OM Ready維運無縫接軌

>品質管制

LiBCx 關鍵性建物全生命週期規劃設計施工維運永續專案管理

關鍵性建物之機電全生命週期規劃設計施工永續維運專案管理

Totally Life Cycle Project Management of Critical Buildings in Planning, Design, Construction, Operational Sustainability of MEP Engineering.

日昇電機技師事務所 日昇意定科技顧問有限公司

電機技師 亞太工程師 國際工程師 朱國權

1. 摘要

BIM(Building information Modeling)建築資訊模型技術，目前已被政府單位廣泛採用於評鑑工程承攬的資格，甚至有的要求於施工期間利用BIM進行工程的放樣、竣工、永續維運的建築資訊傳遞媒介，但建築資訊模型中其中機電工程在一般商業建築物中雖佔工程的營建費用百分比僅15~25%，但機電工程對於建築物的生命週期確佔有集中要的因素，因此良善的機電工程規劃、設計、施工、營運管理與BIM的資訊真實整合佔有極重要地位。

目前國內機電業界對於BIM的真實實踐應該還有許多進步的空間，反觀業界技師參與的程度真的需要跨步往前，才能與建築整合。

本文提出目前執行BIM的運用做出引源，以祈全生命週期的機電管理能落實，將台灣的基礎工程作好，躍步20年。

2. 前言

機電工程有許多基礎需要依靠BIM技術，才能得以發揚光大，例如實體可共同維護性(Concurrently Maintainable)、節能技術(Energy Saving)、施工協調(Construction Coordination)、功能驗證(Commissioning)、維運訓練(Operation & Maintenance Training)、設施管理(Facility Management)、生命週期管理(Life Cycle Management)等多種技術。

但是一些基礎功，必須建立例如具完整資訊的模型元件(Information Model)、通用性的命名原則、標示計畫、BIM專案管理平台(BIM Platform)、BIM執行計畫(BIM PxP)、BIM指導原則(BIM Guide)、BIM模型物件/元件矩陣(BIM Object/Element Matrix)、BIM資訊架構及資訊分類(BIM information Hierarchy & information Classification)，才能有效整合建築、機械、電力、資訊、弱電系統等工程。

LoD模型發展等級(Level of Development)，所有的元件資訊應有相對應的元件資訊表，例如「柱」對應的LoD及製造廠商資訊、規範、估算&總體運轉成本&價值工程、能源分析、綠建築參數、環境與基地參數、計劃與空間確效、法規檢討與勞安、分期時程與時程、營建邏輯與工序、建築功能驗證、設施/資產管理等資訊對應表。

因此BIM工程是一門很完整的資訊計劃管理，將以往分散的專案管理集中化實踐，以期許在各個預施工的時間上落實管理，以降低整體耗材及減少施工失誤。

3. 國際建築資訊模型相關法規與資訊

目前與BIM相關的資訊大致整理如下：

工程專案應用建築資訊模型之契約附件範本與解說(台大土木工程資訊模擬與管理研究中心)
業主BIM實施方針之指引（2015）(台大土木工程資訊模擬與管理研究中心)
BIM模型發展程度規範（2014）(台大土木工程資訊模擬與管理研究中心)
ANSI/BICSI 003-2014, Building Information Modeling (BIM) Practices for Information Technology Systems
Construction-Operations Building Information Exchange (COBie) http://www.wbdg.org/pdfs/jbim_fall09.pdf
Journal of Building Information Modeling
National Institute for Building Sciences (NIBS)
Building Smart Alliance including International (IAI)
National Institute of Building Sciences Council Involvement
BIM PROJECT EXECUTION PLAN

4. BIM全生命週期專案管理

以風險管理為導向全生命週期管理，依國際功能認證階段為基準，模擬建築物能耗及CFD流場模擬分析為設計依據基礎。並建置BIM工程管理平台，各系統採用標示計畫命名原則及色彩管理識別。

4.1 BIM計劃管理

納入實體基準與性能基準以為機電功能驗證基準
建立專案管理平台
建立BIM PxP執行計劃
展開整體工作要項
訂定成本基準
訂定時程基準
訂定品質基準
訂定功能驗證等級
訂定命名原則及標示計劃

圖 1 BIM管理平台及功能驗證等級

圖 2 訂定命名原則及標示計劃

5. BIM設計規劃階段

5.1 預施工管理

訂定預施工管理流程、BIM PxP預施工管理計劃，建置各系統架構，整體預施工碰撞協調檢核高程與是否有共同維護性。

圖 3 BIM管理流程圖

5.2 節能規劃與檢討

參考當地天候及氣象資料進行建築耗能分析、氣流分析。

圖 4 建築耗能分析

圖 5 氣流管理分析

6. BIM_PxP施工管理流程

以風險管理為導向的BIM整合圖面及施作流程，確保設計與規劃之模型，能有效整合置施工階段。以風險管理為導向的BIM整合圖面及施作流程，3D BIM圖面套繪及各分包商施工商整合解決方法。

6.1 有效佈線路徑

現況套繪3D BIM模型及整合，依原始設計圖先行建立3D圖說，並完成碰撞協調套繪，在利用3D全像儀掃描現場，對照設計圖與現況，並考慮設計規畫路徑及協調，進行空間差異修正及完成第二次碰撞協調套繪，再將修正成果之有效佈線路徑，簡稱「有效佈線路徑」，交由承商，以為設計規畫路徑之依據。如有修正應立即提出。現場執行現況BIM模型三軸空間投影掃測，人員進場用3D全站測距儀掃描測繪現況，測繪結果將回饋到3D BIM模型修整高程、尺寸大小、位置、走向模型，使其達到跟現況相同。

6.2 預施工佈線路徑

各分包承商需提交3D/2D施工圖，交於套繪單位整合比對現況3D模型做整合。各分包承商如有重大修正，應立即提出。整合比對各承包商施工圖，收到各承商3D/2D施工圖後，與現況的3D Revit圖說做調整並記錄。完成「預施工佈線路徑」，並轉成2D/3D圖說供現場施工。

6.3 竣工佈線路徑

承商修正的3D/2D施工圖按圖施作，並修正3D模型，交付給套繪單位修正完成「竣工佈線路徑」3D圖說。現場施作如遇到問題，請施工單位自行修正3D模型並記錄，並請提交一份交與套繪單位整合完成「竣工佈線路徑」圖說資料。如施工單位現場施作有做修正，但並未記錄，必須於竣工後提出修正後的3D模型方便套繪單位完成「竣工佈線路徑」BIM模型。

圖 6 BIM施工管理流程

7. BIM施工階段

7.1 實體基準建立

以3D全站儀掃測依現場現況建置實體模型，比較現場是否與模型相符。

圖 7 實體3D掃描

7.2 預施工基準修正

比較建築實體基準與BIM模型是否相符，再修正BIM模型。

圖 8 BIM模型進行修正比對

7.3 預施工可共同維護性檢討

確保管路與設備能進行實體可維護性檢討，閥件是否安裝正確流向，流量計6D/5D安裝是否到位，平衡閥是否開度正確。

圖 9 可共同維護性檢討

7.4 碰撞協調檢討

實際使用模型及各工種之間的協調與安排是否符合性能基準值。

圖 10 碰撞檢討

7.5 施工圖與放樣

圖 11 Busway施工圖

圖 12 維運操作與實際模型比對

8. BIM維運階段

為確保BIM之資訊能有效傳遞至維運階段，因此施工期間的資料整合至BIM模型內極為重要，視覺化的維運管理系統(VMMS) (Visualized Maintenance Management System)與電腦化維運管理系統結合，將幫助設施管理人員有效掌握現場及設施性能。

圖 13維運管理整合流程

8.1 確定資產標示計畫

每項資產必須有獨立的標籤，當不同的地點有兩個相同的資產時，有資產標籤就能清楚區分相同資產。資產標籤的命名最好能與該資產的功能或類型有關，較易使人了解與該標籤對應的資產類型。

圖 14 資產標籤計劃

8.2 設計維護管理程序

包含預防性維護計畫、預測性維護計畫、各項設備的SOP、EOP、MOP 等，以及工單簽核制度等。

圖 15 維運管理計劃

8.3 文件管理及教育訓練

文件管理

8.4 視覺化維運管理VMMS

EOP緊急作業程序：研討、動線安排、流程管理，MOP維運作業程序：檢討、教育訓練、時程管理。

圖 16 VMMS視覺化維運管理系統

8.5 BIM CAVE 環場配置

達成模型實境空間顯示，情境模擬研討、動線佈置，EOP緊急作業程序分析，SOP標準作業程序檢核，MOP維護作業程序：時程管理。

BIM CAVE 環場配置

9. 結論

建築物往往在設計、施工、維運階段並沒有良善整合，因此新一代的工具BIM誕生了，其可以連貫所有過程中的資產，並可以透過資訊交換方式將各階段的資訊於建築資訊模型中延續。但是如何將不同建築、機電系統的資訊置入於模型中呢!設計階段誰作、施工階段誰作、維護階段誰作! 那又要誰來驗證是否正確呢!!! 國外歐美兩大體系皆有一致性的收斂，那就是『Design for Operational Sustainability』『永續性的維運設計理念加上全生命週期的功能驗證體系』!!

全生命週期永續性的維運設計理念(Design for Total Lifecycle Operational Sustainability )

以BIM建築資訊模型為平台，在建築設計階段導入智慧綠建築(Green i-Building)的設計手法，機電系統導入具可共同維護性(Concurrently Maintainable)的設計方法論，施工營建階段採用標準化管理(Construction Standardization)，營運階段採用視覺化的維運管理系統(VMMS)(Visualized Maintenance Management System)，稽核制度採用全生命週期的功能驗證專案管理(Lifecycle Commissioning Project Management)，如此建築物的永續維運設計理念，將能帶領台灣的ICT產業及雲端科技更上一層樓，共創未來50年榮景。

10. 誌謝

感謝『台灣固網團隊』的協助及『台灣世曦BIM整合中心』的大力協助，更感謝協勤資訊在BIM初階的啟蒙，也感謝日昇VAS部門及善尉的用心，也希望藉此將長期從事於基電設計的電機技師，提升至國際水平並與世界接軌。

11. 圖目錄