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
自動化規則檢測是BIM技術發展的相當重要的領域，它是BIM建築模型資料化的核心技術，核心關鍵點與應用場域就是建築法規的檢測。臺北市政府自2009年啟動了以BIM技術輔助建造執照法規查核的可行性研究，俟後新北市政府於2012一開始進行BIM法規檢測系統開發的計畫。從2012年到2014年歷經3年時間，開發了國內第一個以建築技術規則為主軸的建築執照輔助查核系統，並成功的應用在超過26個公共建築的案例上，建築物的使用類型包含集合住宅、運動中心、醫院、辦公大樓等各種不同類型的建築物。
本計畫希望以臺北市、新北市政府成功開發法規查核系統的經驗為基礎，延伸既有的研究成果到全國之一體適用，我們以建築技術規則建築設計施工編第1、2 章法規名詞基本定義與一般設計通則條文做為法規檢測分析的起點，透過Industry Fundation Classes(簡稱IFC)資料交換格式(本文討論以IFC2x3為基準)綱要(schema)分析法規名詞的元件分類與並討論與Model View
Definition(簡稱MVD)模型視圖架構的資料連結。建立建築技術規則檢測資料共享的共通格式，讓既有的成果可以進一步推廣到全國各縣市政府，並在法規檢測領域提供具體研究成果供世界各國政府參考。
二、研究方法與過程
本計畫的研究方法將採用行動研究的方式並與開業建築師合作，提供樣版協助其設計團隊建立能夠符合法規查核標準的資訊模型，藉助其實際操作經驗與回饋，並取得共識以建立建築技術規則檢測資訊的共通標準。同時也針對國外相關研究方法與內容進行探討，以此確定本案之研究方法符合IFC 架構與方法，研究過程也加入程式開發之實務經驗進行探討，將分析出之法規運算邏輯
以程式開發的方式呈現，以驗證分析結果確實可執行。
三、重要發現
C.Eastman(2009)對於法規檢測的發展歷史做了一次完整的描述與階段性的成果調查。內容涵蓋了政府部門發展的專案計畫(如新加坡BCA 部門發展的e-plan check)與挪威所發展出來的商用軟體(如Solibri Model checker)，可見法規檢測的發展可用於政府部門也可用於民間的軟體開發。臺北市政府都市發展局在2009年啟動BIM 的研究計畫，這篇文章成為臺北市擬定國內BIM法規檢測研究計畫方針的重要參考依據；此外，它也是各國研究法規檢測必讀的重要參考文獻(例如韓國在2013年啟動的七年(2013-2019)法規檢測研究計畫)。後續，在2015年，Solihin & Eastman針對法規檢測可以發展的類型提出四個分類(詳第2章)，法規檢測可以發展的方向與需要具備的條件，在這篇文章已經有完整的敘述。
國內目前的法規檢測發展屬於實際操作與系統建置的階段。相關研究理論基礎以參考C.Eastman 的研究文獻為主，再參酌其他相關學者的研究著作。而內政部建築研究所102年「BIM導入建築管理行政作業法規調查研究」案是相當詳實的基礎調查報告，所提列的發展方向也是目前臺北市、新北市政府發展法規檢測的參考架構。從國內外文獻可以發現一個共通的特點就是：法規檢測
之語意辭典(IFD)、法規參數的轉譯、共通資料交換格式(IFC)、標準化的作業環境(MVD)，是法規檢測發展的四要素。本次研究所著重的就是法規語意辭典的基礎建置工作IFC 之所以被認可為一種共通的資料交換格式，可歸功於國際標準組織（ISO International Standard Organization）所制定的STEP（Standard for Exchange of Product model data）以及IAI組織（International Alliance for Interoperability）努力的結果。在許多的文獻都提到，過去的2D、3D商業繪圖的發展趨勢，只是著重於繪圖與圖像效果的呈現，圖就只是一張圖而無資料的附加；但在BIM 的作業環境下，模型所附加的資訊成為一項主要的工作，且各國繪圖作業環境不同，專案資訊需求也不同。透過國際Building Smart組織這些年的努力，IFC格式成為一個共同可接受的資料格式，這就是為什麼本次研究要針對IfcObjects與IfcSpace進行名詞對應的主因。而國際間BIM相關商業軟體要為各國所採用，必須遵守IFC的資料格式對軟體構件進行命名，目前的商業軟體的檔案匯出格式以支援Ifc2x3版本為主。
從Solihin & Eastman(2015年)的法規檢測研究分類來看，是屬於通則性的分類方式。本次研究是針對可運算程度，再進一步細分，如此的做法主要考量國內法規的書寫型態與中文化的語意架構有時不如英文清楚。再者，國內的法規檢討模式確實比國外複雜，例如在容積檢討上，國外只有總樓地面積的觀念，而國內則有計入、免計、免計容積上限檢討等。每多一項條件，邏輯檢討
會從單向變為雙向甚至多向的反覆檢討模式。因此本研究的分類成果再分類1與分類2與Solihin & Eastman的法規檢測研究分類1(基本資料)、分類2(程式計算)相近，皆是以討論基本單向運算的法規為主。分類3與分類4則著重在空間幾何碰撞與地理資訊(GIS)的整合運算。藉此，希望在後續的研究上可以討論BIM與GIS整合運算的通用標準。
本次研究成果是一項基礎紮根的工作，同時期許國內的法規檢測研究成果可與國際接軌。因此將參照IFC 階層與屬性資料架構研訂法規檢測所需之基本物件定義、關聯架構等，以作為法規資訊交換MVD 基礎。同時接續現有國內既有的成果，避免行政資源重複浪費，因此以新北市所提出之法規樣版檔為參考架構，深化它的基礎資料編定，法規檢測樣版檔與檢測系統平台更具全國一致的通用性，協助台北市、新北市以外的開業建建築師(如桃園市、臺中市等)在其設計方案過程中，可以先行法規檢討的評估，以提升設計品質與效率。在本案中將此一基礎研究編定完整的說明：「法規名稱標準化架構」(附錄三)是將法規名詞定義與IFC架構做完整對應；「建築技術規則-建築設計施工編第1、2章 法規分析檢討表」(附錄四)是針對法規做了運算邏輯的分析，並與IFC架構進行對應，這研究成果將幫助未來深化建築資訊應用的一個基礎。
四、主要建議事項
本研究計畫過程中，獲致二項立即可行建議及三項中長期建議：
建議一
立即可行之建議：持續建築技術規則設計施工篇應用IFC記載建築技術規
則檢測資訊研究
主辦機關：內政部建築研究所
協辦機關：內政部營建署、臺北市政府都市發展局、新北市政府工務局、桃園市政府建築管理處、中華民國公共工程資訊學會
建議依據本次研究所提出法規邏輯分析的兩個重要關鍵要素：法規名稱標準化、法規運算邏輯方式標準化，以及本報告今年度針對建築技術規則設計施工篇第1、2 章之研究成果為基礎，持續針對建築技術規則施工篇其他章節繼續分析研究，以持續建立我國建築法規標準化之基礎標準。
本次專案所應用國際通用標準IFC格式進行法規邏輯化的記載，不同的應用軟體皆可應用此國際標準應用發展符合我國建築法規規範的應用工具或功能。
本案成果中也將提供符合上述標準的測試性法規輔助檢測平台進行應用測試，建議執行單位中華民國公共工程資訊學會持續參與法規邏輯化分析工作並將其應用於法規輔助檢測平台與法規樣版之調整，為我國執行法規檢測建立完整的基礎。此測試性平台也可提供給有意願發展BIM應用於建築法規輔助檢測之縣市政府(例如：桃園市政府)進行測試使用，希望能鼓勵並擴大參與法規標準化研究與輔助檢測之落實。
建議二
立即可執行之建議：整合法規樣版推行國內通用可執行之法規標準參數樣
版
主辦機關：內政部建築研究所、新北市政府工務局
協辦機關：內政部營建署、臺北市政府都市發展局、桃園市政府建築管理處、中華民國全國建築師公會、臺北市建築師公會、新北市建築師公會、桃園市建築師公會、中華民國公共工程資訊學會
本次研究案之成果可結合新北市政府所提出之完整並經過實務應用經驗的法規樣版標準，此樣版屬性參數後，並推廣至其他地方政府，如臺北市、桃園市等。並將目前執行之案例進行整理後提供教學參考，以利建築資訊建模應用於建築設計檢討時相關範例參考。
建議三
中長期之建議：建立人機整合的電腦輔助查核機制，解決一致性與跨域整
合的綜合性法規審查議題
主辦機關：內政部建築研究所、內政部營建署
協辦機關：臺北市建築管理工程處、新北市政府工務局、桃園市政府建築管理處
從本次的研究範圍對IFC 資料架構進行深入探討之後發現，現行的IFC2x3資料架構，以實體構件(IfcObjects)與空間名稱(Ifcspace)建構建築物的本體資訊， 並以空間關係IfcRelContainedInSpatialStructure) 連結IfcObjects 與Ifcspace，構成完整的建築物資訊模型。因此在建築技術規則建築設計施工編第一、二章的基礎法規分析結果多數集中在分類1 與分類2，屬於可以檢測範圍。但進入建築技術規則建築設計施工編第三、第四章的法規檢討，在實務操作上，需要借助外部GIS 圖資整合或專業驗證法規的協助，無法直接由單一模型資料檢測系統完成，且各縣市的圖資數值化程度不同，都會造成各縣市電腦輔助檢測發展項目與深度的差異。建議可以從法規檢討實務上，重新檢討BIM模型的資料輔助程度並與人工審查的搭配。這部分需要配合地方政府建管單位的BIM發展計畫，並與中央主管建築機關討論出一致性的檢討標準，才有可能繼續深化分類3與分類4的法規檢測。
建議四
中長期之建議：因應BIM 應用制定建築管理的新模式-符合BIM應用的出圖與圖說審查方法
主辦機關：內政部建築研究所、內政部營建署
協辦機關：臺北市政府都市發展局、桃園市政府建築管理處、中華民國全國建築師公會、臺北市建築師公會、新北市建築師公會、桃園市建築師公會、台灣建築資訊模型協會、中華民國公共工程資訊學會
本研究案中有針對應用BIM進行建築設計時，在建築管理上可能帶來的改變，建築資訊建模最重要的目的就是流暢的跨專業與跨階段資訊整合。資訊整合的關鍵是資料內容與格式的共同標準。目前台灣建築產業各階段之建模標準往往參考蒐集來的契約範本以及國外各階段LOD的規格，而制定範本與各階段LOD規格標準的過程中未必能夠真正考量本土產業執行面上的需求，而導致在執行上種種浪費與窒礙難行的狀況。因應BIM應用發展的快速，建築管理制度上也應該跟上BIM 發展的腳步，提出一套符合BIM應用的出圖內容，符合資訊化應用也符合建築管理審查所需的相關資訊，制定出一個符合現代資訊化建築送審的前瞻作法。
建議邀集具備能夠執行並整合建築基本設計階段的專業人士透過研究計畫進行整合，計畫成果能夠提出基本設計階段的建築資訊建模出圖標準。
建議五
中長期之建議：法規標準化架構BIM 與GIS 整合應用 - 建築設計統計分
析儀錶板與建築資料庫
主辦機關：內政部營建署
協辦機關：內政部建築研究所、中華民國公共工程資訊學會
建議依據本次研究所提出之法規標準化架構作為基礎，透過設計階段導入符合法規樣版設所建置的模型，進行可量化的統計分析應用，其中包含了建築資訊中的幾何與非幾何資訊，例如綠化面積、開放空間面積、消防相關配置與空間大小、不同用途的空間數量(住宅之頪的)、停車位等，
並結合GIS 地理資訊，透過標準化資料進行數據收集，以城市治理的角度進行大數據分析應用，例如區域中住宅或商業的容積樓地板開發比例、開放空間戶綠化空建在城市區域的比例等，針對城市規劃與治理的角度結合建築資訊是未來值得深入研究及發展的課題。