中華民國內政部建築研究所中華民國內政部建築研究所

一、研究緣起
我國科技會報辦公室於109年2月研提「國家發展計畫(110至113年)」具體計畫發展策略，有關「智慧國家」未來方向的規劃部分，因應2030年臺灣在社會結構、科技進展與環境永續等挑戰，在下階段 DIGI+方案規劃，將「資料治理」與「資通安全」兩大關鍵基礎議題，融入政府各項計畫。其中「資料治理」將建構以「資料」為核心之公私領域決策環境，透過軟硬體整合之強化，促進資料治理與多元資料應用之推展。
配合前述國內資訊發展政策，建築產業需積極推動數位轉型，透過BIM、資通訊、自動化以及智慧控制技術，並以人為本的使用者體驗作為技術發展重點，著重於建築空間品質的提升、環境的友善以及永續的發展。為達此目標建築需具有靜態的BIM資訊、各種感知連結、數據融合、以及自進化和深度學習等功能。建築中究竟有多少數據該被收集，如何收集，以及如何運算分析，提供使用者應用服務，將成為物聯網、大數據、人工智慧以及5G時代的重要研究課題。
建築數據的收集分析將有效提升建築全生命周期的的安全性能、能源的節約以及環境的健康與最佳化的管理，並提供使用者貼心便利的服務。若從城市治理的觀點，建築的數據蒐集將是城市智慧治理的重要依據。因此，以數據驅動的世界，所有建築都需要有建築數據庫或數據雲來收集建築的各種數據，擴大到區域或城市則需要建築數據中心的建置來保存建築空間各種靜態與動態數據，進行分析提供服務。
二、研究方法及過程
本計畫研究方法包括，(一)收集國內外文獻，參考彙整建築數據庫及數據中心基礎設施規劃，包括基礎架構說明、主要功能、擴充性規劃以及基礎設施管理機制。(二)提出數據管理措施，包括組織、制度及工具。(三)依照國內條件，研提建築數據採集能力、採集範圍與採集方式說明。(四)數據安全以及隱私權保護措施，從網路安全、數據安全、應用安全等全方位安全技術保障數據安全，並應符合隱私權保護等相關法令規定。
三、重要發現
本計畫主要研究目的擬定收存運用建築資訊建模（BIM）與物聯網（IoT）之建築數據資料庫開發策略研擬，以下彙整本計畫之發現。
(一)國內外建築數據庫現況調查
為推動建築產業數位轉型，內政部建研所提出建築4.0，其內容包括建築數據中心、智慧管理雲平台、智慧建材、智慧營造、BIM建築資訊建模等共五大主題項目。國內建置建築數據資料庫相關民間企業包括，遠傳電信、中華電信與華碩及研華科技等。內政部建築研究所在BIM相關研究，已經累計多年大量研究成果報告，例如；國內BIM元件通用格式與建置規範研究、政府建置BIM維護管理平台的需求與應用研究、BIM雲端作業之先導應用與AEC產業4.0升級策略規劃研究、我國BIM全生命週期編碼發展與國際編碼標準銜接之研究、BIM建築物設備元件建置與產業輔導機制之擬訂、國內公有集合住宅應用BIM改進維護管理作業之研究、新建社會住宅BIM業主資訊需求指引研訂、地方政府建築資訊建模(BIM)圖資交付平台規劃研究、「我國BIM協同作業指南」應用情形調查與內容調整研究，這些研究成果均可作為建築數據資料庫BIM建置之重要參考依據。
國內對於IoT標準格式制定，在台灣資通產業標準協會與社團法人台灣智慧建築協會推動下，成立TAICS智慧建築資通訊技術工作委員會，致力於制定智慧建築IoT標準格式，自2018年至2020共發佈四個版本，主要對於智慧建築能源管理與安全監控系統，分別擬定標準資料格式及測試規範。財團法人國家實驗研究院國家地震工程研究中心，於科技部沙崙綠能科學城C區，亦成功導入3D GIS與BIM及IoT技術，建立沙崙C區5D智慧建築維運管理系統，成功整合多棟智慧建築維運系統。
(二)建築數據庫基礎架構
建築數據資料庫之基礎架構數據，在靜態數據主要收集建築規劃、設計、施工、維護管理等全生命週期建築靜態BIM與電子化工程文件或營運數據資料，而動態數據主要收集，建築環境數據或設施設備營運數據。建築數據在不同管理層級，有不同數據類型需求，數據收集方式亦不盡相同。本計畫擬定建築數據資料庫之基礎架構模式，以社會住宅為例，可依據管理基層需求來收集不同數據類型。建築數據資料庫收集數據，可掌握社會住宅全生命週期狀態。數據資料庫主要功能收集、保存、分析、可視化、加值應用標準化。收集數據類型則以安全、管理、節能、健康為主要。
(三)建築數據庫標準資料格式
國外有關BIM標準格式已有NBIMS-US、NBIMS-CANADA、NBIMS-ROK，維運管理階段常使用Omni Class與COBie標準格式可遵循。國內內政部建築研究所已提出許多BIM標準格式，例如；臺灣 COBie-TW 標準與使用指南規劃與雛型建置等標準格式。IoT標準格式台灣資通產業標準協會與社團法人台灣智慧建築協會，成立TAICS智慧建築資通訊技術工作委員會，發佈智慧建築能源管理系統資料格式標準(TAICS TS-0022 v1.0)、智慧建築安全監控系統資料格式標準v2(TAICS TS-0009 v2.0)、智慧建築安全監控系統資料格式測試規範(TAICS TS-0023 v1.0)、智慧建築能源管理系統資料格式測試規範(TAICS TS-0033 v1.0)標準格式可遵循，在通訊交換標準格式亦可採用OpenID 2.0，GIS方面規範可參考OGC規範。
(四)建築數據庫數據管理措施
本計畫建議建築數據管理措施，可由建築數據資料庫之營運管理單位執行，或委託現有常設法人經營或成立公設財團法人管理，擬定建立數據管理制度與建築數據資料庫，營運初期費用可爭取政府預算相關經費支持，當建築數據庫加值應用成果越來越豐碩，建築數據資料庫維運管理單位，可開始向營運商與使用者收取相關費用，可讓建築數據資料庫營運管理可永續。
(五)建築數據採集能力與採集範圍及採集方式說明
建築物數據採集時機影響數據採集能力，需從建築規劃、設計、施工、維運管理等各階段，導入不同繪圖或作業軟體，再依據數據標準格式來採集各項建築數據，透過雲平台可即時快速採集各種類型數據。建築數據採集範圍主要分為四個類型，管理、安全、節能、健康。管理包括預測維護、降低設備故障率、延長建築壽命、降低維運成本、節省電費、精簡維管程序。安全包括提升建物安全、改善避難逃生動線、提升公共安全、降低人為災害損失、降低天然災害損失。節能包括精簡大數據比較分析、節能減碳、降低排放二氧化碳與近零炭排。健康包括打造健康生活環境與提升生活便利性。建築數據資料庫數據採集方式，主要透過建築數據庫雲平台，取得建築營運管理中心靜動態數據，並且將建築數據儲存於建築數據資料庫。
(六)數據安全以及隱私權保護措施
建築全生命週期數據集合大量敏感性資訊，其中可能包含政府施政管理的圖文及商業機密、建築使用人的個資及生活隱私。建築數據庫承擔收存、管理、運用建築全生命週期數據之角色，透過資通系統介面連結雲管理平台，提供資料服務及加值分析運用，在機密性與完整性及可用性三個面向必須具備水準以上要求，因此妥善規劃及執行建築數據資料庫之資訊安全及隱私保護措施，是建築數據資料庫發展上獲得使用者、管理者乃至於主管機關信賴的關鍵因素。
四、主要建議事項
根據本研究成果，提出以下2項立即可行與1項中長期的建議，以利收存運用建築資訊建模（BIM）與物聯網（IoT）之建築數據資料庫開發策略研擬。
建議一
採用BIM與IoT數據標準格式建立公有建築數據資料庫：立即可行建議
主辦機關：內政部建築研究所、國家地震工程研究中心、財團法人台灣建築中心、台灣智慧建築協會
協辦機關：國家地震工程研究中心、財團法人資訊工業策進會、臺北市政府都市發展局住宅服務科、臺北市政府都市發展局住宅工程科、新北市政府城鄉發展局住宅發展科、桃園市政府住宅發展處、臺中市政府住宅發展工程處、國家住宅及都市更新中心、內政部營建署、台北市政府工務局新建工程處、高雄市政府工務局新建工程處、台中市政府建設局建築工程管理科、桃園市政府新建工程處、國家中山科學研究院設施工程處。
經本研究調查發現，國內外有關BIM標準格式，已有NBIMS-US與NBIMS-CANADA及NBIMS-ROK等標準格式，在維運管理階段有Omni Class與COBie標準格式可遵循。內政部建築研究所，已提出許多BIM標準格式，例如；臺灣 COBie-TW 標準與使用指南規劃與雛型建置等標準格式可使用。國內在台灣資通產業標準協會與社團法人台灣智慧建築協會，成立TAICS智慧建築資通訊技術工作委員會，致力於制定智慧建築IoT標準格式，已發佈智慧建築能源管理系統資料格式標準(TAICS TS-0022 v1.0)、智慧建築安全監控系統資料格式標準v2(TAICS TS-0009 v2.0)、智慧建築安全監控系統資料格式測試規範(TAICS TS-0023 v1.0)、智慧建築能源管理系統資料格式測試規範(TAICS TS-0033 v1.0)標準格式可遵循。在通訊交換標準格式可採用OpenID 2.0，在GIS數據標準格式可參考OGC規範。
建議二
優先建置社會住宅數據資料庫，作為公有建築數據資料庫之標準示範案例：立即可行建議
主辦機關：內政部建築研究所、國家地震工程研究中心、財團法人台灣建築中心、國家高速網路與計算中心、台灣智慧建築協會
協辦機關：台灣智慧建築協會、財團法人資訊工業策進會、臺北市政府都市發展局住宅服務科、臺北市政府都市發展局住宅工程科、新北市政府城鄉發展局住宅發展科、桃園市政府住宅發展處、臺中市政府住宅發展工程處、國家住宅及都市更新中心、內政部營建署、台北市政府工務局新建工程處、高雄市政府工務局新建工程處、台中市政府建設局建築工程管理科、桃園市政府新建工程處、國家中山科學研究院設施工程處。
本計畫擬定建築數據資料庫之基本架構，並且提供四個基本架構示範案例，分別為安全、管理、節能、健康之基本架構，適用於公有建築物，此外，也提供社會住宅建築數據資料庫所需收集數據類型。考量動態數據大部分來自IoT數據，且近年來國內社會住宅導入BIM與IoT整合案例逐年增加，公有建築較私有建築容易取得數據使用授權，建議以社會住宅數據資料庫，作為公有建築數據資料庫之領頭羊。 建議三
為推動建置公有建築數據資料庫，建議研擬獎勵措施方案：中長期建議
主辦機關：內政部建築研究所、國家地震工程研究中心、財團法人台灣建築中心、台灣智慧建築協會
協辦機關：台灣智慧建築協會、財團法人資訊工業策進會、臺北市政府都市發展局住宅服務科、臺北市政府都市發展局住宅工程科、新北市政府城鄉發展局住宅發展科、桃園市政府住宅發展處、臺中市政府住宅發展工程處、國家住宅及都市更新中心、內政部營建署、文化部文化資產局、台北市政府工務局新建工程處、高雄市政府工務局新建工程處、台中市政府建設局建築工程管理科、桃園市政府新建工程處、國家中山科學研究院設施工程處。
本計畫擬定建築數據庫研究對象以公有建築為主，建築數據採集類型與格式，經常因為業主需求不同而會有所差異，常見中央監控系統廠商制定格式與驗收標準，業主經常因不具相關機電專業，往往導致工程完工後中央監控系統或IoT成為封閉，導致後續進行多棟群建築系統整合困難，難以降低維運管理人力與成本，為解決此系統整合問題，建議研擬建築數據資料庫獎勵措施方案，鼓勵工程合約階端，就制定採用建築數據標準格式，若中央或地方政府機關，願意透過網路傳送動態IoT數據至建築數據資料庫，在智慧建築或其他標章扮演關鍵加分項目，提高政府各單位參與願意。

This project mainly formulates development strategies of building data center, used in building information modeling (BIM) and Internet of Things (IoT), infrastructure planning of building database and data center, including infrastructure description, main functions, expansion planning and infrastructure management mechanism. Data management measures include organization, systems, tools, collection capacity of building data, collection range, description of data collection method, data security and privacy protection measures. Primary functions of database are collection, storage, analysis, visualization, and standardization of value-added applications. The method of acquiring building database is mainly through building database cloud platform. The type of data is based on safety, management, energy saving, and health. This project has completed the basic structure of social residential building data database. It provides central or local government with building maintenance and operation management units. It can be used as reference of helping to formulate management strategies of database for professional construction impersonal entities.
Research method
1.Collect domestic and foreign literature. Refer to infrastructure planning of building database and data center, including descriptions of infrastructure framework, main functions, expansion planning, and management mechanism of infrastructure.
2.Propose data management measures, including organization, systems and tools.
3.According to domestic conditions, propose construction data collection capabilities, collection scope and collection methods.
4.Data security and privacy protection measures. Ensure data safety from 
cyber security, data security, and application security. Moreover, it should comply with relevant laws and regulations such as privacy protection.
Major outcomes:
1.Formulate basic framework of building database. Collect data including static BIM and dynamic IoT data.
2.Formulate main functions of building database to collect, save, analyze, and visualize. The data collected are focused on safety, management, energy saving, and health.
3.The standard format of building database is recommended. Omni Class and Taiwan’s COBie-TW standard formats can be used in BIM maintenance management stage. IoT standard format can be TAICS TS-0022 v1.0, TAICS TS-0009 v2.0, TAICS TS-0023 v1.0, and TAICS TS-0033 v1.0. Sstandard format for communication exchange can be OpenID 2.0. Standard format of GIS data can refer to OGC specifications.
4.There must be three aspects, including confidentiality, integrity and availability in building database. It must have information security and privacy protection.