[營建知訊轉載]加速數位轉型 共創永續智慧人居環境(2022.06)

謝尚賢 國立臺灣大學土木工程學系 教授兼系主任／BIM 中心主任

營建產業創新與變革 須加快腳步

為了因應全球氣候變遷的問題，從聯合國的 2030 年永續發展目 標，到現今世界各國響應的 2050 淨零溫室氣體排放策略與路徑之提 出，人居環境（Built Environment）邁向「永續」的目標已越來越明 確，且能如何達成目標的可能路徑與里程碑也有了更清楚的面貌。然 而，大家也更清楚地看見，在有限的時間內要能達成目標，除了要加 速應用已有的技術外，更要積極創新研發所需的新技術。而且，光是 技術的創新還不夠，還要大家能齊心努力，從永續發展的新價值體系， 推動並實現在社會經濟制度、法規要求、環境保護、教育等各個層面 所需的變革，才有成功的機會。與人居環境最密切相關的 AECO（建 築、工程、營造與營運維護）產業（以下以營建產業統稱），自然無法 置身事外。根據世界經濟論壇（World Economic Forum，簡稱 WEF） 指出，光是建築物的興建與營運所產生的溫室氣體排放，就佔了全球 總量的 38%[1]。加上營建產業在創新與變革的速度上算是排名所有 產業的末段，更是得加緊腳步跟上，才能因應全球產業轉型所帶來的 衝擊。 
人類社會在第三次工業革命（亦稱工業 3.0，約從 1970 年到 2010 年）中，因為資訊技術的進步，讓工業製造進入了電腦輔助製造及數 位控制時代，增進了工業的自動化與精密度。到了目前的工業 4.0 時 代，則是進一步結合物聯網、大數據（Big Data）、混合實境（Mixed ​Reality）、雲端服務、人工智慧等技術，以實現虛實整合（Cyber Physical Integration）的智慧製造，以大量客製化（Mass Customization）來因 應快速變化的市場需求。營建產業應可算是特殊的製造業，且使用的 大部分材料都是來自製造業，然後在現場組裝及加工製造，自然無法 自外於工業革命的影響，因而人居環境的規劃設計、營造與使用維護 等生命週期活動，也皆需進行數位轉型且邁向智慧化。近年來，英國 政府提出的「綠色工業革命」[2]，更是以節能減碳與淨零排放的永續 發展目標來引領工業 4.0 的努力。

智慧城市數位基礎建設 營建產業扮演關鍵角色

在邁向 2050 永續智慧人居環境的道路上，營建產業的數位轉型 扮演了關鍵性的角色，以下舉幾個情境為例來說明： 1. 若想要計算及掌握建築物全生命週期的碳足跡，就必須要先做好 建築物的生產過程與產品資訊之管理，以紙本文件及 2D CAD 的 傳統資訊管理模式已無法有效地滿足需求，必須轉型為數位管理 系統，加上 3D 建築資訊模型（BIM）的資訊管理模式。 2. 要想預測或評估一棟建築物在節能減碳上之表現，也需要有 3D 數 位建築與周遭環境模型的協助，加上氣候資料，甚至使用者的行 為模式，才能有效模擬出建築物內不同空間在一年四季裡的日照、 通風、溫度等情況。目前在綠建築設計中的許多分析，也必須仰賴 3D 數位模擬技術才能得到擬真之結果。 3. 現在常聽到許多城市在推動的「智慧城市」屬於智慧人居環境的 一種，但要達成智慧城市的願景，必須從城市的數位孿生（Digital Twin）建設做起，包括整合 3D 地理資訊系統（GIS）與 BIM 的數 位知識基礎，再加上城市中各式各樣的物聯網設備所收集到的城 市活動大數據，才能應用人工智慧，並以雲端服務及虛實整合技​術來提供居民更智慧與便利的服務。而這樣的數位基礎建設需要 可觀的資源與時間的投入才能逐步完成，更需要營建產業從城市 建設生命週期的起點就以數位化開始。

後疫情時代 虛實整合技術更蓬勃發展

此次的 COVID-19 疫情逼著全世界各行各業都在數位轉型中邁 進了一大步，也加速了相關數位技術的發展與應用體驗。相信在後疫 情時代，人類的活動將會有更大的比例在數位空間中或透過數位空間 來進行，未來的人居環境勢必同時涵蓋實體物質世界與數位虛擬世 界，因此虛實整合技術的發展與應用也會更加蓬勃與普及。近來成為 熱門話題的元宇宙（Metaverse）也提供給我們更多的想像空間。如筆 者在另一篇文章[3]中所討論的，在元宇宙時代，人居空間將會有實體 物質空間與數位虛擬空間兩部分，前者僅會有在實體世界生存所必須 的物件，例如食物、水、禦寒衣物等，後者則可存放如獎牌、獎盃等 在實體世界中不必需，但在數位空間中展示並無損其價值之物件，以 節省自然資源之消耗。而未來的土木工程師所提供的專業服務，必須 同時考慮實體與數位世界的相互為用，及在兩個世界中都要能提供專 業服務，創造價值，並取得報酬。 今年 3 月底，國發會到環保署等六大部會聯合公布了臺灣「2050 淨零排放路徑及策略」，將「建築」列為五大重點項目之一，並訂下 「2050 年要達到100%國內新建建築物與超過 85%既有建築物為淨零 碳建築」的目標，營建產業的數位轉型必須加快腳步，針對 BIM 及 相關資通訊技術的應用、人才的培育、技術的研發創新，以及標準的 建立等，也應擬定策略及具體的行動方案，加快腳步推動執行，以利 早日達成人居環境的永續智慧目標。

參考文獻

1. World Economic Forum (2021). “Net Zero Carbon Cities: An Integrated Approach, Insight Report, World Economic Forum, https://www.weforum.org/.
2. HM Government (2020). “The Ten Point Plan for a Green Industrial Revolution,” The Government of the United Kingdom.
​3. 謝尚賢（2021），「淺談元宇宙與土木工程教育」，營建知訊第467 期，第92-95頁。

轉載自營建知訊第473期，頁83-86。