| □胡伯鈞／欣成工程顧問有限公司 軟體研發顧問 |
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一、前言 建築估算在建築工程作業上扮演成本控制的第一線角色，由建築估算獲得的數量成果將據以編纂預算，或為投標依據，或為工程進度控制的作業參考，執行的效率將攸關工程案件的成敗。嘗言，工程預算的根底就是準確的數量，它的重要性就類似工程大底放樣的角色，如果是正確無誤的，將絕對會獲得合理的報償，反之，將在不知不覺間造成無謂的損失，不可不慎。 建築估算作業模式的演進是完全隨著電腦硬體軟體科技之發展亦步亦趨提升，如以斷代方式區分將會因其作業模式之本質區分為下述五個階段：  2000年代開始，硬體速度已達相當程度，CPU在處理圖像資訊的龐大數學運算已具足夠能力，此時圖形介面的估算系統終於誕生。它沿用了AutoCAD表達建築構件的半物件模式，也就是所謂的『鬆散組合式建築圖形物件』(Loosely Binded Archi Object Style)，以現在看起來很笨拙的方式編輯圖面，在缺乏精密的向量與空間數學輔助的情況下，用試誤法去解釋建築空間現象，所以產生了極其冗長的計算時程(一棟樓通常至少以小時計)，而其使用的AutoCAD DXF轉構程序也是曠費時程，效果不佳。但至少第三代建築估算系統已正式進入了圖形表達建築構件的年代了，這仍是建築估算史上的一大里程碑。 2000起始的10年間，CPU每年均在計算速度上高速提升，而且同期間，更先進的物件導向軟體開發工具也日益推陳出新，這項工具在建構『統合反應模式建築圖形物件』(Integerated Responsive Archi Object Style )與繪圖精緻表達上均有極大助益，同時CPU速度幾乎已達以往超級電腦層次，因之提供建築空間數學更大的發揮能量，至此以純物件模式表現的第四代建築估算系統終於誕生。它具有非常精緻的圖形表達介面，有超細膩的空間解圖能力，同時也有超快的計算能力(快過第三代系統60倍以上，以往以小時計，現在僅以相同的分鐘計)，加上可自AutoCAD DWG直接轉圖成為建築構件之能力，促成這種作業規格正式成為第四代建築估算系統的作業典範。後續章節中我們將針對第四代建築估算的作業模式詳盡介紹，祈能達到提升國內建築估算效能的總體目標。 二、圖形介面估算系統 － 第四代與第三代的基本差異 鑑於軟體開發系統之限制，2000年初期，物件導向(Object Oriented)的軟體開發工具尚未完全成熟，所以當時出現之第三代建築估算系統雖以圖形為介面，但卻非純物件導向的模式，它所依循的仍是AutoCAD表達構件的方法，乃係使用基底構件 - 點、線、弧所組成的。例如樑係使用兩條平行線段呈現，牆的表達仍使用兩條連續線，這種鬆散的建築構件在處理空間邏輯；不論在圖面編輯或空間解圖都有其侷限性，很難有效揮灑。2000年頭10年的後半段，功能齊全的物件導向程式發展工具已完備，這些工具在處理圖像資訊非常得心應手。第四代建築估算系統充分利用這個完整的開發工具與環境將AutoCAD的半成品建築構件表達模式，重新組合成建築估算用的統合反應完整模式建築構件，讓建築構件全然具備獨立表達，統合反應的能力，在這個基礎上因此建立了超強的編輯能力，空間解圖能力與超快的計算速度，將建築估算提升到了快、簡、準的目標。 兩代的圖形介面估算系統可以各種單項比較，從基本面到效果面得知如下之差異性：   三、第四代系統在自AutoCAD淬取圖面資訊上之演進 第三代與第四代系統對自AutoCAD圖面中淬取資訊以建構有效建築構件上都有努力，但第三代系統採用通用的AutoCAD DXF檔案模式，在效率上非常不理想，而第四代系統則是直接自AutoCAD DWG檔案模式取用資訊，效率不但大幅提升而且產出的建築構件均已重組成統合反應模式完全構件，不論柱、樑、版、牆、梯、基腳，裝修空間與鋼構構件均係具有完整形體，一致集體反應模式的完成品，在後續的空間解圖數學處理中提供完好的基礎。  這麼複雜的作業邏輯最後產生的是怎麼樣的型式的建築構件呢？第四代建築估算系統都具備下述明確的特性： 第四代建築估算系統建築構件特性表： (一)統合性: 構件絕對是獨立個體，它對任何外界的反應是整體一致的，點選、移動、刪除、複製、旋轉，即可看出。 (二)範圍性: 構件絕對有明確的邊界與範圍，這對構件間用解圖方式取得交互影響關係有重要用途。 (三)向量性: 構件有因座標系統次序之一致性產生明確的方向感，這項條件在建立高階編輯功能與高階解圖動作均有絕對的重要性。 (四)豐富性: 構件包含豐富的屬性與建築條件，可以無限量的紀錄由解圖產生或自由賦予的訊息，促成精準的計算結果。 四、第四代系統在計算精度提升上的大進步 建築構件在結構型態的相互關聯是非常密切的，例如柱一定會與樑產生關聯，樑一定與柱、版相關，版一定牽涉柱樑關係，牆就更複雜了，它不但有開口且與柱、樑、版均有相關。因此在計算過程中如何去取得各構件間交互關聯性是極重要的，不只平面，還得立體化，這種條件的取得除非靠第四代建築估算系統的完全物件化建築構件搭配精密空間數學的輔助外，別無它途。   五、第四代系統在編輯模式的大提升 (一)建築構件交互感知效果(Archi Object Mutual Sensing and Interaction Effect)的建 構第四代系統的構件型態如前所述是具有完整結構的統合反應模式建築構件，所以具有明確的邊界範圍與方向性，這種特性在取得構件間交互感知是必要的條件，而且是促成構件在高階編輯時移動偵測作業狀態必須所具備的功能。但這種模式的操作須要很強的CPU計算能力，它的計算量大到不可想像，但幸運的是2005年後雙核心CPU出現，這種計算已在CPU承擔能力內了，所以第四代系統在這方面做了充分的發揮。 (二)第四代系統在利用構件交互感知所建立的高階編輯動作 第四代系統在超強CPU的輔助下，利用構件交互感知邏輯進行多項超前的高階編輯動作。   當然第四代系統的高階編輯條件是建構在一個統合反應模式物件化建築構件基礎所發展出的作業模式，這是第三代系統中鬆散式建築構件模式所無法提供的，在這個基礎上，第四代建築估算系統發展出了超乎第三代想像的高階編輯動作，而且仍持續將朝向更高階，更精緻的方向邁進。 六、第四代系統在計算速度上的大突破 先前我們一再提到完整的物件模式在建構有效空間解構數學上的必要性，而這一個特性反應在計算時效上，第四代竟然整整是第三代系統的60倍，原先用小時計算的時程在第四代系統竟然成為用分鐘計！  但在第四代建築估算系統的空間數學，段1，3，4 之長度將是牆段向量與樑段向量以空間數學交互比對(在此不詳述內容)，並且將立刻取得其精確長度，這是1次計算與N次試誤的對比，其結果是60倍的速度差異，原先第三代須用3小時計算的過程，在第四代系統只消3分鐘即可完成，這種效能上的進步，是第四代系統的一項超級大躍進，不可輕忽。 七、第四代系統在視覺辨識上的新方法 圖形介面的內涵實質上是期望使用者在看圖時獲得愈多的資訊愈好，所以圖面自身必須提高其在視覺辨識度上的效果，除了顏色的分辨之外，利用背景顏色灰階或背景圖案的模式更能提升一個圖面的分辨度與可讀性。在先前第三代系統時，建築構件的表現是半成品的物件，所以很難在此發揮，然第四代系統的完整物件模式建築構件表達下，這種功能就顯得輕而易舉了，所以第四代系統的圖面可以用視覺直接辨識的項目更豐物了，也附帶的減低了錯誤發生率，提升了精確度。 八、第四代系統的下一步 － 2D與3D的思考 建築估算一直進展到第三代才達到以圖形表達建築構件的能力，到了第四代才完成統合反應模式完整構件的操作，這時圖面編輯能力與空間解圖能力大幅提升，計算結果精準度亦達空前程度，現實狀況是2D為主的表達模式搭配立體解圖的空間數學已將建築估算的速度與精準度推升到了一個嶄新的境界，但對科技發展不斷的推動力而言，我們仍不可能排除未來3D模式的可能性，現在可以先從2D與3D的發揮性與侷限性進行簡略的分析。(一) 2D(平面)圖形介面的優點與侷限性 建築設計自古至今均以平面設計為主，結構圖、建築圖主要均以2D模式表達，第四代系統依循這個規範，在AutoCAD DWG圖檔匯入時直接導入並且快速建立2D構件模式的基本圖面，其它所有牽涉到與立體相關的空間現象均可用空間數學解圖精準達成，條件是2D與3D的關係為直線拉伸，所幸絕大部分的建築構件均可以直線拉伸解釋3D效果，那麼在什麼時候2D與3D之間會有差異呢？這種狀況幾乎只發生在外牆造型設計部分，2D在這方面以特殊之「立面構件化」方式將立面構件之柱、樑、牆分別拆出組成構件，並且增加一個「深度」( Z座標的替代表達方法) 的參數來表達外牆的立面效果，但對於曲線造型太多的外牆，在2D模式的第四代系統係以附加計算的方式彌補這項不足，然第四代系統所提供的效率與精準度，在以2D為主流的建築設計環境下仍將是最有效率的作業模式。 (二)3D(立體)圖形介面的優點與侷限性 3D圖形在表達上比2D豐富是無庸置疑的，它華麗的外表仍有其侷限性，這就是為什麼建築界在3D使用時只用於透視表現，而設計與施工仍以2D為主的現象了。建築估算是一項絕對講求時效性的工作，3D在建立模型費時極多，僅在時效上就已無法符合建築估算對速度上的要求，另外3D表現在硬體條件的要求較高，同時構件儲存的資料量亦比2D龐大，總體而言3D在作業的經濟效益上目前尚非2D的對手，但兩者搭配運用互補短長將是值得考慮的方向。 (三)2D與3D如何搭配運用第四代系統的2D圖形表達模式在建圖速度與精準度已完全達到建築估算的效率要求，所以3D在建築估算仍建議承襲建築設計的模式以透視表現協助查核即可達到相輔相成的主要效用了。 九、結論 平面繪圖模式(2D)的估算系統自2000年正式進入建築估算作業領域後，此後10年期間，在硬體科技與軟體科技不斷進步的推動下，第四代建築估算系統在這個發展基礎上以更有效的AutoCAD資料擷取，更強大的編輯能力與更快速的計算能力誕生，在台灣這個全然不具經濟規模的估算軟體環境，尚且有人執著於這方面的研發殊屬難得。第四代估算系統採用統合反應模式構件的理念設計，物件結構有別於第三代的鬆散式物件架構，第四代系統在核心基礎上將建立構件，編輯效能，計算速度推升到另一個境界，兩代差異可以量子躍進(Quantum Leap)比擬不為過。 第四代估算系統在2D(平面)模式將估算作業的效能發揮到極致，但電腦硬體與軟體工具的進步是從來不曾停止的，這股力量仍在悄悄的推動第四代建築估算往上提升，第四代建築估算只能算是新位階上的一個起點，它必將持續向前邁進。這個科技能力的淘選過程不但在研發環境適用，在使用環境亦然。就像建築界中仍執著於徒手估算的老前輩或是一些仍想奮力在現代電腦中塞入DOS、倚天中文，很辛苦的想抓住DOS環境估算模式尾巴的所謂舊前輩，在如今的科技大道上就像用雙腳或人力車追趕飛機一樣，終將落下，消失，21世紀科技進步的巨輪就是這麼讓人敬畏! |
