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【原創文章】新時代帷幕牆(II)-BIM模型建置方法

本文僅從BIM軟體(以Revit為例),探討如何按照作者對帷幕牆的組成分析來建置帷幕牆BIM模型,這樣的建置方法雖可適用現今多數的帷幕牆,但於此不探討曲面或非垂直角度的帷幕牆做法。 帷幕牆的定義 根據建築技術規則,建築設計施工篇,第一章第一條第二十二款指出帷幕牆: 「構架構造建築物之外牆,除承載本身重量及其所受之地震、風力外,不再承載或傳導其他載重之牆壁。即:1.支撐於主結構體上,但不承載或傳導主結構之載重。2.僅承受本身之重量,風力及地震力。3.工廠生產為主之預製外牆。」 因此帷幕牆既不需要負擔結構體載重,又可以構造於結構體上,這就代表帷幕牆自身的結構設計可以更加的簡潔、有變化、可塑型,更可以被規則化,這也難怪近數十年以來國內外知名的建築師,在建築外觀設計上均採用帷幕牆系統,廣泛的使用於商辦,甚至住宅也有其應用。 帷幕牆的設計、製造、施工是塊專業領域,作者雖非該領域出身,但在歷經數個營造專案後,本文將從作者使用BIM技術結合帷幕牆領域的經驗,提供「帷幕牆BIM模型化」(作者稱以BIM技術進行帷幕牆模型建置過程)的執行與操作方式。但在探討帷幕牆BIM模型化之前,需先了解帷幕牆的執行範圍、帷幕牆的種類、帷幕牆使用的材料特性等,才能進一步分析帷幕牆BIM模型化時的條件與應用。 帷幕牆的專業領域知識 帷幕牆範圍及界面 帷幕牆範圍的界定有助於釐清帷幕牆BIM模型化時執行的實際內容,並明確切割隸屬範圍。而帷幕牆其實就是主體結構的外牆,因此帷幕牆範圍即是建構於主體結構時所有產生的界面,若細分界面應可包含「帷幕牆與建築主體結構的界面」、「帷幕牆本身組成構件間的界面」兩種。 I. 帷幕牆與建築主體結構之間的界面:應探討帷幕牆系統與主體結構系統的整合,如一次繫件、層間塞、內飾板…等帷幕牆構件與主體結構的整合。 II. 帷幕牆本身組成構件之間的界面:因應各種構法所設計之骨架、外飾板、桿件、二次繫件、嵌板、蓋板、填縫、防水板…等構件間的整合。 若將此部分的討論應用在帷幕牆BIM模型化過程,於建模時則是解構出哪些「重要元件」需要被團隊與建模者進行深化,並且被靈活運用;於實務上,必須為重要元件放置的定位點或施工性進行「工程探討」。 帷幕牆種類 帷幕牆的構造方式按照AAMA出版的帷幕牆設計手冊(CW-DG-1-96),其種類有五種:直橫料式(Stick System)、單元式(Unit System)、複合式或半單元式(Unit and Mullion System)、格版式(Panel System)、窗間牆式(Column Cover & Spandrel System),各種帷幕牆基本組成如下。 I. 直橫料式(Stick System):繫件、直料、橫料、窗間板、可透玻璃、內裝飾條。 II. 單元式(Unit System):繫件、預組單元。 III. 複合式或半單元式(Unit and Mullion System):繫件、直料、預組單元。 IV. 格版式(Panel System):繫件、格版單元。 V. 窗間牆式(Column Cover & Spandrel System):柱覆板、窗間板、玻璃窗。 CW-DG-1-96 資料來源: AAMA   就以目前台灣最常用的分類方式,就屬「單元式」、「框架式」、「半單元式」這三種即可涵蓋帷幕牆工程的種類。因此在探討帷幕牆BIM模型化過程之前,建模者必須清楚的了解自身專案的帷幕牆種類,系統化的分析建置帷幕牆BIM模型所需要的「元件組成」,例如有的構件可以用BIM元件完整呈現(一次繫件)、有的構件卻有不一定需要用BIM元件建置(層間塞),這一切得由團隊與建模者一同討論了。 帷幕牆材料 建物外觀材質選擇性高是帷幕牆的最大優點,材料搭配更是千百種。帷幕牆材料普遍說法就是以帷幕牆的外皮材料當成命名,如玻璃帷幕牆(大面積的玻璃嵌板或玻璃窗)、金屬幕牆、預鑄混凝土帷幕牆、石材或結晶化玻璃帷幕牆…等,這些材料的選用將會影響的是前期設計帷幕牆時的帷幕牆外皮分割、厚度、定位等因素,從BIM的角度來看,材料僅是BIM的「參數設定與材質套用」,所以材料在執行帷幕牆BIM模型化的過程中影響不大。 帷幕牆BIM模型化 小結作者對於帷幕牆範圍、總類、材料等內容見解,針對帷幕牆BIM模型化的流程,提出以下見解: 總歸納上述,原則上帷幕牆其組成與建模順序大致可分為:(1)骨架結構、(2)帷幕牆外皮、(3)門窗、(4)一二次繫件、(5)收邊與特殊造型。(以上分類為作者自行定義,或許不僅限於此) 骨架結構 在Revit中製作骨架,應使用「牆」類型中的「帷幕牆」指令。 建模者應先讀圖並分析帷幕牆骨架的位置,使用「帷幕牆」來建置骨架結構需先考慮兩項關鍵:牆體繪製長度、骨架位置(使用「帷幕網格」指令分割)。 因骨架結構的主要構材為鋼鐵、不鏽鋼、鋁合金等,這些都有其特定的「斷面」,因此需要替帷幕牆製作各類型的「豎框」來取代「帷幕網格」。 製作骨架結構的「帷幕板」族群,需自行新建空的「公制幕牆嵌板.rfa」族,用來套入幕牆中使用。 以上說明的骨架結構做法,適合金屬帷幕、石材帷幕…等「實體」帷幕牆(再搭配外皮依附作法即可);而「虛體」帷幕牆,則是將骨架結構的嵌板換成玻璃,骨架斷面換成鋁擠型,就成了最常見的玻璃帷幕。 帷幕牆外皮 帷幕牆的外皮材質有很多,分割方式更是設計建物外觀時的重點,這邊探討的外皮如同帷幕牆的外衣,需要依附在骨架結構外,因此在建模過程就必須額外新建一道帷幕牆,並且賦予與設計相符的切割樣式。分兩道帷幕牆的處理方式,優點是外皮分割方式通常與骨架不同,執行帷幕牆外皮分割時不會受骨架結構影響。 在面對同一道帷幕牆中具有不同材質的情況,此法依舊適用。 門窗 帷幕牆的門窗必須以「帷幕嵌板」來做替換,因此必須從「公制門-帷幕牆.rfa」、「公制窗-帷幕牆.rfa」族中重新建立屬於該專案的門、窗元件,如此一來才能夠更換某片帷幕嵌板為門或窗。除非其他專案可以沿用,否則以此法製作的門、窗,缺點就是門窗斷面僅符合該專案。 一二次繫件 帷幕牆的一次繫件、二次繫件,在Revit的世界裡,適合用「公制面型通用模型.rfa」族來建立,建模時就可以放置在面上任意調整位置,相當方便。缺點就是必須一個一個花時間來放置。 收邊與特殊造型 帷幕牆在主結構體屋頂女兒牆的收邊、與地板的收邊…等多處不同界面收邊,作者建議可使用「內建量體」來執行,一來提供製作的可塑性,二來修整便利。 當然,若遇到大量重複型的構件時,依舊可以製作特殊元件,執行起來會更加順手。 結論 帷幕牆BIM執行方法 要如何使用BIM軟體提供的帷幕牆指令,製作出與真實世界帷幕牆相符、且能提供施工過程中檢討的模型,作者相信方法不只有一種,但重點是如何在有限時程與成本的控制下交出具品質的有效內容,並藉由良好的規劃流程、執行效率來達到屬於符合業主需求的作業,這都是我們一直以來的目標與做法。 帷幕牆BIM數量 BIM模型一直以來,在算量上必須是「有建才能算」,因此帷幕牆BIM模型若要深化發展到拆料,或許還有其他更經濟的方法。 本文為作者的心得分享,若有資料上的錯誤還請不吝提醒。

By | 十二月 25th, 2014|Tech-ch|0 條評論

【原創文章】新時代帷幕牆(I)-發展的BIM技術運用

在工程技術和材料力學的日益進步,以及BIM技術運用逐漸廣泛下,建築師與設計師猶如發現了新天地,似乎再也没有蓋不出來的建築物了; 自由造型表現不只在國內的幾個著名公共案建築案可見,事實上在私有的建商開發案也方興未艾,形成現在建築外觀設計的主流。   衛武營藝術文化中心   台中歌劇院 資料來源: 台中市政府   台北藝術中心 資料來源: OMA   北部流行音樂中心 資料來源: ArchDaily   海洋文化及流行音樂中心 資料來源: ArchDaily   基隆港西岸客運專區港務大樓 資料來源: ArchDaily   高雄港埠旅運中心 資料來源: ArchDaily   砳建築 資料來源: 砳建築   最具表現力的建築表皮,成為設計概念的關鍵 除了由內到外的空間使用觀念改變以外,拜現代電腦運算能力增速所賜,結構計算能力亦隨之大增,各種工業、航太材料和技術的亦被廣泛引用至建築,其中最具表現力的建築表皮,成為設計概念呈現的關鍵設計手法。除了頂表皮屋頂造型之外,立面表皮外牆是重中之重,而立面造型之中,各類帷幕牆作法又是最常被運用的作法。 從近來的帷幕牆設計來分析歸納,有一些改變是值得大家注意與應對的 結合節能設計議題下朝向複層外牆發展趨勢 強調綠色環保建築形象的設計意象 更多樣材料的運用整合 自由曲線或有機造型 非規格化的尺寸 這些新的趨勢或改變,勢必對帷幕牆設計、施工產生了新的挑戰。首先是超乎以往的幾何關係,複雜的幾何尺寸問題尤其在帷幕牆設計之細部發展產生,未來將需繪製更多的細部圖和大比例的詳圖,有很多時候則需補充3D圖面,相對的工廠製造圖也會倍增,施工中安裝尺寸也不再是規格內的幾個尺寸,經常是幾百個甚至是上萬個安裝尺寸;而這些複雜、非規格化的尺寸,仍需想辦法在材料力學所可達成的範圍內,以參數化設計技術將尺寸規格作出合理化的規劃,並且儘量將尺寸規格減少至技術和費用可被接受的一定程度內。   ABC Museum 資料來源: ArchDaily   University of Aberdeen New Library 資料來源: ArchDaily   Estar Móveis 資料來源: ArchDaily   Dior Ginza 資料來源: Office of Kumiko Inui   Dear Ginza 資料來源: ArchDaily   VM Houses 資料來源: ArchDaily     BIM技術在台灣、大陸帷幕業界的運用趨勢 運用建築資訊模型(Building Information Modeling;BIM)技術在建立模型時,可在模型中的所有元件賦予建築資訊屬性(如構件的材料、尺寸、配筋、鋼號,設備的型號、廠家、生產資訊等)。BIM技術的高度視覺化、協同作業效率高、參數化及對專案全生命週期的運用,獲得了建築行業市場的認可,在歐美國家的發展和應用已達很高的使用比率,亞洲比較有名的BIM帷幕牆運用是大陸的上海環球金融中心大廈雙層帷幕牆設計,BIM在其施工過程中扮演了重要的輔助角色,在其帷幕牆細部設計發展、解決現場施工碰撞方案、施工協調、施工預算等方面出色的表現已展示出了它的潛質。 雖然BIM技術在台灣建築帷幕牆的應用仍處於起步階段,僅在幾個帷幕牆專案中進行探索和嘗試。台灣的業界先進必須密切關注的是公部門推動BIM技術的趨勢,目前公共工程委員會正推動並擬定相關BIM技術在一定金額以上之公共工程的執行相關細節,也正研擬設計單位運用BIM技術作業的設計費調整,並且在第72期的公共工程電子報之中,說明「公共工程金質獎頒發作業要點」評審標準,新增了公共工程運用建築資訊建模新技術運用項次,配合政府政策推動,將BIM技術協助營建生命週期之各項管理,以及工程作業之新技術、新方法與新概念運用納入於評審標準項目中,也就是說一定金額以上的公共工程,未來將把BIM技術的執行納入要求,而一定金額以上公共工程大部份都有帷幕工程,帷幕牆產業中參與公共工程的業者,無論是設計或施工將無法置身於這波建築技術革新之外。 而有大陸帷幕設計、施工業務的同業更需留意,大陸住建部編制的建築業“十二五”計劃,明確規劃提出要推進BIM協同工作等技術應用,普及視覺化、參數化、三維模型設計,以提高設計水準,降低工程投資,實現從設計、採購、建造、投產到運行的全過程集成運用。因為將BIM技術納入“十二五”計劃,政策將引領建築業資訊技術走向更高層次,而未來BIM的全面應用將大大提高建築工程的資訊化程度,這對帷幕牆產業的發展帶來良好的機遇,而同時也是巨大的挑戰。首先必須能夠讀取全案其它結構、建築、機電,以及其它工程專案的BIM相關資料,並完成帷幕牆的深化設計,使設計乃至整個工程的品質管制和整合效率顯著提高,並希望藉此整合降低工程成本,這是對帷幕牆行業的挑戰;其次,帷幕牆行業將完善後的設計回饋給設計單位或總包商的BIM執行單位,進而完成協同設計,提升建築整體設計水準和工程品質。   現有BIM技術在帷幕牆產業運用的優勢及不足 優勢方面,基本上BIM的技術特點都能在帷幕牆產業運用呈現 視覺化及參數化設計 BIM技術提供了非常方便的視覺化功能,對以往以2D線條表現的構件改採用3D視覺進行展示;跟效果圖所不同的是,這些3D圖是通過構件的資訊庫自動生成的,能夠反應出構件之間的互動性和關連性。所以在BIM之中,整個過程都是視覺化的,不僅能夠展示立體效果,產出各類報表,更重要的是專案設計、建造、運營和維護過程中的溝通、討論、決策都在視覺化的狀態下進行。 協調性及構件關聯性設計 建築工程全生命週期是一個複雜的過程,一旦專案的實施過程中出現了問題,參建各方就需要開協調會議查找問題原因,提出解決辦法,進而出具變更。施工中常會遇到的碰撞問題,通過BIM的衝突檢討就可在設計階段處理碰撞報告,做成衝突檢討資料,供參與的各方進行討論協調。 進行各種模擬檢討 通過BIM可提取建築物模型資料,進行類比計算、模擬演習等。在設計階段中,BIM可以對建築模型進行類比計算和實驗,例如:節能模擬、日照模擬、熱能傳導模擬和緊急疏散模擬等;在招投標和施工階段可以進行4D類比,也就是根據施工組織設計類比實際施工,優化施工方案來指導施工;還可以加上造價成本做5D模擬,從而實現成本控制;後期運營階段則可模擬與外牆有關的日常緊急動線的模擬,例如地震人員逃生模擬及消防人員疏散模擬等。 協同作業設計 隨著建築工程複雜性的增加,跨專業的合作成為建築設計的趨勢。BIM為傳統建築工程提供了良好的技術協作平臺,提供了建築物的統一完整資訊,包括幾何資訊、物理資訊、規則資訊,還提供了建築物變更後資訊的連動性。例如,結構工程師改變柱子的尺寸時,建築模型中的柱子也會立即更新。BIM還為不同的設計單位、施工單位提供了一個良好的協作平臺,例如施工單位可以在建築資訊模型基礎上添加時間參數進行施工4D虛擬,控制施工進度等等。BIM技術不僅僅改變了設計單位、施工單位傳統的工作協調模式,而且還使業主、政府部門、材料製造商和施工單都可以基於同一個BIM模型協同工作。 介面整合及工序檢查 首先可依營建管理專業,將帷幕牆工程與其它工項或機電系統,需要釐清的介面關係找出來,作為建模及應用的介面,再把碰撞衝突找出來加以檢討管理,後續再將帷幕牆工程總體工程進度完全依照實際現場工程規劃區分為系統及分區,製作成與施工計畫較為一致,含有施工動線的帷幕牆工項4D工序,做為總體進度中與其它工項協調的溝通工具。 缺點方面,現有的BIM軟體有以下不足 帷幕牆的建模應用功能還不夠強大 現有的BIM軟體基本在門窗系統工具中皆有帷幕牆的建模功能,在帷幕牆的3D建模方面都非常方便,一般標準型規格化之建模工具皆具備,非垂直角度或曲面的帷幕牆也能輕易建置3D模型。但對帷幕牆設計界,繪製更專業的帷幕牆詳圖及製造圖功能就付之厥如。 無法用一套軟體完成全生命週期工作 無法如鋼構工程可以用一套BIM軟體,自設計方案選擇、3D建模、細部設計發展、施工圖、工廠製造圖、直接上機台製造。結構力學計算方面仍需轉到其它結構計算程式做計算,再回來修改模型。 尺寸規格合理化功能尚不足 目前BIM軟體各有其強項,但大部份尺寸規格合理化功能尚不足,需要其它輔助軟體來補強曲面分析到尺寸規格合理化相關功能,再回來修改模型;然而,提取複雜造型之帷幕牆高程、放樣尺寸及施工尺寸資料功能亦有不足,也需要其它輔助軟體來補強。   期待BIM技術的發展能助帷幕牆產業升級 對帷幕牆業界先進的建議 從2013年北美建築產業的BIM使用調查結果來看,超過50%的設計案、70%的營造案的使用比率,由此大膽推斷,BIM技術在建築業的廣泛運用是不可逆的趨勢,帷幕牆產業如何能藉BIM技術的發展能助帷幕牆產業升級一把?為了能共用整個建築案BIM模型,業界必須去了解BIM技術發展動態,提升自已BIM的應用水準,若公司規模、人才充分,可將原來設計規劃人才經教育訓練及BIM導入,建立自已的BIM技術應用能力;人才不足的公司則可透過專業結合方式,委託BIM顧問公司,結合帷幕專業及BIM專業形成異業結合,以完整的產業鏈因應未來多變複雜的帷幕工程需求。 對帷幕牆產業界的建議 由產業界共同成立帷幕牆產業研發團隊,進而建立帷幕牆BIM技術運用流程,實現設計(包括方案設計、結構計算、熱工計算、日照計算等等)、加工製作、安裝施工和運行維護的各個階段的運用軟體使用整合,進一步撰寫BIM技術在帷幕牆系統的自動化程式,增進產業競爭能力。

By | 九月 11th, 2014|Tech-ch|0 條評論

【原創文章】REVIT 2015 新功能介紹(二) 圖面顯示-上

Revit2015在圖面顯示的部分變化並不大,但有三個部分值得提出來,此篇先提兩個重點1.隱藏線顯示,2.雲型線強化 : 1. 依視圖顯示隱藏線功能  在2015之前版本要顯示隱藏線的方式分為視覺型式、選取隱藏線模式(全部)與視圖的顯示隱藏線(局部)。通常不會使用視覺型式,因為太多的隱藏線顯示畫面會很雜亂,而使用顯示隱藏線的功能則需要一張張進行。   現在2015版本中則新增了以視圖例證參數控制的欄位,選項為:無、有、依專業(領域)等三種分法。  [無]就是都不會顯示隱藏線,[有]就是接近視覺形式的隱藏線的模式。   另外,依據專業的顯示法也是新的選項,差異可以參考下圖。 若專業選結構時,所有被隱藏的部分都會以虛線顯示,因為可以上材質,所以可讀性更高。   2. 雲型線強化 在Revit中,修訂雲型的功能其問題標註與清單的對照部分是很方便的,但是雲型標註的形狀很難畫的漂亮。因為軟體只有堤供一種繪製的方式(FREEHAND),比對CAD先成形(方形或圓形)再把成形的線段轉成雲型實在差很多。 這個問題被詬病已久,總算在這2015版本解決,系統提供了完整的繪圖面板,可以生方形、圓形等雲型線。   雲型的弧線長度也可以控制,只是控制的面板落在視圖的修訂中。另外之前修訂只能用上下合併的方式消除,這個版本中提供了刪除的選項。   以上兩點是本篇針對日後使用在圖面上較有影響的部分,提供參考。

By | 五月 7th, 2014|Tech-ch|0 條評論

【原創文章】REVIT 2015 新功能介紹(一) 明細表

從Revit2012版本以來,Autodesk針對Revit明細表功能的部分陸續逐版改進,而在2015版本上,其明細表的功能有4項很大的強化 : 1. 牆的部分把頂底部限制與偏移,列入可加入的欄位,此用來在數量計算中分層計算隔間牆的數量與面積有相當的幫助(過去都要自建樓層的專案參數克服)。 2. 明細表中可以插入圖片連結,此圖片會在明細表放置於圖紙後顯示,缺點是每一筆資料要一筆一筆加入,沒有辦法依據族群一次加入。 以上這兩點的強化對於牆資料的管理與數量計算上有相當的幫助,圖片的部分可以不用在外部加工也是不錯的新功能。 3. 篩選的條件從原來的四項增加到八項,以前只有四項真的太少了。 4. 總計的標頭可以自訂,這個功能可以再做明細表時更加有彈性。

By | 四月 24th, 2014|Tech-ch|0 條評論

【原創文章】臺灣衛武營藝術文化中心BIM工程規劃運用及深化(下集)

撰文是筆者以台灣營造業將BIM技術引入至專案工程中進行工程規劃及運用深化, 本文並同步發表於2014年2月份大陸建築技藝雜誌社BIM專刊 5特殊工項工程規劃應用 5.1自由曲面屋頂 這個專案最大的特色之一是超大面積的自由曲面屋頂設計,每一處曲度都不相同。正因建築師受到衛武營原有的茂密榕樹群啟發,屋頂由8段數千片不規則形狀的金屬板片組合成整片不規則曲面屋頂,好似天空鳥瞰榕樹林頂端的曲線;內部則像榕樹林構成的樹穴,由一片片不規則曲度的鋼表皮精密組裝而成。對這個有機、大膽的不規則設計,工程團隊從德國空運全球僅有的最先進3D自由曲面屋頂成型機械,將一張張板片按照BIM模型所設定的形狀曲度壓制成形,再分別精確吊裝後組裝(附圖17、17A)。 附圖17 附圖17A 自由曲面屋頂依照鋼結構體3D scan後的點雲分析資料,調整次結構屋架尺寸;並將屋頂上非法向量上的天井、天窗、通風井等開口詳細建置,以便取得發展細部製件大樣的詳細資訊(附圖17B)。 附圖17B 5.2船殼鋼表皮 呼應代表高雄海港精神的造船文化,內部樹穴的鋼表皮不規則彎曲設計組裝必須使用造船技術。建國工程找來高雄造船廠共同完成這艘陸上巨輪,專案鋼板表皮曲面板總組裝面積為2 300m2,區分為21區塊組裝(2 320片),每件(先2~4片小組裝)於現場組裝的板片重量約為1.2~2.4t,均為3D不規則形狀的金屬板,組裝過程有相當的難度(附圖18)。 附圖18 具體流程是先將模型用造船業的BIM軟體做強度計算,再生成3D model、PI information與Shop drawings(附圖19)。模型建置時需包含天井、窗戶、入口、燈具、吊點等佈置與鋼板表皮相關的詳細資訊,除了便於控管關係介面,也為了非法向量上的物件及開口詳細建置,便於製作細部大樣,進而發展鋼板表皮板列線與加勁肋骨的配置工程(附圖20)。 附圖19 附圖20 5.3低噪音空調氣室及盒中盒構造 為符合NC15的超高建築聲學規格,本專案的空調採用自椅子下出風的方式。樓板下的複層空調氣室可以確保空調出風量、溫度,不會影響各音樂廳的聲學品質。為了確保空調氣室的功能,將氣室的所有細節建置出來,並用剖透視圖協助施工團隊瞭解相關細節,減少施工錯誤。 NC15只是一個數字,但卻是一個超高標準,就我們所知,全球極少展演廳可以達到這個標準。衛武營藝文中心是個聲音盒子,唯有運用盒中之盒(Box in Box)的概念,做完一個結構體後再蓋一間房子升上去,四周加裝防震彈簧、橡膠,才能有效阻隔外界雜音的傳遞。而這些被視為懸浮房子的輕隔間就有74種不同的類型,再根據各種類比的情況,製作成各種材料逐一送進國家實驗室,測試地板衝擊音就耗時近半年。而為求完美,金屬曲面屋頂還分裝貨運到亞洲唯一能做暴雨衝擊音試驗的北京清華大學建築聲學實驗室進行試驗,以確保南臺灣下暴雨時不會影響到室內音質。 6參數數值化設計 本專案的參數化設計主要用在外觀的曲面金屬屋頂及榕樹廣場地坪,分析曲面屋頂的曲率變化及平順度、板片的寬度及長度變化、極端板片的曲率大小變化、反曲線的積水汙情形;也分析了榕樹廣場地坪的泄水坡度、結構與裝修面衝突、複層樓板的空層尺寸;並依據所分析出來的結果,調整相關介面及模型、尺寸(附圖21)。 附圖21 7臨時性設施與安全防護 為了完成許多複雜工項有許多必需的臨時性設施,皆建置到模型中,以分階段功能來管理必要的施工架等設置(附圖22);並將安全衛生防護措施的規劃,以視覺化的方式,讓施工單位能清楚知道哪些地方需要設置防護網和秘密頻道,以確保施工的安全(附圖23)。 附圖22 附圖23 8 API撰寫及研發 為解決現今BIM軟體生成的2D施工圖無法滿足施工人員所需資訊的問題,藉由BIM軟體的應用程式設計發展介面(Application Programming Interface, API)開發施工圖輔助程式,協助工程師將繁複性的操作自動化,並擷取相關BIM組件參數,重新整合為現行施工圖需求的資料,提升2D施工圖生成的便利性及效率,降低遺漏修改錯誤。 建國工程目前也嘗試於各個圖面和模型中設定二維碼,讓工程師們通過掃描二維碼,即可流覽自己所需的圖檔和其他相關資訊(附圖24)。 附圖24 9異地協同作業及雲端運用 為了確保複雜、龐大的衛武營藝文中心專案,能夠讓20~30位人員同時在異地協同作業,有效溝通並針對設計衝突做出最精准的判斷,我們除採用BIM軟體的協同功能外,也使用了能夠做歷程版次及分階層許可權管理的檔案平臺。 另即便是衛武營藝文中心如此規模龐大的建築方案,我們也經常利用歐特克所提供的雲端服務,快速完成硬體要求高又耗時的彩現、環繞視景、人工照明、日照摸擬等工作,並隨時與業主、設計師、承包商等各方溝通協調使用,縮短溝通時間,以保證專案進度。 結語 這是一個標準的國際協同合作案,在所需要的團隊資格中,會開宗明義地要求投標工程團隊必須擁有整合3D模型的能力,以往是每個工程師分攤專案的部分圖面,導入整合式BIM軟體後,可以讓不同國家的工程師、建築師一起在同一個模型上完成所有溝通修改的作業,大幅降低溝通失誤。 BIM模型的建立對營建工程業而言只是個開始,目前建國工程最常將該模型應用於施工計畫的安排、施工模擬和衝突檢測等項目,但該3D模型在後續運維管理的使用與API撰寫及研發中更具關鍵性的角色,這也是建國工程未來將積極推動的應用方向。

By | 四月 11th, 2014|Tech-ch|0 條評論

【原創文章】臺灣衛武營藝術文化中心BIM工程規劃運用及深化(上集)

撰文是筆者以台灣營造業將BIM技術引入至專案工程中進行工程規劃及運用深化, 本文並同步發表於2014年2月份大陸建築技藝雜誌社BIM專刊 1.專案概述 衛武營藝術文化中心是臺灣大高雄地區即將擁有國際級藝術文化表演新地標,由荷蘭麥肯諾建築師事務所的Francine Houben建築師與臺灣共同投標者羅興華建築師設計,並由建國工程及共同投標團隊承攬的建築專案工程。 專案占地10ha,週邊由57ha的綠地公園所環繞,該中心設有2260席的戲劇院、2000席的音樂廳、1254席的中劇院以及470席的演奏廳,其獨特的非線性自由曲面造型及空間量體使工程施工頗具挑戰。 2.非BIM不可的8大議題 衛武營藝文中心以榕樹空間為創作靈感,並與當地景貌緊密融合,打造出宛如音波流動的建築外觀。由此帶來的設計複雜程度超乎想像,很多方面依靠傳統技術難以實現,非使用BIM技術不可,具體包括:1)複雜的3D結構體構件(附圖1);2)自由曲線金屬屋頂(附圖2);3)3D金屬鋁及玻璃帷幕牆系統(附圖3);4)使用造船技術的鋼表皮(附圖4);5)錯綜複雜的外、內幾何關係(附圖5);6)幅員廣大及國內外的協同作業(附圖6);7)世界上最嚴苛的NC15DB聲學要求(附圖7);8)精密規劃的室內裝修設計(附圖8 版權屬荷蘭麥肯諾建築師事務所)。 附圖1 附圖2 附圖3 附圖4 附圖5 附圖6 (來源于:航拍騎士-石田浩二) 附圖7 附圖8 (來源于:荷蘭麥肯諾建築師事務所) 除了一般的結構體施工規劃、樓板標高檢查、衝突檢測、機電系統整合和物料使用數量估算、特殊造型工項檢查等專案,到目前為止施工所需的90%現場製造圖(附圖9)皆由這個BIM模型生成。進入施工階段前,也做了3D模擬外觀和4D工序,以儘早找出衝突並改正錯誤,加速營建的效率。 附圖9 本專案因為是跨國團隊合作,使用了多種BIM軟體及技術,以IFC2X3格式做為統一溝通格式,整合在歐特克BIM解決方案中,藉以改善工作流程,促進專案團隊間的多方協作和有效的設計溝通;整合在一起並進行細部發展的BIM模型,依介面管理的構架來區分管制重點。 3.模型資料庫交換機制 為明確各工作範疇所使用的軟體及使用格式(附圖10),訂立一個BIM模型控制管理機制(附圖11),將模型分鋼結構、RC結構、MEP各分系統、建築三大表皮工項、其他各特殊工項和各專業承包商等,整合後分開管理;依專案特性,發展出獨特工作集的應用(Ck Project HierachyWorkset Approach)(附圖12),避免單一工作專案或系統檔案太大,進而避免整合後7G的檔案太大,硬體無法運行。 附圖10 附圖11 附圖12 4介面整合及工序檢查 首先依營建管理專業將需要厘清介面分工的介面找出來,作為建模及應用的介面,任何系統或工項修改到整合介面資訊,皆需回饋及被同意確認(附圖13)。 附圖13 再將總體工程進度完全依照實際現場工程規劃區分為系統及分區,製作成與施工計畫較為一致的4D工序。因為總體4D模擬太過概要,在現實工作中並不存在,進而將重點工項製作成工項4D模擬,來補充總體4D類比的不足。然後把碰撞衝突找出來,定一個衝突溝通模式,依釋疑、溝通、解決、確認等步驟,管理解決衝突事項。除了分層級的一般模型衝突事項,也將施工動線、不同標注間差異作為衝突管理的內容(附圖14)。 附圖14 MEP系統與建築、結構系統的衝突,需要先依照CSD(Combined Service Drawing,即機電整合介面圖),將工程中所有機電設備部分,包括水電、空調、消防、舞臺燈光音響等各主要設備位置與管理路徑作協調配置計畫,再依配置計畫原則去建置模型(附圖15)。然後按照SEM(Structural ,Electrical and Mechanical,即結構、機電整合介面圖)計畫中,將土建工程配合機電系統安裝,並在考慮結構安全的情況下,綜合各關聯廠商所提出的意見需求,將其所需開口、基座、套管、預埋件及管道間等,整合納入到建築/結構圖中,再做第二次的整合及衝突檢討(附圖16)。 附圖15 附圖16 (敬請期待下集)

By | 四月 8th, 2014|Tech-ch|0 條評論

【原創文章】3D外觀量體匯入REVIT之心得與建議

有鑑於建築設計案造型日趨複雜,有曲線、有折面,所以通常在發包時還會附上外觀3D模型。一般交付格式為AUTOCAD與RHINO之檔案格式, 而RHINO轉出的格式中只有CAD與SAT可以匯入至REVIT,因此本文將探討兩種資料格式匯入至Revit之差異。       圖一:REVIT中可匯入的檔案格式   圖二:RHINO可匯出的檔案格式 依據官方文件與作業方便,通常會內建模型後連結外參圖檔的方式處理,因為外參模型比較不好分類,所以可以歸類至一般模型或者是外牆、屋頂類(專案管理架構) 圖三:REVIT建立一般模型  建立模型之後,再把RHINO轉出的CAD或者SAT檔案連結至一般模型,CAD連結後的形式如下,這邊可以在管理頁籤→設定面板的物件形式設定中,點選匯入物件的形式設定。 圖四:CAD匯入後物件形式管理 包含外觀與彩現的材質都可以設定,這邊可以依據各物件材質做設定。 圖五:將線段顏色與材料都設定之後 因為材質的部分也是使用REVIT的內定材質,所以物件看起來跟用REVIT元件建置的一般。 圖六:匯入後做外觀設定後的效果 這樣匯入的物件就不會看起來很突兀了,但此法有一個缺點在於線粗顯示的部分,此物件並不會隨著REVIT的粗線/細線設定改變。 圖七:線粗無法由系統切換 但是這樣設定之後,不論切剖面框與剖面,此外部物件看起來都與REVIT元件差異不大。 圖八:剖面與剖面框效果 SAT格式時因為匯入REVIT時只有一個圖層0,所以如果要分開不同的材質上色得要分層一個一個匯入,然後個別做變更。 圖九:SAT檔轉換的架構 設定完畢之後,基本上跟CAD的格式調整機制都相同,顯示與彩現也都正常。 圖十:彩現的效果 但是在存檔的時候發現一個有趣的地方,相同的一個模型,SAT檔案時比CAD大,但是整體匯入至REVIT中存檔之後,匯入SAT卻比匯入CAD的檔案小,大約只有60%左右(此為個案)。但是在旋轉3D時,似乎SAT轉得比較快。 圖十一:檔案大小之比較 結論:如果不需要考慮匯入的曲面物件面體積數量時,匯入成為一般模型類型會比較好(如果要需依據板牆屋頂系統歸納時則需要匯入為量體)。 匯入SAT檔案的優點是檔案比較小,匯入CAD的優點是圖層材質設定方便。 以上心得提供參考 衛武資訊 技術部門

By | 二月 6th, 2014|Tech-ch|0 條評論