[營建資訊分享] COBie應用於智慧建築之設施管理

COBie應用於智慧建築之設施管理

 

劉以晨 永雄建設 BIM中心課長

謝尚賢 國立臺灣大學 土木工程學系教授兼工程資訊模擬與管理研究中心主任

 

智慧建築 因應潮流趨勢

智慧建築起源於1980年代的美國,在發展初期,智慧建築強調的是以自動化系統營運建築物,提供使用者更有效率且舒適的環境,並能讓業主或是營運單位有效地管理建物資產。如今,智慧建築的意義已經從強調自動化系統,延伸到全面性的智慧管理,以使用者需求出發,從建築物規劃階段就開始考量未來營運所需,提高營運效率並延長建築物壽期。智慧建築已在臺灣發展數年,內政部建築研究所為推廣智慧建築,於2003年起開放業界申請智慧建築標章,之後為了持續反映時代潮流的改變和業界需求,標章內容至今已改版數次,在今年(民國105年)7月所推出的最新版本中,除了調整計分方式,也修改了指標內容,增加智慧創新項目,鼓勵業界於運行智慧建築的同時,導入更新的科技應用。

而近幾年BIM技術的興起,也讓營建產業的經營模式起了變化,開始注重資訊的集中管理以及標準化的資料交付,利用BIM整合建築生命週期的資訊,增加資訊交換的效率,成為各個專業人員致力研究的內容。但要有效的利用BIM串聯整個建築生命週期的資訊並不能依靠單一軟體,需要各類BIM軟體相輔相成才能達到整合的最大效益。這樣的整合過程中,因為不同的軟體要進行資訊交換或傳遞,在格式不同需要進行轉換的情形下,容易造成效率不彰,或是產生錯誤的情形,這時候若有一個經過規範的通用格式可以整合這些資訊,將能大幅降低資料遺失或是錯誤的可能性。

串聯全周期資訊 維管利器

因應資訊收集的必要性,2007年美國陸軍工兵單位提出COBie,全名為Construction‐Operations Building information exchange,目標是營建工程專案資料交換格式的標準,希望能串聯整個建築生命週期的資料,收集從規劃設計階段開始,到施工、完工和營運階段的所有資訊,供做營運時的設施維護管理使用(如圖一)。此標準提出後不久,美英兩國的國家BIM標準即紛紛將COBie納入,軟體大廠也相繼開發出可產出COBie表單的工具以供業界使用。

圖一 COBie 在建築生命週期中的應用示意 [1]

考量近幾年BIM技術的興起,再加上COBie串聯建築生命週期非幾何資訊的特性,皆是為了加速資訊整合、降低建築專案整合過程中的錯誤、提升資訊交付的完整度以及進行效率。而智慧建築是以透過智慧化的過程將建築物的設備與系統整合,更易監控並管理,以達到提供便利的使用環境的目標。但此過程所衍生之資訊相當繁多,須交付之資訊比起傳統建築更為複雜。試想像,若有一個經過規範的格式能整合整個建築生命週期中所有複雜的資訊,對於業主或負責傳遞資料的管理者將是一大福音,COBie的應用恰好是透過通用格式整合建築資訊,在建築生命週期的不同階段中,滿足其設置工作表單之需求,最後即能完整交付業主所需之資訊。本文的第一作者曾利用國立臺灣大學的第一棟智慧建築作為案例來研究COBie於智慧建築中的應用[2],實作工具則是使用Autodesk的產品Revit,以及針對COBie所提供的增益集COBie Extension工具。此產品有三大功能,分別為:Setup、Modify以及Export,這些功能能夠分別設定匯出參數、命名方式、協助設定交付的內容格式、空間資訊對應的用途,也能設定COBie表單應該要對應的Revit欄位名稱,以便撈取所需之欄位資訊,除了可以讓操作者自動撈取模型本身就存在的非幾何資訊並匯出成表單外,也讓取得資訊的使用者清楚了解每個空間和設備、系統等非幾何資訊的對應關係,其功能畫面請參考圖二。

圖二  Revit COBie Extension功能畫面

整合營運管理 延續專案資訊

以智慧建築來說,根據智慧建築標章設施管理指標之基本規定[3],能大致歸納出資產管理項目的各項使用管理規範、組織型態,以及管理維護計畫等項目,這些項目可歸類成能以COBie取得之文件或網頁,而基本規定中的設施管理整合作業系統和e化整合,則為智慧建築營運管理平台。對於如何提供這些平台的前期必要資訊並以COBie表單帶出,請參考文獻[2]中的研究。例如,以文件或網頁類資訊來說,COBie表單雖然有提供Document表單,但現階段Revit COBie Extension並沒有提供匯出Document的功能,因此建議可以外加參數於Revit內的方式,並以Attribute表單查找對應資訊。而其餘Revit COBie Extension不支援的表單,若有需要也能夠以此模式匯出所需資訊,而在匯出的COBie Attribute表單中便能看到此專案需要列入參考的文件網址。如圖三所示,在不同階段交付時,資訊接收者便能延續這些資訊繼續發展專案所需之資料。

圖三 專案資訊匯出到Attribute表單

維運平台為了能夠監控、操作並管理建物內的所有資產,以達到提高管理的效率,包含空間、設備和系統資訊等,因此對所需求的資訊項目之內容與品質有一定的要求,而這些資訊的建立在專案內可能分成不同的人員和部門負責,也能利用COBie中的Contact表單來設定專案內各項目的負責聯絡人,以備未來在查詢COBie所記錄的資料有疑問時,可迅速找到負責人進行確認或處理,維運平台所需的空間和設備資訊也能一起匯出。比如說,專案內的高程與空間資訊能夠利用Space、Zone和Floor帶出對應之資訊,利用在Space中的資訊,能夠顯示出本專案內所有空間和房間,而這些Space資訊可以對應其所在的樓層資訊,並帶出每個Space的面積大小。Zone則能夠將Space內所有的空間和房間依照不同目的分類並設定用途,且更進一步連結所在樓層,也就是Floor這個表單的內容。圖四乃參考BIM For Facility Managers一書[4]提供的架構所繪製的空間案例組織關係圖。

圖四 空間組織的關係[2]

COBie中的Type工作表單則是針對Revit模型中的類型參數,也就是模型內同個類型之下可能會有多個元件來帶出資訊,其所對應的元件則是在COBie的Component工作表單中。再加上Component能夠對應元件本身所在的位置,而元件又能夠對應Type名稱,因此未來的應用不光是能夠直接找到負責人和廠商,也能夠迅速的找尋特定空間內對應的元件類別。System工作表單則進一步將Revit模型內的機電系統資訊帶出,同時在系統下會列出所有包含的Component,因此當建物的系統出現問題時,可以利用其所包含的元件來判斷出錯的可能位置。圖五為根據這些設備和系統之間的關係,同樣參考BIM For Facility Managers書中所提供的架構所繪製的設備案例組織關係圖。

圖五 設備組織的關係[2]

完整傳遞資訊 提升管理效率

建築是由空間和設施設備所組成,因此資訊的需求若能滿足空間和設備的組織架構,即能有條理的管理專案內的空間和設備。而智慧建築則是由一般建築延伸,提供營運單位或使用者更便利、更有效率的服務,並以一具有整合性的平台提供完整的監控、提醒、自動化服務和管理,這更牽涉到智慧建築內的系統和設備資訊是否完備並符合智慧化的需求,且設備、系統和空間之間的關係是否密切連結、資訊是否完整、資訊之間的相互關係是否能夠對應,將直接影響營運階段的管理效率。COBie所提供的功能可以完整傳遞建築專案在興建時期所有的空間、設備、系統和文件資訊,得以滿足未來營運單位對於緊急維修、使用手冊、空間租賃等的資訊需求,且對於未來的業主或營運單位來說,營運所需資訊是否能夠完整的應用,是相當關鍵的一項營運重點。業主所需的交付資料若能經過COBie整合,並妥善利用COBie表單所提供的項目,應能大幅提升設施管理的效率,減少查詢資料所需的時間與人力耗費。

參考文獻

[1] East, B., & Carrasquillo-Mangual, M. (2012). The COBie guide: a commentary to the NBIMS-US COBie standard, Building SMART Alliance.

[2] 劉以晨 (2016)。以COBie協助智慧建築的設施管理資訊交付之效益,國立臺灣大學土木工程學系碩士學位論文。

[3] 廖慧燕、陳伯勳 (2016)。智慧建築評估手冊2016年版,內政部建築研究所。

[4] Paul Teicholz (2013), BIM for Facility Managers, IFMA Foundation

(本篇刊載於營建知訊405期第59-64頁)