從2009到2021年的科技進步從物聯網(IoT)、大數據(Big Data)、雲端運算(Cloud Computing)、5G通訊傳輸、人工智能(A.I.)的浪潮中,每個人或多或少都經歷這些新的科技所帶的好處體驗;同時建築資訊模型(BIM)的運用也在近10幾年中也全面性的翻轉了整個營建土木業。從最早的物聯網(IoT)的運用透過構件或設備鑲入的感知器自動化回傳每日構件或設備運作資料,當所有收集資料數量持續達到大數據(Big Data)的等級,接著利用網際網路的雲端運算(Cloud Computing)及巨大儲存空間處理巨量資料成為特定使用的資訊,同時高速傳輸及運用這些資訊到行動裝置是5G不可缺席的重要腳色,最後持續性萬物的巨量資訊藉由人工智能(A.I.)的技術淬煉成知識或脈絡就將再次被不同產業運用或創造新的商業模式。
BIM的最核心價值是建築物全生命週期持續性“資訊運用”,而Revit 藉由元件的參數建構3維空間資訊模型,從設計、施工、維運管理、日常生活⋯等皆可運用其資訊模型 。當建築物設計規劃階段BIM工程師或建築師會使用元件(族群)建置3維空間資訊模型,而元件的製造基本元素就是參數,目前業界在設計階段除了成熟運用Revit軟體中的參數調整族群元件外,近年來Dynamo的獨特“視覺程式設計”打造一條通往靈活運用BIM參數設計的捷徑;同時也把Revit & Dynamo 的即時視覺參數化設計效果提升至另一新境界,如快速即時外牆設計方案,自動化建構重複性的柱、樑、牆⋯等元件等或客製化的搜尋BIM的3維空間材料、面積、數量等等的資訊運用。
雖然這些元件的參數可以提升BIM工程師或建築師在修正模型或提供資料的效率,但要達到最佳化的設計方案;同時兼具最佳條件(如視野或通風)及業主需求最大樓地板面積(獲利)的設計方案,還是要靠人力經歷冗長時間且多次重複調整修正後才能滿足各方面需求拍板定案,因此為了精簡人力及加速提煉出最佳化設計,Autodesk Refinery 藉由的基因演算法(A.I.演算法之一),由最初先定義“演算空間範圍的函數”再輸入解決問題的“條件”,最後運算產出符合上述條件及範圍的多種方案;例如先定義開發基地最大建築3維空間範圍函數(如法規的高度比、前後院、都市計劃退縮⋯等),接著輸入最佳視野、業主需求及最大樓地板面積⋯等限制條件,最後經運算得到多種可行方案結果且具備科學客觀的數據分析,也供決策者訂定決議的重要依據。
BIM運用在營造施工階段非常廣泛,如結構機電管碰撞檢討,結構穿樑套管,數量檢討及4D施工進程模擬⋯等。工地主任或專任工程人員上除了運用BIM數據當作施工現場依據標準,當廠商完成施工後工地主任或專任工程人員再進行查驗程序確認施工是否依圖說正確施工。然而工地施工項目繁雜單憑工地主任或專任工程人員恐無法全面性查驗檢核,所以 Boston Dynamics Spot 利用BIM三維空間座標搭配點雲(Point Cloud)的3D掃描(360度環景掃描)工地施工項目的3D影像資訊後,再疊合BIM的3D空間影像資訊檢驗施其施工完成度,例如Foster+Partners在英國Battersea Power Station 營建工程中運用Sopt及點雲技術來查驗施工現場的準確性及施工進度管控,未來再結合建築物設備感知器、環境氣象資訊及室內家俱配置來提昇維運管理效能。
目前台積電廠房施工現場也因應營建人力短缺,導入Sopt及點雲技術來協助管理工地現場工程安全衛生,如查驗開口處是否完成設置安全網及護攔⋯等。談到BIM維運階段(FM),模型中的“資訊”運用最廣泛也最有價值之處。當物業管理業者連接竣工BIM模型中資訊至建築物整合平台(本地端或雲端),管理業者將可利用平台3維空間數據應用及機電設備資訊參數建置建築物營運管理及物業管理服務,例如擴增實境(AR)整合BIM機電管線及設備的測試檢驗或巡檢派工服務;APP社區服務管理系統整合生活秘書、門禁管制、公設管理、智慧三錶、自動叫車⋯等服務。未來的整合平台還可擴增或串接其他產業應用,例如AIoT運用:建築物設備利用感測器紀錄設備運轉數據並回傳至平台,再利用雲端大數據運算調配設備運轉效能及降低能源耗能;Digital Twin(數位雙生):整合BIM+物聯網+大數據+環境資訊的虛擬程式進行測試運算,並提供趨近真實預測建築物設備運轉週期、商業金融財務數據認證或個人行為及健康管理數據⋯等。由此可見建築資訊化模型(BIM)是一種持續衍生建築資料庫,如何運用這些資料才能發揮BIM的最大邊際效益。◆