 基地配置的向度感－建築基地位於台灣水泥工業區/桃園廠入口區域，本棟建築物兼總部辦公大樓功能，由全區入口處進入，方位應清晰可辨，直接引導。因 L 型建物而產生的透明性大廳空間，除入口門廳功能外，也兼具將四周環境收攬延伸至室內的延展功能。. 圖 2-3 草案配置. 圖 2-4 定案配置. 圖 2-5 模型 1. 圖 2-6 模型 2. 2-9.

(33) 本土化建築工程自動化技術開發個案研究. 圖 2-7 模型 3. 圖 2-8 模型 4. 系統之選擇與構法研擬. 2-3. 建築物之構造方式乃設計者為滿足建築各部位之各種性能需求對於各種不同材料或組件間之組構方法。構造之合理性除了直接影響到成本、使用壽命與功能性之外，也主導生產性、施工性與工期。因此設計者在設計階段對於各部位之構造方式及其功能之合理性應有深入的瞭解。 1. 建築各部位構造上之合理功能建築物乃由各不同部位之元件所組成，包括結構體（基礎、柱、梁、樓版）、外殼（外牆、門窗、屋頂）、室內隔間牆、室內外裝修、固定及活動家具、水電空調及衛生設備以及庭園景觀等。這些不同部位之元件，其功能需求也有所不同，大致可以區分成理性功能與感性功能兩類。理性功能包括隔音、隔熱、防水、耐久、維護等，而感性功能則包括美觀與舒適。一般而言，結構體及長久曝露於外面之外殼相關部位如外牆、門窗、屋頂、外構等均需考慮其耐久性之需求，室內裝修部位則須滿足美觀條件，而設備相關部位則須滿足舒適性與維護性之需求。上述對於建築各部位構造上之合理功能整理如表 2-3 所示。設計時除了需滿足其需求之外，尚須與成本做成合理之平衡。 2. 系統選擇與構法研擬本案之設計在各主要部位之構造方式與設備系統上，建築師依據上述不同部位元件在理性與感性上之不同需求加以衡量，再與相關專業技師及專業廠商深入討論，最後定案所選擇之內容及原因綜合如表 2-4 所示。. 2-10.

(34) 第二章. 專案設計內容與發展過程. 表 2-3 建築各部位構造上之合理功能建築部位. 美觀舒適隔音隔熱防水耐久維護. 1.. 主體結構（柱梁）. ○. 2.. 外牆. 3.. 樓版. 4.. 屋頂. 5.. 隔間牆. 6.. 門窗（室外）. ○. ○. 7.. 門窗（室內）. ○. △. 8.. 浴廁. 9.. 地坪裝修（室內）. ○. 10. 牆面裝修（室內）. ○. ○. 11. 平頂裝修（室內）. ○. ○. 12. 平頂裝修（室外）. ○. △. △. 13. 固定家具. ○. △. △. 14. 活動家具. ○. ○. ○. ○. ○. ○ ○. ○ ○. ○. ○. 15. 電梯. ○. ○. ○. △. ○. ○ △. ○. ○. △. ○ △. △. △. △ ○. ○. ○. ○. ○. 16. 空調. △. ○. 17. 照明. ○. ○. 18. 設備配管. △. 19. 庭園外構. ○. ○. ○ ○ ○ ○ ○基本需求. △需適當考量. 2-11.

(35) 本土化建築工程自動化技術開發個案研究. 表 2-4 系統選擇與構法研擬項. 目. 選擇內容(構法). 選擇原因. 鋼筋混凝土柱梁結構. 低樓層、成本考量與外牆系統之相容性. 2. 外牆. 半預鑄式混凝土牆版. 清水混凝土質感表達上之可靠性與結構之相容性、外牆凹凸造型效果之達成. 3. 樓梯間隔牆. 鋼筋混凝土. 配合結構需求、強化抗震性能. 4. 室內隔間牆. 輕鋼架乾式隔間牆. 施工快速、品質穩定、配管容易、變更簡單、質輕結構負荷小. 1. 結構系統. 5.. 挑高大廳空間鋼架及鋼管圓柱結構. 配合大跨度空間結構跨度及斷面需求、施工性之考慮空間尺度與玻璃分割比例感覺、玻璃結構強度之考慮、減少金屬框架、增加空間穿透感. 6. 大廳帷幕牆. 結構玻璃. 7. 外牆門窗. 臨海地區抗腐蝕性之需求，配合大不鏽鋼＋強化半反射面連續橫帶窗之骨架強度需求及與外牆清水混凝土之材料對比感玻璃覺. 8. 防水隔熱層. 防水膜＋混凝土保護考慮熱脹冷縮及防水層之使用壽層＋隔熱磚＋壓沿命與屋面之使用性及隔熱效果. 9. 空調系統. 1.大型設備集中管理操控，並減低 1.設中央系統冰水主機噪音振動之干擾於 B1F ，每層使用 2.運轉電費較低 Fan-coil 方式及預冷 3.垂直冷卻水及冰水佔用管道空空調箱間少 2.研究室設排風系統 4.設置中央監控系統，由電腦控制冰水主機，以節約能源. 10. 給排水系統. 1.設污水處理廠 2.設水箱及泵於 B1F 及配合工業區污水排放規定屋頂. 11. 供電系統. 由變電設備集中管理操控，並由中 1.3φ3W11.4KV 引進央監控系統，由電腦控制。 2.設變電室於 B1F 設置自動功率調整器，隨負載之增 3.發電機供消防、給排減自動調整用電之功率，以節約能水及緊急照明源. 2-12.

(36) 第二章. 2-4. 專案設計內容與發展過程. 設計內容與工程概要本案之基地座落於桃園市區外圍之工業區，隸屬於台灣水泥公司桃. 園廠用地之一部分，基地面積約 1,922 坪。由於土地使用分區屬工業區之緣故，基地保留百分之七十以上之空地，並規劃做為景觀庭園、出入連結道路及室內汽機車停車場之用。本案之規模為地下一層地上七層之建築物，總樓地板面積約為 2,576 坪，基地配置如圖 2-9 所示。建築之標準層平面配置成 L 形，其用途主要分成兩個部分，各分配於 L 形之兩軸。第一部份屬於母公司台灣水泥公司之材料研發研究室，第二個部分屬於其子公司信昌電子陶瓷公司之總部辦公室，兩者之產權獨立，但共用公共設施（大廳、各層門廳、電梯、樓梯、廁所、茶水間等），其各層用途與空間內容詳各層平面（圖 2-10~2-14）。本案之外觀設計為了表達水泥公司之產品與企業形象，特以清水混凝土質感為主體，搭配金屬與大片玻璃之虛實對比，造成了強烈的雕塑感，在本區域內形成了特殊的意象。外牆清水混凝土與金屬玻璃之分割比例與質感如立面圖所示（圖 2-15~2-18）。本案之結構為鋼筋混凝土柱梁結構配合樓梯間之剪力牆，其主要構造方式、室內外裝修內容與設備系統之概要綜合如表 2-5。. 2-13.

(37) 本土化建築工程自動化技術開發個案研究. 表 2-5 工程概要. 基本資料. 工程名稱工程地點業主設計單位參與人員設結構計景觀設備施工單位基地面積總樓地板面積樓地下室一層層一~二樓數三樓及四~七樓使用屋頂突出物別. 結構及裝修設備概要 2-14. 總高度. 信昌電子研究辦公大樓新建工程桃園縣蘆竹鄉長安路台灣水泥股份有限公司大硯國際建築事務所蘇喻哲、徐志強、熊宜一、羅淑娥永峻工程顧問股份有限公司大硯國際建築事務所大陸設備工程顧問有限公司又又隆營造股份有限公司 1922.09 坪(6354m2) 2576.1 坪(8516.04 m2) 停車場、機房、試驗室辦公室、試驗室、大樓門廳辦公室辦公室、試驗室機房及水箱 34.9m(28.7m+6.2m). 設計時間施工時間造價地下結構地上結構外牆內牆挑高大廳地坪裝修平頂裝修衛生設備空調設備. 84.07~84.12 84.12~86.02 218,800,000 筏式基礎＋RC 柱梁＋剪力牆 RC 柱＋半預鑄梁＋半預鑄樓版＋預鑄及半預鑄外牆清水混凝土＋不鏽鋼飾板 RC 牆＋乾牆隔間系統鋼骨＋結構玻璃帷幕牆花崗石＋羅馬崗石＋方塊地毯＋磨石子地磚＋磁磚礦纖天花＋石膏板天花＋鋁板造型天花污水處理廠＋重力式給水系統＋水洗機螺旋式冰水主機＋冷卻水塔＋線型出風口. 電器設備. 3φ-4W-220/380V.

(38) 第二章. 專案設計內容與發展過程. 圖 2-9 基地配置圖. 圖 2-10 一層平面圖. 2-15.

(39) 本土化建築工程自動化技術開發個案研究. 圖 2-11 二層平面圖. 圖 2-12 三層平面圖. 2-16.

(40) 第二章. 專案設計內容與發展過程. 圖 2-13 四層平面圖. 圖 2-14 五層平面圖. 2-17.

(41) 本土化建築工程自動化技術開發個案研究. 圖 2-15 東北向立面圖. 圖 2-16 西北向立面圖. 2-18.

(42) 第二章. 專案設計內容與發展過程. 圖 2-17 東南向立面圖. 圖 2-18 西南向立面圖. 2-19.

(43) 本土化建築工程自動化技術開發個案研究. 圖 2-19 大廳（西南向）剖立面圖. 2-20.

(44) 第二章. 專案設計內容與發展過程. 2-21.






(50) 第三章、設計及施工之界面與整合 3-1. 專案作業流程. 3-2. 專案組織與角色功能區分. 3-3. 設計施工重疊作業. 3-4. 設計及施工圖說之表達範圍與重點. 3-5. 工作界面與整合互動方式.

(51) 第三章. 設計及施工之界面與整合. 第三章、設計及施工之界面與整合在傳統的施工過程中，業主、設計者、施工者之間，無論在工作職責、目標、時間及作業關係上都缺少緊密的聯結，彼此間經常存在對立的組織型態。設計者因無法預知未來施工者的能力與品質水準，亦往往不深入考慮生產與施工之合理性，而施工者加入時也因設計已經定形，很難有機會與空間針對生產與施工性去做有效的改變與調整，以正確達成設計者所表達之意匠與理念。這種工作型態使得許多設計與施工上之界面無法有效的釐清與整合，嚴重影響到建築的整體品質。欲突破上述之障礙，唯有建立設計及施工間的長期關係，施工者於設計階段早期投入，才能有機會於工作過程中適時發揮專業上應有的功能，並彼此產生良性的回饋。本案較幸運的是施工單位於設計階段即配合重疊作業，比較能深入體會設計者所表達之重點與企圖，適時提出適合本案特性與較為合理可行之生產施工方式。此章所要探討的內容即為設計及施工之界面與整合，首先從整個專案作業流程來看，以時間為主軸，瞭解每一階段參與人員作業的內容及其相互間的配合關係。其次則針對此專案的特性，研擬有效的組織架構並說明組織內各成員之主要功能與職責，同時探討建築師、營造廠、專業廠商之間的角色關係，對其應有的功能、專業表達方式及作業考慮重點加以釐清。第三部分為設計施工重疊作業之內容，討論每一階段中，業主、建築師、營造廠三者主要工作與相互重疊配合情形。接下來以建築師及營造廠應有之專業角色與功能，具體說明設計及施工圖說表達範圍與重點及其主要分際。最後則綜合討論工作界面與整合互動方式。. 3-1.

(52) 本土化建築工程自動化技術開發個案研究. 3-1. 專案作業流程本案由於業主之主要使用單位材料研發部門因受到舊有建築物拆遷. 時程之影響，設計及施工總計僅有十六個月的時間，若採用傳統作業方式方式恐將很難達成時間目標。因此建築師在接受業主委託之設計初期，即採取設計施工重疊作業之模式。此種作業模式之關鍵在於規劃設計階段必須及早確定營造廠，以同步進行構造方式、施工方式與生產方式之檢討，並由營造廠針對建築師所欲表達之意匠與設計理念，評估本土技術能合理表達之生產及施工方法。建築師在與業主討論並設定初步之預算目標之後，慎重評估選擇兩家在業界均有良好品質信譽之營造廠，以預算目標控制的方式，由這兩家營造廠各自提出工作方法、施工計劃、互動配合方式及初步報價。而建築師與業主在衡量成本、工期、品質可靠性、設計施工之互動能力與施工計劃等因素之後，及早選擇了其中一家簽訂協議，開始同步配合基本設計內容之生產施工合理化之檢討工作，並研擬具體的生產及施工計畫。由於營造廠之早期確定並參與投入設計階段工作，雙方有效之互動縮短設計及施工之準備時間，使得本案之整體作業時間能如期完成。設計及施工之作業時程如圖 3-1 所示。. 3-2.

(53) 主. 營造廠. 建築師. 業. 建管單位. 7. 8. 84 年 9 10. 11. 12. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 85 年 7. 8. 9. 10. 11. 12. 1. 86 年 2. 構法檢討工法檢討. 開挖大底. 假設. 預鑄版設計及施工圖. 施工圖核准. 鋼模製作. 場地準備. 施工及生產計劃. B1F. 圖說確認. 1F. 2F. 鋁門窗製作. 預鑄版生產. 窗框製作. 實施設計. 合約製作發包. 成本預算. 實施設計. 標前作業. 生產方式檢討. 成本預估成本概算. 基本設計. 營造廠之選擇評估. 基本構想基本計劃. 設定目標. 申請建照. ▲窗框交貨. ▲預鑄版吊裝開始 ▲吊車安裝 ▲鋁窗訂貨. ▲正式簽約開工. ▲簽訂協議書. ▲決定營造廠. ▲申請建照. ▲營造廠資格預審. ▲委託規劃. 3-3. PH. 門窗玻璃安裝. 中庭鋼構帷幕牆製作. 圖 3-1 設計施工作業流程圖. 3F. 4F. 5F. 6F. 7F. R1F. 施工監理. 地下室裝修. 隔間牆組立. 外構工程. 試車. 整理. 器具安裝. 大廳鋼架施工. 裝修工程. 防水處理. 10 20 30 10 20 30 10 20 30 10 20 30 10 20 30 10 20 30 10 20 30 10 20 30 10 20 30 10 20 3010 20 30 10 20 30 10 20 30 10 20 30 10 20 30 10 20 30 10 20 30 10 20 30 10 20 30 10 20 30 10 20 30. 6. 第三章設計及施工之界面與整合. ▲完工交屋. ▲申請使照. ▲中庭鋼架吊裝 ▲吊車拆除.

(54) 本土化建築工程自動化技術開發個案研究. 3-2. 專案施工組織與角色功能區分工程的進行與完成，除了直接參與工作的現場勞力外，同時必須有. 良好管理團隊，透過合理的組織與管理方法，使現場之生產作業充分發揮其效益。組織為工作進行與管理的基本要件之一，工作團隊須透過有效率的組織方式，賦予明確的職責及工作目標，並界定彼此間相互的關係，才能發揮整體功能，避免疏失。本節中將說明此專案之施工人員組織情形及其關係，並對專案組織中每個角色所負責的工作內容與功能區分加以討論。 3-2.1 專案施工組織組織是將作業相關之人（參與者）、事（職責）及彼此間之作業關係加以有系統之界定。每個專業依其特性及目標需求之差異而產生不同的組織型態與運作方式。本案之施工組織如圖 3-2 所示，由業主、建築師及營造廠形成三角互動關係，其中業主代表之主要職責為定期瞭解工程之進展狀況，確認建築師有關設計變更之內容需求以及工程計價之核准等例行或特殊作業事項，並作為與設計者及施工者之間溝通的橋樑。而建築師在施工過程中之主要權責則為施工監理的工作，主要包括下列事項： 1. 圖說疑義解釋補充－於施工過程中對原有設計圖說內容表達不足或有疑義部分加以補充、解釋或確認。 2. 設計變更及價值工程分析－對於業主需求之改變或實際施工狀況之需要而導致必要之設計變更及其相關成本效益之比較與選擇。 3. 現場施工圖之核准－對於營造廠及其他相關專業廠商所繪製之現場施工圖或加工製造圖內容，確認其是否符合設計原意與規範標準。 4. 建材之選樣與確定－針對營造廠送審之建材樣品、設備型錄等內容，確認其材質、性能、色澤、廠牌等是否符合設計要求與規範標準。 5. 工程進度與品質之督導－於工程進行中確認營造廠之施工進度與品質是否與原計劃相符合。 3-4.

(55) 第三章. 設計及施工之界面與整合. 6. 工程之計價與驗收－於工程進行中確認營造廠之計價內容與品質是否符合，並於完工時驗收整體品質。至於營造廠部分，其工程代表人為施工所主任，其擔負主要之生產、施工與管理責任，並須隨時與業主代表人及建築師密切互動。本案因工程特性，其施工作業人員共分為四組，茲簡述如下： 1. 預鑄組－由於本工程採用大量現場生產之預鑄混凝土組件，包括清水混凝土外牆版、KT 樓版及 U 型薄殼梁等，因此預鑄組件之設計、生產、施工及管理均為本組之主要職責。其精度之控制與生產進度之配合與本工程之進度及品質息息相關。 2. 計劃組－工程進行之順利與否以及確保施工品質之關鍵在於事前的準備作業是否深入與對設計內容之瞭解程度。本案設計圖說內容之檢討、現場施工圖之繪製、施工界面之整合、施工計劃與生產施工方式之檢討、設計變更之對應及價值工程分析等工作均為計劃組之主要職責。 3. 施工組－施工組主要負責現場施工作業之執行與管理，包括人力、機具、材料之調度與管理，進度、成本、品質與施工安全之管理控制，不同工種間之作業協調以及測量放樣等工作。 4. 管理組－主要負責行政作業、文書處理、會計出納等一般性庶務工作。. 3-5.

(56) 本土化建築工程自動化技術開發個案研究. 預鑄組蘇喻哲徐志強羅淑娥. 建築師. 林文彰圖說疑義解釋補充設計變更及 VE 現場施工圖核准建材選樣確認進度品質督導工程計價及驗收. 施工所主任. 生產線管理. 現場施工圖. 計劃組洪國源陳俊豪林淑婉. 主. 蕭朝慶. 施工組. 業. 組件安裝. 施工介面整合施工計劃. [建築] 黃春田高志翰謝朝丞王俊平. 吳新煌. 組件設計組件生產. [設備] 陳文三王志宇. 設計圖說檢討設計變更及 VE 生產施工方式檢討品管計劃. 測量放樣進度控制品質控制成本控制安全衛生管理人工機具調度物料管理工地協調採購發包. 管理組. 行政協調會計出納. 蔡鳳玲蔡琇惠圖 3-2 專案施工組織. 3-6.

(57) 第三章. 設計及施工之界面與整合. 3-2.2 建築師、營造廠、專業廠商間之角色關係建築物價值的塑造以及其生產製造過程中品質之確保，主要是透過設計者與施工者之共同參與。由於建築物之內容非常複雜，投入生產的工種很多，使用的機具材料數量龐大，無論是在工作程序或材料組合上都會產生許多的界面與衝突。這些界面與衝突都必須透過設計者與施工者之密切合作、各司其職，才能有效解決。因此，設計與施工階段主要參與者之角色功能、專業上之表達方式與考慮重點有必要事先加以釐清，才能在工作過程中充分發揮應有的效益。對設計者而言，其最重要的角色即是承接業主的需求，並將其轉化為具體明確的設計圖說內容。透過設計圖說、施工規範與施工說明書為主要媒介，將意念作清晰合理的界定。對營造廠而言，最重要的角色功能為將設計內容轉化為工作程序，並整合相關之工作界面。透過現場施工圖、施工計劃書與施工要領書，事先釐清與消除工作程序與界面可能產生之衝突。對專業協力廠商而言，其最重要的角色功能為確保產品之生產時間與生產品質。透過生產加工製造圖及生產線的安排，有效的發揮生產與施工之精確度與效率。上述之角色關係如表 3-1 所示。表 3-1 建築師、營造廠、專業廠商間之角色關係. 主要角色主要表達方式. 建築師. 營造廠. 專業廠商. 業主需求之承接. 工作程序之轉化. 產品之生產變現. 設計內容之定義. 工作界面之整合. 時間品質之確保. 設計圖說. 現場施工圖. 加工製造圖. 施工規範. 施工計畫書. 生產線安排. 施工說明書. 施工要領書. 現場施作組裝. 考程序性衝突之釐清與消生產及施工之精確與效慮意念表達之清晰合理性重除率點. 3-7.

(58) 本土化建築工程自動化技術開發個案研究. 3-3. 設計施工重疊作業在傳統的工作過程中，業主、設計者及施工者之間無論在工作職責、. 目標、時間及作業關係上都缺少緊密的聯結，而經常處於彼此對立的組織型態。由於欠缺長期的工作關係與互信的基礎，因此很難有機會在工作過程中適時發揮專業上應有的功能，彼此產生良性的回饋，因而無法從根本去有效的解決生產施工上的各種問題，這也是為什麼在台灣現有的環境制度裡很難有良好建築產生的原因。就如同四百公尺接力賽跑，要跑出好的成績必須參與的四個人都要能跑得很快之外，前棒與後棒的接棒方式亦成為重要的關鍵，前棒尚未抵達時後棒就必須開始起跑，以求在交棒時速度能達到最大的慣性。這種概念就是在方案的推動過程中，各種角色的重疊作業關係。因此，影響方案推動整體效益之重要因素乃在於工作初期對於所有參與者之功能職責與工作對應關係的確定，並能及時參與工作，以期在工作過程中發揮最大的功能。整個方案的推動大概可以分成四個階段，如表 3-2 所示。在初期的經營規劃階段，業主應扮演最具關鍵性的角色，包括確立階段性的計劃目標，建立計劃推動組織架構、運作方法及計劃推動時間表，而設計者在這個階段就必須開始參與，根據業主之開發理念與目標，設定合適的基本設計條件與正確的品質定位。同時也必須依據開發目標與品質定位作初步的投資成本評估。當評估結果具體可行時，則進入規劃設計階段，也就是將開發理念與目標具體化的階段。在此階段設計者透過其專業的表達，將業主抽象性的概念轉變成具體的設計圖說。此時施工者也必須開始針對規劃設計之內容檢討構造、生產與施工上各種相關問題與合理化方法，同時對於成本亦必須提出更具體的比較，也就是規劃設計階段的價值工程作業。當規劃設計完成定案，開始進入建築物形體實現之階段，工作執行的主要角色轉移到施工者。施工者根據設計內容與工作條件研擬可行的施工計劃，並進行詳細的估算計價作業，以定出合理精確之預算，然後開始進行工程之施工。此階段設計者之主要任務則是依據圖說與規範進行工程的監理工作。上述之圖表清楚的表達工程的進展階段、參與角色及其作業內容與對應關係。經由這種重疊作業的工作過程，才有機會從根本改善建築產業在設計及生產施工上的巨大落差，共同能解決目前產業所面臨之困境。 3-8.

(59) 設計及施工之界面與整合. 表 3-2 設計施工重疊作業. 第三章. 3-9.

(60) 本土化建築工程自動化技術開發個案研究. 設計及施工圖說之表達範圍與內容. 3-4. 圖說是一種用來溝通表達的基本工具與共通語言。本章第二節曾說明建築師、營造廠與專業廠商之間的角色關係，以及專業上的表達方式與考慮重點，現針對上述三種角色在專業功能上應表達之圖說內容做進一步說明。 3-4.1 設計圖、施工圖、施工計劃圖從角色功能而言，建築師之主要職責是對於設計內容之明確定義，因此隨設計階段的發展，到最後定義最清楚的階段是實施設計階段所繪製之實施設計圖。其表達內容須包括建築物各部位之詳細尺寸、使用材料種類規格標示、各種材料間之界面、組織方式與構造細部尺寸等。其目的是為能正確表達設計者之意匠，並能清楚傳達給施工者以做為轉換成現場施工圖或生產製造圖之依據。至於施工圖（Shop Drawing）乃是為了建築生產與施工所需之圖面，大致可分成兩種，第一種由總承包商（營造廠）所繪製，通常屬於較具整體性與整合性功能之圖面，例如結構體施工圖、磁磚石材分割圖、門窗安裝組立細部圖等。第二種則由各專業廠商依據建築師設計圖內容所繪製生產製作圖（例如門窗製作圖、預鑄組件生產製作圖），再由總承包商將相關部分予以檢討整合。施工計畫圖亦由總承包商所繪製，其目的是為表達預定採取之施工程序與施工方法所需之各種相關資源（人力、機具、材料）之調度與配置情況，亦屬整合性功能之計畫圖。於規模大、內容複雜之建築物，此種計畫圖對於工程管理效率之提升更為重要。表 3-3 為設計圖、施工圖與施工計畫圖之繪製者與表達重點，圖 3-3 則為現場施工圖之繪製流程。. 3-10.

(61) 第三章. 設計及施工之界面與整合. 表 3-3 設計圖、施工圖、施工計劃圖圖別. 繪製者. 實施設計圖建築師 Working Drawing. 表達內容 ■. ■. ■. 總承包商施工圖 Shop Drawing. ■. ■. 專業小包. ■. ■. ■. 施工計劃圖. 總承包商 ■. 施工項目及範圍. 目的：傳達設計者的設計意匠表達內容：材料、材料介面、顏色、尺寸及空間組織由總承包商解讀設計圖之意匠，基於實際施工作業及放樣之需要所繪製的詳細圖 R.C 結構體施工圖、模板加工組立圖、磁磚、石材清水磚及平頂分割圖、門窗安裝圖、鐵捲門安裝圖等依專業小包實際工廠內製作過程所需要而繪製出來的詳細圖稱之（又稱製作圖）製作圖需經過建築師及總承包商審查確認後，方可排進工廠生產鋁、金屬門窗製作圖、鋼骨、帷幕牆製作圖、鋼筋加工圖施工計劃圖是表達為實現設計圖上的建築物所採用的施工方法、施工過程順序及物料機具配置調度的情形於規模大、複雜、重視施工精度、組合化施工技術等施工條件下，其計劃圖必要性更顯重要。. 建築師設計圖精神之掌握. 施工方法及程序界面之處理. 施工細節之考慮. 整地結構體. 精密度現場施工圖之繪製. 外牆裝修. 其他配合工程室內裝修內部校核作業建築師審查. 室外及環境. 交付現場執行. 圖 3-3 現場施工圖之繪製 3-11.

(62) 本土化建築工程自動化技術開發個案研究. 3-4.2 設計及施工圖說之表達範圍與重點設計及施工圖說之表達範圍與重點長久以來一直都是業界上下游間的一種困惑。由於設計者與施工者之專業水準良莠不齊，再加上許多業主無法判斷成本、工作程序與品質之間的關係，以及業界之間因惡性競爭，造成對專業能力之漠視與上下游間互動關係不良，使設計與施工兩者間之專業功能與分際模糊不清。欲瞭解設計與施工之間的工作分際，首先必須先釐清兩者間之正確角色功能，進而才能區別兩者間之工作重點。建築師最主要的角色乃為對設計內容之明確定義，而營造廠最主要的功能則是將建築師之設計內容轉化為工作程序，並釐清相關之工作界面、消除工作過程可能產生的程序性衝突。從上述角色功能之差異性可知，兩者之間的工作內容與範圍應該是互補性的，若營造廠缺乏上述之專業功能，則兩者間之互動就產生缺陷，必然在施工過程造成很多界面問題與程序性衝突，進而嚴重影響倒工程品質與工作之推展。表 3-4、 3-5、3-6、3-7 為在建築各部位中，建築師與營造廠之間對於圖說表達之基本分際。. 3-12.

(63) 第三章. 設計及施工之界面與整合. 表 3-4 設計及施工之圖說表達範圍與重點(一) 建築師基地工程. 營造廠. 確認實際基地範圍與地籍圖尺寸之差異. 基地放樣圖(外圍都市計畫道路高程及重要基地界線尺寸高程關係). 確認基地高程與排水溝渠流向尺寸及設定設計高程與道路高程關係. 鄰近建築物構造物與基地界線尺寸標示. 確認基地現有構造物、公共管線設施、植栽. 道路、人行道舖面、水溝陰井位置高程與建築出入口高程標示. 柱梁座標軸線距尺寸標示. 各層柱梁座標軸線及基準線放樣圖. 柱梁版牆之結構斷面尺寸標示. 各層結構體施工圖. 各樓層高度尺寸標示各式高程斷面變化關係尺寸標示. 基準點及參考點之設定. 》各層柱編號軸向距、斷面尺寸、RC. 牆厚度、位置尺寸標示. 清水模混水模範圍區分. 》各層梁版編號、斷面尺寸、高程標. 結構體高程與裝修完成面高程關係. 》清水模位置範圍及模板分割圖. 門窗開口尺寸標示(垂直面開口). 》各層混凝土澆置範圍》水平及垂直套管位置及尺寸標示. 結. 各項垂直管道開口尺寸標示(水平面開口). 構. 結構之配筋方式及規範. 》水平開口尺寸標示(與牆之關係). 體. 各部位混凝土強度. 》垂直開口尺寸標示(考慮細部收頭. 工. 特殊部位之接合補強方式. 程. 場鑄預鑄範圍區分圖. 預鑄場鑄範圍區分及基本尺寸標示. 預鑄組件分割圖及基本尺寸標示編號. 預鑄組件編號及生產尺寸圖. 預鑄組件接縫細部尺寸標示. 預鑄組件與場鑄部位接合詳圖. 版片特殊部位(如凹凸橫紋或不同材料交界面細部)示意與尺寸標示. 預鑄組件接縫細部詳圖. 預鑄組件配筋圖預鑄組件混凝土強度標示. 示(考慮不同裝修厚度). 》預插筋放樣圖. 方式、安裝尺寸及台度高度). 預鑄組件外模組立製造圖. 預鑄組件配筋圖(含連結與吊裝鐵件) 二次鐵件定位詳圖(含位置及高程) 預鑄組件支撐圖預鑄組件基準放樣圖鋼筋籠製造圖. 3-13.

(64) 本土化建築工程自動化技術開發個案研究. 表 3-5 設計及施工之圖說表達範圍與重點(二) 建築師隔間牆種類及尺寸位置標示各式開口位置及尺寸標示防水處理範圍、處理方式細部及尺寸標示各式隔間牆構造斷面詳圖》版片之材質種類與厚度》骨架之材質厚度及斷面尺寸(立柱橫桿及. 上下槽). 隔間牆工程. 》立柱及水平橫桿之間距》隔音棉種類、厚度、單位重量標示》各式牆轉折、接合之構造方式與尺寸標示. 營造廠隔間牆放樣圖(含放樣基準線及開口位置尺寸、牆種類、厚度及各部分尺寸標示) 輕隔間牆骨架平面圖(標示立柱間距、數量、位置) 輕隔間牆骨架立面圖(標示立柱與橫桿高度、間距、位置、數量及補強鐵件之位置尺寸標示) 輕隔間牆版片分割平、立面圖門窗與隔間牆構造細部尺寸標示. 》與地坪、天花接合之構造方式與尺寸標示. 插座開關之定位與配管路徑以及補強固定鐵件位置尺寸標示(可配合骨架立面圖). 》陽角及陰角之補強及處理方式. 特殊部位之構造收頭細部尺寸標示. 》版片平接處之補強及處理方式. 》配管及開關插頭之固定方式》與. RC 牆、地坪、版頂交接處之填縫處理方式. 》開口、箱體及特殊掛件之補強方式》門窗斷面與隔間牆接合細部及尺寸標示》與踢腳及地坪裝修構造細部及尺寸標示. 外牆裝修工程. 外牆立面、裝修材料範圍界限及基本尺寸標示(含基本座標軸線尺寸標示). 外牆磁磚分割圖(配合座標軸線尺寸). 外牆裝修材料(磁磚)基本貼法指示. 外牆磁磚放樣圖. 外牆石材或斬假石等基本分割尺寸標示. 外牆石材分割圖及放樣圖. 外牆金屬飾板等位置尺寸標示(配合立面) 外牆門窗斷面與內外裝修完成面收頭及尺寸標示. 外牆石材安裝詳圖(吊掛方式及鐵件材質位置尺寸、接縫細部處理方式尺寸). 特殊收頭構造方式及尺寸標示. 外牆石材加工製造圖. 特殊配件及照明器具位置尺寸標示. 外牆門窗及室內外裝修材料構造詳圖 (含止水填漿固定及工作標示) 外牆雨庇金屬飾板等預埋鐵件放樣圖金屬飾板與強面細部收頭尺寸標示 (含金屬飾板材質、厚度、固定方式及安裝尺寸). 3-14.

(65) 第三章. 設計及施工之界面與整合. 表 3-6 設計及施工之圖說表達範圍與重點(三) 建築師內牆裝修工. 內牆裝修材料、高度、範圍標示(含座標軸線尺寸標示) 內牆磁磚選定及基本貼法指示內牆石材分割尺寸與基本貼法指示主要器具、掛件、錶箱等位置、高度、尺寸標示特殊細部收頭構造方式及尺寸標示 (含與平頂、地坪之接頭處理方式). 程. 地坪裝修工程. 平頂裝修工程. 各空間地坪裝修材料類別與界限標示地坪裝修高程與結構體高程標示地坪磁磚選定與基本貼法指示地坪石材基本分割尺寸與貼法指示特殊高程變化與細部收頭之構造斷面與尺寸標示門檻與兩側地坪之裝修細部收頭與尺寸標示各空間平頂裝修材料類別、淨高與範圍標示(含座標軸線尺寸標示) 平頂組成基本單元構造斷面與尺寸標示及整體構成原則指示特殊高程變化及細部收頭之構造斷面與尺寸標示設備端末側配置之定位關係指示(照明、空調、消防等配件) 特殊吊掛與補強方式之考慮與指示平頂內風管及其他重要管線之行走路徑標示(需檢討空間尺寸). 營造廠內牆磁磚分割圖(配合地坪磁磚模矩關係以及門窗關係) 內牆磁磚放樣圖內牆石材版片分割圖內牆石材加工製造圖內牆石材放樣圖內牆相關器具、掛件、錶箱、開關、插座等位置尺寸標示內牆特殊細部構造方式及各項材料界面收頭尺寸標示(含工作尺寸標示) 地坪磁磚分割圖(配合牆面磁磚模矩關係) 洩水坡度及落水頭衛生器具位置標示地坪磁磚放樣圖地坪石材分割圖與加工製造圖地坪石材放樣圖地坪裝修材高程變化及特殊細部構造方式、材料界面收頭尺寸標示其他裝修材之分割圖及尺寸標示平頂單元分割圖及設備配置定位標示(依據材料模矩尺寸) 各部位平頂構造斷面詳圖與尺寸標示結構梁版及套管位置尺寸、平頂內淨空間尺寸與設備配管斷面檢討及尺寸標示特殊吊掛與補強位置標示(含補強方式詳圖) 平頂內設備管線行走路徑尺寸標示(配合設備端末側之配置定位) 平頂端末設備(照明、空調、消防及其他設備) 之定位及尺寸標示高程變化及特殊細部之構造方式與詳細尺寸標示(如燈槽等). 3-15.