Page 158 - 捷運技術 第47期

152 黃敏怡 BIM在結構工程領域發展及整合平台

此案是長春石油公司第一個嘗試採用BIM進行的工程專案，原本預定的工期為一年，後

來只花了九個月的時間，足足縮短25%的時程。除了整體的工期提早了三個月完成之外，更
令人驚艷的是設計的錯誤率大幅度的降低，在總噸數1,700噸的工程專案中，最後僅追加了
0.8%的用鋼量，而這個部分的追加還是因為設備變更的因素所進行的結構設計修改。相較於
沒有使用Tekla的工程，用鋼量平均追加將近10%的比例，相形之下在工程中使用BIM者，明
顯效益是能夠有效掌控並減少整體工程成本的支出。原因在於，BIM流程的引進能有效地在
設計階段就發現不同工種之間的界面與空間衝突的問題，讓以前在設計時難以檢查檢討的模

糊地帶得以具體化，使這些隱晦不明的部分可以提前於電腦模型中發現錯誤，進而得以修正
為最準確的設計結果，大幅的減少不必要錯誤以及檢討確認的時間浪費，讓工期得以縮短。

四、複雜建築結構設計的應用

2011年11月17日獲得金氏世界紀錄認證為【世界第一高塔】，成為全世界最高的自立式
數位電波塔—東京晴空塔（如圖7），該塔自2008年7月14日動工，於2012年2月29日竣工，
高度634公尺，樓板面積約52,000平方公尺，是目前東京附近的新地標，也是工程建造技術
的新里程碑，在此之前，日本沒有一間公司擁有超高層建築物的實際經驗。其建造的過程遭
逢了日本311大地震，地震發生時，晴空塔已
建至625公尺，肉眼都能看到晴空塔頂端的搖

幅達到6公尺，令人心驚，所幸並無造成塔體
太大傷害。
塔的基部為三角形，往上逐漸轉變為圓
形，整座塔的主要結構由桁架組合成，結構
鋼柱的節點都以不同的角度進行銜接，形狀

也都不相同。在這些苛刻的條件下，工程師
所要面對及解決的問題，都是在過去專案中
沒有經歷過的。承包實際施工的日本大林組
考慮到在前期需要具備建造精準度及衝突檢
查的要求，決定在專案開始之前採用Tekla來
進行BIM生產設計、建設規劃及管理，最主

要的原因是因為Tekla在全球各地都已經有特
殊鋼結構體在施工端及製造端的實際應用案
例。不僅能夠精準定義每一個零構件，也計
算出它的重量和重心，可做為安裝規劃的準

備，即使是大規模的設計變更，也能夠立即
的更新相關數據，提供完整的施工資訊，是
非常適合在施工現場使用的工具。 圖7 東京晴空塔
由於本案需要建構出非常精細的BIM模型，不僅僅是主體結構複雜的幾何圖形，在高空
作業當中所需要的臨時性維修樓梯或是安全扣環也都建置於模型當中，確保施工時的安全性
（如圖8）。大林組利用BIM 的模型在每個施工階段模擬鋼構件的組立與工序，讓現場參與

施工的人員更容易理解這些複雜的幾何造型。同時，這個BIM模型也方便用來對高塔附近的