中 華 大 學

碩 士 論 文

結合 BIM 開發建築物消防監控系統

Combine BIM to develop Building Fire

Prevention Monitoring System

系 所 別：營建管理學系碩士班

學號姓名：M09816011 張驄騰

指導教授：蕭炎泉 博士

中華民國 100 年 8 月

i

ii

i

摘 要 消防防災是建築中是相當重要的一環，它直接的影響到我們的生命財產安

全，我國政府相當重視建築物的消防之工作，制定一系列消防相關法規，期望

能預防火災之發生及減低傷害。建築消防科技近年來與資訊通訊技術及智慧型

建築的概念結合，使居家環境更安全、舒適及便利。透過網際網路，讓建築物

的資訊不再是單向的傳輸，聯結起空間與使用人的關係，居家環境的消防設施

在智慧化的應用之下，能夠更準確監視及控制，預防災害發生，保障我們的生

命財產安全，救難單位亦能透過系統，掌握建築物現場狀況及救災所需相關資

訊。

本研究使用工具為 ER Model、Microsoft SQL Server、Microsoft Visual

Studio，並以 ASP.NET 來開發網路 WEB 消防監控系統。建築消防監控系統為

消防感應器及監視器功能之整合帄台並導入建築資訊模型(Building information

modeling, BIM)，將建築中的感應器、監視器及空間相關資料，輸入建築資訊模

型(BIM)之中。當感應器觸發時管理人員透過系統判別警報之真偽，避免因為

錯誤的警報而造成人員的恐慌，提升警報的正確性，減少民眾對於警報的疲乏。

同時迅速的找出起火點，幫助救災單位在大型的建築中，快速的到達起火點進

行滅火救援工作。

關鍵字：建築消防、建築資訊模型、消防搶救圖、消防設備

ii

ABSTRACT Fire prevention plays an essential role in architecture. It has a direct impact on

our lives and property. In order to prevent the occurrence of fire and reduce damage,

the government regards fire prevention with great importance and has legislated a

series of fire-related laws and regulations.

In the recent year, the fire prevention technology has combined with the

concept of information technology and intelligent building, to help and make the

living environment safer, comfortable and convenient. Through the Internet, the

building is no longer a one-way transmission, but to link up the relations between

space and the residents. With the help of the latest technologies, the fire fighting

facilities for our living environment can be more accurate monitoring, controlling,

and prevention of disasters, to protect our lives and properties. Through the system,

the rescue unit can also have a better understanding of the building condition and

information needed during disaster.

In this study, ER Model, Microsoft SQL Server, Microsoft Visual Studio, and

ASP.NET were used to connect the internet WEB to the Fire Prevention Monitoring

System. The fire prevention monitoring system in the building combines the fire

sensors with the monitoring function of the integration platform then imports

Building information modeling (BIM). When the sensor alarm is triggered, the

supervisor can evaluate the authenticity through the system in order to avoid false

alarms. At the same time, fire hazards can be rapidly located to help the rescue units

in large buildings put out a fire.

Keywords: The building fire prevention, Building information modeling, Fire

Rescue Figure, Fire Equipment

iii

誌 謝 記得大學時後上的一門通識課「易經與人生」，裡面提到了「痛苦的人生

哲學」，它的意思是在逆境中不斷的學習及成長。我在撰寫論文的過程中，也

遇到了許多的不順與挫折，我時常想起這個「痛苦的人生哲學」，希望我能度

過每個難關，期間也感謝一路以來支持我的好友及家人，你們的鼓勵及相伴是

我讓我繼續前進的動力。

首先我要感謝我的指導老師 蕭炎泉教授，老師與我亦師亦友、閒話家常，

對我照顧有加，感謝系上王明德老師、吳福祥老師、余文德老師、鄭紹材老師、

楊錫麒老師、許玉明老師、邱垂德老師、石晉芳老師及已經轉任中央大學楊智

斌老師，老師們不論是在課業上的教導或是論文上的指教都讓我受益匪淺，解

除論文中的盲點讓我的論文得以順利完成。感謝論文口詴委員韓道昀老師、吳

卓夫老師在百忙之中抽空，對於論文給予諸多寶貴的意見及指導。也要感謝大

學時代彭定卲老師、馬康俊老師、楊松裕老師，老師們的傾囊相授，讓我受益

良多，以上我謹致上十二萬分的感謝。

接著感謝 97 級碩班的所有學長姐紹偉、長鴻、安祥、筱軍、柏宏、祺焜、

靜瑤、郁詞、相甫及誌銘學長、偉志學長、孙德學長、詵婷學姐感謝你們過去

幫忙及指教，更要特別感謝 A301 研究室的四位學長珈竹、宗煜、哲瑜、柏丞，

有你們研就是總是那麼的歡樂，真的要感謝你們的照顧及幫助。也要感謝 98

級碩班的所有夥伴們炳勳、雅芳、秋梅、浩榕、家裕、士凱、自浩、庭芳、建

輝這兩年來的相伴，不問是在課業或論文撰寫都給了相當大的支持，在論文的

撞牆期給了我許多的意見及鼓勵，陪伴我度過了最關鍵的時刻。感謝辛苦的 99

級碩班的學弟妹們，家洋、泰旭、肇猷、泱達、孙芬、家慶、玉國、輝龍、伊

揚，也要特別感謝研究室的兩位學弟泰羽、紀宏，剩下來的日子你們要繼續加

油。感謝大學時的好友們諄學、國正、岳修、修璇，特別感謝年紀稍的長偉榤、

佳修、挺維以及同住一棟的好友濬杰、瑋琦、永添，與你們同在的時候總是充

滿歡笑與快樂。也要特別感謝系助理 佩娟，感謝你這幾年的幫忙。

最後我也要感謝我的家人，我的父親、母親及老姊，感謝這二十幾年來的

照顧，或許有過一些小磨擦，但都以最包容的態度來面對，無論如何都給我最

大的支持及鼓勵，同時也感謝親愛的大堂哥、二堂哥及堂姊，從小到大都是這

iv

麼的照顧我給予我許多寶貴的人生經驗，對於家人的感謝真的是無法用言語來

形容。

需要感謝的人實在太多了，無法一一列出。千言萬語也無法道盡我此刻的

感受，我只能將我無限的感謝獻給我所有的朋友及家人，真的是非常感謝你們

一路來的相挺與愛護，在此再次的獻上我十二萬分的謝意。

中華大學營建管理碩士班

張驄騰

2011/8/11

v

目 錄

摘 要 ...................................................................................................................................... i

ABSTRACT ......................................................................................................................... ii

誌 謝 .................................................................................................................................... iii

目 錄 ..................................................................................................................................... v

表 目 錄 ........................................................................................................................ viii

圖 目 錄 .......................................................................................................................... ix

第一章 緒論 ....................................................................................................................... 1

1.1 研究背景 ............................................................................................................... 1

1.2 研究動機 ............................................................................................................... 1

1.3 研究目的 ............................................................................................................... 2

1.4 研究限制與範圍 ................................................................................................... 2

1.5 研究方法 ............................................................................................................... 2

1.6 研究流程 ............................................................................................................... 4

第二章 文獻回顧 ............................................................................................................... 5

2.1 智慧型建築 ........................................................................................................... 5

2.1.1 「智慧型建築」的定義................................................................................ 5

2.1.2 國外智慧型建築的定義................................................................................ 6

2.1.3 我國智慧型建築的發展................................................................................ 7

2.1.4 我國智慧建築標章的設立............................................................................ 9

2.1.5 其他智慧型建築相關文獻.......................................................................... 10

2.2 建築資訊模型(BIM) ........................................................................................... 11

2.2.1 建築資訊模型(BIM)的介紹 ....................................................................... 11

2.2.2 建築資訊模型(BIM)的應用 ....................................................................... 11

2.2.3 其他建築資訊模型(BIM)相關文獻 ........................................................... 12

2.3 建築物消防 ......................................................................................................... 14

2.3.1 消防逃生路線.............................................................................................. 14

2.3.2 消防救災單位的處理.................................................................................. 16

vi

2.3.3 其他消防、防災相關文獻.......................................................................... 18

第三章 現況分析與導入 ................................................................................................. 20

3.1 消防監控系統現況分析 ..................................................................................... 20

3.1.1 消防系統現況分析...................................................................................... 20

3.1.2 消防感應器的種類...................................................................................... 21

3.1.3 受信總機...................................................................................................... 22

3.1.4 消防監控系統現況...................................................................................... 25

3.2 建築資訊模型現況分析 ..................................................................................... 27

3.2.1 建築資訊模型在國內應用現況.................................................................. 27

3.2.2 建築資訊模型應用導入消防監控系統...................................................... 30

3.2.3 警報網路規劃.............................................................................................. 38

3.2.4 3D 建築資訊模型導入系統 ........................................................................ 39

第四章 系統分析 ............................................................................................................. 41

4.1 系統分析 ............................................................................................................. 41

4.2 資料庫架構 ......................................................................................................... 47

4.2.1 資料單元分析與建置.................................................................................. 48

4.2.2 資料轉換...................................................................................................... 55

第五章 系統操作與案例驗證 ......................................................................................... 61

5.1 系統操作 ............................................................................................................. 61

5.2 系統驗證 ............................................................................................................. 72

5.2.1 建築消防監控驗證...................................................................................... 72

5.2.2 消防設備資料驗證...................................................................................... 73

5.2.3 空間使用資料驗證...................................................................................... 77

5.3 系統特色 ............................................................................................................. 80

5.4 效益評估 ............................................................................................................. 81

第六章 結論與建議 ......................................................................................................... 83

6.1 結論 ..................................................................................................................... 83

6.2 建議 ..................................................................................................................... 84

參考文獻 ............................................................................................................................. 85

vii

附件一 專家訪談名單 ....................................................................................................... 88

附件二 訪談內容 ............................................................................................................... 89

附錄三 全國火災次數、起火原因及火災損失統計表 ................................................... 92

viii

表 目 錄

表 2.1 台灣智慧建築發展歷程 ........................................................................................... 8

表 3.1 一般建築常用消防感應器 ..................................................................................... 21

表 3.2 P 型、R 型總機 優缺點比較表 ............................................................................. 24

表 3.4 國內建築資訊模型相關研究 ................................................................................. 28

表 3.5 國內建築資訊模型應用實例 ................................................................................. 29

表 3.7 DWF 與 RVT 檔比較表 .......................................................................................... 40

表 4.1 建築物資料表 ......................................................................................................... 49

表 4.2 樓層資料表 ............................................................................................................. 50

表 4.3 區域資料表 ............................................................................................................. 50

表 4.4 空間細項資料表 ..................................................................................................... 50

表 4.5 所有人資料表 ......................................................................................................... 51

表 4.6 系所種類資料表 ..................................................................................................... 51

表 4.7 消防設備資料 ......................................................................................................... 51

表 4.8 設備種類資料表 ..................................................................................................... 52

表 4.9 建築圖面資料表 ..................................................................................................... 52

表 4.10 設備廠商資料表 ................................................................................................... 52

表 4.11 維護資料表 ........................................................................................................... 53

表 4.12 監視影片記錄資料表 ........................................................................................... 53

表 4.13 作業群組檔資料表 ............................................................................................... 53

表 4.14 作業項目檔資料表 ............................................................................................... 53

表 4.15 使用者資料資料表 ............................................................................................... 54

表 4.16 權限資料表 ........................................................................................................... 54

表 4.17 消防局資料表 ....................................................................................................... 54

表 4.18 消防局部門資料表 ............................................................................................... 54

表 5.1 系統對救災前置作業效益 ..................................................................................... 81

表 5.2 系統效益對向表 ..................................................................................................... 82

ix

圖 目 錄

圖 1.1 研究流程圖 ............................................................................................................... 4

圖 2.1 MARCHANT 避難時間 .......................................................................................... 14

圖 2.2 高層建築消防救災路線模擬系統架構圖 ............................................................. 15

圖 2.3 甲種搶救圖 ............................................................................................................. 17

圖 2.4 乙種搶救圖 ............................................................................................................. 17

圖 3.1 消防系統組成圖 ..................................................................................................... 21

圖 3.2 消防系統示意圖 ..................................................................................................... 23

圖 3.3 P 型、R 型總機區分圖 ........................................................................................... 24

圖 3.4 客製化消防圖控系統 ............................................................................................. 26

圖 3.5 建築構件例證性質 ................................................................................................. 30

圖 3.6 定義防火等級 ......................................................................................................... 31

圖 3.7 建立防火區劃之篩選 ............................................................................................. 32

圖 3.8 依篩選建立防火區劃 ............................................................................................. 32

圖 3.9 建築防火區劃 ......................................................................................................... 33

圖 3.10 3F 樓區域劃分圖 ................................................................................................... 33

圖 3.11 4F 樓區域劃分圖 ................................................................................................... 34

圖 3.12 定義新參數 ........................................................................................................... 35

圖 3.13 空間性質參數 ....................................................................................................... 35

圖 3.14 感應器群組 ........................................................................................................... 36

圖 3.15 感應器參數設定 ................................................................................................... 37

圖 3.16 感應器工作範圍 ................................................................................................... 37

圖 3.17 消防設備性質參數 ............................................................................................... 37

圖 3.18 通報網路圖 ........................................................................................................... 38

圖 3.19 DWF 檔 模型構件分解 ........................................................................................ 39

圖 4.1 系統架構圖 ............................................................................................................. 42

圖 4.2 系統登入示意圖 ..................................................................................................... 43

圖 4.3 監控模示意圖 ......................................................................................................... 43

x

圖 4.4 消防設備查詢模組示意圖 ..................................................................................... 44

圖 4.5 消防設備資料維護示意圖 ..................................................................................... 45

圖 4.6 空間使用模組示意圖 ............................................................................................. 46

圖 4.7 共同資料模組示意圖 ............................................................................................. 47

圖 4.8 資料轉換流程 ......................................................................................................... 48

圖 4.9 ER-MOREL 邏輯模型(LOGICAL MODEL) ........................................................ 48

圖 4.10 ER-MOREL 實體模型(PHYSICAL MODEL) .................................................... 49

圖 4.11 MICROSOFT SQL SERVER 資料庫畫面 ........................................................... 55

圖 4.12 建立 ODBC 連結 .................................................................................................. 56

圖 4.13 ODBC 連結資料庫 ................................................................................................ 56

圖 4.14 AUTODESK REVIT ARCHITECTURE 資料轉換畫面 ..................................... 57

圖 4.15 AUTODESK REVIT ARCHITECTURE 資料轉換畫面-連線畫面 .................... 57

圖 4.16 AUTODESK REVIT ARCHITECTURE 資料轉換畫面-資料轉換完成 ............ 57

圖 4.17 AUTODESK REVIT ARCHITECTURE 明細表 ................................................. 58

圖 4.18 AUTODESK REVIT ARCHITECTURE 明細表轉換文字檔畫面 ..................... 58

圖 4.19 文字檔匯入資料庫畫面-檔案選擇 ...................................................................... 59

圖 4.20 文字檔匯入資料庫畫面-資料庫選擇 .................................................................. 59

圖 4.21 AUTODESK REVIT ARCHITECTURE 利用 ODBC 匯入資料庫畫面 ............ 60

圖 4.22 ER MODEL 匯入資料庫畫面 ............................................................................... 60

圖 5.1 建築消防監控功能畫面 ......................................................................................... 61

圖 5.2 DWF VIEW 轉動模型畫面 ..................................................................................... 62

圖 5.3 建築資訊模型構件資料畫面 ................................................................................. 62

圖 5.4 建築資訊模型清單選其構件畫面 ......................................................................... 63

圖 5.5 構件選擇畫面 ......................................................................................................... 63

圖 5.6 空間資料畫面 ......................................................................................................... 64

圖 5.7 空間聯絡人資料畫面 ............................................................................................. 64

圖 5.10 設備資料查詢畫面 ............................................................................................... 66

圖 5.11 關聯性下拉式選單畫面 ....................................................................................... 66

圖 5.12 備資料查詢查詢結果 ........................................................................................... 67

xi

圖 5.13 廠商資料查詢畫面 ............................................................................................... 67

圖 5.14 維修紀錄查詢畫面 ............................................................................................... 68

圖 5.15 空間資料查詢畫面 ............................................................................................... 69

圖 5.16 使用人資料查詢畫面 ........................................................................................... 69

圖 5.17 系統人員資料畫面 ............................................................................................... 70

圖 5.18 系統紀錄資料畫面 ............................................................................................... 70

圖 5.19 消防單位資料 ....................................................................................................... 71

圖 5.20 系統待機畫面 ....................................................................................................... 72

圖 5.21 訊號啟動系統畫面 ............................................................................................... 72

圖 5.22 空間監視畫面 ....................................................................................................... 73

圖 5.23 公共區域監視畫面 ............................................................................................... 73

圖 5.24 樓層為條件查詢 ................................................................................................... 74

圖 5.25 樓層+區域為條件查詢 ......................................................................................... 74

圖 5.26 樓層+區域為條件查詢 ......................................................................................... 74

圖 5.27 樓層+區域+設備為條件查詢 ............................................................................... 74

圖 5.28 維修紀錄-種類查詢驗證畫面 .............................................................................. 75

圖 5.29 驗證輸入維修資料 ............................................................................................... 75

圖 5.30 廠商資料查詢驗證畫面 ....................................................................................... 76

圖 5.31 新增廠商資料驗證 ............................................................................................... 76

圖 5.32 編輯、刪除廠商資料驗證 ................................................................................... 76

圖 5.33 空間資料查詢驗證 ............................................................................................... 77

圖 5.34 空間資料查詢結果畫面 ....................................................................................... 77

圖 5.35 輸入關鍵字查詢空間使用人 ............................................................................... 78

圖 5.36 樓層查詢空間使用人 ........................................................................................... 78

圖 5.37 樓層+系所查詢空間使用人 ................................................................................. 78

圖 5.38 樓層+姓名查詢空間使用人 ................................................................................. 78

圖 5.39 系所空間使用人查詢 ........................................................................................... 79

圖 5.40 空間使用人詳細資料編輯 ................................................................................... 79

1

第一章 緒論

1.1 研究背景

台灣人口密集，在大都市內高樓林立，人們為了增加生活空間，紛紛建造大型

的建築，而在這些人口密集的大型建築，如果發生火災，將會造成相當大的生命財

產損失。根據內政部消防署的全國火災統計資料(民國 92 年至民國 98 年 12 月 31 日

止)，台灣地區每年帄均火災發生次數約為 4803 件，每年帄均合計死、傷人數約為

4310 人，每年帄均直接財產損失約為新台幣 17 億元[1]。可見火災傷害影響之嚴重，

因此我們應該加強火災的預防及火災發生時的逃生及救援，希望能夠將火災的傷害

降至最低。

而在資訊科技發展快速的時代，電腦資訊與消防防災結合已成為一種趨勢，而

在科技產業進步的當下，消防設備單一功能逐漸沒落，取而代之的是高度整合與多

功能的消防安全設備，消防的策略也轉變為積極性的偵測潛在危害因子並推動『減

災』對策。[2]

1.2 研究動機

火災的發生，會造成嚴重的生命財產損失，因此在於災害的預防及快速應變也

顯得相當重要。而資訊通訊網路科技發達的現在，將不同功能的消防設施整合成一

個帄台，可以讓我們能夠更加準確的對災區現況做出判斷，也能提升搶救的效率及

精準度。消防防災直接的影響到我們的生命財產安全，因此對於消防防災應該更加

重視。

目前國內防災系統普遍使用，智慧型建築逐漸被接受，網際網路應用廣泛，若

整合建築資訊模組與防災系統，將可大幅減少災害搶救及資料調閱的時間，並提升

防災效果。BIM 為最近國內相當熱門的一個領域，因為先前災害搶救局限於 2D 模

式，若與消防領域結合開發，將可整合為三度空間消防監控系統，能提供更詳細的

相關建築消防資訊。

2

1.3 研究目的

台灣的消防設施已發展至一定程度，技術上也逐漸的成熟，若結合智慧化建築

的概念，並且利用建築資訊模型之功能，能使消防防災的技術更加提升，更能保障

民眾之生命財產安全。本研究之目的包括：

一、 透過文獻回顧整理目前BIM運用於各行業的情形，並探討使用於營建工程之相

關應用及成效，並分析應用於建築物監視系統所需之系統功能。

二、 運用建築資訊模型與系統開發軟體Microsoft Visual Studio，來整合建築物中之

消防相關設備，開發出建築物的消防監控系統。

1.4 研究限制與範圍

建築物的種類不同，其複雜度也大不相同，而且消防法規的限制上所需要的消

防設施也不進相同，由於時間及人力上的有所限制，因此本研究的範圍與限制如下

所述:

一、 以單一建築作為研究對象。

二、 建築物的消防設備眾多，本研究對監視器、偵煙器、受信總機之功能做分析研

究，將設備功能落實於監控系統中。

1.5 研究方法

一、 文獻回顧法

對於國內外有關建築物的消防、防火、智慧化建築及建築資訊模型相關之文獻

作收集，並且針對建築物消防的現況及所遭遇到的問題、消防設施部分做探討，並

且針對消防系統及建築資訊模型之使用情形進行分析。

二、 專家訪談

對消防及設備部分相關專家做訪談，以了解建築消防現存問題及缺失，再對於

這些問題做研究。另針對保全及消防設施有關之公司業者做訪談，以了解現有保全

公司對於消防之防災系統及消防設施技術及使用程度，以期使用合適之軟硬體設

施、系統功能、介面需求、資料格式等。

3

三、 系統分析法

針對專家訪談結果，利用流程分析技術分析『智慧化建築消防防災監控系統』

之資訊流程，確認必頇之作業流程及項目，並使用系統分析將所需功能有效落實於

系統架構中。

四、 系統資料庫建構與使用者介面開發

本研究所建置『建築消防監控系統』使用 ER/Studio、SQL Server、ODBC、MS

Visual Studio 視窗開發環境來建構系統

4

1.6 研究流程

以下為本研究之研究流程:

蒐集資料

探討現有消防監控系統

探討BIM使用於消防防災之現況

調查建築物消防之相關設施

系統功能之架構

系統功能符合需求分析

程式撰寫

程式除錯

系統驗證

論文撰寫

功能

架構

錯誤

NO

YES

NO

資料結構錯誤

NO

YES

調查消防救災之方法程序

圖 1.1 研究流程圖

5

第二章 文獻回顧

本研究旨在此結合建築資訊模型(BIM)來建置消防監控系統，因此將對於

智慧型建築、消防防災、建築資訊模型等相關文獻作出探討。

2.1 智慧型建築

早期的智慧型建築強調於建築物中設備的自動化控制。而在資通訊技術發

達的現在，不只是設備的自動化控制，更強調設備與使用人之間的溝通互動，

來提高設備的人性，達到真正的智慧化。不論是設備的智慧化控制或是資訊通

信技術的應用，智慧型建築都是希望透過科技技術帶給人們更加舒適安全的生

活環境。

2.1.1 「智慧型建築」的定義

1990 以前「智慧型建築」主要是以建築物的保全監控、物理環境及建築設

備等建築物相關硬體設備的管理及自動化為發展目標。1990 以後由於 ICT(資通

訊)產業及網路發的發達，智慧型建築與資通訊技術做結合，建立起建築物內部

設備的結合及對外部的聯繫。智慧型建築已不僅是設備的自動化控制，同時包

括水電、瓦斯的智慧運算，來對能源使用做出控制，住家中的設備透過網路，

與人們產生資訊上的互動提供給居住者安全、便利、娛樂的生活空間[3]。

文化大學建築及都市計畫研究所 溫琇玲教授等所組成之研究團隊，將智慧

型建築物明確的定義為「建築物及其基地設置建築自動化系統 (Building

Automation System ,BAS)」。將建築物中的構成元素，經由人體工學、物理環

境、作業型態及管理型態角度與建築物元素進行整合，將電氣、電信、給排水、

空調、防災、防盜及輸送等設備系統與空間使用之運轉、維護管理給予自動化

的控制型態。對於智慧型建築的組成要素歸類出[4]:

一、 建築自動化系統裝置

二、 建築使用空間

三、 建築運轉管理制度

6

在 2005 年的產業科技策略會議中的，對於智慧化的居住空間進行說明，智

慧化的生活空間是透過資通訊等技術，來達成『安全安心、舒適便利、健康照

護、省能永續』的居住空間生活。經各方專家學者的討論，對智慧化居住空間

之作出以下定義[5]。

（一）智慧化居住空間係指可以落實「安全安心、舒適便利、健康照護、省能

永續」生活的居住空間。

（二）智慧化居住空間亦指包含資通訊技術等先端技術、建築技術及材料技術

等，同時活用傳統技術及智慧的居住空間。

2.1.2 國外智慧型建築的定義

智慧型建築的興起可以追朔到 1980 年代初期的美國康乃狄克州的哈特佛

市及日本東京的青山大樓[6]，智慧型建築的定義較廣泛，各個國家所著重的方

向並不一致。我國在智慧型的發展，有許多方面參考國外智慧型建築，因此對

於較具代表性的國家地區的智慧型建築定義做出以下整理:

一、 日本

意指高功能性的大樓，並善用資通訊設施及設備自動化技術，具有高度整

合及綜合的建築管理功能，並考慮外在環境的物理因素著重物理參數測量手

法，讓使用人在空間中感到滿意及便利。日本智慧型建築較特殊的地方為:講究

以低廉的成本來達到最好的建築物管理理服務[7]。

二、 中國

中國對智能建築的定義為建築設備、辦公自動化及通信網絡系統，集結構、

系統、服務、管理及他們之間的優化組合，向人們提供一個高效、舒適、便利、

安全的建築環境[7]。

三、 歐洲

指使用戶發揮最高效率的環境的建築，同時可以最低保養成本、最有效地

管理本身資源[8]。其中英國的智慧建築較特殊，其發展著重於照顧高齡及行動

不便者為目的[9]。

7

四、 美國

美國『智慧建築學會』(AIBI)的對智慧建築的定義，即智慧建築是結合建

築、設備、服務和管理經營四要素，以獲得高效率、高功能與舒適的建築物。

[7、8、9]

由文獻中所述之各國智慧型建築的定義，對於這些定義做出整理，並且歸

納出幾個智慧型建築重點:設備的自動化控制及高度整合、資訊通訊技術的應

用、提高建築物的管理能力、提高建築功能等，由日本及歐洲的定義也可看出

這些國家也對於經濟方面的講究。總歸智慧建築的意義還是為了使用人的方

便、舒適、便利為最大目標。

2.1.3 我國智慧型建築的發展

我國在智慧建築的觀念及發展相對於歐美及日本較晚，在發展過程中對於

這些國家的智慧型建築做出參考及研究。財團法人台灣建築中心對於我國智慧

型建築的發展從 1992 年至 2008 年劃分為八個階段如表 2.2 所示。在 1992 年開

始對於智慧型建築分級評估系統做出研究，此也為智慧型建築萌芽期，之後陸

續在 1993 年、1994 年、1995 年、1996 年、2000 年進行了一系列有關使用現況、

法令、準則、規範等相關研究，並且舉行了三次的優良智慧型建築評選，在 2002

年進行「智慧建築標章」之設置與推廣，2003 年制定了評估指標相關規則及說

明，在 2004 年正式接受「智慧建築標章」之申請。

在 2004 年之後進入了另一個里程碑，擬定『數位化水、電及瓦斯自動讀表

系統在建築能源監測之應用與推動辦法』並完成『智慧建築物營運計畫與設施

管理技術之研訂』，進行『智慧建築標章暨候選智慧建築證書評定審查與諮詢

服務計畫』等[10]。

8

表 2.1 台灣智慧建築發展歷程

階段 時間 內容

第一階段 1992 年 〃智慧建築分級評估系統之研究

第二階段 1993 年 〃進行『台灣地區智慧型辦公大樓自動化設備使用狀況評

估與法令研修建議』之研究

〃制定『智慧型建築指標與基準』

〃舉辦『第一屆優良智慧型建築評選』

第三段 1994 年 〃進行『台北都會區智慧化住宅之發展現況』之研究

〃舉辦『第二屆優良智慧型建築評選』

第四階段 1995 年 〃進行『既有辦公環境使用現況及智慧化改善策略』之研

究

第五階段 1996 年 〃進行『智慧型公寓大廈自動化系統設計準則』之研究

〃舉辦『第三屆優良智慧型建築評選』

第六階段 2000 年 〃進行『建築物智慧化設計規範及解說之研訂』之研究

〃舉辦『第四屆優良智慧型建築評選』

第七階段 2002 年 〃進行『「智慧建築標章」之設置與推廣』

〃完成『「智慧建築標章」作業要點暨評估系統之建立』

研究

第八階段 2003 年 〃進行『「智慧建築標章」評估指標之研訂』

〃制定『「智慧建築標章」解說與評估手冊』

〃設定『「智慧建築標章」審查委員會』

〃擬定『「智慧建築標章」諮詢服務辦法』

第九階段 2004 年

至 2007

年

〃正式接受各界「智慧建築標章」之申請

〃擬定『數位化水、電及瓦斯自動讀表系統在建築能源監

測之應用與推動辦法』

〃完成『智慧建築物營運計畫與設施管理技術之研訂』

〃進行『智慧建築標章暨候選智慧建築證書評定審查與諮

詢服務計畫』

資料來源:[10]

9

續表 2.1 台灣智慧建築發展歷程

第十階段 2008 年 〃延續進行『智慧化居住空間整合應用展示計畫』建置「智

慧化居住空間展示中心」

〃持續進行『智慧建築標章暨候選智慧建築證書評定審查

與諮詢服務計畫』

〃進行『既有建築物智慧化設計及改善示範工作』

〃進行『智慧化居住空間水、電、瓦斯數位讀表系統節能

效益評估暨數位頭驗證標準及機制之探討』

〃進行『智慧化居住空間應用評估與共通帄台規劃計畫』

研訂新版「智慧建築解說與評估手冊」與「智慧建築設

計技術手冊」

資料來源:[10]

2.1.4 我國智慧建築標章的設立

我國的智慧建築標章的設立在整個發展過程中，2002 年、2003 年、2004

年為三個重要里程碑，如下所列[10]:

一、 2002 年度進行「智慧建築標章」評估系統之架構研究，以作為推動「智

慧建築標章」之評估審查依據（溫琇玲等，2002），針對其中部分已可量

化之指標作基準性之研究。

二、 2003 年上半年度依循 2002 年度已完成之「智慧建築標章」作業要點暨

評估系統，落實各指標之量化評估準則與指標操作之解說，以作為執行「智

慧建築標章」申請之評估手冊。

三、 2004 年起，正式受理智慧建築標章之申請。

在「智慧建築標章解說與評估手冊」所訂定之智慧建築七大指標，其中包

含了「資訊通信」、「安全防災」、「健康舒適」、「設備節能」、「綜合佈

線」、「系統整合」及「設施管理」等七大項指標，以四項指標作為最低申請

之門檻，並且以「系統整合」及「設施管理」兩大重要指標指標作為必要申請

門檻[10]。

10

2.1.5 其他智慧型建築相關文獻

一、 「居家之智慧型安全系統介面研究」，(黃雅綾，92) [11]

此論文中提到藉由網路及資訊家電產品的結合來達到居家的智慧化，來符

合安全性、保健性、便利性及舒適性等四大生活指標，在居家生活中使用智慧

化的軟、硬體來達到生活的便利性及舒適性，使用人工智慧來達到智慧型居家

空間。

在智慧屋整合居住空間內的家電用品及設備並且透過網路及通訊技術的應

用，將居家的防災、防道、緊急求救等安全管理系統進行整合，並將網際網路、

感應器、衛星導航等技術整合，讓居家的安全設備以智慧化的監控及控制管理

模式，建立適用的人性化智慧型安全系統介面，預防意外及災害的發生，用以

保障生活安全。

二、 「智慧化居住空間有關建築有關建築防火避難系統之應用研究」，(王鵬

智，97) [12]

此論文中提到，建構智慧化居住空間的重要技術包括了軟體作業系統、無

線網路環境、資訊影像技術、感測技術與資訊化家電及空間互動元件等四大元

素。智慧化居住空間中的建築防火科技，應考量與四大元素的結合，而建築防

火的智慧化可分為兩部份:

（一）消防安全設備中的偵測及警報系統的智慧化。

（二）消防安全相關系統的整合性，將消防安全設備與其他自動化、智慧化設

備系統，如監視系統、保全系統等設備的整合。

11

2.2 建築資訊模型(BIM)

2.2.1 建築資訊模型(BIM)的介紹

建築資訊模型以三維數值技術為基礎，統整了建築工程專案各種相關資訊

的工程數據模型，意即營建專案相關資訊之詳盡數值化之表達。建築資訊模型

為數值技術在建築工程上之直接應用，以解決建築工程於軟體中的描述問題，

剛開始設計人員及工程技術人員能夠對各種建築資訊做出正確因應，並提供未

來協同作業穩固的基礎資訊。

建築資訊模型同時也是一種應用於設計、建造、管理的數值化方法，應用

於建築工程的集中化管理環境，使建築工程在整個專案流程提高效率和減少風

險的發生[13]。

營建業專業分工眾多，需大量人力整合彼此間之介面。同樣的，在不同專

業軟體間之溝通也是一大問題。因此國際軟體互動聯盟 IAI (International

Alliance for Interoperability)以建築資訊模型 BIM (Building Information Model)的

軟體格式，訂定工業基準分類 IFC (Industry Foundation Classes)交換標準，以作

為營建產業不同軟體之整合基礎，這也是未來發展之趨勢[14]。

2.2.2 建築資訊模型(BIM)的應用

在過去建築設計的製圖，通常是將圖與資訊做出分離，在施工圖繪製完成

後，再經由數量計算做出預算的編列，3D 圖則為額外衍伸、僅限於視覺說之展

現。透過 BIM 技術之引入，3D 建置之同時並設定參數，已同步建構了設計的

數量，圖資之同步建置與更新，更可避免人為核算之錯誤，在設計端即同步檢

討數量、預算與設計之衝突面，有效降低營建成本[15]。

新加坡國立大學建築環境設計學院助理教授張愛琳博士在 BIM 專題演講

引 言 中 提 到 新 加 坡 政 府 以 IAI(BuildingSMART) 所 頒 發 制 定 的

IFC(IndustrialFoundation Classes)標準為基礎，來開發 e-PlanCheck 系統。透過此

系統營造業者可透過線上繳交 IFC 格式之建造審查文件，來進行建造審查的工

作。

周承禹在「應用 IFC 於規範自動審查系統-RC 柱構件之研究」中，以

IFCEngine OCX&DLL 程式作為輔助開發的工具，以此為基礎，加以開發與應

12

用，建立自動審查系統並以 RC 柱構件來作為研究[16]。

江孟哲在「IFC 建築資訊應用於勞工安全模型建構」中，透過 IFC 建築資

訊交換標準，將施工作業時所產生的危害和風險資訊，連結至建築物件當中，

並利用建築物件本身的資訊，提供判斷風險的依據，藉由 3D 圖像的展示，標

示出危害可能發生的位置，使施工人員作業時可以更加注意，來避免災害的發

生[17]。

郭哲瑜的「建築工程施工階段電子履歷系統之建置」碩士論文中，將行政

院公共工程委員會的綱要編碼，輸入 Autodesk Revit 中的資料庫系統中，在設

計階段的時於系統上指定所需的規格、材質，並作數量與成本的估算，利用

Autodesk Revit 的關鍵註記參數設計特性，可用於所有模型元素和材料，為上述

每個元素加上標籤[18]。

2.2.3 其他建築資訊模型(BIM)相關文獻

一、 ―Specifying parametric building object behavior (BOB) for a building

information modeling system‖ , (Ghang Lee, Rafael Sacks, Charles M.

Eastman, 2006) [19]

建築資訊模型為 3D 模型與專案資料的結合，包含綜合設計與文件編輯類

別、設計視覺化類別、建築與土木工程類別、協作專案管理類別。歐特克提出

以 Autodesk Revit 軟體為基礎的軟體解決方案，近年來在全球各地被建築工程

等相關行業所廣泛應用。它所提供的高效協同作業，提供從設計、施工到營造

以致於管理，最為一致的資訊，在這種重視協同概念的工作方式下，使用者不

僅能在建築物未成形之前就親身體驗設計成果，而且能使得設計資訊在整個建

築工期內都發揮相當大作用，不但可加速決策制定、更出色地製作出各種文檔，

並在尚未動工之前預測出建築物的性能並且利用參數建築模型將設計模型（幾

何形狀和資料）與行為模型（變更管理）合併起來，整個建築模型和整套設計

檔是個集成的資料庫，所有內容都能參數化且相互關聯，成為了 BIM 應用的原

理。

13

二、 「以 BIM 為基礎建構裝潢工程元件之規則研究」，（王奇笙，97）[20]

此論文中以裝潢工程為範疇，建立裝潢工程元件的建構規則。以構件

(Element)及空間(Space)為基本單元，建立專案的 PBS (Product Breakdown

Structure)，將每個空間內的裝潢工程元件拆卸並紀錄列表，接著根據施工法或

材料性質的要求，建立每個元件與其它裝潢工程元件的相依關係，以桿狀圖(Bar

Chart)來檢討裝潢工程元件間相依關係的邏輯性來調整裝潢工程元件的尺度，

直到所有裝潢工程元件都是最適尺度為止。

三、 「運用物件導向技術於 IFC 建築資訊」，（沈秉廷，97）[21]。

此論文以物件導向的觀點探討 IFC 規格設計與實作方式，介紹兩種免費的

IFC 實體檔案存取應用程式介面(API, Application Programming Interface)，並探

討其 IFC 資訊存取方式，並運用物件導向技術，自行撰寫程式將 IFC Entity 規

格轉換為.Net Framework 類別，再以類別庫封裝。論文中所建置之類別庫開發

以 Plug-In 為架構的 IFC BIM 系統，並開發一些 Plug-In 元件進一步示範如何應

用類別庫，包含: 3D 建築模型瀏覽、建築物框架建模、樑柱斷面資訊瀏覽 Plug-In

元件。

四、 「IFC 資料標準之結構物資訊擷取與建立」，（樊啟勇，96）[22]。

此論文中提到 IFC 是一種開放性資料格式作為資訊的交換以及共享使用於

整個營建管理上，以純文字檔案存在，採用物件資料庫的概念來處理資料內容，

避免資料傳遞時發生錯漏造成財務和時間上的損失。由於 IFC 資料能用於營造

業各生命週期，特別是設計階段，故冀望結構設計時能提供所需求之資料來銜

接建築與結構設計資料傳遞。論文中針對結構設計所需結構元件之組成資料進

行擷取，並建立結構分析相關部分資訊。

14

2.3 建築物消防

2.3.1 消防逃生路線

一、 逃生避難計算

當火災發生時有許多因素影響著火場中人元的逃生，這些因素相當的複

雜，黃彼得氏認為影響火場逃生的因素可分為三大項的因素[23]:

1. 火場燃燒之成長及變化

2. 火場避難者心理狀態、生理狀態及行為變化

3. 火場避難環境的變化

Marchant 對人員在火場避難過程提出了一個避難時間的概念其公式如下

所示[24]:

1Τ

ΤΤΤ αγρ

f

(2-1)

p:得知火災發生時間

r:對火災做出反應處理

a:避難行動

f:避難者傷亡或無法自力逃生情況的出現

火

警

發

生Cues

確

認

火

警

反

映

避

難

行

動

開

始

至

安

全

抵

達

區

域

Tp Tr Ta Tf

圖 2.1 Marchant 避難時間

由圖 2.1 可以得知，若要爭取火場內人員的逃生時間，我們可以藉由火災

的控制來增長災害發生的時間，也就是增加 Tf 的時間，減少火警確認的時間

(Tp)，越早確認火災的發生，可以在火為成長時盡早進行救援的工作，可透過

15

良好的警報系統來爭取人員的逃生時間[24]。本研究所建置的消防監控系統，

亦是在縮短火災發生確認的時間。

二、 消防逃生路線模型

對於國內消防相關系統之研究所提到警報與訊息傳遞、處理流程、逃生策

略等文獻做出以下整理:

（一）高層建築消防救災路線模擬[25]

透過智慧建築火災現場感應器的觸發及警報的通知之後，進行資料的查

詢，提供最短及最佳路徑法處理分析消防救災路線，提供使用者進行決策。

智慧建築警報系統

路線模擬分析

圖行資料

消防隊員

醫護人員

屬性資料

決策者

火災警報輸入

存取

消防救災路線模擬系統

對談通知

確認

圖 2.2 高層建築消防救災路線模擬系統架構圖

資料來源:[25]

（二）階層式避難導引[26]

由於火警警報大多數屬於整棟式的警報，建築物中的警報器啟動後，大量

人員往逃生出口處移動，可能造成人潮的壅圔，造成逃生時間的延遲。

黃易昌在「火警預先偵測與階層式避難警報系統之研製」研究中所設計的

系統，依據異常的程度，利用階層式的方是對火場內進行通報；先通知最緊急

的區域，再依異常狀況的嚴重程度通知疏散其他不受影響的區域。

16

2.3.2 消防救災單位的處理

當消防人員接獲民眾報案後，將啟動一個標準程序，通報消防人員，得知

火災種類之後，也會對於災難現場做出初步的了解以方便部屬，下列為消防隊

在接到報案後進行處理的標準程序。

一、前置作業

消防隊在接收到火警的通報，再出發前往火災現場前的一些事前準備事件

如下所示[27]:

（一）受理報案：一一九火警報案中心接獲報案後，立即了解掌握下列各種火

警狀況：

1. 火警發生地點

2. 建築物之用途

3. 有無其它人員受困

4. 建築物的面積、高度、構造

5. 起火位置

（二）派遣處置：指揮中心派遣轄區消防分隊出勤。

（三）立即反應：

1. 消防分隊值班人員接獲指揮中心通報後，立即向分隊長報告，並通知

備勤人員出勤救災，同時逐級向大隊部報告。

2. 迅速調閱甲、乙種搶救圖。

3. 除通知義消人員前往參加救災，並同步連繫警察、衛生、電力、自來

水、瓦斯公司等單位人員至現場配合救災。

二、甲、乙種搶救圖[28]

（一）甲種搶救圖：

就地圖內相關街道、建築物位置、樓層高度、水源狀況、消防栓管徑大小、

位置及池圖、蓄水池、河川、湖泊、游泳池位置等可供消防救災車輛出入等相

關資料，予以符號標記標示，提供災害搶救參考。如圖 2.3 所示

（二）乙種搶救圖：

17

針對轄內高危險特定區域或建物 (如違建區、超高樓、集合住宅‥‥)，以

會審、勘之消防圖說繪製，並註記各對象物可供救災運用之消防設備、位置、

數量及供人命救助、災害搶救參考之內部設施資訊。如圖 2.4 所示

圖 2.3 甲種搶救圖

圖 2.4 乙種搶救圖

資料來源:[28]

（三）傳統搶救圖常見的缺失：

甲、乙種搶救圖大多是由縣市分局委託廠商現場勘查繪製而成，搶救圖中

的資料及內容相當的繁雜，而且當建築周遭發生改變，各分隊無法即時更新與

修正，因此搶救圖的電子化及及時更新成為相當重要的一個課題。而由於繪製

廠商的不同，繪製的方法、圖面比例也不盡相同，而且由於繪製的工具系統不

同，也導致沒有統一的電子檔案格式(常見的格式有 DXF、DWG、SHP)。[29]

18

2.3.3 其他消防、防災相關文獻

一、 「無線射頻技術(RFID)於防火材料及消防設備管理之應用推動計畫」，(林

杰宏，陳春盛，林祐正，97) [30]

此研究將 RFID 技術運用在消防安全設備主要是經由電子標籤來設備維修

管理，協助管理人員做有效的管理，並簡化消防安全設備檢修的作業。建立管

理人抽查機制，讓管理人經由 RFID 電子化標籤來清楚了解管理人所有資產的

狀況。利用 RFID 電子標籤需一一讀取的特性來確保每個消防設備階有受到查

驗，來提升所在場所的安全性。

二、 「大空間建築性能式煙控系統設計之 3D CFD 電腦模擬分析與全尺度實

驗印證」，(葉琮勤，95) [31]

此論文依據美國 NFPA 92B,"Guide for Smoke Management Systems in Malls,

Atria, and Large Areas"來設計大空間之煙控系統性。考量大空間頂部之蓄煙特

性及自然排煙之性能。並透過 3D CFD 電腦模擬分析及全尺度實驗印證，進行

其煙控性能之驗證分析。經由分析不同火災情境之火場性質，如溫度分佈、CO

濃度分佈、能見度分佈、煙層分佈等，藉以判定本建築物所設計之煙控系統性

能，是否合乎人員避難安全需求，逃生避難路徑為人可承受之環境（Tenable

Condition）。

三、 「陣列式感測架構應用於消防及時監控系統之研究」，(王儒生，91) [32]

此論文提到自動化消防警報裝置經過長時間的使用與改進，基本的需求及

功能都能達到警報設備所需要的顯示與操作功能。現今建築物型式與功能，都

已逐漸朝向整體性規劃設計。因此建築物的複雜性提升，防火區隔與消防環境

也愈加複雜，造成傳統警報設備因硬體機能不足，受限於數值處理能力的瓶頸，

使功能升級遭受限制，無法滿足現況所造成的消防安全需求。

19

四、 「Multi Agent Based Decision Support System for Prioritized Emergency Fire

Evacuation」，(Fahim ud Din Ghauri，Saif-ur-Rehman，Muhammad Yasir，

Dr. Sohail Asghar，2008)[33]

決策救援系統（DSS）用於決策和救援管理的電腦資訊系統。決策支持系

統的重要性是加強與到來的電腦系統。決策支持系統包含了廣泛的研究領域及

災害管理。不論是自然或是人為的災害發生首要目標始終是盡量減少傷亡，為

了得到這個目標的有效疏散計劃是必需的。代理技術的研究在過去幾十年災害

管理，一直有個問題，在大型建築中疏散時在逃生出口的雍圔依直式一個問題。

在研究中提出了火災疏散模型，擬訂出許多不同的逃生方案，在火災中依照不

同位置規劃優先輸善的方案，以確保安全，快速疏散撤離。

決策救援系統（DSS）在火災中提高疏散側離的速度，避免逃生出口的壅

圔，不僅是提供逃生方案的建議，他更是逃生方案的最後決策。

五、 Integration of Different Fire Protection/Life Safety Elements into the Building

Design Process(Ahmed Chérif Megri，2009) [34]

建築物是由許多系統所集合而成，除了最基本的結構系統及外部框架外，

還包括了內部的 MEP(設備、機電、管路)系統及消防系統及內部裝修，這些系

統的設置規劃，在建築物的生命周期中的設計階段，就應該開始進行全盤的規

劃，不僅是初期的規劃也包含未來建築物的修改及擴充。而消防系的規劃也應

該合乎建築所在地的法規及規範，以達到建築物的安全功能合乎使用者的需求。

20

第三章 現況分析與導入

本研究結合建築資訊模型(Building Information Modeling,BIM)開發建築物消防

監控系統，希望利用建築資訊模型中建築物的詳細資訊導入監控系統，整合建築物

中消防相關設備的功能，使監控系統更加智慧化及時性，增加火場監控及逃生效率。

本章節將對於消防系統及設備現況做出探討，來對於系統所需用到的功能及可行性

做出了解，並且將建築資訊模行導入消防監控系統。

3.1 消防監控系統現況分析

消防警報及監控系統，是建築物當中相當重要的一環，整個系統由許多的設備

所組成，由感應器分布在建築物的各個角落，當感應器發覺火災的發生，將訊號傳

至中控主機，並且啟動警報器，告知建築物中的人員進行逃生避難的動作。本章節

將對於這些系統及設備的近況進行探討。

3.1.1 消防系統現況分析

在資訊通信發達的現在，通訊及電子資訊技術也應用於建築物的消防系統，坊

間有需多公司已開發出新式的建築物監控系統，藉由資通技術來監制整個建築的狀

態；包括:門禁、二氧化碳、電力、空調等，其中也幫含了消防系統，消防系統通常

與建築物其他的監控是區分開的，形成一個獨立的系統。感應器被觸發之後同時啟

動警報器及消防灑水系統，訊息會被傳到受信總機將訊息傳達給管理人員，管理人

員在做出後續的通報消防單位及廣播讓建築物理人員進行疏散處理等步驟。

消防系統是由許多消防設備所組成(如圖 3.1 所示)，分布於建築物各角落的感

應器連結成一個感應網連結至受信總機，然而感應網也會連結至建築物中的其他消

防設施，如:警報器、防火鐵捲門、灑水系統、排煙系統等，當感應器被觸動時，訊

號同時傳遞訊號給各消防設備，發動警報通知該區域的進行逃生、灑水系統、防火

鐵捲門甚至排煙系統也會同時啟動。

21

圖 3.1 消防系統組成圖

3.1.2 消防感應器的種類

消防監控系統是由許多相關設備所組成，其中最主要的設備為:感應器、警報

器、受信總機。本章節將對於上述設備的現況做出探討。

感應器分布在建築物的各個角落，依據偵測的原理大致可分為偵煙式、偵溫式、

火焰式等，偵煙及偵溫為較傳統的偵測方式，在應用上也較普遍，它有一個比較大

的缺點在於他必頇要在溫度或是煙霧到達一定的程度，才能感應火災的發生，增加

了火災處理的反應時間；影像辨識火源的原理主要是透或影像的顏色分析及顏色的

形狀動態等來判定火災是否發生，反應的時間較短，能夠及早處理，但他最大的缺

點是失誤率及誤判率高。以下表 3.1 將對於現有常見的感應器的比較表。

表 3.1 一般建築常用消防感應器

類型 偵測原理 工作範圍(單位:M2)

定溫式偵測器 到達一定溫度 4 公尺以下 20 M2

差動式偵測器 溫度上升率 4 公尺以下 70 M2

4~8 公尺 40 M2

離子式偵煙器 煙霧干擾離子傳電 4 公尺以下 100 M2

4~8 公尺 50 M2

光電是偵煙器 煙霧造成紅外線繖射 4~12 公尺 30 M2

資料來源: [36]

22

以上所介紹為較常見的感應器，使用穩定且價格便宜，廣泛的使用於建築的消

防，然而科技進步，感應器的種類型態也有許多的延伸發展，用意為得到更快的反

應來降低損失及建築物有特殊的需求等。

一、 光電分離式偵煙器:

紅外線光束偵煙器大多使用於空間高度較高或是挑空的建築，如工廠、大賣場

等等，他的原理是由感應器發出紅外線光束，當有煙霧產生時，偽造成紅外線的漫

射，而發動警報，這些空間高度較高的建築，若在屋頂安裝一般的偵煙器，要達到

啟動警報濃度煙需要一段時間，因此會延遲警報發動的時間。

二、 極早型偵煙器:

極早型偵煙器的原理式分辯空氣中燃燒的細小分子及圕膠類過熱所產生的一些

產物，當感應測得這些分子後，立及發動警報，在火災發先前立即處理，避免火災

的發生，但是也是一種昂貴的裝置，此種偵煙器大多應用於高科技廠房的無塵室，

高科技廠房內的設備昂貴因此大多都願意花這些錢來保障廠房的安全。

三、 視覺型火災偵測器:

視覺型火災偵測器是經由CCTV監視畫面，運算火的型態、色澤、運動方式等，

來判定火災的發生，他的特點是反應極快，當明火產生時，警報會立即發布，爭取

到最佳的搶救時機。但是此種感應器最大的缺點在於物差過大，不確定性高，可能

因視角關係，偵測到不同帄面的火源，而誤觸了警報。

3.1.3 受信總機

我們可以把整個建築物比喻為人體，受信總機猶如我們人的大腦，而感應器如

神經感知細胞分散於人體(如圖 3.2 所示)。感應器被觸動後，將訊息傳給總機，總

機再進行後續的動作，包括了消防單位的通報、防火鐵捲門及排煙系統的啟動、廣

播疏散訊息、疏散計畫的擬定及決策等，監控火場的情況箱訊息傳達給火場中逃生

的人員及救災人員，增加救災效率級反應。

23

圖 3.2 消防系統示意圖

受信總機是整個消防系統的中樞，建築物中消防設備的訊號傳遞至總機，讓總

機知道這些設備的狀態，當火災發生時也能通報消防單位，進行火災的搶救。消防

系統依據他的配線方式及受信總機的不同大致可分為 P 型及 R 型的受信總機。

P 行為傳統的受信總機，他的訊息傳遞較單純，受信總機單純的接收訊號，感

應器的功能也比較簡單，感應器組成一個迴路後，接訊息傳回受信總機，通常是由

一個樓層型成一個迴路，然而它僅能知道單一迴路所傳達的訊號，並無了解處動感

應器的確定位置。如圖 3.3 所示

R 型受信總機是一種擁有智慧的受信總機，他的感應器擁有定址裝置，給予感

應器一個特有的編號，數個感應器與中繼器做聯結，中繼器再將訊號傳遞給受信總

機，因此能夠確實的了解哪一個感應器被觸動了。

經由黃登淵、杜光明、林春日等人的研究中指出，P 型與 R 型受信總機的比較

有兩大缺點(一)P 型的配線迴路均需聯結到受信總機，R 型的配線迴路只需要聯結到

中繼器，相比較之下 P 型所使用的線材會比 R 型來的多(二)當系統偵測到錯誤時，P

24

型的迴路檢查成本也相對較高。[36]若感應器、警報器的數量在一定數以下的情況，

採用 p 型會比較節省成本。若迴路多且複雜，採用 R 型則在維修查線的成本會降低

許多。P 型及 R 型的優缺點如表 3.2 所示。

圖 3.3 P 型、R 型總機區分圖

表 3.2 P 型、R 型總機 優缺點比較表

類型 P 型 R 型

優點 1.設備器材成本較低

2.訊號傳輸方式較單純

3.器材技術性較低

1.可定址

2.線材較節省

3.透過中繼器傳回總機

4.可由總機調整感應器靈敏度

5.故障查線較容易

缺點 1.線材成本較高

2.整能知道單區域警報

3.不可調整感應器靈敏度

4.故障查線較不容易

1.設備成本較高

2.器材技術性較高

3.訊號較易受到干擾

另外受信總機除了 P 型及 R 型之外，也延伸出由 R 行總機改良而成的 PR 型及

GR 型的系統。

25

一、PR 型受信總機:

PR 型系統，顧名思義他是 P 型及 R 型的綜合版，他是利用 R 型的受信總機，

接線的方式也是透過中繼器將訊號傳回總機，但是並沒有使用定址式的感應器。因

此他在線材的使用上較傳統 P 型節省，並且節省下定址器的價錢，在整個消防系統

的建置成本大大的降低，智慧化的程度也稍微下降，總機對於感應器靈敏度調整的

段數也較少。

二、GR 型受信總機:

GR 型的受信總機與 R 型大致相同，主要的差別在於 GR 型多加了瓦斯氣體的

感應。

3.1.4 消防監控系統現況

經由上一章節所述，R 型受信總機經由定址器、中繼器形成的感應網，透過數

位訊號傳遞至受信總機。由於 R 型總機利用數位訊號傳遞訊息，在監控系統的功能

也延伸出許多的型式；微電腦面板顯示警報位置、LCD 顯示面板搭配圖控式監控系

統、LCD 顯示面板搭配圖控監控系統與個人電腦連結搭配監控系統等型式。上述所

述之型式依據使用者需求而做選擇，大多由建築使用用途及經濟因素來做為考量的

依據。

受信總機與電腦連結的型式常見於建築物的中央監控系統(BA)，與電腦連結的

型式與總機上 LCD 顯示的功能相較下，電腦連結的系統功能擴充性較大，在個人電

腦上可使用客製化的監控系統，並且與建築物其他的監控系統做一整合，形成一套

完整的中央監控系統。中央監控系統對於建築物的監控系統做出整合，但大多數的

監控系統中，不同的監控系統的功能還是分散在不同的模組，各模組間的關聯性較

低，在總機接收到訊號後尚需進行模組的切換再經由人工的判斷。

圖控式的監控系統對於建築物內的掌控度有所提升，也讓監控系統的操作更加

簡單明瞭。坊間的圖控監控系統，多是經由 DWG 及線性圖檔格式的建築圖面輸入

監控系統。同樣的他也有傳統 2D 圖面缺點，建築圖面與他的內部資料是分開的，

在營運過程中的資料更新及圖面修改可能形成失誤及缺失。

26

圖 3.4 客製化消防圖控系統

資料來源: [37]

對於市面上消防圖控軟體的功能進行觀察，開發的取向大約有兩種型式，第一

種型式是對於建築物中的設備做出監控，其中包括消防設備，除了基本感應器觸發

的地點位置，提供了包括:消防用水的狀態、電源狀態、火警警報、廣播音響狀態、

蜂鳴器狀態、排煙系統狀態等，此類型著重在各設備的運作狀態及控制，便於使用

者對於各設備的監控。第二種型式是以建築物空間為主要控制導向，此類型在感應

器觸發時，直接在建築帄面中顯示出空間位置，並在帄面圖上顯示出各設備的狀態。

本研究將兩者所擁有功能做出匯整，如表 3.3 所示。

表 3.3 消防監控軟體功能

功能類型 內容

基本功能 感應器觸發位置、建築帄面圖

消防用水 水壓、灑水系統、缺水訊號

電力 交流電、備用電源、斷電指示

管線 消防管線

廣播系統 音響狀態、廣播、蜂鳴器

其他 警報及操作歷史紀錄、影像監控

傳統的中央監控系統，大多數屬於封閉性的系統，災害發生時的訊息傳遞屬於

單向性的傳遞，感應器感應到火災發生時將訊息傳給受信總機，管理人員將火場訊

27

息傳給救災單位及住戶，這單向項的訊息傳遞需透過管理人員這個介面，資訊的傳

輸較緩慢。而在資通訊發達的時代，網路科技的蓬勃發展若將監控系統結合資通訊

技術，第一時間將火災資訊摘要及搶救圖資傳遞給救災單位，救災單位益可透過網

際網路的連線，進入監控系統來了解火場現況，可快速的擬定救災計畫及策略，搶

得救災的先機及提升救援效率。

3.2 建築資訊模型現況分析

建築資訊模型在國外已進入了成長期，國內近期也積極的導入營建、土木工程

中，現已有許多案例，呈現建築資訊模型導入工程後之成果。本章節將對於現況做

出探討及研究，並且將建築資訊模型應用於建築物消防做出說明。

3.2.1 建築資訊模型在國內應用現況

國內近期在學界及產業界也積極的導入建築資訊模型及研究，如交通部鐵路改

建工程局在高雄「美術館站」及「三塊厝站」利用建築資訊模型，減少設計及施工

的工期，增加各單位的溝通，使整個工程更加有效率，台灣世曦工程顧問公司在台

肥所委託的花蓮海洋度假園區及南港甲子園集合住宅中也導入了建築資訊模型；花

蓮海洋度假園區由於是由舊建物改建，建築資訊模型在設計階段減少了新建物與舊

建物原來管線的碰撞，也減少了建材數量的計算上的誤差；南港甲子園集合住宅由

式合約是採成本加成，所以數量的計算更顯重要，主要利用建築資訊模型先對於建

築物與附近環境做出檢討，在數量計算方面，對於地下連續壁的鋼筋數量減少了 15%

的誤差。

由許多的案例及文獻中可以發現，建築資訊模型能投入建築生命周期中的規

劃、設計、施工、營運、拆除等階段，不僅是在設計及施工階段，他更可加他的功

能向生命周期後段做出延伸，因此建築資訊模型對於營建專案更顯重要，表 3.4 、

表 3.5 整理出個案例及相關研究在建築生命周期的運用。

28

表 3.4 國內建築資訊模型相關研究

規劃 設計 施工 營運 拆除(改建)

IFC 建築資訊

應用於勞工安

全模型建構

減少勞安

事件

以BIM為基礎

建構裝潢工程

元件之規則研

究

規範導入

應用 IFC 於規

範自動審查系

統-RC 柱構件

之研究

數量檢核

建築工程施工

階段電子履歷

系統之建置

施工電子

履歷

缺失責任

歸屬

建築資訊模型

(BIM) 應用於

物業管理之研

究—以設備維

護管理為例

設備維護

資料來源:由本研究整理

29

表 3.5 國內建築資訊模型應用實例

規劃 設計 施工 營運 拆除(改建)

高雄「美術館

站」、「三塊

厝站」

數量計算 界 面 溝

通、掌握各

界面施工

情況、數量

檢核

花蓮海洋度

假園區

數量計算、

改裝設計檢

核

舊建物改建

甲子園集合

住宅

景觀檢討

數量計算

資料來源:由本研究整理

由表 3.4 、表 3.5 整理可以發現，建築資訊模型在設計階段的應用最多的是在

於設計階段的數量計算及檢核，而規劃階段的應用較不明顯，在 Autodesk 所推出的

Ecotect 軟體中也提供了建築在於規劃階段對建築物的性能及環境做出進一步的分

析。營運階段運用於建築物的維護及建築物在使用時發現因施工時缺失型成建築完

工後的缺陷，對於施工單位責任歸屬的依據。

建築生命週期中，設計、施工階段所花費的時間可能是五年、十年，但在完工

後，建築物的使用可能是是二十年、三十年甚至是五十年，在建築物的營運階段，

占了整個生命周期的大半時間，若建築資訊模型能夠延伸運用到建築物的營運、維

護、管理，更能彰顯建築資訊模型的價值。

本研究所建置消防監控系統，即屬於建築物營運階段之運用，然而在建築生命

剛開始及導入建築資訊模型，對於後續延伸利用及功能性是相當強大，這也是值得

我們去開發及研究。已完工的建築物並沒有再生命周期的初期導入建築資訊模型，

為了後續修繕及管理，亦可在營運階段導入建築資訊模型。

30

3.2.2 建築資訊模型應用導入消防監控系統

建築物的防火及消防規劃於設計階段就已開始，建築師及消防技師在這階段就

已開始了消防相關的設計，包括:防火區劃、逃生位置及消防管線等設計消，設計也

應該根據法規上的規定做出檢討，以符合相關消防法規，本章節將對於件築資訊模

型在於消防防火規劃的應用。

一、構件定義

建築資訊模型中的物件導向，能為建築物中的每個構件做出詳細的定義及標

註，在每個構件的性質中可以對於該構件的性質做出選擇，如圖 3.5 中的「例證性

質」，可看出該種類物建在該樓層與其他構件限制及標註。

圖 3.5 建築構件例證性質

點選「編輯類型」可對於專案中該類型元素做出編輯，在辨識資料欄位該類元

素做出詳細的標記。本研究依據建築技術規則，對於建築模型中的牆做出防火時效

的定義，可在運用於防火區劃的規劃上(如表 3.6 所示)；具有兩小時防火時效的牆

應該具備鋼筋混凝土或鋼骨混凝土造，厚度達到十公分以上。具有一小時防火時效

之牆壁應該具備鋼筋混凝土或鋼骨混凝土造，厚度達到七公分以上。

依據表 3.6 建築技術規則規定之牆的防火時效，在類型性質對於不同類型牆防

火等及做出定義，此類型定義後，該定義會套用於整個模型中所有該種類的牆(如圖

3.6 所示)。

31

表 3.6 牆的防火時效

鋼筋混凝土牆(RC)厚度 鋼骨混凝土牆(SRC)厚度

兩小時防火時效 10cm 以上 10cm 以上，保護層 3cm 以上

一小時防火時效 7cm 以上 7cm 以上

資料來源: [35]

圖 3.6 定義防火等級

二、防火區劃

防火區劃以建築技術規則第七十九條之規定，防火構造建築物總樓地板面積在

1,500 帄方公尺以上者，應按每 1,500 帄方公尺，以具有一小時以上防火時效之牆壁、

防火門窗等防火設備與該處防火構造之樓地板區劃分隔。防火設備並應具有一小時

以上之阻熱性。

本研究所使用之案例其用途為教學大樓(D-3 類，文教類用途)，可用建築技術規

則 第七十九條之一 以具有一小時以上防火時效之牆壁、防火門窗等防火設備與該

處防火構造之樓地板自成一個區劃者，不受前條第一項之限制。

利用 Autodesk Revit 軟體中之「篩選」功能，將建築帄面中，具備有防火時效

一小時以上之牆壁篩選出來。首先建立篩選計畫如下圖所示，(1)先新增一個篩選，

命名為防火區劃，(2)在品類欄中選取欲篩選之元素類型，本計畫是以牆的防火時效

32

做為依據，因此勾選「牆」最為篩選之品類，(3)設定篩選之規則，篩選條件從下拉

式選單中選取防火等級，選擇大於或小於某一數值，依據上述建築技術規中所規定

已具一小時防火時效之混凝土牆自成一區，因此輸入大於防火等級 1 hr(請參考圖

3.7)。

圖 3.7 建立防火區劃之篩選

在設定成完篩選之後，在帄面圖任意點選一個牆元素，「取代視圖中的圖型」

依照「篩選」(如下圖所示)，(1)加入篩選，選擇之前所設定之防火區劃，再切割部

份設定「線」、「樣式」(請參考圖 3.8 )。

圖 3.8 依篩選建立防火區劃

(1)

(2)

(3)

33

篩選完成之後，帄面圖會依照篩選之設定結管顯現出來，如圖 3.9 紅色的牆及

代表具有一小時以上防火時效之「牆」元素。

圖 3.9 建築防火區劃

三、空間區劃

將建築物的的單位劃分為棟、樓、區、室等四種類，上述四個種類依照順序面

積由大至小細分。依照建築物的樓層型成一個監控單位，依位置、逃生出入口、逃

生動線間的關係，做出區域的劃分如圖 3.10、圖 3.11 所示。

圖 3.10 3F 樓區域劃分圖

34

圖 3.10 中綠色圓點為該樓層的逃生出入口，黃色區域為一「區域」，藍色區域

為逃生動線的匯集區域，若該區域發生火災，將會阻斷逃生的動線，位於樓梯口的

位置，也會影響上部樓層的逃生動線。

圖 3.11 4F 樓區域劃分圖

區域的劃分，也將各區域的大小及區域與逃生出口間的位置做為考量的因素，

區域不宜太大，以避免造成區域內監視器因區域過大而出現監視死角，與逃生位置

的關係是考量到區域內較靠近中心位置的房間，可能形成兩個逃生位置選擇上的矛

盾。

四、空間資料輸入

在 Autodesk Revit 中已有預設空間的參數，但預設的參數對於使用者可能不夠

此用，因此使用者可自行增加其參數(請參考圖 3.12 )。依照各個空間輸入:建築名

稱、空間編號、空間名稱、使用者名稱、系所部門、區劃等資料，樓層資料在 Revit

與有預設(如圖 3.13 所示)。

35

圖 3.12 定義新參數

圖 3.13 空間性質參數

三、消防設備的建模

在 Auotdesk Revit 當中並無內建消防設備之群組，因此新增感應器、監視器、

消防栓之群組，群族的建立如圖所示，並且輸入所需要之參數性質(如圖圖 3.17 所

示)，族群建置完畢應用於建築模型中，再輸入各消防設備的詳細資料(如圖 3.17 所

示)。

36

在建立感應器之群組時，可依據建築技術規則將感應器的功能工作範圍轉換成

參數(詳細說明可參閱 3.2.1)，輸入群組模型中，來運算感應器的工作範圍，當設計

單位在規劃感應器設置的位置，及可觀看感應器在該位置的工作範圍是否有涵蓋整

個空間或者是該空間的感應器數量是否足夠，是否換至工作範圍更大的感應器，做

為檢討感應器在空間中是有工作上的死角。

圖 3.14 為感應器族群的前/後視角，在此工作帄面上定義出天花板高度，感應

器之對應帄面樓層工作帄面，在此以圓型做為感應器之工作範圍，其半徑設定為工

作範圍的參數，開啟族群列表(如圖 3.15)其他之欄位，即出現所設定之參數欄位。

Autodesk Revit 可輸入陳述式的參數公式，陳述式的參數公式能夠依照輸入之條

件來運算參數，其陳述式結構如下:

IF (, , )

:代表某種條件 ex: X>a

若此條件為真(ture)，及執行內之參數示，反之若條件為(false)，

則執行內之參數式。而 Autodesk Revit 之參數亦可運用布林運算子

(and,or,not)來運算陳述式參數式。

感應器之工作範圍半徑的參數式如下所:

If(or((not(4000

37

將參數式輸入工作半徑之公式欄位，即可完成該工作半徑的參數式，因此感應

器之族群，運用於建築資訊模型中，感應器族群會依照設置地點天花板之高度，自

動運算感應器的工作範圍如圖 3.16。

圖 3.15 感應器參數設定

圖 3.16 感應器工作範圍

圖 3.17 消防設備性質參數

38

3.2.3 警報網路規劃

經由上一章節對於建築物的單元規劃，將建築物內部及消防相關物件由大至小

區分為棟、樓、區、室、感應器，「棟」包含了樓、區、室感應器，「樓」包含了

區、室、感應器，「區」包含了室、感應器，在這層次中，感應器為最低的層次，

數量也是最多的，他遍佈與整棟建築物，形成一個感應網路。

在建築物消防監控系統中，我們最直接得到的是哪個空間的感應器啟動了，接

著必頇了解該警報器所屬的區域及樓層。而在建築物使用者的組織架構可分公司、

組別、人這種類似的架構，而研究案例屬於教學單位因此分類�