中 華 大 學 碩士論文
以 BIM 模型資訊在設計階段估算建築工程成 本之實證研究
A Study on Feasibility of BIM-based Costing in Design Stage
系 所 別：營建管理系碩士班
學號姓名：M09916004 郭 宇 芬 指導教授：邱 垂 德 博 士
中 華 民 國 101 年 8 月
i
摘 要
成本控制是建築專案能否成功的關鍵之一。近年來建築資訊模型(Building Information Modeling, BIM)盛行後，應把設計作業時間延長，以便探討更好的 設計方案，但在工程估算實務上，規劃階段的概估、及初步設計階段的粗估，
往往不足以應付替代方案所需的成本資訊，而施工階段的詳細估價又太過繁複 費時沒有效率。美國營建業提出使用元件分類法(UNIFORMAT II )，將專案的 工作項目改用建築的元件來分類，搭配 BIM 工具建置的三維模型，可以在設計 的任何階段，快速地由不同替代方案的模型中提取數量，搭配適當資料庫中的 價格資訊，可以提供不同替代方案所需的成本資料，確實做到價值工程分析；
然，相關工程實務經驗論述尚嫌不足，國內工程界也缺乏使用元件分類來處理 建案資訊的經驗。
本研究以在建中的鋼筋混凝土住宅樓，使用美國 UNIFORMAT II 元件分類 法，將所建置的三維模型加以分類，用本地的工料分析與營建物價資料庫，進 行設計階段的工程估價，再將由 BIM 輸出的元件單價、總價，與該專案委託專 業估價所得的資料進行比對驗證；最後再嚐試模擬基於價值工程提出的兩個不 同替代方案，直接以所建的元件單價資訊，輸出不同替代方案的成本變化，探 討驗證於 BIM 資訊模型應用 UNIFORMAT II 之可行性。
研究成果顯示，以軟體內建的組合代碼欄位，可以迅速將 BIM 模型中的元 件，依照 UNIFORMAT II 的標準進行分類，為了建立元件單價資料庫，至少要 用到第 4 層的次元件；以現有的工料分析資料建立 UNIFORMAT II 第 3 層元件 單價時，不容易用工程會的編碼方式做自動化的連結，需要花費較多的人力建 立元件單價資料庫。在第 3 層元件單價資料庫建立完善的情況下，設計各類替 代方案時，很容易經由元件單價即時獲得不同替代方案的成本資訊，充份做到 設計階段的價值工程分析。國內建築類工料分析資料較不完整，現行資訊分類 編碼方式，在採用 BIM 流程後，應再次檢討是否改用國際標準碼，以提昇單位 造價及分項權重資料之累積速率。
關鍵字：建築資訊模型、元件分類、成本估算、價值工程
ii
ABSTRACT
One of construction projects’ key to success is cost control. Due to the prevalent aid of Building Information Modeling (BIM), time spent on design operation should be extended in order to contract better design proposals. Cost control in practical engineering are often inadequate when rough estimates are drafted out during the planning and preliminary design stages, ultimately failing to meet the requirements of alternatives. Also, attempting to estimate cost after detailed design and/or during the construction phase is often too complicated, time-consuming, and inefficient.
The U.S. construction industry proposes UNIFORMAT II classification, switching conventional project tasks to classified building components. Thus, with the support of BIM 3D models, the quantities of different alternative proposals can be extracted from the model at any given stage of design operation and with the appropriate database, the required cost for all alternatives can be easily evaluated. However, Taiwan lacks relevant engineering experience in using component classification.
In this study, U.S. construction industry’s proposed UNIFORMAT II classification is applied to reinforced concrete residential buildings that are under construction. The unit price and total price will be extracted from the 3D model created with BIM tools and will be compared to the professional valuation of the commissioned project. Finally, two different alternatives will be proposed and the cost information will be extracted from the modified models to support the analysis of value engineering and to investigate the feasibility of applying UNIFORMAT II to BIM.
The research shows that the assembly codes built-in the software can quickly classify BIM model components to the standards of UNIFORMAT II. In order to create a unit price database for the components, the fourth level sub-elements are necessary. When attempting to use existing data to create unit cost for the third level elements of UNIFORMAT II, it is not easy to use an automated link to encode available product cost and thus, more manpower is needed to build the component unit price database. After unit cost database of the third level elements is established, it is quite easy to extract cost information of different design alternatives to support value engineering analysis. Considering lack of cost database, it is suggested to reconsider using the use of international classification and coding of building
iii
information for quick accumulation of database, while advocating the use of BIM in Taiwan.
Keywords: Building information modeling, UNIFORMAT II, Cost estimate, Value Engineering
iv
誌 謝
誌謝對於我來說是一篇論文最後完美的結局，同時也說明著一篇論文從開始，
從前羨慕著別人能寫誌謝，這次，終於輪到我為自己的論文寫誌謝了。2006 年 進入中華大學營建工程學系，2012 年從中華大學營建管理研究所畢業，在新竹 的這六年，中華大學營建系就是家的代名詞，研究所畢業並不是句點，而是另一 個開始。
本論文於撰寫初成，感謝本校鄭紹材博士及台大工程法律及產業發展研究中 心王明德副主任，百忙之中抽空擔任學生碩士論文口試委員；給予學生論文的悉 心指導與精闢建議，使論文更加詳實完備，在此學生致上無限感激。
能順利完成碩士論文，首先要感謝我的恩師 邱垂德博士悉心指導，在研究 所求學的兩年期間，帶領我進入 BIM 的研究領域，並給予支持與栽培，老師對 我來說時而像朋友般談笑，時而像父親般給予支持及意見；不論是在論文研究給 予的指導與建議，或是在處事上責任、態度指點，讓我獲益匪淺；僅此學生致上 最誠摯的感謝。
在論文研究期間，感謝大硯建設公司謝偉文經理、翁偉哲建築師、陳志成主 任、及俐俐姐等全體員工在專業領域上的熱心指導及資料提供，使本論文得以順 利完成，於此學生致上由衷感謝。
研究所期間，感謝學長姐傅貽明、學長林豎程、學長黃士種、學長陳景田、
學長黃文俊、學長吳誌銘傳授研究生應有的應對態度及其責任，感謝本係行政助 理群珮娟姊姊六年來的照顧、感謝雅嵐在教室使用上給予最大權限，感謝本研究 室團隊夥伴蔣玉國、黃懷德、陳泱達在研究期間給予協助與支持，互相勉勵，感 謝同窗好友 NONO、DODO、許峻、煙毒、棕熊、很瞎、叮噹、小樂、阿鋒，學 弟妹小傻、小麵包等不及備載的好友們大家一起學習、一起成長、一起歡笑，一 起學習、一起成長、一起創造美好的回憶，並獻上萬分感謝。
最後感謝父母親於研究過程中的支持與鼓勵，在就學期間供給無匱的生活與 心靈上的支持，在此獻上最誠摯的感謝。
郭宇芬 謹識 民國 101 年 8 月於中華大學
v
目 錄
摘 要... i
ABSTRACT ... ii
誌 謝... iv
目 錄... v
圖目錄... vii
表目錄... ix
第一章緒論... 1
1.1 研究動機... 1
1.2 研究目的... 2
1.3 研究流程與論文架構... 3
第二章 文獻回顧... 5
2.1 建築資訊模型... 5
2.1.1 建築資訊模型的概念... 5
2.1.2 建築資訊模型的起源及發展... 7
2.1.3 BIM 的優點與缺點 ... 12
2.2 建築工程估價... 18
2.2.1 估價的定義與種類... 18
2.2.2 國內的估價方式... 22
2.2.3 國際工程估價... 25
2.2.4 以 BIM 為基礎的估價方式 ... 30
2.3 美國文獻提出的 UNIFORMAT Ⅱ ... 33
2.3.1 UNIFORMAT Ⅱ的起源 ... 33
2.3.2 使用 UNIFORMAT Ⅱ的理由 ... 36
2.3.3UNIFORMAT II 的相關案例 ... 37
2.3.4 Master Format 和 UNIFORMAT II 的差別 ... 41
2.4 公共工程經費估價系統(PCCES) ... 44
2.4.1 PCCES 編碼的起源 ... 44
2.4.2 使用 PCCES 之效益 ... 46
2.4.3 現階段國內使用 PCCES 的情形 ... 46
第三章 研究方法... 50
3.1 方法與流程... 50
3.2 實證個案... 52
3.3 模型建置流程... 56
3.3.1 建置建築模型... 58
3.3.2 結構建築模型... 60
3.3.3 建置機電模型... 62
vi
3.4 提出替代方案... 64
3.4.1 替代方案一... 64
3.4.2 替代方案二... 65
第四章 研究成果... 66
4.1 實證 BIM 模型之元件分類成果 ... 66
4.1.1 軟體內建的元件分類編碼... 66
4.1.2 元件分類實證經驗... 71
4.1.3 元件分類與傳統工項對照... 75
4.2 連結 PCCES 資料庫單價 ... 76
4.3 實證元件分類成果... 78
4.3.1 下部結構... 78
4.3.2 外殼... 83
4.3.3 裝修... 93
4.3.4 服務... 97
4.4 成本資訊與實際案例比對... 108
4.5 價值工程... 110
4.5.1 替代方案一... 110
4.5.2 替代方案二... 112
4.6 小結... 114
第五章結論與建議... 115
5.1 結論... 115
5.2 建議... 117
參考文獻... 118
附錄一 新竹個案總預算表... 121
附錄二 E1557-09 Standard Classification for Building Elements and Related Sitework-UNIFORMAT II ... 130
vii
圖目錄
圖 1. 1 研究流程圖... 4
圖 2. 1 芬蘭赫爾新基科技大學模擬實驗室對 BIM 的定義 ... 8
圖 2. 2 BIM 在建物全生命週期中扮演的整合角色示意圖 ... 11
圖 2. 3 BIM 概念虛擬建構過程 ... 15
圖 2. 4 營建工程傳統流程與專案整合交付(IPD)流程之比較 ... 16
圖 2. 5 工程估價種類 ... 19
圖 2. 6 建築工程生命週期與估價關連圖 ... 20
圖 2. 7 以 BIM 模型為基礎的施工估價與排程流程圖 ... 32
圖 2. 8 B2010 外牆使用 UNIFORMAT II 分類、MASTERFORMAT 分材料 ... 37
圖 2. 9 案例的立面圖、地下室平面圖、一樓平面圖及標準層平面圖 ... 38
圖 2. 10 分類至 UNIFORMAT II 第二層之描述... 39
圖 2. 11 詳細的元件單位、數量、及成本計算 ... 40
圖 2. 12 詳細的現場基地工作費用明細 ... 41
圖 2. 13 各階段施工訊息標準 ... 42
圖 2. 14 國內綱要編碼分類及大綱 ... 45
圖 2. 15Master Format 編碼架構 ... 45
圖 2. 16 公共工程預算編列軟體(PCCES) ... 47
圖 3. 1 研究流程圖... 51
圖 3. 2 地下室平面圖... 53
圖 3. 3 一樓平面圖... 53
圖 3. 4 大硯二宅基地位置... 53
圖 3. 5 一樓腰梁平面圖... 53
圖 3. 6 標準層平面圖... 53
圖 3. 7 東向立面圖、3. 8 西向立面... 54
圖 3. 9 南向立面、圖 3. 10 北向立面... 54
圖 3. 11 模型建置流程圖 ... 57
圖 3. 12 建築模型建置流程... 58
圖 3. 13 建模操作實作照片... 59
圖 3. 14 結構模型建置流程圖... 60
圖 3. 15 結構模型建置實作照片... 61
圖 3. 16 機電模型建置流程圖... 62
圖 3. 17 機電模型建置實作照片... 63
圖 3. 18 替代方案一、修改模型示意圖... 64
圖 3. 19 替代方案二、改變外牆材質示意圖... 65
圖 4. 1 元件性質類型視窗... 67
圖 4. 2 選擇組合代碼示意圖... 67
viii
圖 4. 3 給予組合代碼及組合描述示意圖... 68
圖 4. 4 選擇輸出明細表品類... 69
圖 4. 5 選擇明細表輸出時需要欄位... 69
圖 4. 6 使用「篩選」功能示意圖... 70
圖 4. 7 依組合代碼輸出數量明細表示意圖... 70
圖 4. 8 UNIRMAT II 第二層群組元件分類 ... 71
圖 4. 9 UNIFORMAT II 第三層個別元件分類 ... 73
圖 4. 10 UNIFORMAT II 第四層次元件分類示意圖 ... 74
圖 4. 11 工傳統工項對應的元件分類示意圖 ... 75
圖 4. 12 整理數量明細表示意圖... 76
圖 4. 13 連結公共工程價格資料庫示意圖... 77
圖 4. 14 依 UNIFORMAT II 編碼輸出的符式基礎(A1020600)的各元件組成圖 ... 79
圖 4. 15 依 UNIFORMAT II 編碼輸出的地下室開挖(A1020)的各元件組成圖 ... 80
圖 4. 16 依 UNIFORMAT II 編碼輸出的地下室牆體(A2020100)的元件圖 ... 82
圖 4. 17 依 UNIFORMAT II 編碼輸出的樓板施工(B1010)的各元件組成圖 ... 84
圖 4. 18 依 UNIFORMAT II 編碼輸出的屋頂施工(B1020)的各元件組成圖 ... 86
圖 4. 19 依 UNIFORMAT II 編碼輸出的外殼(B2010)的各元件組成圖 ... 88
圖 4. 20 依 UNIFORMAT II 編碼輸出的外窗(B2020)的元件組成圖 ... 90
圖 4. 21 依 UNIFORMAT II 編碼輸出的外門(B2030)的元件組成圖 ... 91
圖 4. 22 依 UNIFORMAT II 編碼輸出的屋頂披覆(B3010)的元件組成圖 ... 92
圖 4. 23 依 UNIFORMAT II 編碼輸出的隔間(C1010)的元件組成圖 ... 93
圖 4. 24 依 UNIFORMAT II 編碼輸出的內門 (C1020)的元件組成圖 ... 94
圖 4. 25 依 UNIFORMAT II 編碼輸出的樓梯施作 (C2010)的元件組成圖 ... 95
圖 4. 26 UNIFORMAT II 編碼輸出的輸送系統(D1010)的元件組成圖 ... 97
圖 4. 27 UNIFORMAT II 編碼輸出的衛浴設備 (D2010)的元件組成圖 ... 98
圖 4. 28 UNIFORMAT II 編碼輸出的生活用水管 (D2020)的元件組成圖 ... 100
圖 4. 29 UNIFORMAT II 編碼輸出的汙水管 (D2030)的元件組成圖 ... 102
圖 4. 30 UNIFORMAT II 編碼輸出的雨排水(D2040)的元件組成圖 ... 104
圖 4. 31UNIFORMAT II 編碼輸出的照明分支接線(D5050)的元件組成圖 ... 106
圖 4. 32 替代方案一流程示意圖... 110
圖 4. 33 替代方案二流程示意圖... 112
ix
表目錄
表 2. 1 依估價精細程度估價... 19
表 2. 2 各工程階段的估價方法... 22
表 2. 3 傳統式單價分析案例... 23
表 2. 4 綜合式單價分析案例... 24
表 2. 5 UNIFORMAT II 的分類層級 ... 34
表 2. 6 ASTM E1557-09 之建築元件分類表概況 ... 35
表 2. 7 UNIFORMAT II 和 Master Format 的比較 ... 43
表 2. 8 各工程階段的估價方法... 46
表 3. 1 建設辦公室及集合住宅新建工程本案基本資料... 55
表 4. 1 A1020 特殊基礎成本明細 ... 79
表 4. 2 A2010 地下室開挖成本明細 ... 81
表 4. 3 A2020 地下室牆體成本明細 ... 83
表 4. 4 B1010 樓版施工成本明細 ... 85
表 4. 5 B1020 屋頂施工成本明細 ... 87
表 4. 6 B2010 外殼成本明細 ... 89
表 4. 7 B2020 外窗成本明細 ... 90
表 4. 8 B2030 外門成本明細 ... 91
表 4. 9 B3010 屋頂披覆成本明細 ... 92
表 4. 10 C1010 隔間明細成本 ... 93
表 4. 11 C1020 內門成本明細 ... 94
表 4. 12 C2010 樓梯施成本作明細 ... 96
表 4. 13 D1010 升降梯成本明細 ... 97
表 4. 14 D2010 衛浴設備成本明細 ... 99
表 4. 15 D2020 生活用水管成本明細 ... 101
表 4. 16 D2030 汙水管成本明細 ... 103
表 4. 17 D2040 雨水排水管明細成本 ... 105
表 4. 18 D5090 其他電力系統成本明細 ... 107
表 4. 19 本研究以 BIM 軟體模擬的工項與原工程詳細表金額對照表 ... 108
表 4. 20 本研究探討專案之第三層 UNIFORMAT II 元件分類輸出價格表 ... 109
表 4. 21 本研究探討專案之原地下一層設計成本組成分析表... 111
表 4. 22 本研究探討專案之洗石子外牆設計成本組成分析表... 113
1
第一章緒論
本章說明本研究的動機、目的、研究方法、及本論文的架構。
1.1 研究動機
建築專案是否成功的關鍵在於成本控制。而工程估算的核心基礎就是工程數 量搭配單價而成，工程數量是工程估算之始，也是目前估價食物中最繁雜且耗費 人力的工作。前國內營建業在規劃及初步設計階段之工程估算，大都憑藉專業的 估價人員，依據規模相似之工程經驗與資料，進行「粗估」及「概算」而得。而 施工階段的估價，則是由建築師完成細部設計之後，再由工程估價人員根據工程 圖中的建築幾何資訊，以及建築材料資訊，以人工或電腦輔助軟體從圖中「提取」
工程數量(Quantity Takes-Off, 簡稱為 QTO)；此種作業方式，因為自動化程度低，
遇有「設計變更」時，需一再重新計算修改工程數量，作業相當繁複費時沒效率，
常有工程項目漏計或與工程圖說不符合的狀況。近年 BIM 盛行，從模型中提取 數量變得容易，遇設計變更時也能修改模型快速輸出數量，工程資訊變得容易提 取，也因自動化的程度提高而減少許多錯誤。
美國營建業提出使用元件分類法(UNIFORMAT II)，將專案的工作項目改用 建築的原件來分類，搭配 BIM 工具建置的三維模型，可以在設計的任何階段或 設計變更時，快速地由不同替代方案的模型中提取數量，搭配適當資料庫中的價 格資訊，可以提供不同替代方案所需的成本資訊。
但國內相關工程實務經驗論述尚嫌不足，國內工程界也缺乏使用元件分類來 處理建案資訊的經驗，故本研究嘗試使用元建分類法將實際建案的三維模型進行 分類並搭配資料庫單價，探討 BIM 模型使用元建分類估算的效益及衍生的營建 成本估算議題。
2
1.2 研究目的
本研究嘗試以進行中的建築工程案，利用 BIM 軟體建置三維模型，使用美 國 UNIFORMAT II 元件分類法將模型加以分類，確認模型無誤後依元件分類輸 出 BIM 數量，搭配本地營建物價資料庫，進行設計過程中的工程估價，探討驗 證應用 UNIFORMAT II 於 BIM 資訊模型之可行性及可能效益，綜合本研究的目 的有下列五項。
1. 以本土建築工程設計案例，試作 UNIFORMAT II 元件分類，進而探討國內 應用元件分類的可能障礙。
2. 探討所用 BIM 工具搭配 UNIFORMAT II 元件分類的方便性，提出改進意見。
3. 以本土建築工程案例，實證元件分類搭配國內工料分析資料庫的做法，進而 提出資訊流通建議。
4. 以本土建築工程案例，搭配元件分類編碼後的 BIM 模型，實證展示在數量 及成本輸出的可能性，並提出流程改善建議。
5. 以本土建築工程案例，實證搭配元件分類編碼後的 BIM 模型，在設計階段 價值工程分析的實用性。
3
1.3 研究流程與論文架構
本研究的流程圖如圖 1.1 所示，首先第一章確認研究背景與動機、研究目的、
本研究流程與論文架構。確認後進行第二章文獻整理，主要回顧建築資訊模型、
築工程估價、建築元件分類(UNIFORMAT II)、公共工程經費估算系統(PCCES)。
第三章研究方法主要說明方法與流程、實證個案、模型建置流程、提出替代方案。
第四章成果為實證 BIM 模型之元件分類成果、連結 PCCES 資料庫單價、實證元 件分類成果、成本資訊與實際案例比對及價值工程。第五章則是彙整研究成果並 提出結論與建議。
4 研究動機、目
的、範圍
文獻回顧
本研究案例建築圖說資 料蒐集
建立三維建築、結構模 型
與建設公司確認模 型UNIFORMAT II之
正確性
問題或議題整理
NO
輸出元件數量搭配國內 資料庫單價 YES
與傳統估算方式做比對 及探討其效益
結論與建議
第一章 緒論
第二章 文獻回顧
第三章 研究方法與流程
第四章 研究成果
第五章 結論與建議 使用UNIFORMAT II
將模型以元件分類 與建設公司確認模
型之正確性 YES
NO
圖 1. 1 研究流程圖
5
第二章 文獻回顧
本章依建築資訊模型、建築工程估價、美國文獻提出的元件分類及國內工程 會推動的公共工程電腦經費估價系統共四節，整理本論文的文獻依據。
2.1 建築資訊模型
建築資訊模型是近來營建業風行的 IT 科技，本章依建築資訊模型的概念、
建築資訊模型的起源及發展、建築資訊模型的優點與缺點、及建築資訊模型在建 築生命週期之應用整理相關文獻。
2.1.1 建築資訊模型的概念
BIM 支援分散式的團隊架構，在整個建築工程的生命週期裡，讓工作人員、
機具及工作能夠更有效的分享資訊，進而消除資料的多餘、資料的重複輸入、資 料的遺失、或因溝通不良及輾轉傳達所造成的錯誤。
美國國家 BIM 標準(United States National Building Information Modeling Standard)對 BIM 的定義做以下四個層面的解釋[1]：
1. 以數位化方法表達一個設施的物理和功能特性。
2. 一個共享的知識資源。
3. 分享跟這個設施相關的資訊，在設施的整個生命週期中為所有的對策提供可 靠依據的過程。
4. 在建設案件的不同階段中，各參與者經由在資訊模型中嵌入、提取、更新和 修改資訊，以支援與反應各自職責的協同作業。由以上定義的文字內容觀之，
「資訊」是 BIM 真正強調的重心，因此，所建立的三維模型，如不帶有建 築資訊或者資訊不足，就發揮不了應用功能，也就不能歸類到 BIM 的領域 內。
6
建築資訊模型的概念是以 3D Model 為基礎，加上時程而演化出來的 4D Model，此一理論首先由美國史丹佛大學 CIFE (Stanford Center for Integrated Facility Engineering)的 Martin Fischer 於 1996 年所提出。長期研究建築物資訊 模型技術的美國喬治亞理工學院的查爾斯伊士曼(Charles Eastman)教授，自 1970 年以來，即一直在其論述中採用製造業的「產品模型(Product Model)」即 指「資訊模型(Information Model)」的觀點，在"Building Product Models"書中，
即詳細介紹建築物的元件資訊模型組構原理，揭開 Building Information Model (簡稱 BIM)術語概念啟用的先河，認為 BIM 是「為設計與施工而數位化模擬 建築物，讓模型性質與屬性成為工程計畫之紀錄資訊」，強調建築產品也應像 製造業的產品一般，在正式生產之前的產品規劃設計階段，有相當充足嚴謹的
「產品模型」，要像飛機汽車般，先用原型機進行完整的設計測試(Prototyping)，
在仔細規劃後，才上生產線大量生產。2002 年，Autodesk 公司開始使用 Building Information Modeling 來 闡 述 該 公 司 AEC （ Architecture, Engineering, and Construction）相關產品的功能設計理念。國內過去在 BIM 的應用上似乎較侷 限於 3D 型態的展現[1]。
近幾年 4D 電腦輔助設計(Computer Aided Design, CAD)的相關研究漸漸 受到工程界重視，因為它能讓工程管理者從四維視覺化動態圖形模擬中來掌握 決策所需資訊，而有助於增進工程管控之績效[2]。
在工程專案執行的過程中，工程參與者必須由工程圖說、工作項目、時程 等資訊及其他相關的資訊在腦海中重整，勾勒出建物在時間與空間的相互關係，
才得以執行工程專案[3]。
展示整個工程的建造過程。其希望以單一的資料庫，儲存及統整所有與建 築物相關的資料屬性，舉凡建築物中所有構件的幾何形狀、材料廠牌規格、單 價、與專案管理有關的進度時程(亦即每個建築構件預計與實際的施作與完成 日期)都應該詳細的記錄在建築資訊模型當中[4]。利用統一的資料格式儲存，
7
包括的資訊有建物的空間資訊、材料、數量及尺寸等等。利用此資料標準，在 建物的設計階段，即使用 BIM 進行設計，興建中如有變更設計也能即時反應 在此檔案中，維護階段則能得到最完整詳細的建物資訊[5]。
在傳統的工作流程中，設計、建造階段的資料，往往無法完整的保留到維 護階段。例如興建途中可能有多次的變更設計，但此資訊通常不會在完工後妥 善整理，造成維護上的困難。BIM 乃是因應營建工程專案的特殊性所發展出 的理念，BIM 的條件是必須提供一個共享的知識資訊資源，在建築設施的設 計上有著正確的資料，讓建築生命週期的管理得以提早開始進行。BIM 在的 基本前提，就是在建築生命週期的每個階段，都有不同的利益相關者，各階段 設施設計、更新、或建造修改資訊，都在 BIM 模型可以取得，反映了各階段 的產業相關者。BIM 是一個共享的資訊，其成立目的是具有開放性且具有互 相操作的介面。國際 BIM 標準促進了產業需求，也是因為這樣的標準 [6]。
2.1.2 建築資訊模型的起源及發展
建築資訊模型(Building Information Modeling, BIM)已被登錄在網路上的維 基百科中[7]，乃指「在其生命週期間產出並管理建築物資料的過程。通常採用 三維、即時、動態的建物模擬軟體來提昇設計及施工的生產力。此一過程產出包 括建物的幾何尺寸、空間關係、地理資訊、及建築元件的數量和特性等所謂模型。」
美國建築師學會(American Institute of Architects, AIA)將 BIM 定義為：「以模型為 根基且連結至建物資料庫的技術。」在觀念上，BIM 乃指在真實施工前，先在 虛擬空間建成，以便能事先模擬、分析建案潛在的衝突，進而瞭解並解決問題[8]。
綜合彙整可知，最狹窄的 BIM 定義是指「產品」，也就是描述建物模型本身及其 連結的結構化資料庫；最廣的定義則擴大為「系統」，泛指促進工作與溝通的企 業架構，如圖 2.1 所示[9]，原文如下:
8
“Building Information Modelling (BIM) is the process of generating and managing data about the building, during its life cycle. Typically BIM uses three-dimensional, real-time, dynamic building modelling software to increase productivity in the design and construction stages.
The process produces the Building Information Model (also abbreviated BIM), which encompasses building geometry, spatial relationships, geographic information, and quantities and properties of building components
The American Institute of Architects has defined BIM as "a model-based technology linked with a database of project information", and this reflects the general reliance on database technology as the foundation. In the future, structured text documents such as specifications may be able to be searched and linked to regional, national, and international standards.”
圖 2. 1 芬蘭赫爾新基科技大學模擬實驗室對 BIM 的定義 [9]
9
在電腦輔助設計與施工上聲譽卓著的學者 Eastman，自 1970 年以來，即一 直在其論述中採用製造業的「產品模型 (Product Model)」即指「資訊模型 (Information Model)」的觀點，並在其 1999 年的著書中，認定「建築資訊模型 (Building Information Model)」就是「建築產品模型(Building Product Model)」，
強調建築產品也應像製造業的產品一般，在正式生產之前的產品規劃設計階段，
有相當充足嚴謹的「產品模型」，要像飛機汽車般，先用原型機進行完整的設 計測試(Prototyping)，再仔細規劃上生產線大量生產。把 BIM 的模型(Model)加 上「ing」而展現「動態模擬」意義者，則是獲選為美國建築師學會會士(Fellow of AIA)的 Autodesk 公司的策略專家暨建築師 Bernstein，後續再由 Laiserin 宣傳 推廣及進行標準化[7]；當時的主要目的在於促進 Autodesk, Bentley 及 Graphisoft 等軟體大廠之間電子數據交換協作的能力(Interoperability)；依照上述的說法，
第一個 BIM 的實證，是在 1987 年由 Graphisoft 公司發表，用 ArchiCAD 軟體進 行的虛擬建築(Virtual Building)；為了促進不同專業軟體間的協作能力，軟體大 廠間成立「國際協作聯盟(International Alliance of Interoperability, IAI)」(最近更 名為 buildingSMART)，協議以 IFC 及 aecXML 為共通的資料格式，以期能改善 建物電子資料無法交換協作的缺點。
由於美國公部門於 2004 年 8 月發表一篇名為「不當協作造成的美國資產損 失分析(Cost Analysis of Inadequate Interoperability in the U.S. Capital Facilities Industry)」報告，指出每年因不當協作造成的損失高達 158 億美元，而這所謂 不當協作，主要是指 AEC 產業界的破碎片斷特質，也就是規劃設計者不參與施 工、施工者不參與營運維護，且在實務上以紙本文件溝通的低效率商業模式。
buildingSMART 的執行長 Deke Smith 在 2010 年 10 月的簡報中，列出 AEC 產 業的通病如下[8]：
1、建築物的造價太高。
2、建築物的使用維護成本太高。
3、建物設施過度耗能。
4、建物設施過度消耗水資源。
5、在興建過程產生過多廢棄物。
6、業界掌控成本的能力不佳。
10
7、很少按預定的時間完工。
8、過多昂貴且耗時的專案變更。
9、圖說成本高且又錯誤百出。
10、建案契約方常興訴對簿公堂。
11、不斷重覆蒐集資料卻從未將資訊隨建物的生命週期遞交給建物使用人。
12、設計方與施工方之間沒有密切合作。
改善之道，應該就是採用新工具以促進協作，並以 BIM 流程進行。在這份 簡報中，Deke Smith 簡要說明 BIM 在建物全生命週期中扮演的整合角色，如圖 2.2 所示，由圖 2.2 可知 BIM 代表的是\0569 資訊交換的平台，提供專案概念、
知識庫、建案的法規檢討、設計分析、視覺化、模擬、技術規範聯結、採購、
施工管理、竣工設施營運管理、拆除重建等，跨生命週期的各種電腦輔助專業 活動的資訊互通協作，以期提高專案效率。
Deke Smith 也列出採用 BIM 技術改善產業通病積習的 10 項成功要素(Key Success Factor, KSF)[9]：
1、在專案啟動之初就與所有關係人密切合作進行規劃。
2、提早將所有關係人納入並確認各方都有全生命週期的觀點，例如設計時就 應有設施維護人員參與而考慮到未來的維護需求。
3、先建模型，再將資訊建到模型內。
4、資訊可以由繁化簡，很難由簡變繁。
5、建立資料一次，而後不斷地在隨後的生命週期中改善精進這個資料。
6、在產業流程中建立資訊永續，也就是保持資訊的活力及效益。
7、以資訊保證及詮釋資料來建立互信，也就是隨時確認資訊來源及使用人。
8、針對資訊建立契約條款，有好的契約才能確保好的資訊品質。
9、確保資訊保全且又有適當可及性。
10、採用國際標準及雲端儲存以確保長期的可及性。
11
圖 2. 2 BIM 在建物全生命週期中扮演的整合角色示意圖[8]
美國聯邦總務司(General Service Administration, GSA)公部門建築(Public Building Service, PBS)的總建築師辦公室(Office of Chief Architect, OCA)於 2003 年開始進行全國性的 3D-4D-BIM 計畫，輔導超過 35 個建案採用 3D,4D 或是 BIM 技術，經驗成果充份顯示視覺化、密切合作、模擬、及最佳化，在滿足顧 客、設計方、施工方、及計畫本身需求上，所發揮的高效率；GSA 因此而決定 逐步全面採行 3D, 4D, 及 BIM 技術。由 2007 會計年度開始，凡是接受聯邦設 計基金補助的建案，GSA 都要求將空間計畫 BIM 送到 OCA，並由 PBS 委員會 及總建築師審查，GSA 鼓勵所有建案採用成熟的 3D, 4D, 及 BIM 技術，且包括 成立知識社群及發行 BIM 手冊等，有系統地推動公部門採用 BIM 技術。美國 除了聯邦部門推動採用 BIM 技術外，州政府層級至少有威斯康辛州及德州也在 其公部門建案中，規定採用 BIM 技術[7, 8]。
根據 McGraw Hill Construction 在 2009 年 8 月對北美地區上千家 AEC 公司 的網路問卷調查[10]，採用 BIM 技術的公司已接近 50%，在 2007 年時只有 28%，
可見這兩年來 BIM 技術在北美地區的成長相當快；而且這些 BIM 技術採行者，
12
全部都確認 BIM 技術的使用會再增加；這些使用 BIM 技術的公司中約有 63%
認為投資 BIM 帶來正的產值，也就是 BIM 的投資報酬率(Return of Investment, ROI)為正值，但也有 20%認為打平，17%甚至認為不敷成本(ROI 為負值)；深 入分析發現，認為 ROI 為負值的公司大都是剛採行 BIM，對 BIM 技術還不熟 練，一旦累積夠多經驗後，大都轉變成正的 ROI 值，在稱得上是 BIM 專門公 司的族群中，超過 50%認為 ROI 值超過 25%，而只有 5%的公司認為 ROI 為負 值。值得關切的則是專業的建築師及工程師們，反而認為投資在 BIM 的報酬率 是打平或是負值(合佔建築師的 42%，工程師的 54%)，承包商及業主則大都感 受到 BIM 帶來的正收益。也就是說，傳統 AEC 產業的專業技師，可能有不少 百分比會感受到 BIM 的投資報酬率是負值，相當值得注意，因為如果沒有專業 技術人員的支持，BIM 的推動會像是時尚潮流般，熱度過後就消失而無法持續。
針對這種現象，郭榮欽與謝尚賢[11]在推行策略的論述中提到「BIM 將撼動國 內工程文化與制度」，尤其是國內工程界的「模糊空間」文化，可能有無法接 受 BIM 技術流程帶來的資訊透明化的隱憂。也間接驗證了軟體公司在推動 BIM 的初期，以建築師為主要對象時的成效不彰，且產生「業主與承包商從 BIM 中 獲益最大，但設計師卻不能」的謬論；既使是在國外，以往也大都是複雜的建 築設計才採用，且大都是醫院、廠房等私部門建案，直到由美國 GSA 推動後才 風行起來，國內最近也由台北市政府捷運局公開宣示後，開始動起來。
2.1.3 BIM 的優點與缺點
建築(Architecture)、工程(Engineering)、營建(Construction)產業(所謂AEC產 業)一直都是依賴圖文資料溝通的行業，紙本文件若有錯誤或漏失，總是提高成 本、展延工期、甚至到契約各方出現履約爭議而提出仲裁或訴訟。審視有效溝通 所需的(1)溝通意願、(2)相互瞭解、(3)合作精神、及(4)視覺化，四項要素[13]中，
前三項視個人的主觀思維，要靠團隊建設與激勵加強，視覺化則是客觀的技術面，
可以資訊科技補足。
建築資訊模型技術可用於整個建築生命週期，也包括了設施的運營和維護等。
13
藉由 BIM 技術，導入 AEC 產業，可依據[13] [14]整理所得之優點，說明如下。
1. 可在初期充分定義專案
導入 BIM 後，設計者跳過將想法轉為 2D 圖面，直接進行三維模型建立，
且建立模型時，必須將各種元件的資訊，輸入建築資訊模型內，故在設計規 劃的初期，團隊就必須針對專案作完善的規劃。
2. 促進溝通
導入 BIM 後，設計作業變由三維模型呈現，透過三維模型，團隊可方便討 論專案問題，特別對於一些沒受過訓練的人員，直接視覺化檢視三維模型，
更容易瞭解團隊討論成果。
3. 確保一致性
三維模型建置好後，各立面圖及其他資訊也同時完成，當變更設計時，變更 某部位時，圖面及資訊同時變更，確保圖面及資訊之一致性，減少以往發生 變更時，就必須變更大量圖說。
4. 預先發現問題
建築資訊模型可與其他電腦軟體結合，預先進行干涉檢查、碰撞分析，或者 是防災規劃等。可在專案未進入施工階段時，及早發現問題，進行變更，避 免進入施工階段才出現問題，降低變更而增加的費用。
5. 避免人為計算錯誤
建築資訊模型背後擁有眾多參數支撐，完成三維模型後及同時可從軟體本身 的功能提取數量，減低了人為運算錯誤的發生機率。
6. 全生命週期使用
建築資訊模型於各階段皆可運用，前期設計規劃、結構分析等，團隊可運用 模型來進行施工。完工後，也可藉由模型連結資訊系統進行管理作業。如日 後有改建計畫時，也可發揮其效用。
7. 在建設過程中產生出高品質和高準確性的文檔。
8. 增加建築師、工程師和承包商之間的彼此互動，大幅地減少施工週期。
9. 可讓你大量使用不同的元件去類比建造、施工等，也不會增加你虛耗的設計 週期。
10. 可預先瞭解施工及材料的工程造價，去消滅掉不當的浪費。
11. 可改進施工管理。
12. BIM 的服務提供一個同步設計流程和獨特的工作環境，結構，促進合作專
14
案的發展，以及非常詳細的設計過程，使其成為更具成本效益的項目平臺。
13. 在模型創建上，可供選擇的三維軟體越來越多，其造型能力可謂強悍，同時 創建的模型不再只包含幾何資訊，還可添加諸如構造、材料、造價等物理資 訊，使得模型可供統計，並可對建築進行量化，甚至直接支援數字加工。
14. BIM 使三維協同設計成為新的工作方式。以 Revit 為例，其三款軟體基本上 涵蓋了設計所需的各個專業，並通 過網路創建中心檔，使本地檔與中心檔 保持同步，因此各專業可以在同一模型中工作，並通過工作集開放許可權，
使多人同時搭建同一模型，協同使設計差錯減少，設計協調更加容易；再次，
這種工作方式通過網路使越來越多的人可以共同參與一個項目，使建築分工 再次細化。
BIM 有以上種種優點，但隨著建築的複雜性增加，在模型建置上目前存在 問題
1. 三維模型標準問題。甩圖板運動儘管改變了設計工具，但並未改變行業的二 維標準。BIM 的發展也推動行業內部標準的改變，相信制定一個既不限制 創作又可供審核的三維標準才是 BIM 發展所需要的。
2. 資料流程通的問題。Revit 本身的內部功能還不夠完善，也就是說完成 BIM 可能需要幾種軟體，那麼在資料的流通上就會出現問題。如在上海中心專案 中，把 Rhino 模型導入到 Revit 中，曲面資訊會發生丟失現象，而導入的模 型也不能再編輯，沒有完全做到設計的無縫連結。
總之，BIM的發展絕對是行業前進的體現，但並不是設計的全部，目前優勢 和問題同樣存在 [15]。
15
2.1.4 BIM 在建築生命週期之應用
NBIMS (the National Building Information Model Standard Project Committee) 是美國國家建築資訊模型標準專案委員會指出 BIM 定義-BIM 是大廈和它的 相關項目或生命週期資訊的所有物理和功能特性的一個可計算的表示法，且設備 的資訊訊息資源的形成在它的設計開始已經定義了基礎資料，從成立開始形成決 策的可靠基礎設施資訊的共用的知識資源。
美國有這樣的一個統計資料，在一個專案的生命週期裡面，真正用在設計施 工中，以前的成本占到15%左右，另外有80%的成本是用在建好以後後面維護的 50年到100年裡面。我們現在在工程界講的比較多的是工程建築成本，而後期維 護成本是最大的成本。美國營建產業每年花費在建築設施資訊交流和工作流程的 作業上，花費高達158億美元以上，因此美國建築科學研究所(NIBS)推動國際建 築資訊模型國家標準(NBIMS)在營建產業上。
美 國 國 家 標 準 技 術 研 究 院 (National Institute of Standard and Technology-NIST)，針對了 BIM 系統對建築全生命週期應用，對環境能源評估 可 節 約 2~5% 的 建 設 能 源 耗 損 ， 研 究 用 BIM 概 念 實 現 虛 擬 建 構 (Virtual construction)在整體基礎建設過程的成本與品質監控，以及推動後續建築生命週 期的延續，如圖2.3所示[6]。
圖 2. 3 BIM 概念虛擬建構過程[6]
16
由於營建工程多重專業的複雜特性，這種「分工建模、協作設計、整合分 析」的所謂「BIM 流程」，很有可能為營建產業帶來革命性的改變，這種制度 性的變革，根據美國建築師協會(American Institute of Architects, 簡稱為 AIA) 的文件[16]，就是所謂專案整合交付(Integrated Project Delivery, 簡稱為 IPD)，
與傳統的設計/發包/施工(Design, Bid, and Build, 簡稱為 DBB)比較如圖 2.4 所示。
AIA 的文件說明中，指出 IPD 與 DBB 最大的不同是施工廠商提早進入參與設 計，也就是在概念形成進入要件設計(Criteria Design)階段，除了建築師外，業 主要在這個階段請參與的總包商、結構技師、土木工程師、及其它專業分包商，
例如機水電分包商、景觀工程分包商等，一起針對各種不同的方案進行設計與 分析，共同以「對專案最佳」的觀念團結合作；在這個階段中應用 BIM 技術的
「分工建模、協作設計、整合分析」可以促進有效溝通，反覆執行不同替代方 案的有效模擬分析，這個階段的產出是專案範圍及預算，並且初估工期(即構成 專案的要件)，且由業主簽核。
圖 2. 4 營建工程傳統流程與專案整合交付(IPD)流程之比較[17,18]
基於業主簽核的專案要件(範圍、預算、及工期)，如圖 2.7 所示，專案團隊 即進入細部設計階段(Detailed Design)，各不同專業人員，以共同的目標，各自 以其專業發展精煉而成細部設計，並再次整合確認整個營建專案的細節。此後，
進入執行文件準備階段(Implementation Documents)，實際上就是研擬專案執行 計畫，也就是團隊共同聚焦在「如何執行」來擬定的施工計畫；由於是共同擬 訂，且以溝通良好的 BIM 工具進行，這種計畫將有獨特性、動態性、彈性、時
17
效性、及主導性；施工計畫完成後即可針對需要外購的部份進行採購(Buyout)，
圖 2-7 中可以看到採購可以提早進行，機關送審部份(Agency)，也因設計的完 整性，可以在適當的設計期間就執行。採用 IPD 的專案到了施工部份，就能充 份瞭解前面團隊合作的成效，由於以整合的模型為基礎，施工時很可能可以做 到「對的人在對的時間做正確的事」，施工現場也按計畫演變，不必有過多的 管理需求，很少提出資訊需求(RFI)，有可能做到精實營建(Lean Construction)。
最後竣工時，不必花時間繪製竣工圖，只要將更新過的三維模型交給業主，以 為日後設施管理所用。IPD 的理念認為團隊合作關係允許錯誤發生，才能鼓勵 成員盡其所能，但若有遭訴的可能，則執行的個人難免為防禦心中的恐懼而不 能盡情發揮；故在良好的 IPD 專案，應在多方契約內明訂「除了詐欺等犯罪行 為外，契約各方間不得提出爭議訴訟」的條款，確保團隊的夥伴關係，共同分 享專案效益，共同承擔專案風險[18]。
BIM 不只是 3D 繪圖工具，軟體的學習門檻較高，又需要有豐富的工程實 務經驗來搭配，在各種專業軟體的協同作業方面，也確實存有整合不易的問題，
有待專業的軟體供應商協助解決。但是，在沒有充足的市場需求之前，軟體開 發商不易提供完備的工具，而沒有完備的軟體工具，不易展現 BIM 整合流程的 效益，就又很難擴充應用 BIM 的市場，因此而停滯在所謂「到底該先有雞?還 是先有蛋?」的假議題中循環虛耗，使得將成熟的 BIM 工具應用在實際的專案 中驗證 BIM 流程績效，成為嚐試提昇 AEC 產業生產力的重要一環。
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2.2 建築工程估價
本節將做建築工程估價之整理，依估價的定義與種類、國內的估價方式、國 際工程估價、及以 BIM 為基礎的估價方式，共小 4 節。
2.2.1 估價的定義與種類
(一) 估價定義
建築工程估價定義：「依建築生命週期各階段估價之需求差異，透過適當 有效之分析技術，嘗試推估該階段工程可能之工程費用，藉以作為工程推動過程 成本控制之依據，稱之。」 估價一詞從字面解釋即是推測價格之意，所以面對 的情境不同，相對預估的價格也會有所差異。若依工程生命週期區分，可將建築 工程生命週期分為規劃、設計、投標、施工及驗收等五大階段。由於各階段估價 的主軸不盡相同，所以估價結果亦會有所差異。至於估價結果會產生差異的原因，
包含估價資訊正確性、估價急迫性、工程成本及利潤取捨、工料價格波動、工程 變更或計算錯誤等因素所影響[19]。
當業主（買方）欲取得某一標的物時，便會透過相關資訊嘗試取得適當合理 之標的物價格，此時便已構成估價的事實。而此估價事實常由承包商（賣方）提 出，至於能否完成交易，在於買賣雙方競合過程之取捨，而此取捨在於買方預算 及賣方利潤之對價關係；惟業主必須瞭解不合理的工程價格，並不存在對價的工 程品質。
(二) 估價的種類
估價依精細程度及工程生命週期等構面的不同，估價種類也會有所不同，
說明如下。
1. 依估價精細程度
由於受限於估價資訊確定性、時間緊迫性及估價目的需求等差異，若依二分 法可將估價分為概算估價及明細估價兩種，說明如表 2.1、圖 2.5 所示。
19
表 2. 1 依估價精細程度估價
種類 說明 適用時機與情境 價格誤差
概算估價 ( 又 稱 概 略 估價)
由於概算估價過程，沒有針對建築 物細目詳列價格，而單純以過去的 數據、經驗或草圖，即進行建築物 之價格估算，由於估價過程考慮之 細節，並不周全；因此，估算結果 可能與實際結果產生較大的落差。
此外，概算估價可依估價過程資訊 提供多寡，又可分為粗估（資訊掌 握少）及概估（資訊掌握多）兩種。
相關概算估價分類方式
1. 適用時機：預算編列、時間 緊迫及建築物狀況不明確。
2. .適用情境：規劃階段、初步 設計階段、投標階段（時間 有限）。
±15-30%。
明細估價 ( 又 稱 詳 細 估價)
由於詳細估價過程乃依據既有之工 程圖說、工程標單及工程現況，逐 一細列出工程數量及價格，所以此 種估算結果應與實際狀況接近；惟 應注意估價依據之數量，係指設計 圖說、施工計畫或實際完成之估算 結果。由於數量估算情境不同，相 對估價結果亦會產生差異。
1. 適用時機：底價編列、工程 執行、時間充裕及及建築物 狀況明確。
2. 適用情境：完整設計階段、
投標階段（時間充裕）、施 工階段、工程成本控管、估 驗階段。
±0-5%。
工 程 估 價 種 類
概算估價
明細估價
統計實績法
主項基礎法
推理旁正法
單位基準法 比例基準法 主要材料法 主要工程法
推理法 旁證法
設計階段估價 投標階段估計法
施工階段估價 驗收階段估價 圖 2. 5 工程估價種類(依精細程度區分)
20
2. 依工程生命週期
由下圖顯示建築工程生命週期各階段之估價，會受限於估價資訊的確定性及 估價情境需求之限制，使各階段估價計算結果產生一定程度落差，然儘管各階段 的估價使命不同，惟分析之屬性，仍屬概算估價或詳細估價，如圖 2.6 所示。
估價時機 資訊完整性 估價屬性
規劃階段估價 不完整 概算估價
設計階段估價 完整(設計) 概算估價
詳細估價
投標階段估價 完整(設計) 概算估價
詳細估價
施工估價估價 完整(施工) 詳細估價
驗收階段估價 完整(實做實算) 詳細估價
圖 2. 6 建築工程生命週期與估價關連圖
1. 規劃階段估價：又稱預算估價，此階段以概算估價為主。由於規劃階段建築 標的物之設計結果尚未完善，所以僅能依據業主之需求，由以往估價數據、
經驗或草圖等參考資訊，概略推估可能之建築成本，以作為預算擬定之用。
2. 設計階段估價：又稱底價估價，此階段可分初步設計及完整設計；其中，初 步設計以概算估價為主，完整設計以詳細估價為主。其中，完整設計之估價，
可做為未來業主發包過程底價擬定之基礎。由於設計階段其相關圖說及規範 已確定，所以估價結果可作為工程執行之用，只需加入適當工程利潤及稅捐，
便可作為工程發包底價之參考依據。
3. 投標階段估價：又稱投標估價，此階段以概算估價或詳細估價為主。一般工
21
程在完成設計後，會以公開或邀請方式，請營造廠商參與工程競標，相關營 造廠商會依據自身掌控資源的能力及業主需求，計算可行之工程報價；惟受 限招標期限、工程發包模式及估價人力之限制，使投標階段之估價作業，多 數僅能針對工程標單內之工程項目及數量，計算可能得標之單價，無法對設 計圖說內之數量進行詳細檢核，所以多數投標估價無法作為施工經費執行之 依據。
4. 施工階段估價：又稱施工估價，此階段以詳細估價為主。由於工程投標階段 數量計算之依據，屬於設計數量，其計算過程並無考量施工過程產生之相關 耗損，所以承包商取得工程承攬權後，會依據施工方法及可能產生之耗損及 施工程序，計算可能發生之實際施工數量，藉以作為施工成本控制之用。
5. 驗收階段估價：又稱期別估價或估驗，此階段以詳細估價為主。由於施工估 價數量計算過程依循之數據，係以施工過程實際發生數量為依歸，且其實際 數量除包含設計數量外，還包含計算遺漏數量及損耗數量，若設計數量無誤 時，估驗大多不會給付損耗數量之差值，除非設計數量計算過程有誤（標單 數量低於施工數量 10%以上），才有可能進行數量差額補貼。所以期別估價目 前仍以實做實算來計算數量，惟施工數量僅能較標單數量少（由總價扣除）， 不能多（除非數量計算錯誤）[19]。
(一) 工程估價各階段之需求
工程估價基於各工程專案的需求及時間的不同，以及資訊的完整性如規劃設 計、施工建材、圖說、規範等，依其詳細程度可將估價類型分為規劃階段的粗略 估價、初步設計階段的概略估價、圖說規範完整的明細估價等三個階段，如表 2.2[20]。
22
表 2. 2 各工程階段的估價方法[20]
估價階段 估價方式 使用方式 問題點 精確度
粗略估價
經驗估算
依賴經驗豐富的專家，以本身的工 程經驗，主觀地推估，工程成本。
經驗與主觀評斷基準的差 異，造成成本之準確性難以 判定。
±25%
成本指標 以歷史案例，藉類比方式對時間空
間之差異進行調整。
僅根據簡化之因子對造價 作線性調整。
成本容量 反映容量之差異，修正歷史案例之
成本，以反映所需。
概略估價
單位面積法 利用完成專案所建立之單位面積造
價承上專案建築物總面積。
根 據 相 似 專 案 作 造 價 推 估，專案之相似程度明顯影 響推估造價之可信度。
±15%
單位體積法 與單位面積相似，僅改以完成專案
單位體積造價計算。
參數估價法
利用過去工程經驗，以歸納法則統 計出各類建物所需之各項費用，藉 類比法預測專案造價。
歷史案例數據之歸納、分 析，將直接影響估算準確 性。
因素估價法
以具代表性之工程項目，參考完成 專案皂價，由該項目佔總工程之比 例反推其它工程項目造價，進而求 的總價。
案例相似程度、指標工程相 目能否表現專案特性，直接 影響估算準確性。
明細估價 單價分析法 根據設計圖說、施工規範詳細進行
工料估算求得造價。
須具詳細之設計圖說與施
工規範。 ±5%
2.2.2 國內的估價方式
國內的估價方式分為傳統式單價分析與綜合式單價分析之優缺點[21]。
(一) 傳統式單價分析，如表 2.3 所示。
23
表 2. 3 傳統式單價分析案例[21]
項次 細目編碼 項目及說明 單位 工料數量 備註
最低 最高 普通 226 0245752A11 預力混凝土基樁，D400mm，B
種，L=10m，(打樁，含空打)
Ｍ １０ 種類依設計圖
M0245752A0C 產 品 ， 預 力 混 凝 土 基 樁 ， D=400mm，B 種，L=10m
支 1 #
E000000H1001 打樁機械，(錘重，2.0~2.9t) 時 0.6 0.9 0.75 #；愈大孤時活岩 石層時，應酌量 增加工作時數 E000008b10001 移動式起重機，10~19t 時 0.6 0.9 0.75
L000004000011 領班，土木工程 時 0.6 0.9 0.75 # L0000051000C1 操作手，打樁設備 時 0.6 0.9 0.75 # L000005100041 操作手，移動式起重機 時 0.6 0.9 0.75 #
L000005F00001 打樁工 時 0.6 0.9 0.75
L000006100001 小工 時 1.8 2.7 2.25
02457500A4 預力混泥土基樁，D=400mm，
庄頭處理(含無收縮混凝土、鋼 筋、吊模及與基礎之接樁處裡)
式 1 #；必要時編列接
樁費
W0127110004 零星工料 式 1
合計 M 10
計 M 1
1. 優點:
(1) 以某種工程項目按其單位分析所需工料數量，乘以各細目之參考單價 則得該項單價，易為ㄧ般人所接受。
(2) 有例可援，按既成之格式作業，不避耗用太多時間思考。
(3) 適用於較單純或數量較小之工程。
2. 缺點:
(1) 受傳統格式之影響，由於各工程現場實際情況不同，所考慮之因素不 能顧及周全，因而易漏列細目或大項。
(2) 無法通盤考慮重大工程項目所需之工作時間。
24
(3) 相關工程項目之進行，其施工程序及如何確實配合不易了解。
(4) 數量較大之工程，無法考慮按工作組(Working Shift)施工之合理條件，
較易漏列單價分析細目，尤以道路工程為甚。
(二) 綜合式單價分析
綜合式單價分析是將已知的施工方式、材料、人工費用、機具費用配合工期 得出個別費用，再加以計算平均單價，舉例如表 2.4[21]。
表 2. 4 綜合式單價分析案例[21]
預鑄預力基樁打樁
已知條件 1. L=10m，ψ=40cm 預力預鑄基樁 160 根。
2. 採用錘重 2500kg 之打樁機配合 10~19t 吊車工作。
3. 依據以往工地經驗，平均每天打設 6 至 10 根基樁(以 8 根分析)。
4. 工期:160/8=20 工作天
施工機械費用 1. 打樁機，錘重 2500kg 8h*560 元/h=4480 元 2. 吊車，10~19t 8h*1350 元/h=10800 元 3. 合計=15280 元/日
人工費用 1. 領班 1*2600 元/天=2600
2. 打樁機操作工 1*2400 元/天=2400 元 3. 吊車操作工 1*2400 元/天=2400 元 4. 技工 2*2240 元/天=4480 元 5. 小工 2*1600 元/天=3200 元 6. 合計=15080 元/組日
平均單價 {(15280*20)+(15080*20)}/1600m=380 元/m
1. 優點:
(1) 能將某種工程項目所需之人工、機具、產品(材料)按照現場實際情況，
分別予以周全考慮。
(2) 能了解單價工程所需之作業時間。
(3) 較易與其他項目合併考慮如何配合施工，及預估所需時間。
(4) 能充分了解作業型態，併案合理作業方式推斷所需工作之天數。
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(5) 適合工地較複雜及數量較大之工程項目引用。其編製單價分析較切合實 際，不致有甚大出入。
2. 缺點:
(1) 估價人員必須了解正確施工方法及選用是當之施工機具，若判斷錯誤，
易使所分析之單價不切實際。
(2) 數量較小之工程項目，若採用綜合式單價分析法編列單價，其成效不大。
3. 綜合式單價分析受雨天影響之說明
(1) 僅滾壓壓實受雨天影響較大，陰雨天而無法工作，人工待命功率需乘 1.5 倍，施工機具每月 2000/12=167 小時(約 21 天)計算，故不必乘 1.5 倍。
(2) 其他開挖運輸等工作受氣候影響較小，配合工作需考慮部分之等待工時 之工率工資即可。
2.2.3 國際工程估價
工程估價是預算編列的基礎準則，預算編列則是成本控制的執行計畫，營建 工程之工程估價有三個目的：
1. 提供營建工程有系統地分析方法和程序，並建立控制成本的參考依據。
2. 提供業主或承包商作為資金進出及財務調度之參考依據。
3. 提供未來財務預測及趨勢發展，提早給予業主或承商準備應變之參考。
本節將針對於英國、美國、日本及大陸地區之工程估價方式進行回顧分析。
（一） 英國工程估價方式
英國之工程造價管理，體系相當完整且歷史悠久。在英國體系下，政府制定 一套統一之工程量規則，並且定期公佈各種價格指數，但並非套用統一之標準數 值來進行計價。而是依據規則計算工程量，然後參考公開資訊價格及市價，經由 自由報價和競爭之方式完成所謂之工程造價[22]。
1. 工程造價的構成：一般分為房屋項目和工業項目兩大類，其內容主要有直接 費、傢俱、固定裝置和設備費、土地購置或租賃費、土地附著物拆除費、現
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場準備費、職業費用、財務費、法定費及其他廣告費用等構成。工業項目則 由現場費用、工法加工裝置費、輔助裝置和設備費用、建築安裝費(類似於 一般房屋項目)、管理費用等構成[23]。
2. 計價模式：英國的計價模式可概述如下：
(1) 統一的工程量計算規則。1992 年英國首次制定了一套工程量計算規則，
現名為建築工程量標準計算方法(SMM)，詳定了項目的劃分、計量單位 元、以及工程量計算規則[24][25]。其具有法定性，但沒有統一計價標 準或定額。價格是參照政府和各類顧問咨詢機構所發佈的造價指數來自 由報價、合約定價[23]。
(2) 藉由專業的顧問咨詢機構以及以英國皇家測量師學會會員為核心的資 深工料測量師(Quantity Surveyor)，來為業主和承包商提供造價估算、價 格參數、以及工程全生命週期之顧問咨詢服務[24][25]。
(3) 利用嚴格的法律體系來規範市場行為，並對政府和私人投資實施分類管 理。關於政府的專案，實施公開招標、並對工程結算、承包商資格實施 系統管理。而在私人專案的部分，則採取較為開放的不干預政策[24]。
(4) 具體使用通用的的合約文本，工程事項皆按合約之規定實行[24]。
（二） 美國工程估價方式
美國所採用的計價模式是典型的市場價格機制[24]，其將工程造價及工程管 理全權委託顧問咨詢公司來負責。美國的各州政府也會有制定的價格指數，但只 適用於政府所投資專案，所以受委託的顧問公司可以根據自己的經驗來制定計價 的標準，無需強制遵守政府頒布的價格指數[22]。如Reed Construction Data公司 的RSMeans便是工程估價中常用的一個估價資料，其主要應用在三種估價方式 [26]：
1. 平方英尺和立方英尺估價法：適用於計畫準備初始階段以及分析確立預算參 數時使用。如：MEANS 平方英尺單位成本手冊中，便對民居項目列舉了4 個 等級、7 種建築類型的平方英尺成本。成本內容按不同的外牆材料及建築面
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積來排列。
2. 部位單價法估價：適用於專案計畫階段以做為預算工具使用。其根據CSI協會 的12 個組成單元，把建築物分成幾個主要的部分，然後計算各組成部分之價 格，加上一定的毛利後便得出完整的造價。是根據具有類似特徵的建築物樣 本，從中取定相同部位單價表中之成本單價，進一步與專案之工程相互結合 計算而成的一個完整結構成本。
3. 單價估價：單價估價是按照標準格式的劃分來進行的，因此也將耗費最多的 時間來完成。估價師必須依據詳細的工程圖和說明書，按照標準格式的分項，
詳細計算工程量，進一步套用成本數據庫中的單價，以計算每個項目價格，
加上承包管理費後，用城市成本系數或地區因數將價格調整為當地價格後得 出估價之結果。
而目前美國之估價方式概況如下[23]：
1. 工程造價的構成：包括人工費、材料費、機械費、分包費、設計費、環境評 估費、土地購置費、拆遷費、安置費、地質土地測試費、上下水、暖氣、電 接管費、場地平整綠化費、估算費、監督費、執照費、保險費、保証金、意 外準備及稅金。
2. 工程造價計價依據：並沒有一定的依據和標準，只針對於各級政府所負責的 政府投資工程，制定計價的標準。而其他非政府投資工程則由造價仲介機構 提供計價的依據，並根據當地經濟條件變化及時加以調整。
3. 工程造價計價：可分為造價估算與工程預算二個部分，在造價估算方面，是 與工程設計直接有關的工程自身造價費用，其內容包括了設備、工人、材料、
機械使用、勘察設計費用等；而在工程預算方面，則是業主所掌握的費用，
包括場地使用、生產準備、執照、保險和資金籌措費用等。另外，工程總價 尚須納入一定的管理費和利潤，一般都是按工程造價的10％左右加以計算。
並且工程造價的定價方式是通過一定的市場交易行為，並交由承發包雙方來
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議定。
（三） 日本工程估價方式
日本的建設工程計價有其統一的工程量計算規劃和計價的基礎定額。採用量 價分離的方式，政府只管控實物量的消耗，而價格部分則由顧問咨詢公司來 加以收集並追蹤管理，政府並不會干預私人投資專案的價格[26]。計價的依 據在日本，是由建設省統一組織或經由建設省統一委託編制並發佈有關公共 建築工程的計價依據。建設省負責編制計價依據的目的有二[22]，一是為了 加強施工的管理，促進建設業發展和科技的進步；二是為了科學上合理規範 所建立市場定價的行為。並且所編制的成果，一方面可做為業主編制標底確 定造價的依據，另一方面也是承包方投標報價的參考標準。由於報價是否接 近或低於標底是決定能夠得標的關鍵因素，因此發包方編制標底、投標方報 價，必須有一個可供雙方共同參考的計價標準，以減少不必要的重複動作。
而日本建設省官房廳營繕部負責統一組織編制，並發佈計價依據以確定公共 建築、政府辦公樓、體育設施、學校、醫院、公寓等造價，且對之實行全生 命週期的直接管理。
1. 日本工程造價的構成：為使承發包雙方能有一個統一的、科學的工程計價標 準，日本建設省發布了一整套工程計算基準，如：建築工程計算基準、土木 工程計算基準⋯等，以做為一個統一的遵行準則[24]。其造價的構成一般由管 理費(包括營業利潤)、工程成本［純工程費(直接工程費、綜合臨時設施費)、
現場經費兩項］根據不同部位、工種、部分、要素等劃分，內容十分具體[23]。
2. 工程造價的計價依據：屬於一種量價分離的制度。量是公開的，而價則是保 密的[24]。其利用統一的、科學的工程計價標準，對預算的原則、人工材料 的消耗及工程量計算規劃等，都作了統一的規定和說明。其中政府工程由各 級政府掌握人工、機械、材料單價；非政府工程則由“建設物價調查會＂、“經 濟調查會＂出版的《建設物價》和《積累材料》提供工程造價數據作為計價
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參考依據[23]。
3. 工程造價計價：政府會對於公部門所投資的工程專案加以實施全生命週期的 管理。為了將造價嚴格地控制在所通過的投資金額內，各級政府都掌握有自 己的人工、機具、以及材料之單價，亦或是利用所出版的物價指數來編制內 部掌握的工程複合單價。另外在私人投資方面，政府則會透過對於建築市場 的管理，用招投標辦法來加以管控。大體來說，政府對於一項工程專案只審 查其設計，並控制工程的規模，對於標底方面則不加以審查[23][24]。
（四） 大陸地區工程估價方式
大陸地區所採用的計價模式，是社會主義計畫式經濟體制下的一種計畫 再分配的方式，它的形式可概括為[23]：直接費、間接費、計畫利潤(法定利 潤)和稅金構成建安工程費用等，其基本源於原蘇聯社會主義國家的計價模 式。此計價模式，必須先根據各類工程預算定額來計算出工程直接費，再以 定額直接費(或定額人工費)為基礎來計算其餘的費用。計算的方式是以定額 直接費(或定額人工費)為基礎，分別乘以間接費費率、計畫利潤費率、以及 稅率等，以得出其餘的費用[24][25]][27]。而大陸政府對於不同的工程項目 類型有不同的間接費費率、計畫利潤費率、以及稅率的規定。計算時須比照 政府的費率規定，通常是投資額越大，費率則越大。也就是說，工程造價等 於施工企業在該項工程中的成本消耗加上一定的利潤和上繳的稅金[28][29]。
其特點主要是：
1. 工程造價計價的自身特點是單件性計價、多次性計價、按工程構成的分部組 合計價[22][23]。
2. 具有法定性和強制性[22][23]。相同的工程對於不同的企業而言，其定額直接 費相同，不得隨意改變；其次，政府是工程計價的主體，開發商和承包商則 處於從屬地位。所以工程預算定額是具有其法定性以及強制性的。在確定工 程造價時，開發商和承包商只能按照政府詳細規定取費標準來加以計算，不
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得自主定價。
3. 相同性、計畫性[22][23]。對同一類別的工程項目，其定額直接費(或定額人 工費)、間接費費率、計畫利潤率和稅率均是相同的。因而，同一項工程，雖 然由不同的施工企業來建造，然其工程的造價在理論上應該是相同的。因此，
就目前而言，由於工程預算定額具有法定性和強制性，並且取費標準也有明 確的規定，由此，我們可以瞭解，在此制度下所產生之建築產品定價，仍是 計畫定價的方法，市場幾乎發揮不了作用。
2.2.4 以 BIM 為基礎的估價方式
美 國 國 家 標 準 與 科 技 研 究 院 (NIST) 委 託 RTI International 與 Logistic Management Institute 對營建業效率之研究顯示，若從建物生命週期而言，提供建 築管理資訊與標準作業，每年將可節省美金 158 億元費用。BIM (Building Information Modeling) 是目前主流設計軟體必備功能，3D 模型佔有非常重要之 評估輔助功能。傳統設計方法採用實體模型評估，現今設計者喜用數位化設計工 具，兩者皆有其長處與必要性。設計規劃內容常常變更，若能藉由建立 2D 空間 面積、資產數量與 3D 模型隨時掌控工程預算與內容範疇，定可維持高品質設計 內容[30]。目前可採行的三種 模型估價法[31]
1. 從所建模型輸出數量後(Excel 格式)，再輸入現有專業估價軟件進行估價。大 都需特定的 Excel 試算表並且在建模時注意搭配。
2. 透過第三方中介軟件，直接連結 BIM 工具進行估價。大都以群組物件考慮 工料且搭配單價資料庫如 R.S. Means 進行詳細估價。(Sage Timberline via Innovaya, Vico Estimator, U.S. Cost 等)
3. 採用專業 BIM 數量提取軟件，直接讀取 BIM 模型資訊後，自動輸出數量後 估價。如 Autodesk QTO, Exactal CostX, Innovaya, Vico Takeoff Manager 元件
