BIM在医院建筑可持续性管理项目的应用.pdf-资料库

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中華民國九十八年十二月

【前言】建設智慧化醫院建築建築智慧化是實現醫院現代化的必由之路。因此，建築智慧化在醫院建築設計中佔有越來越重要的地位。正逐步改變著醫院傳統的管理模式和醫療習慣，也影響了醫院建築功能佈局和設計要求。什麼是建築 3D 資訊模型(Building Information Modeling 簡稱 BIM)，近年來在全球各地被建築工程等相關行業所廣泛應用。它所提供的高效協同作業，提供從設計、施工到營造以致於管理，最為一致的資訊，在這種重視協同概念的工作方式下，使用者不僅在建築未成形之前就親身體驗設計成果，而且使得設計資訊在整個建築工期內都發揮相當大作用，其優點可加速決策制定、涵蓋模型的環境分析、防災模擬、設計管理、機電設計空間管理、綠能分析、預算及時程監控；以及衍生到後端的資產與設備的統計與維護管理。建築資訊模型(Building Information Modeling, BIM)亦提供虛擬實境最佳化，是建築學、工程學及土木工程的新工具。以三維圖形為主、物件導向、建築學有關的電腦輔助設計。建築過程的數位化展示方式來協助數位資訊交流及合作。 BIM 資訊設計建造過程 2

【建築設計的應用】ㄧ、建築設計 BIM 各種文件是一致的特性可計算數位資訊。用簡單的解釋，可以將建築資訊模型視為數位化的建築 3D 幾何模型，這個模型中所有建築構件，包含的資訊，除了幾何外，同時具有建築或工程的數據。這些數據提供程式系統充分的計算依據，使其他程式能根據構件的數據，再分析與運用。自動計算出查詢者所需要的準確資訊。此處所指的資訊可能具有很多種表達型式，諸如建築的平面圖、立面、剖面、詳圖、三維立體視圖、透視圖、材料表或是計算每個房間自然採光的照明效果、所需要的空調通風量、冬、夏季需要的空調電力消耗等等。建築資訊模型可以用來展示整個建築生命週期，包括了興建過程及營運過程。提取建築內材料的資訊十分方便。建築內各個部分、各個系統都可以呈現出來。 BIM 一體化的設計概念建築資訊模型提供各類資訊，協助決策者做出準確的判斷，同時相比於傳統繪圖方式，在設計初期能大量地減少設計團隊成員所產生的各類錯誤，以至於後續承造廠商所犯的錯誤。電腦系統能用碰撞檢測的功能，用圖形表達的方式知會查詢的人員關於各類的構件在空間中彼此碰撞或干涉情形的詳細資訊。對工程的各個參與方來說，減少錯誤、降低成本有很重要的影響。而減少建造所需要的時間，同時也有助於降低工程的成本。二、設計分析與整合-基地分析早期建築設計說明常見分析僅能說明地號，或現場拍照說明基地位置或用文 3

字說明基地條件分析（現況調查）。傳統基地說明應用整體模型概念設計可以分析與輔助設計的機能如下: A、地理 3D 數位化設計環境：將設計環境週遭數位化進行環境與交通動線的評估 B、建物主體設計對環境的整體衝擊模擬分析：不同設計概念對環境壓迫的衝擊以及整體視覺衝擊的影響現今基地說明-A 案現今基地說明-B 案 4

C、日照與氣候對建築主體熱能的影響：美國綠色建築委員會(USGBC)在 1995 年提出了一套能源及環境設計先導計畫(LEED，Leadership In Energy & Environment Design)，有關建築設計上思考能源的節省以及應用環境能源已經被列為重點思考也是審查標準，國內也訂綠建築標章規範了設計與未來建築的管理，所以設計前端思考建築日照與材料對室內產生的熱能非常重要。應用 3D 設計概念結合日能分析，避免直射光源降低室內溫度以及將自然光源最大化應用在室內降低人工照明，都是在台灣綠能標章或國際 LEED 建築節能標準上很大的加分作用，對醫院建築來說影響了未來省能的費用支出。 D、建築 3D 模型設計在建築防火與分析上的重要：防火逃生在公眾使用建築上尤其是醫院建築，設計建築除了機能用途以外當考慮火災及煙霧的蔓延動線，以及排煙及防火材料是否可以應付人員避難與逃生。 5

（大樓火災後煙霧與熱氣串流動線）醫院建築常常因為使用機能及需求會有頻繁的異動隔間以及設備裝修，當災害發生時逃生動線以及病人配合醫療人員的逃生方式及時間是否在營運之前預先考慮。大樓人類行為逃生分析與模擬 6

【3D 資訊模型對整體營造管理的影響】國際 BIM 及環境綠建築 Green Buildings 組織評估整體營建管理由計畫-> 設計->建造->維護營運-> 整體永續上應用 BIM 資訊整體模型管理概念可以節省 2%~5%的建造成本。ㄧ般營造建築包含了：土建工程、假設工程、機電工程、內裝工程、環境工程..等等。然而機電工程是最難掌握成本費用的重大工程，也是關鍵到未來建築營運的關鍵，如醫院建築將近 40 種管線系統（包含：維生之氣體液體、化學之氣體液體、空調暖房之氣體液體、污排放之氣體液體、消防用之排氣及給水…等等）各系統都需分類及分儲處理，避免錯誤連接及系統管理需要有相當的機制也益於未來的維護與更換管理。藉於機電套圖與設計管理的重要，許多大型建築或公共工程都要營造廠商需提出相當的 SEM/CSD 的管理機制及方法才得以承包營造。何謂 SEM/CSD SEM:Structure, Electric and Mechanic 結構機電圖也是把機電圖和結構圖做套圖整合，發現衝突或不適合加以解決。因為一般來說，建築、結構和機電是由不同的技師技師設計，為了節省時間，有些設計工作會同時進行，就會發生衝突之處。例如：浴室設計按摩浴缸，有高低 7

樓版，底下就不能碰到結構的樑；水電的排水管和樓版的排水坡度不一致；諸如此類。 CSD:Combined Service Drawing 整合套圖就是把一棟建築物的水電(building service)和建築圖套在一起，發現有無衝突，並加以解決的手法。一般都是以建築為主，盡量讓水電圖修改來配合建築圖，除非水電確實動不得。（傳統 2D SEM/CSD 套圖） (現在 3D SEM/CSD 套圖) 傳統的 2D SEM/CSD 套圖就是將所有機電系統的平面都套在一張圖檔裡面，然後得在圖面上逐一檢討上下管線之間是否衝突是否無法施工，所以得在做許多的剖面圖足一檢討，這也是花費機電廠商或營造監造單位最多人力及時間的問題，但是雖如此慎重還是許多因為現在無法施作產生重新設計，訂做配管材料無法現場套管施工的問題，導致許多機電設計的材料估算都得加上許多風險材料的費用，造成工程費用的浪費及超估。 3D SEM/CSD 套圖：可以簡易的視覺化衝突問題及視覺的盲點，對於多處管線套疊與建築設計對結構高程變化可以快速檢視問題所在，也直接提示錯誤給予設計單位修改管線高程，精準的將建築現場的施工在電腦裡先模擬出來也精準了估算的材料與費用。 8

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