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  隨著網際網路技術不斷的進步,由網路通訊所建立的物聯網應用,正持續不斷地影響各行各業,相對應的技術也順勢而生,而如何應用物聯網與BIM(Building Information Modeling)技術創造智慧建築新發展,是建築界最深切關注的議題。

 

  近年來在都市更新、危老重建以及大規模開發案,在政府力推智慧城市的政策之下均分別給予智慧綠建築相關獎勵,或要求須達到一定程度的智慧綠建築等級,目的在於促進國內智慧建築之發展,提高我國建築物品質,以達到「安全、健康、便利舒適、節能永續」的建築物。

 

鋼筋工程如何應用於物聯網與BIM技術創造「智慧建築」呢?

 

  「智慧建築」乃是透過結構、系統、服務與管理四大基本要素,及其相互關係的優化設計,提供一個具備高效及成本經濟效益的建築空間環境。簡單的說就是在建築及結構規劃初期即導入施工、設備系統化及節能觀念設計,將未來的建築物使用生命週期維護與服務管理之成本降低取得最佳之效益,並符合人類最安全安心、舒適健康、節能環保的生活環境。

 

  「智慧建築4.0」是整合利用科技發展趨勢的系統智慧化做到「服務百分百-客製化需求」及「供應端優化-精準百分百」的優質需求供應鏈關係,建構安全防災、健康照護、節能環保、永續發展與便利舒適之智慧空間,不僅改善民眾自然生活,亦進而帶動相關產業發展及產值提升。

 

  「智慧建築4.0」與工業4.0的觀念是一致的。所謂「工業4.0(Industry 4.0)」,或稱「四次工業革命(Fourth industrial revolution)」,是由德國政府內部單位所提出並獲得資助的高科技計劃,用來提升製造業的電腦化、數位化和智慧化的整合,與過去工業1.0機械化生產、工業2.0生產線製造、工業3.0IT自動化生產等等不同,工業4.0不是創造新的工業設備與技術,而是將所有工業相關的設備、技術、銷售與產品使用之經驗統合起來,建立具適用性、資源效率、時間效率等的智慧工廠,並在商業流程及價值流程中,整合客戶實際需求以及商業推展之夥伴,形成最佳智慧解決方案與執行模式。

 

智慧建築與BIM的關聯

 

  內政部建築研究所為推廣智慧化居住空間概念,促進國內智慧建築之發展,於民國93年起受理智慧建築標章之申請,於民國100年修訂新版智慧建築標章解說與評估手冊,其智慧建築標章依性質分為8項指標,分別為綜合佈線、資訊通信、系統整合、設施管理、安全防災、節能管理、健康舒適、智慧創新。透過智慧建築認證制度彰顯建築物之性能與價值之差異,進而加速國內智慧建築之發展,提高我國建築物品質,以達到「安全、健康、便利舒適、節能永續」的建築物目的。

 

  目前建築技術正朝向綠色建築及智慧化建築方向發展,慢慢加入更多資訊設備於建築規劃中,在經過現今各類系統智慧化的使用整合研究,包括:Alfa Safe耐震系統化工法BIM的應用無線通訊網路平台應用等等,提供給營建業供應端優化執行使用及公司全面品質的提升,總體整合過程完全符合「智慧建築4.0」的精神。BIM正是因應此需求發展而來,已成為建築行業一個不斷興起的應用領域,以3D建模為基礎,允許工程項目在建造之前進行虛擬構建,提供具體的整合與運作,從而消除了施工過程中的眾多低效問題,並有助於消除潛在的設計與施工風險。

 

▌BIM完成鋼筋3D架構。

 

  921地震後,經研究發現,建築物施工品質不良是當時房屋損壞、倒塌的最重要原因之一。房屋是否耐震安全,當然除了要有優良的結構系統規劃設計外,最主要還是決定於建築物每個細節的施工品質良窳。

 

  正因為施工現場有「人」的變數存在,即使建築設計圖面就算是全然無誤,但錯誤施工卻會大幅削弱建築結構的安全。而BIM應用在鋼筋工程中,其特點是藉由建築圖說及施工物件等相關尺寸資料,以電腦軟體程式操作形成3D圖形後,藉由3D視覺化,快速將工程樣貌在設施未完成前便具體的呈現給業主檢視,讓在辦公室做規劃的建築、結構等設計分析人員、鋼筋加工廠製造人員、工地現場施工綁紮工人及工程人員,彼此不再雞同鴨講,能立即有效溝通、共同討論得以解決問題,提升多方溝通的方便性及收斂性。建議在前期即導入BIM技術,後續重要訊息均能運用BIM進行構想規畫、驗證確認、施作管控及之後營運管理。

 

▌BIM梁柱接頭鋼筋施工性檢討

 

  過去建築結構規劃人員只清楚建築外觀影像,但不知內部鋼筋施工細節而未注意釐清施工之可行性,造成工地現場諸多施工問題,甚至影響結構安全。而現今在 BIM的導入下,在規劃初期,不管是坐辦公室上班的或是在工地現場綁鋼筋的,都可藉由3D圖先行討論,將各鋼筋施工衝突點釐清排除,並建構柱牆梁版結構體之鋼筋細部立體3D圖,再搭配施工現場鋼筋系統化工法執行綁紮完成之紀錄相片,即完成購屋者所在乎的施工品質完整呈現,即是做到智慧建築4.0的目標「服務百分百-客製化需求」、「供應端優化-精準百分百」。所以,BIM可建立最佳的建築結構鋼筋工程之設計與施工品質管理模式,亦是建築業不可或缺的系統智慧化輔助工具。

 

  目前已有專業軟體廠商將此軟體技術應用於物業管理之上,以達日後建築設備需裝修或維護時,可透過此軟體一次瞭解所有的配置圖,並藉由此可清楚得知設備地點及任意的拆除或增建會不會影響建築結構安全

 

  創新建築4.0的「Alfa Safe耐震系統工法」,此工法採用科技發展趨勢的系統智慧化施作,在建築及結構規劃初期即導入,並利用自動化加工技術在工廠彎折鋼筋,使其一體化與配件化,來解決建築工人現場綁紮施工不易的問題。

 

  「Alfa Safe鋼筋系統化工法」,針對建築物每一個會裂、會漏水或地震來容易倒塌的地方,透過新科技新技術將一根不中斷的鋼筋,於加工廠自動化加工彎折一體成型,全部鋼筋尺寸都先經過嚴密的規畫、裁切、加工和彎折,沒有一絲絲鋼筋材料的浪費,工地現場直接將彎折好的那一片鋼筋進行套拉綁紮,減少斷點提升安全性,系統化工法提供完整如一的品質,更可將工地施工品質透明化呈現給大眾,有效改善建築施工不良的缺失,這樣不但施工更快速、品質更穩定、耐震強度再提升,更能確保建 造的房屋更安全穩固。

 

  因此我們推動鋼筋系統化的設計流程,即是要將結構鋼筋設計與可執行的施工方式相互比對並確認,使結構設計者與施工人員對施工品質的標準達成共識,建造出符合規範且耐震安全的房屋,甚至能從開始規劃建構房屋,就將專業的結構力學規劃設計與防裂、防漏水的規劃設計、鋼筋折加工研究及現場施工技術相互整合,以達到工期短、品質佳及成本合理的目標。

 

▌Alfa Safe鋼筋系統化工法:轉角符合結構圖說圍束之要求,更耐震。

 

▌Alfa Safe鋼筋系統化工法:專業電腦加工廠房精準裁切加工,可有效經濟控管。

 

 

 

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