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建築研究簡訊第102期 《專題報導》

赴美國建築師學會(AIA)及國家建築科學研究院(NIBS)參訪及BIM研習

為深入瞭解美國建立「建築資訊建模(BIM,Building Information Modeling)」技術與應用現況,期望藉由拜會美國推動BIM相關技術的專業團體、政府機關與核心人物,交流經驗,瞭解國際間對BIM規劃趨勢,並增加爾後交流BIM政策及技術管道,作為我國規劃BIM政策及研發本土化技術參考。進行本次考察,自107年9月1至9月11日,規劃拜會參訪行程,包括機關拜會行程,拜會主導美國國家BIM標準(National Building Information Modeling Standard,NBIMS)研究和發佈機構的國家建築科學研究所(National Institute of Building Sciences,NIBS)、美國建築師學會(AIA)、美國聯邦總務署(GSA)、紐約市政府及駐紐約台北經濟文化辦事處(Taipei Economic and Cultural Office in New York)。同時考察美國建築資訊模型(BIM)的市政建設,雲杉街8號(8 Spruce Street)、康乃爾大學(Cornell University)理工學院紐約市羅斯福島分校、世界貿易中心(World Trade Center)一號大樓、華盛頓國民隊棒球場(National Ball park)及憲法廣場建築群(Constitution Square)等重大建設。

以下係參訪國家建築科學研究所及美國建築師學會過程:

壹、國家建築科學研究所(National Institute of Building Sciences)

一、機關簡介

國家建築科學研究所(National Institute of Building Sciences,NIBS)是美國國家BIM標準(National Building Information Modeling Standard,NBIMS)的研究和發佈機構,大量的BIM及其關聯概念、技術、方法、流程、資料都跟這個機構有關。

NIBS是根據1974年的住宅和社區發展法案(the Housing and Community Development Act of 1974)Public Law 93-383, Sect. 809由美國國會批准成立的非營利、非政府組織,作為建築科學技術領域溝通政府機關和民間企業之間的橋樑。

NIBS的使命是通過支持建築科學技術的進步改善建築環境(building environment,與自然環境 - natural environment對應)來為國家和公眾利益服務。

NIBS集合政府、專家、產業、勞工和消費者的利益,專注於發掘和解決居住、商業和工業設施建置的問題和潛在問題。NIBS同時為產業和公眾機構提供建築科學技術應用的權威性建議。

二、參訪交流過程

(一)機關簡介與BIM應用

由Ryan Colker (Director, Consultative Council/Presidential Advisor )以簡報方式說明NIBS組織的願景、目標及研究的四大範疇包括「建築資訊技術」、「安全防災準備」、「設施性能和可持續性」及「產業領導與推廣」等。他除談到BIM於建築設施全生命週期之應用外,亦從資訊層次之結構應用談地理資訊系統(GIS)、城市資訊系統(CIM)、建築資訊建模(BIM)的關係,從國家到整體城市視圖,可以快速定位到一個區域、一棟建築,快速查找到一棟建築,獲取裡面所有相關資料,另概述利用工業基礎類別(Industry Foundation Classes,IFC)來轉換及串接各階段或軟體間資訊流。

此外,簡報提到兩個有趣的計畫。一是2011年底,由國家建築科學研究院(NIBS)與全面學習研究所(TLRI)和美國航太總署(NASA)合作,建立了一個旨在實現科學(Science),技術(Technology),工程(Engineering)和數學(Mathematics)的 STEM教育計劃,培養學生應對這行業挑戰的能力。

 NIBS和TLRI建構一虛擬火星城基地(這是全國各種STEM教育計畫的基礎),並開發火星城設施運營(Ops)挑戰計畫-火星城設施行動挑戰STEM計劃(Mars City Facility Ops Challenge STEM Program),讓學生使用設施管理人員的設施維護管理系統(CMMS)工具,負責在火星上營運虛擬基地,熟悉設施管理人員履行的各種職責、建築系統,並維護火星基地正常運作。

為了確保最大的實際適用性,火星城設施行動挑戰STEM計畫團隊為該基地及設施建置了建築資訊模型(BIM),並使用施工營運建築資訊交換(COBie)標準,將營運、維護及資產管理階段所需的資訊加載到CMMS中。火星城設施行動挑戰STEM計畫團隊除了讓學生負責在火星上營運虛擬基地,也開發一個職業中心,向學生介紹建築行業的潛在就業機會,該中心透過採訪來自各行各業的專業人士,及提供材料與規劃工具,幫助學生確定產業中的教育及就業途徑。

另一計畫是整體建築設計指南(Whole Building Design Guide,WBDG),其服務範圍包括美國國防部(DOD)、美國陸軍工程兵團(USACE)、海軍設施工程司令部(NAVFAC)等公部門及民間建築相關專業人士,以建置高效能建築為前提,提供建築專案全生命週期各階段,包括規劃,設計,施工、營運及維護相關的設計指導、標準及技術。

「整體建築設計指南」內容依三個類別進行編排:設計指導、專案管理及營運與維護,提供更具聚焦性的專業資訊。此外,WBDG提供線上工具,包括建築及設施標準(含施工指南規範、手冊及標準文件等)、建築資訊建模指南、精選案例研究、聯邦法令及其他資源的數據庫,並免費為建築師及其他建築專業人士提供70多個線上教育課程。

(二)線上會議

由Roger J. Grant (Program Director,NIBS;Product Room Leader, buildingSMART International )透過線上會議方式,與在NIBS會議室現場人員以簡報方式進行分享。簡報中點出BIM物件及參數化的優勢,並強調建築生命週期各階段資訊的正確、交付內容及軟體間資訊轉換Open data及標準的重要性,並提及國際組織buildingSMART International(bSi)刻正努力推動Open BIM及IFC開放格式,另IFC標準已在ISO中正式註冊。

bsi是一個研究BIM於建築工程全生命週期應用的中立化、國際性、獨立的非營利組織,旨在促進建築工程全生命週期各參與方之間的訊息交流與協同合作。bsi主要貢獻,包括開發IFC標準,為軟體交流的數據接收提供準則和依據,並為開放標準及透明流程發展Open BIM工作模式等,其常用工具有工業基礎類別(IFC)、資訊交付手冊(IDM)、模型視域定義(MVD)、資訊交換需求(ER)、國際資料字典框架(IFD/bSDD)、協同作業的格式標準 (BCF)。

在會議中,雙方除針對NIBS推展BIM的應用、NBIMS的後續發展,與bsi機構間的合作關係及美國公私部門間對BIM的應用與推動部分進行分享外,也針對OpenBIM推動及實際執行遭遇的問題、IFC各版本後續的發展及版次間相容性的問題,及BIM與GIS之間的整合應用進行討論。NIBS也提供會議簡報資料及相關研究,如Penn State提出的25個BIM USEs、National BIM Guide for Owners等下載連結,供本所後續研究。

 

貳、美國建築師學會(AIA)總部

一、機關簡介

美國建築師學會(American Institute of Architects, 縮寫:AIA) 與 RIBA 英國皇家建築師學會並稱為當今世界最權威的兩大建築師學會,總部位於華盛頓哥倫比亞特區。AIA 的宗旨是為建築師提供良好的後續教育、社區重建和其他可持續及提升建築業界規範形像的工作為己任。

二、參訪交流過程

由Michael Bomba (Director & Counsel)、Robert (bob) E. Middlebrooks (Senior Vice President, Contract Business Solutions)、Sarah Dodge (Sr. Vice President of Advocacy & Relationships)及Derek Washam (Manager, International Relations)等致詞歡迎本所派員參訪、介紹AIA相關業務,及與本所交換本國與美國BIM發展現況及實務運作相關訊息。

AIA提供教育、政府宣傳、社區重建,及支持建築產業並改善其公眾形象的公共宣傳。此外,AIA還與設計和施工團隊的其他成員合作,協助建築產業相關團隊的協調。AIA由董事會管理,擁有200多名員工。雖然AIA是一個國際組織,但它的217個地方和州分部為會員提供設計和直接服務,以便在他們的職業生涯中為他們提供支持。 這些分部不僅覆蓋了整個美國及其領土,還在英國、歐洲大陸、中東、日本、香港、上海及加拿大運營。藉由統一的發言管道,AIA影響政府的施政方針,進而影響建築師的執業業務及美國生活品質。 AIA監督立法,並利用其成員的集體力量參與聯邦、州和地方政策制定者的決策。為了服務民眾,AIA的社區計畫也與聯邦立法者及地方政府合作提升公共空間的設計、保護國家的基礎設施,並為所有美國人開發設計良好且能夠負擔的住家。AIA為其會員提供職業發展的機會、設計及施工的合約文件範本、專業的設計資訊服務、以個人利益及客戶為本的相關資源。

會中本所與AIA交換本國與美國BIM發展現況及實務運作相關訊息,包括美國業主請設計建築師及施工廠商繳交BIM模型是否需額外付費一節,AIA表示因美國BIM應用於設計及施工階段較普遍,通常美國業主請設計建築師或施工廠商繳交BIM模型,並不額外付費。相較美國,因國內BIM應用仍未普遍,故本國業主請廠商繳交BIM模型通常須額外付費。為了回饋本所的參訪,AIA提供本所下列文件供作BIM相關研究參考,概述如下:

(一)Guide, Instructions and Commentary to the 2013 AIA Digital Practice Documents

  • AIA Document E203™–2013, Building Information Modeling and Digital Data Exhibit
  • AIA Document G201™–2013, Project Digital Data Protocol Form
  • AIA Document G202™–2013, Project Building Information Modeling Protocol Form

    隨著近年來建築資訊模型(BIM)和其他類型的數字數據在設計和建築產業中不斷發展,業界已開始提出有關如何實施這些概念和工具的實際問題。 為了提供指導,美國建築師學會(AIA)自2007年起發佈了本相關指導文件。

(二)Legislative Guidelines and Model Law/Model Regulations (by NCARB, National Council of Architectural Registration Boards)本文件提供立法指南、示範法及示範條例,內容包括針對特定結構類別及特徵,哪些人員執行建築設計可能無須註冊;須有建築師參與的工程項目;對未註冊人員實施建築的規定等。

拜會後發現美國業界在BIM應用已相當普遍,且公部門及業界均非常肯定BIM能為建築工程節省許多施工時間及成本支出。因此,美國國內無論公部門或業界仍非常積極研發新的BIM相關應用範圍及制定相關新資訊交換格式及規範。反觀國內,因BIM應用尚屬起步階段,業界使用尚不普遍,且相關人才亦不足,致使國內業界許多人對BIM的使用效益仍抱持懷疑態度,甚至認為BIM非但未能節省施工時間及成本支出,反而增添他們的困擾。經探討,這應屬國內BIM使用尚不普遍之陣痛期現象,當國內BIM使用環境成熟及普遍化後,應可被業界普遍接受及肯定。