台大教授谈BIM对建筑业的影响

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[转帖]台大教授谈BIM对建筑业的影响 台灣大學為台灣最高學府，為台灣培育出成千上萬頂尖的優秀人才；台大土木系一直以來也扮演著孕育台灣工程界專才的搖籃與推手；而台大土木系電腦輔助工程組更以整合資訊科技於土木工程各領域中的應用為目標，提供工程界人才、技術、方法與支援。 近年來，台大更積極指導高中進行科學專題競賽，提供研究方向與技術的傳承，期望能夠為工程提早播下種子，茁壯與深耕工程界的新芽。 2007年5月台灣大學土木系電腦輔助工程組與台灣歐特克股份有限公司簽訂產學合作備忘錄後，就立即著手進行BIM相關應用之研究，於本研究中，主要透過謝尚賢與康仕仲兩位教授的指導，由台大土木系郭政翰、吳文翔兩位研究生帶領台灣師範大學附屬中學吳宗轅、何為竣、張世暉、曾毓豪等四位高中學生。 並透過台灣歐特克團隊的技術支援，於暑期期間進行科學專題的研究與實作，利用Autodesk Revit Architecture來重新建立中鼎工程股份有限公司新的辦公大樓設計案，坐落於台北市士林區中山北路六段上(原士林電機所在位置)的鋼結構模型，並將成果做為未來相關研究的基礎。 過去台大土木系電腦輔助工程組，已經與中鼎工程有許多研究與顧問性質的項目進行相互合作與諮詢。於本研究中，台大的研究團隊，主要透過台灣歐特克公司所提供的培訓，以及專案實作期間技術上的諮詢與顧問，利用Revit Architecture重新建立3D模型。 於本案期間，最大的挑戰莫過於四位高中生在極短的時間內，須了解原本一無所知的建築與鋼結構；並且利用首次接觸的Revit軟體進行實作，完成成果發佈；另外，從2D的工程圖說中，攫取鋼結構構造物的尺寸與位置，也造成專案進行上的一大阻力。 然而，Autodesk Revit的便利性與可作業性，讓四名高中生，在35小時的摸索與學習後，化不可能為可能，將困難的3D結構設計與元件建立，在短短的兩個月內，快速實現。 本研究專案中，軟體的適用性與導入的難易程度成為四位高中生成功的關鍵，利用Autodesk Revit Architecture軟體，從元件製作，到各樓層的構件組合，再到成果的動態模擬，一氣呵成的完成整棟鋼結構大樓的模擬(地上17層；地下3層)。 軟體的親和力與所見即所得的呈現能力，讓參與的學生，快速建立所需的結構模型，大大降低學習新技術上的困難與阻力，而這也是Autodesk Revit Architecture帶給學生最大的助益。此外，在Revit模型建立完成後，各種樓層平面圖、正視圖、側視圖的產生，也讓學生學習到建築上設計與繪圖的作業流程。 康教授指出：『相較於學生如此快速的成果建立，對應到現實的工程設計人員而言，有了專業知識作為後盾；計算機工具的輔助，將可以在更短的時限內完成相同專案的設計。然而，相較於使用傳統AutoCAD進行模型的建立，Revit更加快速簡單，也是實現BIM最佳的工具與平台之一。 』 BIM確實已經不再屬於研究階段的理論。對於土木工程而言，BIM讓多年來土木建築所追尋的虛擬工程(Virtual Engineering)得以實現。過去，工程設計很難與施工階段產生關聯，往往施工時所面臨的狀況，皆只能利用現場施工解決；設計人員，很難憑藉著設計上有限的資料與訊息，模擬與推估工程精確的預算與時間。 有了BIM的技術與工具，未來工程人員可以在工程還沒開始前的設計階段，透過已建立完成的模型與資料庫，發現設計與現場施作的種種問題，進而在工程模擬與推估上，更加精準可靠。 目前，已經有許多工程顧問公司正著手於BIM技術導入的評估與測試，而在未來幾年內，隨著軟硬體的更新與新工法的出現，BIM將會為工程界帶來新的變革。就現階段而言，許多設計人員通常會於應用BIM技術時，遭遇傳統施工圖面與Revit整合的問題。 康教授指出：『使用者不妨將Revit BIM做為工程上集中式的中央資料庫使用，透過這一個完整的資料庫，我們可以調閱許多工程上所需的數據，比如:進行牆面的粉飾工程，我們可以利用Revit調閱出所需粉飾牆面的面積，再透過與單價分析的資料結合，估算出所需粉飾的經費。另外，也可以思考建立，具有延伸性的資料庫系統，以調閱不同粉飾工程中所會使用到的各種細部設計圖面，這樣一來，就可以減少設計與施工上的問題。而在未來新工法的導入，極有可能所有的牆、柱、樑構件，將於工廠鑄造完成，而現場僅剩下組裝作業，勢必也會對於BIM的應用更加有利。』 未來台大土木系將繼續利用Autodesk Revit及Civil 3D進行研究，並開設相關課程。除了讓學生可以在大一學習BIM觀念外；更規劃於大三課程中，整合Civil 與Revit的應用，對於實際的工程專案進行設計上的實作。康教授指出：『學生並沒有辦法到工地完成一個工程專案，在成本與現實上都不可行；但是，透過Civil 3D與Revit的虛擬工程，確實可以幫助學生從頭到尾地真正的了解與分析一個工程。因此，未來學生都可以透過軟體的學習，從設計端開始就可以模擬出工程完成後的成果。』 Autodesk Revit是BIM最好的建立與闡釋平台之一，而台大土木系未來的研究方向與價值將著重於本土化BIM的應用需求的開發與導入兩方面。首先，在系統的開發上，主要是滿足本土化的應用，例如：高層建築將是未來台灣設計的發展方向，而吊裝作業在高層建築新建的過程中，將主導著要徑(Critical Path)作業，因此，未來台大就會發展Revit與吊裝工作流程整合的介面程式，進行4D的吊裝作業模擬；讓未來使用Revit進行鋼結構設計的工程人員，可以在設計完成後直接進行吊裝作業的分析與出圖。另外，在導入方面，台大也將繼續研究BIM於實際工程專案上導入的問題，透過管理的角度來分析專案組織內的人員、資金、流程、作業方法等，以提供現行作業的改善與經驗分享。因此，台大土木系電腦輔助工程組將繼續投身作為台灣工程業界的前導，進行新技術的評估與測試，並提供導入與諮詢。