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研究生: 蕭新益
Sin-Yi Siao
論文名稱: 基於建築資訊模型之自動化開口偵測與安全防護
Automated Opening Detection and Protection Based on Building Information Model
指導教授: 謝佑明
Yo-Ming Hsieh
口試委員: 謝佑明
Yo-Ming Hsieh
陳鴻銘
Hung-Ming Chen
林祐正
Yu-cheng Lin
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 營建工程系
Department of Civil and Construction Engineering
論文出版年: 2019
畢業學年度: 107
語文別: 中文
論文頁數: 176
中文關鍵詞: 建築資訊模型墜落開口安全防護設施
外文關鍵詞: Safety Protection
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國內營造業之職業災害類型,以墜落、倒塌、崩塌、感電、物體飛落等類型為主,而近十年間,營造業重大職災中災害類型以墜落、滾落高居榜首,其中建築施工階段開口之墜落或滾落問題,一直是營造業勞工安全的最大威脅。
本研究使用建築資訊模型(Building Information Modeling, BIM) 與視覺化程式語言(Visual Programming Language, VPL)這兩種技術,使用施工規劃階段之BIM模型找出可能發生墜落的位置,並自動佈設安全防護設施以期能降低墜落發生的風險。由於BIM技術在近年來逐漸發展成熟且風行,是應用於營造業的主流趨勢,BIM可使用三維數值模型表達真實構件之空間關係,並可結合排程模擬現場施工順序進而檢討工序。視覺化程式語言的應用軟體Dynamo能輔助Autodesk Revit進行程式的開發,擴充建模軟體本身的功能。因此在施工之前若能善用BIM的技術,分析出人為可能忽略所造成墜落風險的位置,未來在實際建造時於施工開口處設置安全防護設施,並透過 BIM 所提供之相關資訊為基礎,達到改進傳統人工進行安全規劃之效率,如此一來將可提供現場作業人員即時且正確的安全防護資訊,可以有效提升施工開口墜落防制之成效,來降低勞工職業墜落災害的發生。
透過本研究開發之程式,搭配施工規劃階段之模型,可以自動找出模型內之開口位置,即有墜落風險的位置,亦可使用本研究來自動放置防護設施於可能會造成墜落風險處,並輸出相關防護設施之資訊,如此一來,既取代傳統耗時的人工檢查,也能降低一定的成本及人為疏失的發生。


Falling, collapsing, electric shock, and flying objects are major occupational hazards in Taiwan. In the construction industry, falling is the number occupational hazard in the past ten years.
This study adopts Building Information Modeling (BIM) and Visual Programming Language (VPL) technologies to help reduce the risk in construction sites. Automated procedures are developed to identify openings and to install fall-prevention equipment in BIM. BIM technologies are maturing and adoption rate has kept increasing. The 3D nature of BIM can help achieve better designs and help construction planning. Dynamo is a VPL that can extend Autodesk Revit to develop new functionalities. By using the developed automated procedures in this research, openings in the BIM model can be identified automatically. Model components representing are also created and installed by developed procedures to prevent falling. Thus, the developed procedures can greatly improve the efficiency of safety planning and in turn reduce falling hazards during construction.

論文摘要 I ABSTRACT II 誌謝 III 目錄 IV 圖目錄 VIII 表目錄 XVI 第一章 緒論 1 1.1 研究動機與目的 1 1.2 研究範圍與限制 2 1.3 研究流程 3 1.4 論文架構 4 第二章 文獻回顧 7 2.1 工地安全 7 2.2 建築資訊模型於工地安全之應用 9 2.3 OMNICLASS 工程總分類編碼 17 2.4 防墜安全防護設施法規探討 18 2.4.1 護欄 19 2.4.2 護蓋 20 2.4.3 施工架 21 2.5 小結 21 第三章 研究工具 23 3.1 AUTODESK REVIT 23 3.2 DYNAMO 24 3.2.1 埠Ports 25 3.2.2 節點狀態 25 3.2.3 資源庫 26 3.2.4 陣列(列表List) 28 3.2.5 層級(List@Level) 29 3.2.6 連綴(鑲邊) 30 3.2.7 自定義節點 32 3.2.8 Dynamo Packages(套件) 33 3.2.9 Dynamo Player 33 3.3 PYTHON 34 第四章 垂直開口偵測 37 4.1 建立樓層切片 38 4.2 建立樓板邊緣 39 4.3 獲得封閉曲線垂直高度 43 4.4 特殊形狀處理 44 4.5 建立開口 48 4.6 危險區域標示 50 4.7 自定義節點 51 4.8 垂直開口偵測測試 51 第五章 側向開口偵測(交集法) 55 5.1 取得牆體元素 56 5.2 依方向將牆心線擠出一定距離 57 5.3 轉換實體 58 5.4 實體布林差 60 5.5 區分牆心線向量 61 5.6 區分樓板線向量 62 5.7 牆心線誤差 65 5.8 交錯判別 67 5.9 交叉過濾 69 5.10 曲線擠出增厚 70 5.11 自定義節點 72 5.12 側向開口偵測(交集法)測試 73 第六章 側向開口偵測(開口元素法) 75 6.1 取得牆體元素 76 6.2 取得開口參數 76 6.3 取得開口所依附的牆資訊 77 6.4 取得開口資訊 79 6.4.1 BoundingBox計算 79 6.4.2 轉為Cuboid 82 6.5 邊緣偵測 84 6.6 自定義節點 85 6.7 側向開口偵測(開口元素法)測試 86 第七章 垂直開口防護設施放置 87 7.1 防護設施元件開發 88 7.2 垂直開口偵測 89 7.3 放置安全網 89 7.4 放置護蓋 90 7.5 放置護欄 91 7.6 輸出資訊 96 7.7 自定義節點 99 第八章 側向開口防護設施放置 101 8.1 防護設施元件開發 102 8.2 牆心線轉換過濾 102 8.3 幾何切出開口線條 105 8.4 開口篩選 107 8.5 放置護欄 108 8.5.1 等分法 108 8.5.2 依距離分段 112 8.6 放置施工架 114 8.7 輸出資訊 124 8.8 自定義節點 126 第九章 實例測試 127 9.1 案例說明 127 9.2 建模應注意事項 128 9.3 程式執行過程 129 9.4 小結 152 第十章 結論與建議 153 10.1 結論 153 10.2 建議 154 參考文獻 155

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