[營建知訊轉載] 2017年BIM技術優良獎 康仕仲、吳宗翰 (2018.02)

康仕仲  國立臺灣大學 土木工程學系 教授
        　  臺大土木工程學系BIM中心  副主任
吳宗翰  國立臺灣大學土木工程學系  博士候選人
 
 
　土木水利學會每兩年舉辦一次的BIM技術優良獎評選，自2011年起設置到2017年為止，已歷經過四屆的評選，在第四屆，也就是2017年的BIM技術優良獎評選中，共有9件申請工程案報名，其中有6件通過了於2017年8月2日舉行的初評，入圍複評決選；接著再經過2017年9月21日舉行的複評決選，進行激烈的現場簡報及詢答後，最後評選出3件申請工程案獲得入圍獎，以及3件申請工程案獲得優勝獎。
　本文將介紹此3件獲得優勝獎的工程案，分別是（依報名次序）：信義 B7 住商大樓新建工程（大陸工程股份有限公司）；「臺灣桃園國際機場第三航站區」委託設計及監造技術服務（台灣世曦工程顧問股份有限公司）；以及樹林區北84鄉道拓寬工程（柑城橋拓寬及其引道改建工程）委託規劃、設計及監造技術服務（林同棪工程顧問股份有限公司）。
 
施工階段導入BIM 提升效率及品質
【信義 B7 住商大樓新建工程】
　大陸工程股份有限公司的獲獎作品，突顯了建築工程生命週期內，細膩的整合與BIM的使用。工程位於台北市信義區信義路五段，為地上31層地下4層，結構型式為鋼骨構造的建築，其施工法為逆打工法，總樓地板面積約為25,900平方公尺。此案在提出申請時的工程進度為【施工中】，其BIM應用階段為【施工】。
　此申請工程案的重點是在施工階段導入BIM，以提升施工階段時的效率與品質，其導入執行成功的關鍵之一，是巧妙地將BIM穿插至既有的工作溝通流程（圖一），在不影響各介面之間的原本習慣的工作溝通模式下，有效地使用BIM技術讓整合作業品質穩定，並取代原本CAD繪圖作業，使在專案中的施工圖說包含建築軀體圖、結構軀體圖、機電整合圖等，直接由BIM模型出圖，圖說的執行效率均能符合現場要求之時程及歷次修改調整。

圖一 BIM導入既有的工作溝通流程

而大幅改善BIM建模的效率是其導入執行成功關鍵之二，首先透過6標準差DMAIC的方法來檢討並優化建模效率，初步先將專案建模的效率提升18%~56%，而後又透過自行開發的程式，將原本需要4小時的建置多段坡度車道模型與產製施工圖說時間，大幅降低至只要10分鐘就可以完成，最後將此專案與其他舊有BIM作業建模流程的專案來比較，整體生產力提升約70%。
     其三導入執行成功的關鍵，就是利用BIM技術整合建築、結構與機電，配合自行開發的程式，有效地進行穿樑開孔介面整合(SEM)的檢討，在1,500個開孔中，事前檢討並調整了418個開孔，避免現場開孔的錯誤成本；此外並透過BIM雲端整合工具，來確保模型版次的正確性，並經由雲端溝通工具快速比對各版次模型的差異，改善溝通效率，精確傳達疑義。

BIM整合跨領域系統 滿足物業管理需求
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【「臺灣桃園國際機場第三航站區」委託設計及監造技術服務】
　台灣世曦的獲獎作品是臺灣桃園國際機場，特色在利用BIM於設計階段，跨領域系統的整合。開發面積約72公頃，由桃園機場公司發包新建第三航站區相關建設，包含第三航廈主體、登機廊廳、多功能大樓、能源中心、自來水儲加壓站能源中心、變電站污水處理廠、變電站機坪與滑行道、勤務道路、共同管理旅客運輸系統，以及相關聯外運輸道路等。此案在提出申請時的工程進度為【施工中】，其BIM應用階段為【規劃設計】、【施工】、【營運維護】。
　此申請工程案實為國內引進BIM技術以來，最大規模的單一建築案，並為近期國家型建設指標性工程，預期完工後桃園機場將成為國際標竿機場，並可提升國家競爭力，而此申請案能獲得優勝獎的主要原因，就是其如何經由導入BIM，來完成如此超大型工程在各介面的整合、以及滿足業主能在營運階段有效進行物業管理的需求。
　為確保能夠管理如此大型的專案，此申請案採用國際標準規範PAS: 1192-2，並明確訂定BIM執行計畫來進行管理，而為能達有效管理與溝通之目的，本案清楚定義檔案命名規則、模型分區原則、模型拆分原則、模型LOD矩陣，並透過各單位之自主檢查表等，以及不斷的協同作業循環（圖二）來推進工程專案。

 圖二 協同作業循環

        此外，亦使用BIM模型協助此案的總顧問完成70多筆的介面衝突處理，並將預算書發包數量與模型數量兩者間的誤差降到5%以內，以及完成綠能分析、客流分析、風洞試驗、4D模擬、多語言支援、模型出圖等；最後透過建置既有環境的模型、彙整元件檢核紀錄、整合地理資訊系統、製作與維護管理模型、蒐集與修正竣工模型的方式，以BIM應用貫穿各項工程資訊的紀錄，最後回饋及落實到物業管理之需求。


BIM導入橋樑工程 成功破除軟體限制
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【樹林區北84鄉道拓寬工程(柑城橋拓寬及其引道改建工程)委託規劃、設計及監造技術服務】
　　林同棪工程顧問所得獎案件，是較少見土木工程利用BIM技術的案件，工程為柑城橋拓寬及其引道改建工程，屬北84縣鄉道拓寬三階段之一，原柑城橋約284m，寬10m，位新北市樹林區與土城區區界，拓寬後橋寬為24.4m，因周邊道路交錯(含上下層環河道路，新設引道，田尾街)，相關交通維持步驟及空間關係較為複雜，因此採半半施工。此案在提出申請時的工程進度為【施工中】，其BIM應用階段為【規劃設計】。
        此申請案可說是將以建築領域為出發的BIM技術，導入橋樑工程的先驅，此案的重點是要在交通維持步驟及空間關係較為複雜的情況下，評估出該如何分階段的實施交維改道；此案透過Civil 3D進行定線而後直接產出平斷面圖與縱斷面圖，評估新舊橋粱交維改道的空間需求，並成功的輔助交維審議一次完成審定。
        目前將BIM技術應用於橋樑工程的案例甚少，此案首先成功破除軟體在橋樑工程上的限制，將橋樑分成上構與下構，發展不同的自動化建模API來大幅提升建模之效率（圖三），並且成功進行工程數量估算以及施工模擬，最後尋找可以克服既有建築用之BIM軟體無法產生橋樑所需的平斷面圖與縱斷面圖方案；此案成功將原本應用於建築物的自動建模、數量計算、施工模擬、自動出圖等移植到橋樑工程上，此外還有導入UAV空拍生成點雲技術，結合BIM模型與地物地貌，輔助專案判斷現地狀況，確保橋下淨空檢查能滿足設計需求，並研究UAV空拍之成果取代傳統測量之可行性、是否可用於土方量計算。

資訊技術融入設計施工 精準展現工程概念
　　2017年BIM技術優良獎評選中脫穎而出的3件獲得優勝獎的申請工程案，包含將BIM應用於施工階段，大幅提升生產力以及減少施工損耗的【信義 B7 住商大樓新建工程】申請工程案；將BIM應用於規劃設計、施工、營運維護的【「臺灣桃園國際機場第三航站區」委託設計及監造技術服務】申請工程案，其成功地將BIM應用於如此超大型的工程；以及成功將BIM技術導入於橋樑工程並克服諸多挑戰的【樹林區北84鄉道拓寬工程(柑城橋拓寬及其引道改建工程)委託規劃、設計及監造技術服務】。
　　今年的獲獎看來，業界對BIM的技術已臻成熟，將資訊技術融入設計施工週期，更精準展現工程的概念，增進跨領域溝通，減少業主與設計者、設計者與施工之間的落差。在這些獲獎的工程案中，我們可以看到BIM導入工程應用之效益，以及其未來可能的發展。我們也看到舉辦此獎項的必要性，除了能增進業界良性的交流，也促進BIM技術的應用發展。

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