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運用BIM整合設計智慧綠建築

  • DigiTimes企劃

中興工程顧問公司 BIM中心建築師 陳清楠

智慧建築的趨勢風起雲湧,不但對ICT產業造成明顯衝擊,對營建產業的影響更是不在話下。每一個智慧建築專案從設計到完工,都遠比傳統建築專案來得更加複雜,也讓以三維圖形為主、物件導向、建築學有關的電腦輔助設計-建築物資訊模型(Building Information Model;BIM)的重要性與日俱增。

BIM的應用效益

中興工程顧問BIM中心建築師陳清楠表示,BIM的定義是基於由IAI (Industry Alliance for Interoperability)組織所提出的AEC/FM領域資訊交換標準IFC(Industry Foundation Classes所建構的資訊模型,可視為「3D實體模型+資料庫+作業流程」的組合架構,可用以精細地描述一個工程建造物。

因此,雖然很多人只是將BIM當做繪圖工具,但陳清楠認為,BIM的應用層次要更高,尤其在整合機電、土木結構等資料交換的設計時,更可看到BIM的應用效益。

BIM的應用效益,主要在於減少浪費,及早實現專案的回報率。陳清楠以中興工程承接專案案例為例指出,BIM如果應用得當,預計可以消除40%預算外變更的因素,縮短80%造價估算的時間,及早發現和解決衝突,進而降低契稅價格10%,而達到專案工期縮短7%的成效。

智慧綠建築趨勢帶動BIM需求

由於建築物從規劃設計到完成,排碳量相當大,而且持續使用時間可能長達30?50年,在當今全球因為地球暖化效應進而引發極端氣候的衝擊下,建築環保議題也隨之發酵,也讓傳統建築設計開始朝向智慧綠建築方向發展,需要整合的營建要素更為複雜,也讓BIM的附加價值得以凸顯。

因為,除了環保議題外,智慧綠建築所涉及的內涵還包括科技、健康及營運。以環保內涵為例,就包括綠化、節能、省水、減廢、節材及監管等;科技內涵則包括控制、偵測、安全、防災、資訊及通信;健康內涵則包括無毒、照明、空調、隔音、照護及水質;營運內涵則包括計畫、資產、維修、效能、資金及組織,智慧綠建築必須能夠整合前述內涵,提供完整的訊息及機能,進而建立一個有效的互動平台。

而BIM在整合智慧綠建築有相當明顯的助益,尤其是功能性要求更高的建築物,如中興工程顧問社新建的研究中心,由於設置許多實驗室,耗電要比一般建築物可能會多3到5倍,節能要求的壓力自然也更高,耐震設計也不同於一般建築物,想要符合智慧綠建築,設計困難度也隨之增加。

但陳清楠指出,透過BIM可以在初步設計階段就可以有深入的溝通與了解,如透過基地夏季太陽輻射熱分析,可以很方便的了解,不同設計所能利用的晝光效果,進而找出最好的解決方案。

而在空間規劃上,由於透過BIM可以馬上呈現視覺效果,並進行綠能效益初步評估,有助於不同單位意見溝通的時效性。而在細部設計時,也可看到許多細節,如可顯示太陽輻射狀況,有助於設計師思考建築物外牆應該如設計,或是控制材料使用,不致於過度浪費,進而有利於施工及竣工的流程。

專案整合模式有利智慧綠建築發展

但即使有BIM的協助,智慧建築的專案交付過程仍有許多問題。陳清楠指出,專案交付過程所發生的問題,主要在於不同的團隊在不同的階段接觸專案,如設計及建造可能就是由不同的分包商負責,分包商除了要跟業主溝通外,分包商彼此往往也需要溝通協調,一旦發現現狀與規劃不相符時,常常需要花很大的心力去修改。

如建築師一方面雖可透過3D透視圖與業主來回溝通,但設計空間機能時,卻可能還要與結構技師不斷討論,同時還得跟機電技師討論技術規範及法令需求,其中最重要的,當然就是要達到業主的需求及想法。

但陳清楠指出,雖然將這些專業想法轉變成專業符號,如變成2D圖就有助於跟現場的營造廠商溝通,但隨著興建時間的增加,參與的業者也會愈來愈多,溝通也變得更加困難,如機電技師的規劃所留下的高度,影響施工的方便度,往往在現場就會發生爭吵。

陳清楠指出,一個好的智慧綠建築,其實就像一個好的智慧手機,不但要能符合業主目標,同時又能蓋出具有美感的建築,唯有在初期設計階段,就得先做好概念設計,透過導入BIM及3D協同作業等,進行節能或綠能等分析,先行做好要件深化設計,提昇設計品質及系統整合,才能成功建構一個好的智慧綠建築。