透過案例演練學習BIM：基礎篇(增訂一版)

增訂一版序
推薦序
作者序
本書使用說明

第一章　認識BIM與塑模演練案例介紹
1.0 導讀
1.1 何謂BIM？
1.2 建築物生命週期與BIM作業模式
1.3 BIM塑模初探與教學案例說明
1.4 工程圖說識圖訓練

第二章　塑模事前準備
2.0 導讀
2.1 軟體安裝與學習資源
2.2 BIM塑模軟體之基礎概念
2.3 使用者介面與基本操作
2.4 Revit元件製作原理與範例

第三章　建築模型建置：建築系統
3.0 導讀
3.1 放樣與土方開挖
3.2 基礎工程
3.3 B1至標準層施工
3.4 標準層（4F至6F）、屋頂層（RF）、屋頂突出物（RF至PR）施工

第四章　建築模型建置：裝修、車道與出圖
4.0 導讀
4.1 建築物外觀裝修工程
4.2 建築物室內裝修工程
4.3 車道工程與陰井、地面排水溝施工
4.4 工程圖說之標註與出圖

參考文獻
附錄一：塑模流程與教學影片對照表
附錄二：結構平面圖
附錄三：建築平面圖
附錄四：正立面圖
附錄五：縱剖面圖
附錄六：建築剖面大樣圖

增訂一版序

　　過去這一年，全球的BIM應用又有了更快速且蓬勃的發展，一方面是因為大趨勢已成，且已不會退轉，大家也只能勇往直前了，另一方面則因為英國政府從2011年開始的BIM推動與導入已見具體成效，使英國逐漸取代美國，在BIM應用上居於領導地位。此番局勢刺激了美國以及歐洲的主要經濟體，如德國與法國，開始更頻繁且更積極地推動BIM。當然，這股持續提升的發展動能，也在全球擴散開來，尤其是仍在進行不少大型工程建設的中東與亞洲地區。

　　我們很幸運地躬逢其盛，在2014年的秋季推出本書的初版。感謝學術界與業界朋友採用，作為教材或自修的參考，讓我們有機會得以再版。因此，我們藉機修訂了書中一些小錯誤與疏漏之處，且增加了一個章節來介紹參數化物件的原理，說明參數化物件在 BIM技術中所扮演的重要角色，並講解 Autodesk Revit如何支援參數化物件的應用。除了介紹Revit的參數化物件架構，也以示範操作來說明如何應用Revit提供的參數化物件製作工具，並以本書案例建築中的排水溝為例，來展示參數化物件的製作流程。

　　感謝大家對本書初版的支持與指教，也希望大家能持續給予指導與建議，更希望本書能對初學BIM技術的在校學生及業界朋友們有所幫助，而這也是當初撰寫此書的初衷。


作者序（摘錄）

　　BIM（Building Information Modeling）是近年來在建築、土木與營造工程領域中快速發展的一種資訊技術，它是種透過數位化的模型建構、管理與應用，達到在虛擬空間對工程生命週期中各階段作業進行擬真模擬的新方法，用以超越時空的限制，事先對工程的實際執行有更好的掌握。也因此能更積極地整合工程生命週期中的各項作業，降低工程的成本與錯誤，提升工程的效率、品質與安全，及更能有效地回應現今在永續發展與節能減碳上對工程之要求。國內的BIM應用發展也正方興未艾，目前已有越來越多的公部門及工程業者想導入。然而在土木工程相關科系裡，目前還少有教授BIM技術與應用的課程，產業人才難覓的現象已逐漸浮現。

　　國立臺灣大學土木工程學系（簡稱臺大土木系）於2009年9月正式成立「工程資訊模擬與管理研究中心」（簡稱臺大BIM研究中心）時，即有鑑於學校以教育人才為本，且考量到對未來產業發展及人才供給的影響，要能讓BIM技術在國內生根茁壯，並與國際發展接軌，作育BIM專業英才有其必要與迫切性。因此，2011年春季即開始研發教材與教法，並在臺大土木系推出「BIM技術與應用」之3學分選修課，開放大學高年級及研究生選修，並連續開授多個學期，逐漸摸索出一套可供大專教師們參考之教學模式與教材。從去年（2013年）開始，也有機會開始在國立臺灣交通大學土木工程學系及國立臺灣科技大學建築系開授「BIM技術與應用」課程，並更進一步地調整改進教材，而這本教材便是這些年的努力所產生的一點成果。

　　從過去的這些教BIM技術的經驗中，我們覺得老師們要教授BIM之基本知識概念應不會太困難，也應能根據自己對工程實務的理解，加上目前眾多的參考文獻資料，發展出自己的教材。但較困難的部分應是在BIM塑模軟體的操作與應用上之教學，尤其是BIM模型價值有別於傳統3D模型，其在設計與施工各階段都能衍生不同的應用，例如能耗分析、碰撞檢討、數量計算、施工模擬等，若要考慮這些衍生的附加價值運用，其在塑模過程就必須盡量考慮與實務過程相仿。因此，本教材發展的主要構想，就是希望透過一個擬真的實務案例演練方式，來具體地讓學生們學習及體驗到理論、工具與實務間應有的結合，而不是僅介紹軟體之功能與操作。且為了方便老師們教授BIM塑模工具之操作及讓同學們自學，我們也錄製了一套教學影片，並放在臺灣大學的開放式課程網（http:// http://ocw.aca.ntu.edu.tw/ntu-ocw/）中供大家自由應用，希望能讓此教材發揮最大的效用。

　　此教材是我們所規劃的一系列教材之第一冊，是BIM初學者必須先學會的基礎。後續的教材依目前的規劃還有兩冊，皆會延用此教材中之案例，繼續教授BIM技術中的MEP塑模與模型的碰撞檢討（第二冊），及BIM模型的加值應用（第三冊），例如：結構分析、能源分析、數量計算、施工模擬、協同作業等，希望明後年可以陸續完成。我們知道目前的成果仍未臻完美，期望使用此教材的老師與學生們，還有工程界的讀者先進們，能不吝給予持續之指教與建議，讓我們可以力求精進，發展出讓人滿意且合用的教材，並讓BIM相關課程能早日成為學校教育的重要一環。

推薦序一

　　電腦繪圖技術於多年前開始普及時，工程界無不引領期盼，希望這新技術能給工程設計的專業帶來一番新氣象。電子電路設計因為是在平面上操作，首先受惠，接下來就是立體的土木建築與機械。在機械領域裡，電腦繪圖帶動了許多新理論的發展，如自由曲面（free-form surface）的計算幾何學，立體模型（solid modeling）的各種集合論等。土木建築領域的電腦輔助設計，固然仰仗一些商業軟體的普及而受惠，卻沒有類似機械領域一樣快速的發展。究其原因，土木建築客製化程度高，不若電子機械的大量製造，因此似乎實施電腦輔助設計與相關的標準化效益相對偏低。

　　事實上，土木建築生命週期遠較電子機械產品為長，但是工程專案的生命週期裡原始設計的資料並未被充分運用。換言之，這項土木建築電腦輔助設計特有的長期潛在效益一直被忽視。當然，許多非技術性的因素限制了這項潛力的發展，例如額外成本的分攤、生命週期中資料的使用人是否具備運用資料的系統與能力等等。如果將土木建築工程專案的成品在使用階段的維護與改建納入考慮，則電腦輔助設計在土木建築領域的效益是無可限量的。

　　要落實上述的效益，技術上須發展進一步的標準與理論，制度面工程業主單位要願意將眼光放遠，要求設計單位建構完整的資料架構。近年BIM的發展，似乎已許了技術藍圖一個未來，再配合政府身為國內土木建築工程市場龍頭角色出面推動，其實土木建築領域的電腦輔助設計擺脫過去多年沉寂，是可以樂觀期待的！

　　樂見本書作者們願意投資心力，把BIM變成課程的教材。當學校把BIM當作是基本課程，讓學生把BIM建立成基本的觀念，我們的願景，就有希望實現了！


推薦序二

　　建築資訊塑模（Building Information Modeling），為營建產業在資訊管理與交換的新觀念與作業方式。不同於以往的2D圖紙，BIM利用電腦物件導向技術，能更有效地保存與交換建築生命週期中各相關專業所產生的建築資訊，並進行模擬與分析，有效減少不必要的作業流程及資源浪費，提升建築品質及營運效能，甚至降低對地球環境的衝擊。

　　多數人第一次接觸BIM，會被電腦螢幕上的模型與動畫所震懾，而認為BIM是一種功能更強大的3D視覺模擬軟體。然而這樣的印象，卻可能成為體認BIM真正功能的障礙，因為BIM不僅是繪圖工具的改變，也不只是3D模型的工具，其所帶來的是新的物件導向建築資訊塑模技術。電腦檔案中所儲存的不再只是點線幾何資料，而是將營建環境中的構件與設備等視為具有各種不同屬性的物件，並結合物件之間有關於空間、時間、功能以及成本等的屬性關聯資料，結構化的儲存於檔案中，以符合建築生命週期各階段的應用需求，例如設計檢核、施工排程、設施管理等。利用前述資料，電腦軟體可以擷取物件中的幾何屬性資料，繪製2D圖面或3D視覺模型，甚至4D、5D的分析、模擬模型。

　　BIM最重要的「塑模」工作已不再是傳統的CAD繪圖人員所能勝任；繼之而起的新興需求，是如何將正確的物件資料與關連性輸入到電腦中的塑模人員。要獲得BIM技術所能帶來的所有利益，首先必需要有塑模人員正確的建置BIM模型，因此，國際間都將培訓人才納為其重要推動策略。本書的特點即在於結合軟體操作與實際之工程案例，以生命週期中的施工階段為例，配合真實作業流程，由營造廠之塑模人員根據設計工程圖說建置BIM模型。逐步提示軟體操作步驟，更依照營造實務提醒各項配合技巧，以養成正確的塑模專業技術與工作態度。

　　BIM的技術發展已是業界不能不積極面對的國際趨勢，謝教授尚賢兄的團隊，近年來致力於BIM塑模與應用教學，成果豐碩。本書特別將臺灣大學開放課程網站內的BIM塑模教材整理出版，相信定能嘉惠更多莘莘學子與在職人士，也期望藉由塑模專業人力的培育，增加營建業界採用BIM的意願，以提升整體產業效率。
推薦序三

　　二十一世紀是電子化服務的e世代，大數據資訊流通的即時、便利與快速是一大特色，而政府在面對此e潮流世紀中更應該積極扮演資訊整合與推動者的角色。新北市政府自民國100年起陸續於各行政區興建市民運動休閒中心新建工程，並導入更合乎人類智慧思考模式的BIM於工程規劃施工及管理，初期的目的是希望能將工程施作的流程預先檢核與模擬，事先找出可能的設計錯誤並獲得最佳的施工期程與成本控制。同時透過完整資料收集得以建構建築物使用最適的管理維運計畫，延長建築物的使用壽命，落實節能減碳的環保政策。

　　相較於歐美先進國家自西元2000年起開始投入研究及探討BIM的應用，目前國內BIM的應用仍有很大的努力空間。新北市政府利用運動休閒中心新建工程導入BIM的應用，結合得標的統包團隊一起學習、摸索、成長，我們發現BIM的資訊律定對於工程規劃設計與施工流程檢討是極具效益的。誠如本書開宗明義就對BIM做了相當清楚與重要的定義。指出BIM（Building Information Modeling）之重點在流程（process）而非模型（model），3D幾何模型的建構只是一種視覺溝通的工具，重要的是背後建築、工程及土木專案的資訊整合管理技術，這與我們在推動新北市運動中心新建工程導入BIM執行過程中所獲得的經驗是相同的。

　　國立臺灣大學土木工程學系一直是國內土木學術界的翹楚，它總是能將國外最新技術與觀念帶入國內產業界，謝尚賢教授帶領「工程資訊模擬與管理研究中心」自民國98年起就開始投入BIM領域之研究，迄今已出版許多BIM相關的專業書籍，也是新北市政府推動BIM的資深顧問。本次出版《透過案例演練學習BIM：基礎篇》對於國內產業界是一本相當重要的參考書籍。第一章對於BIM的各項基本觀念作了相當完整的論述，第二章到第四章從BIM的軟體操作到建築模型建置之資訊塑模應注意事項，作了相當詳細的介紹。這對於國內業界推動BIM，是相當重要的知識挹注，讓開始接觸BIM的人不再徬徨不知所措，也令曾經執行過BIM實務經驗的專業人得以檢視對於BIM的觀念認知是否正確。這是一本對於在校學生、BIM教學工作者、工程實務的專業人士、建築師、顧問公司及建設公司的從業人員及政府部門執行BIM工作計畫人員等，極具參考價值的專業工具書，我很樂於推薦本書供各界朋友參考。