建構BIM中「建築物防火避難安全性能驗證」執行技術分析與導入個案驗證之研究－以Template為例

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研究生：	劉碩閎 Shuo-hong Liu
論文名稱：	建構BIM中「建築物防火避難安全性能驗證」執行技術分析與導入個案驗證之研究－以Template為例 Research of Applying a Verification Method for Evacuation Safety to BIM - A Case Study of Template
指導教授：	林慶元 Ching-yuan Lin
口試委員:	施宣光 Shen-guan Shih 莊英吉 Ying-ji Chuang 劉源清 Yuan-ching Liu
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	設計學院 - 建築系 Department of Architecture
論文出版年：	2015
畢業學年度：	103
語文別：	中文
論文頁數：	227
中文關鍵詞：	明細表、樣板、建築資訊模組、建築物防火避難安全性能驗證
外文關鍵詞：	Schedules, Template, BIM, Evacuation Safety Performance Verification
相關次數：	點閱：356 下載：8
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　　「建築物防火避難安全性能驗證」應用於趨於高樓化且複合發展之建築；建築資訊模組(Building Information Modeling, BIM) 是能最有效地整合AEC(Architecture, Engineering, Construction) 產業應用於整體建築物生命週期之嶄新技術。本研究結合現行台北市與新北市政府推行之「建造執照電腦輔助查核系統」政策，以樣板(Template)系統建置作為基礎發展，進行執行技術分析與系統建置，並導入個案驗證，確立其可執行性，包含以下優勢：
　　　(1)提升「作業度」之「便利性(Convenience)」
　　　(2)提升「前提條件參數」數值「精確度(Precision)」
　　　(3)提升「避難安全性能驗證結果」數值「精準度(Accuracy)」
　　　(4)提升「避難餘裕時間」之「安全性(Safety)」

　　研究結果顯示，BIM物件導向(Object-oriented)資料庫(Database)參數取代模式，與2D CAD作業模式，進行居室、樓層及整棟避難安全性能驗證之結果，皆判定為安全，且差異範圍在負4％內，係屬於容許差異範圍內；其主要原因在於BIM物件導向之應用是以空間中體積(Volume)的方式將淨(Net)參數值匯出明細表(Schedules)，有別於2D CAD作業模式以面積(Area)和高度(Height)為基礎的計算。

　　現行2D CAD進行避難安全性能驗證時，未將室內有關建築結構主體（柱與樑）與分間牆等體積予以扣除，造成虛有體積的增加，致使煙層下降時間之驗證結果比實際情況長，產生收容人員實際可避難時間之浮報差異；BIM物件導向能有效地解決上述差異，以淨體積(Net Volume)精確度數值作為避難安全性能驗證之參數依據，使煙層下降時間更趨近於實際值，確保收容人員可完全安全避難。

關鍵字：建築物防火避難安全性能驗證、建築資訊模組、樣板、明細表

　　“Building Fire Evacuation Safety Performance Verification” and apply to become high-rise buildings of the complex development, BIM (Building Information Modeling) is the most effective integration of new technologies applied to the AEC (Architecture, Engineering, Construction) industry as a whole building life cycle. In this study, combined with the current implementation of Taipei and New Taipei City Government “Computer-aided Construction License Checking System” policy, in order to build “Template” system as a basis for development, conduct technical analysis and implementation of the system build, verify and import cases, establish its enforceability, which are including the following advantages:
　　　(1)To enhance the convenience of processing
　　　(2)To enhance the precision of the value of prerequisite parameter
　　　(3)To enhance the accuracy of the value of verification method for evacuation safety
　　　(4)To enhance the safety of the margin of evaluation time

　　As result of investigation, BIM object-oriented database parameter substitution pattern, and 2D CAD operation method, the results of the room, the floor and the verification of the safety performance of the entire refuge are judged to be safe. The error value is within minus four percent which is under the range of permissible error. The main reason is that the application is based on object-oriented BIM space “Volume” way “Net” parameter value export to “Schedules”, unlike 2D CAD operation mode “Area” and “Height” based on the calculation.

　　Based on existing 2D CAD evacuation safety verification, it doesn't deduct indoor related structures of the main building (columns and beams) and partitioned walls and other volume, effecting in a virtual increase volume, resulting in smoke layer fall verification of Time result is longer than the actual situation, Seating capacity to produce the actual error of time asylum overstated. BIM object-oriented can effectively solve the above error. Using accuracy value of “Net Volume” as the benchmark to evaluate the verification method for evacuation safety. To make sure the verification of the smoke layer fall time results more close to the actual values, and ensure asylum officer may completely safe refuge.

Keywords: Building Fire Evacuation Safety Performance Verification; BIM; Template; Schedules

中文摘要 •••••••••••••••••••••••••• I
英文摘要 •••••••••••••••••••••••••• II
誌    謝 •••••••••••••••••••••••••• III
目    錄 •••••••••••••••••••••••••• IV
表 目 錄 •••••••••••••••••••••••••• VIII
圖 目 錄 •••••••••••••••••••••••••• X
公式目錄 •••••••••••••••••••••••••• XIV
符號說明 •••••••••••••••••••••••••• XVI

第一章　緒論
　　1.1　研究動機與目的　•••••••••••••••••• 01
　　　　1.1.1　研究動機　•••••••••••••••••• 01
　　　　1.1.2　研究目的　•••••••••••••••••• 01
　　1.2　研究範圍與限制　•••••••••••••••••• 02
　　　　1.2.1　研究範圍　•••••••••••••••••• 02
　　　　1.2.2　研究限制　•••••••••••••••••• 02
　　1.3　研究方法與流程　•••••••••••••••••• 03
　　　　1.3.1　研究方法　•••••••••••••••••• 03
　　　　1.3.2　研究流程　•••••••••••••••••• 08
第二章　文獻回顧
　　2.1　BIM概念 •••••••••••••••••••••• 11
　　　　2.1.1　何謂「BIM」與「非BIM」技術　••••••••• 11
　　　　2.1.2　傳統作業交換性不足額外成本　••••••••• 12
　　　　2.1.3　BIM發展程度 ••••••••••••••••• 13
　　　　2.1.4　BIM介面模式 ••••••••••••••••• 14
　　　　2.1.5　BIM應用層面 ••••••••••••••••• 15
　　2.2　避難安全性能驗證概念　••••••••••••••• 16
　　　　2.2.1　驗證技術種類　•••••••••••••••• 16
　　　　2.2.2　法源體系　•••••••••••••••••• 17
　　　　2.2.3　簡易二層驗證法　••••••••••••••• 20
　　　　2.2.4　建築物防火避難安全性能驗證技術手冊　••••• 27
　　　　2.2.5　火場數值模擬軟體FDS ••••••••••••• 57
　　　　2.2.6　避難安全性能驗證研究方法比較　•••••••• 59
　　　　2.2.7　避難安全性能驗證研究方法確立　•••••••• 60
　　　　2.2.8　小結　•••••••••••••••••••• 60
第三章　BIM執行技術分析
　　3.1　BIM執行技術架構 •••••••••••••••••• 61
　　　　3.1.1　現行BIM發展組成結構關係 ••••••••••• 61
　　　　3.1.2　BIM執行技術與建築物生命週期 ••••••••• 63
　　　　3.1.3　工程製圖與資訊技術演進　••••••••••• 65
　　　　3.1.4　BIM執行技術架構 ••••••••••••••• 67
　　3.2　BIM執行技術分析 •••••••••••••••••• 69
　　　　3.2.1　BIM執行技術分析目的與架構 •••••••••• 69
　　　　3.2.2　現行2D繪圖檔案屬性與限制和3D BIM物件應用　•• 70
　　　　3.2.3　Template樣板與明細表　•••••••••••• 71
　　　　3.2.4　建造執照電腦輔助查核系統　•••••••••• 73
　　　　3.2.5　ODBC開放式資料庫連接　•••••••••••• 75
　　　　3.2.6　API應用程式介面 ••••••••••••••• 77
　　　　3.2.7　IFC資訊交換標準 ••••••••••••••• 81
　　　　3.2.8　BIM標準作業規範 ••••••••••••••• 89
　　　　3.2.9　Autodesk Revit執行技術架構　••••••••• 92
　　　　3.2.10　社會環境層面 •••••••••••••••• 94
　　3.3　BIM執行技術小結 •••••••••••••••••• 98
　　　　3.3.1　BIM執行技術重點概要描述 ••••••••••• 98
　　　　3.3.2　BIM執行技術綜合分析比較 ••••••••••• 100
　　　　3.3.3　BIM工具優劣綜合分析比較 ••••••••••• 102
　　　　3.3.4　BIM執行技術研究方法確立 ••••••••••• 103
　　　　3.3.5　小結　•••••••••••••••••••• 105

第四章　Template系統建置與應用
　　4.1　建構Template執行技術目的與架構　•••••••••• 107
　　　　4.1.1　建構Template執行技術目的　•••••••••• 107
　　　　4.1.2　建構Template執行技術架構　•••••••••• 108
　　4.2　建置樣板參數確立　••••••••••••••••• 109
　　　　4.2.1　Template樣板介面設定資源　•••••••••• 109
　　　　4.2.2　建置樣板參數分類表　••••••••••••• 110
　　　　4.2.3　建置樣板參數確立　•••••••••••••• 119
　　4.3　Template系統建置與應用　•••••••••••••• 120
　　　　4.3.1　樣板系統架構與格式　••••••••••••• 120
　　　　4.3.2　建置樣板參數與應用　••••••••••••• 122
　　　　4.3.3　專案設定　•••••••••••••••••• 135
　　　　4.3.4　匯出樣板參數　•••••••••••••••• 139
　　4.4　Excel建置輔助作業 ••••••••••••••••• 141
　　　　4.4.1　居室避難安全性能驗證Excel建置輔助作業 •••• 141
　　　　4.4.2　樓層避難安全性能驗證Excel建置輔助作業 •••• 144
　　　　4.4.3　整棟避難安全性能驗證Excel建置輔助作業 •••• 147
　　4.5　 Template系統建置與應用小結 •••••••••••• 150
第五章　導入個案驗證
　　5.1　導入個案驗證目的與架構　•••••••••••••• 151
　　　　5.1.1　導入個案驗證目的　•••••••••••••• 151
　　　　5.1.2　導入個案驗證架構　•••••••••••••• 152
　　5.2　導入個案驗證簡介　••••••••••••••••• 157
　　　　5.2.1　選擇驗證個案　•••••••••••••••• 157
　　　　5.2.2　各樓層用途與避難安全性能驗證項目及方法　••• 158
　　　　5.2.3　個案平面圖及前提條件參數　•••••••••• 159
　　5.3　數值差異來源分析　••••••••••••••••• 167
　　　　5.3.1　數值主要差異來源　•••••••••••••• 167
　　　　5.3.2　建築結構體未予以扣除差異　•••••••••• 168
　　　　5.3.3　電腦輔助作業系統差異　•••••••••••• 170
　　　　5.3.4　人員操作差異　•••••••••••••••• 170
　　　　5.3.5　小結　•••••••••••••••••••• 170
　　5.4　前提條件數值差異　••••••••••••••••• 171
　　　　5.4.1　前提條件數值差異比較　•••••••••••• 171
　　　　5.4.2　前提條件數值差異分析　•••••••••••• 173
　　　　5.4.3　面積前提條件數值差異分析　•••••••••• 174
　　5.5　避難安全性能驗證結果數值差異　••••••••••• 175
　　　　5.5.1　驗證結果數值差異比較　•••••••••••• 175
　　　　5.5.2　驗證結果數值差異分析　•••••••••••• 176
　　　　5.5.3　驗證時間數值差異分析　•••••••••••• 178
　　5.6　避難安全性能驗證結果綜合分析　••••••••••• 179
　　　　5.6.1　避難所需時間與煙層下降時間理論基礎　••••• 179
　　　　5.6.2　避難所需時間分析　•••••••••••••• 186
　　　　5.6.3　避難安全性能驗證作業模式差異分析　•••••• 190
　　　　5.6.4　避難餘裕時間分析　•••••••••••••• 195
　　　　5.6.5　驗證結果精確度與精準度分析　••••••••• 196
　　5.7　導入個案驗證小結　••••••••••••••••• 198
第六章　結論與建議
　　6.1　研究結論　••••••••••••••••••••• 199
　　　　6.1.1　導入個案驗證結論　•••••••••••••• 199
　　　　6.1.2　執行技術分析結論　•••••••••••••• 200
　　6.2　研究建議　••••••••••••••••••••• 201
　　6.3　後續研究　••••••••••••••••••••• 202

參考文獻 •••••••••••••••••••••••••• 203
作者簡歷 •••••••••••••••••••••••••• 205

                                

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【4】謝尚賢、郭榮欽、陳奐廷、蔡沅澔，「透過案例演練學習BIM：基礎篇」，初版，臺大土木工程資訊模擬與管理研究中心，台北市，2014。
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【18】賴朝俊，「BIM科技導入建築師實務上的運用」，「『攜手BIM進，共創新局－建構新北3D雲端智慧城』研討會論文集」，初版，新北市政府編著，新北市，2014。
【19】黃毓舜，「新北市政府BIM執行計畫與成果－建築與工程管理的新挑戰」，中國工程師學會－工程雙月刊，第85卷05期，2013。
【20】張育唐、陳藹然，「準確度(Accuracy)和精確度(Precision)」，國科會高瞻計畫，2011。

全文公開日期 2020/01/23 (校內網路)
全文公開日期本全文未授權公開 (校外網路)
全文公開日期本全文未授權公開 (國家圖書館：臺灣博碩士論文系統)

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