職安衛規劃分析應用BIM技術預算編列原則之建議

撰文者:國立中央大學 土木工程學系/營建管理研究所 楊智斌教授
發佈時間:2019/09/11    瀏覽次數:1127

1. BIM 技術簡介
1.1 BIM 與其應用之效益

BIM,係為Building Information Modeling(建築資訊建模)之簡稱,透過其技術,可以將建築物、土木工程、廠房設施等的3D模型(亦稱為建築資訊模型,或BIM模型)加以建立,並使其擁有不同目的所需的各式資訊(例如尺寸、材質、維修頻率等),以利進行模擬分析。目前世界各國已將BIM視為是改變營建產業最值得期待的技術與工具,因此各國政府無不積極推廣與導入實際專案中。

雖然過去沒有BIM技術與工具時,工程仍可以在有經驗者仔細的規劃、謹慎的執行下完成,但高風險一直是工程的宿命,如何降低執行的不確定性,是所有工程參與者始終面臨的挑戰。當BIM技術快速發展並陸續有方便使用的工具後,若能善用BIM技術,便可以在設計與施工前進行各式模擬與分析,以利工程可以在較低風險下,以較低的成本與較短的時間,獲得較高品質的施工成果。更可以在未來的設施維運上,利用BIM技術掌握全生命週期的累積性資訊,創造設施的全生命週期成本最小化的目標。

在工程施工階段的應用,由於BIM技術具有3D特性,因此透過3D視覺化以及動態性模擬,便可輔助完成各式規劃成果(例如施工架輔助施工的可行性)或考量工作執行的細節(例如吊掛過程的順序性),以達成強化溝通、減少錯誤、避免重工、降低風險的BIM應用效益。

1.2 BIM 應用之趨勢

由於營建產業在世界各國中皆扮演經濟成長之主要引擎或是社會發展的重要關鍵,因此各國對於應用BIM技術都抱以相當期望,期使BIM技術能為被視為傳統業產的營建產業帶來革新,並已紛紛設定應用BIM技術的國家級策略。BIM技術可以應用於工程專案的不同生命週期各階段中,並已在許多的專案中分別被實踐,然而在BIM應用的功用或目的性,仍有許多值得探究與持續嘗試的課題,故各國在理論與實務研究上的投入皆持續增加。


資料來源:World Economic Forum (WEF), 2016

依據2016年世界經濟論壇之報告,BIM技術的應用可以涵蓋工程專案的全生命週期,規劃完善的BIM應用可以達成以下具體成果:規劃設計階段進行平行與可靠的設計與分析;施工階段提供即時資料分享、整合與溝通;營運階段提供以BIM模型為基礎的高階維運工具(WEF, 2016)。

依作者對目前世界各國廣泛應用BIM技術的成果所進行之分析,近來BIM應用之趨勢,可以大致歸納以下數項:(1)讓所有工程的利害關係人皆能獲利,以利強化應用BIM技術的動機;(2)應用BIM技術的領域持續擴大與細緻化,並強化創新性的發展;(3)不強調大規模的全面性應用,而是重視有意義的深化應用或輔助功用;(4)必要時尋求專業的廠商,利用專業的工具,輔以有經驗的實務人員進行整合與協作型的應用。

1.3 合理編列BIM 預算之重要性

由於BIM技術對於國內的營建產業係在導入與應用的起步階段,參考其他國家的作法,國內公共工程的業主,大多能夠體認也認同,應該利用公共工程由業主要求專案必須應用BIM技術,以利提升營建產業的技術能力與水準。

2018年前,政府機關大多是在管理階層的大力支持下,主動要求並(或)搭配給予部分額外費用下,開始在專案的設計、施工過程中應用BIM技術。此作法間接造成廠商開始重視本身的BIM技術與能力,以利競標時能夠順利取得標案。

然而在2018年2月修正公告的「公共建設工程經費估算編列手冊」,於規劃階段作業費之規劃分析費、設計階段作業費之設計分析費、及工程建造費之直接工程成本項下,增列BIM費用項目。此作法使得公部門的專案,能夠正常的編列應用BIM技術之費用,亦即政府在政策與執行面上,認同應用BIM技術的價值,對於國內推動BIM技術的廣泛性應用,帶來重大性的影響。

由於現階段應用BIM技術在國內的營建產業環境中尚未成熟,公、私部門皆需投入資源與成本進行知識、能力與工具的提升,因此搭配合理的預算,是應用BIM技術必須掌握的前提。若非如此,過往的經驗可以發現,廠商會採取應付性的作法,而導致BIM應用大多流於形式。

2. 工程專案應用BIM 技術費用編列方式

為了推動國內BIM技術的應用,行政院公共工程委員會,於2017年初提出了「機關辦理公共工程導入BIM技術作業參考手冊」,以利公部門在執行公共工程時,可以評估是否導入BIM技術,並在導入時提供參考性的作業層次指引。此手冊中有關BIM費用,提出以下之原則供機關端參考(行政院公共工程委員會,2017a):

  • 不同生命週期的費用應分別考慮。
  • BIM費用會因為要求的工作項目多寡、工程的複雜程度、允許廠商建模或應用的時間長短、工程的規模(或量體)、工程的類型、要求的精細度、要求的目的與用途等,而有不同的費用。
  • 廠商的專業度會影響完成模型或應用的品質,費用編列應有彈性。
  • 建議應先確定應用目的、要求工作、完成時限後,請不同的廠商提供報價,以做為預算編列之基礎,並建議邀請有執行經驗單位之人員,參與審查廠商提報的資訊。
  • 請廠商報價時應請廠商明確說明報價或履約的條件,並釐清軟體的版本、軟體使用權、使用權與期限、智慧財產權的歸屬等。
  • 設計與施工階段應用BIM技術,建議分別利用工程經費的0.4~0.5%做為一個訪價比較的參考基準點,若與此區間不同,可以深入分析差異之原因。
  • 由於前述的複雜原因,建議機關務必循市場訪價機制獲取預算編列參考資訊,而非利用前述的百分比進行預算編列。
透過前述原則可以清楚知道,應用BIM技術由於牽涉的面向廣泛,因此到目前尚未有一個統一的標準。在實際操作上,國外(例如中國大陸上海市)則是利用單位面積做為一次性建模估算的依據,但必須同時考量以設計費用百分比做為上限,國內建築師公會亦已提出類似的推估方式。此外,交通部鐵道局在其委託完成的「鐵道工程BIM作業指引」,則提出以下五個步驟供參照:(1)確認可以編列的科目與額度、(2)依據選定的BIM應用(BIM Uses)推估BIM應用所需初步費用、(3)進行市場訪價、(4)以百分比做為檢核機制、(5)透過外部專家協助檢核合理性(交通部鐵道局,2019)。作者認為目前職安衛規劃分析應用BIM技術,與鐵道工程預計導入BIM技術情境雷同,故其概念可以參考。
3. 職安衛應用BIM 技術費用編列原則之建議

國內公共工程之職安衛費用編列,一般依據行政院公共工程委員會公告的「公共建設工程經費估算編列手冊」進行編列,亦即,在規劃階段,按直接工程成本之0.3%至3%編列;在設計階段,按實際狀況,以設計圖說展現,並就可量化與不可量化部份盡量分解細項,避免以一式方式估列,俾利於施工中確實執行(行政院公共工程委員會,2018)。再者,對於可量化之部分,一般參照行政院公共工程委員會之「公共工程安全衛生項目編列參考附表」(行政院公共工程委員會,2017b),進行完整的單價分析;對於不可量化之部分,則參照勞動部職業安全署之函釋,由原依工程費用百分比修正為依工期、規模及性質編列(勞動部職業安全署,2017),逐項進行不可量化費用之呈現。此外,對於職安衛費用的編列,部分單位則不予限定編列上限。例如臺中市政府教育局的「工程預算書編製原則」編列上限額度不予限制,並建議按工程需求,量化編列,無法量化之項目則採一式編列;編列方式得採量化及一式方式併列編列(臺中市政府教育局,2018)。

由於職安衛牽涉工程執行時的重要且不能忽略的議題:「安全」,因此如何確保執行時的規劃完整性與落實度,已成為近年來政府部門一直關注的課題。例如在行政院公共工程委員會於2017年發布公共工程安全衛生項目編列參考附表中,便將「丁類危險性工作場所審查相關文件製作費」以及「施工規劃階段風險評估」,獨立編列於「其他」項次中。作者建議日後職安衛規劃分析應用BIM技術時,亦參照上述項次,獨立編列,以利日後的管考。

此外,有關BIM應用費用之編列方式與額度,由於牽涉應用的目的性與應考量面向之廣泛,作者初步提出以下原則供參考:

  • 由於BIM技術應用於職安衛雖有部分專案已有嘗試,但並未有系統性的收集與分析案例之投入費用,建議短期在規劃階段直接取職安衛費用的固定百分匡列預算;在設計階段,依設計完成的圖說,建議採取服務成本加公費法做為估算的方式,而不要採用建造費用百分比法或參數估價法(如單位面積法),避免產生不合理之費用。然而日後建議應收集實際案例,計算BIM技術應用費用對應的工程或職安衛費用之百分比,以利後續更廣泛性應用並提供編列時參考。
  • 若已經有其他用途而建立的BIM模型,建議可編列調整BIM模型的人力費用;若是針對職安衛應用分析而新建置BIM模型,在模型的要求上,建議應避免建置無用途之模型,以避免投入資源之浪費。
  • 依據預計模擬與分析的潛在風險事件,在人力考量上,建議應同時納入有職安衛風險分析的實務經驗人員以及BIM技術應用分析之人員,以利分析的成果具有務實型與專業性。此人力費用在審查時,應同時檢核參與人員之經歷,避免不合理的費用支出。
  • 由於現階段BIM係屬輔助性工具,在費用編列上,建議在原本費用外成為獨立的項次以利管考。例如在目前不可量化的「其他」項次中,除「丁類危險性工作場所審查相關文件製作費」外,再增加「利用BIM輔助特有災害評估費用」。此外,若為避免BIM應用的費用造成職安衛費用的排擠,獨立編列的項次可以併在其他利用BIM技術的類別中。
  • 在考量整體費用之合理性上,建議避免以過去傳統上沒有BIM輔助下進行職安衛風險評估或編制相關文件(例如丁類危險性工作場所審查相關文件製作費)之費用,做為應用BIM技術時之費用上限,而是務實檢討所需專業人力與費用之必要性後,再檢視其合理性。
  • 由於機關端人員對於BIM技術大多不了解或不熟悉,但國內過去逐案編列BIM教育訓練費用之作法其效果並不彰,因此建議機關端除編列專業審查費用,以避免完全以沒有應用BIM經驗之人員進行審查,造成專業度不足而落入形式審查之結果外,若有教育訓練之必要,建議應由機關統一視實際需要,編列費用進行滿足執行業務需求的訓練,以使其人員具備必要的BIM專業知識與能力。
4. 結論

國內在導入BIM技術前期,有人主張應用BIM技術只是改變執行工作的工具,業主不需額外支出費用,而是廠商基於競爭力的提升,必須主動應用新技術、新工具與新方法,來達成原本的業主需求。然而若是此種情境與作法,外加目前市場BIM之人力與投入成本之問題,廠商基於利潤考量,利用BIM技術必會大量減少或徒具形式,相對也會造成國內公共工程品質以及營建產業的發展遲滯。以國內淺碟型的營建產業而言,由政府利用公共工程投入新技術與新觀念進行引導,是必須採取的產業升級手段。

由於BIM技術的應用,牽涉應用BIM目的性不同,所需建立的BIM模型便會有差異,投入應用分析的人力也會不同,況且參與者對於BIM技術的掌握度不同下,作者認為短時間並不容易建議一個通用不同規模、不同工程類型的預算編列準則。作者深切呼籲,對於應用BIM技術屬於新嘗試的職安衛領域,應重視基礎性與關鍵性的效益,並由機關端負責費用,以利BIM技術確實能夠為職安衛帶來創新性的應用價值。

礙於篇幅,本文僅針對應用BIM技術的部分重要觀念進行闡述,希望達到拋磚引玉的效果,吸引更多人瞭解更完整的應用BIM技術應有的正確性觀念,讀者應避免僅解讀部分文字,造成日後應用時之誤解或困擾。

參考資料
  1. World Economic Forum (WEF), 2016, Shaping the Future of Construction: A Breakthrough in Mindset and Technology, https: //www.weforum.org/reports/shaping-thefuture-of-construction-a-breakthrough-in-mindset-and-technology
  2. 行政院公共工程委員會,2017a,機關辦理公共工程導入BIM技術作業參考手冊,「機關辦理公共工程導入建築資訊建模BIM技術」委託專業服務案成果報告。
  3. 行政院公共工程委員會,2017b,工程管字第10600268430號函,檢送修正之「公共工程安全衛生項目編列參考附表」一份。
  4. 行政院公共工程委員會,2018,公共建設工程經費估算編列手冊。
  5. 臺中市政府教育局,2018,工程預算書編製原則。
  6. 交通部鐵道局,2019,鐵道工程BIM作業指引,第二版,「鐵道工程BIM作業指引研訂」委託技術服務案成果報告。