東海大學建築系副教授/人工智慧中心智慧建築計畫主持人
邱浩修
建築產業上下游從土地開發、建設與工程顧問公司、建築師事務所到營造廠,其主要的任務在於管理與統籌資金、材料、人力和技術,透過一連串規劃流程與管理方式,按設計圖說與施工規範,合理並有效率地完成興建目標建物的任務。本質上屬於勞力與資本密集之傳統產業,而資金流、建物品質以及興建時程之控管,為其最重視之作業要項。 但是建築生產過程因為種種原因,造成的設計規劃失誤、預算評估不準、效能不彰,到目前缺工缺料等問題,卻往往衍生出巨大的社會成本。其背後主要的挑戰,在於建築業本身從土地評估、規劃設計到營建過程的非標準化、大量勞力密集的工作型態,而造成時間與人力運用管理的效能不彰。究其關鍵的原因,相較於科技業、製造業等同樣具規模的重要產業,其實在於建築產業生產過程低度數位化與智慧化所導致。
因此傳統建築產業的「智慧轉型」,是筆者認為能大幅降低生產成本,改變產業生態,具有廣大商機的潛力市場。目前全台灣建築師事務所超過4500家,連同不動產、工程顧問的設計部門約26000家,加總超過三萬家影響超過2.2兆產值,約佔GDP8.6%的經濟效益。若能因應這波AI技術發展,包括運用生成式與決策式人工智慧,解決建築規劃、設計到營建過程中圖面生產、溝通與管理過程的痛點,將大幅降低時間、人力成本,降低錯誤率與提升建築效能與生產力。
以下就建築規劃、營造管理及成本管控三方面,來說明未來AI技術對建築產業實務的應用與影響:
一、AI在建築規劃設計中的應用
建築效能提升:
生成式AI的運用除了目前許多建築師與室內設計師,已經開始導入如Midjourney、Stable Diffusion等AI影像生成軟體,基於自己的草圖或電腦3D模型,快速想像與評估大量的設計風格與形式,以縮短提案與跟業主溝通的時間,這些幫助評估建築美學的AI工具,固然拓展了建築師更多設計廣度與創新的可能性,但針對建築實質的法規檢討、效能評估與加速生產流程卻是助益不大。然而也已經出現許多基於輸入實際的設計需求條件,如基地形狀面積、空間類型機能、樓層面積與高度…等等,即時自動化生成設計3D量體或室內空間規劃方案的工具平台,例如TestFit Urban Planner、Autodesk Forma…等,短時間內可以生成多樣化的優化方案,利用AI模擬環境與結構反饋,提升設計精度,比較方案之間的成本差異、節能效益、空間使用效能等評估數據,輔助建築師做準確有效的設計決策。對於政府部門而言,則可以將永續綠建築的節能減碳數據目標與規範,嵌入建築產業的自動化評估與審核過程,可以大大提升業者滿足綠建築能效指標的效率,激勵產業做永續轉型的意願,縮短全面達成2050淨零碳排在建築產業的永續目標。
開發效益評估:
這些工具同時也適用於不動產商與建設公司的土地開發評估,快速視覺化並比較一塊特定土地上,因不同設計提案與空間內容所產生的價值、投報率與成本效益,以利各種開發流程的有效決策。然而,這類輔助工具目前最大的問題是多為國外開發的軟體,而建築生產過程,最耗時費力的卻是「在地化」的法規條件、數據取得與空間需求的複雜整合,未來導入AI輔助設計流程,最大的挑戰就是演算法和生成模型背後建築數據的在地化。
二、AI在不動產行銷中的應用
精準行銷:
AI技術也正在提升不動產的「精準行銷」,尤其是通過大數據分析,幫助企業準確鎖定潛在的目標客戶。這些數據包括消費者的網頁瀏覽行為、購買歷史、社交媒體互動、地理位置、生活方式偏好以及收入水平等。AI會根據這些數據進行深入分析,辨識出潛在客戶群體的特徵與需求,從而推薦合適的房地產項目,提升行銷的精確性和轉換率。除此之外,從過往影響房價的各種關鍵參數數據,運用機器學習來訓練未來房價的預測模型,AI還能協助更精確地分析市場趨勢,幫助行銷團隊制定更具針對性的推廣策略。
客製化體驗:同時,AI技術未來預期也將與虛擬實境(VR)和擴增實境(AR)技術緊密結合,可以透過AI生成依據舊屋或新屋空間格局尺寸,在遠端網頁或現場,即時生成適合潛在買家各種居家的風格與情境,大幅提昇沉浸式的物業參觀體驗。透過這些技術,即使消費者無法親臨現場,也能透過數位方式全方位了解房屋結構、空間分布與裝潢細節,大幅提升購房者的參與感和購買意願。這種全方位整合行銷的方式,不僅節省了傳統行銷中人力與時間成本,還提高了市場推廣的效果。
三、AI在不動產營建管理中的應用
結合AI與BIM(建築資訊模型)的智慧營建:
AI技術在不動產營建管理中的應用,為施工過程帶來了前所未有的效率和準確性提升。例如,透過無人機即時影像蒐集和AI分析系統,不動產開發者可以即時監控工地進度,偵測潛在的危險行為與異常,預測並辨識可能的風險或延誤。AI能優化施工排程,確保資源的最佳分配,減少材料浪費與成本超支,並能分析進度數據,預測施工是否按期完成,及時調整策略以確保項目在預算內完成,達成高效與節省的目標。結合AI與BIM(建築資訊模型)技術,施工現場的「數位孿生」技術能精確模擬並優化施工過程,提前避免錯誤和重工,節省時間與成本。同時,BIM能即時更新現場數據,進行即時碰撞檢測,識別設計中的衝突,促進設計、管理與施工團隊之間的協作。BIM還能分析實際施工與預算差異,幫助施工管理團隊及時調整預算,降低超支風險,實現精細化的成本控制。
AI技術對不動產產業的影響與未來展望
AI技術在建築與不動產行業的應用已經展現出巨大的潛力,未來將在設計、行銷、施工等各個環節進一步加強自動化與數據驅動的決策能力。不僅能減少人為錯誤,也能縮短項目交付時間,提升整體效益。對於不動產開發商而言,這意味著更高的投資回報和市場競爭力,未來整個建築產業將因AI的進步而加速智慧轉型。
「大渡山-東海大學人工智慧」團隊承繼了執行與台中榮總的智慧醫療計畫,與板金業的智慧製造計畫之後,去年也啟動了「未來事務所建築AI聯盟」,針對規劃設計部分應用在住宅設計生產流程的痛點,積極開發與導入「建築資訊智慧生成系統」,來協助促進建築事務所工作流程的效率,未來預期能延伸到不動產與營建領域,以AI智慧轉型逐步改善建築產業勞力密集與相對低效的生態。
參考連結:
- 東海大學攜手台中榮總 打造AI智慧重症照護系統 (https://udn.com/news/story/6928/7356688)
- 出席板金AI戰略聯盟暨國家隊成立典禮 沈榮津:政府不會讓業者孤單 (https://today.line.me/tw/v2/article/v6JJnj)
東海大學成立「未來事務所:建築人工智慧發展聯盟」(https://udn.com/news/story/6928/7573964)
全國建築師公會 副理事長 黃郁文
依111年5月24日配字第1118059968號函有關集合住宅新建工程案申請電動車輛充電設備之電源引供方式,同意111年3月1日起新設集合住宅內充電設施僅同意採專設一戶方式供電。
另依內政部113年4月1日消防署「建築物附屬停車空間電動車輛充電使用安全指引」規定。為因應建築物附屬停車空間電動車輛充電使用,提升其設置及使用安全,特訂定本指引。
實務上在專設一戶的架構下各開發商配合機電專業之規畫設計執行模式如下:
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針對電動汽車充電設備安裝在台電專設一戶原則下每戶錶登用電每戶低壓3相4線220V/380V電錶最大可申請499KW(各停車位樓層分別設戶)。實務上會搭配EMS控制在99KW以下以表登供電,電費相對便宜許多。
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電動車充電座一般為7KW/每座,因此在無需EMS系統分配的狀況下可接受499KW/7KW=71部電動車同時充電,超過71部車同時充電EMS系統將自動分配功率值、降載、排程、分時輪流避免超載(依各EMS系統與充電樁搭配分式而不同)。
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一般新建社區台電均已預留台電受電室空間及每層地下室停車空間專設一戶電錶。
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至於電錶至車位部分可分為三種樣態,第一個模式屬於預拉電纜型並預留數位電表及繼電器(RELAY)位置。設置數位電錶加繼電器(RELAY)及配合EMS系統型(充電樁不限定型式),使用者僅需購買數位電錶並繳交用電費用給管委會即可,至於每度電費多少由管委會訂定之。第二種為設置環場匯流排(BUSWAY)加上插入單元(PLUGIN)並配合EMS系統(充電樁須符合OCPP之通訊規定),使用者僅需購買插入單元(PLUGIN)及增設從插入單元(PLUGIN)至車位之配管拉線費用,至於每度電費多少由管委會訂定之。第三種也是在專設一戶電錶後端僅提供管架(開放式必須配合拉線及配管)或線槽(封閉式僅需拉線至每一車位之前方或後方,但需注意每一線槽有配線容量之限制)。使用者必須分擔拉線及配管費用及EMS系統(充電樁須符合OCPP之通訊規定)。
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所謂EMS系統即為能源管理系統,為了使充電樁能達到完善的管控,能源管理系統(EMS)的導入帶來極大的成效!而社區EMS充電樁管理系統是一個專門為了社區實現用電管理的工具,因此遠端監控、預約查詢及支付管理、充電樁負載平衡,成為了社區EMS充電樁管理系統的主要功能。
- 舊大樓申裝電動車充電樁一般均採用錶後拉線的方式,有的建案已於各棟集中電表之各戶錶箱下預留斷路器小箱體以方便安裝。若無預留斷路器箱體就必須到處尋找設置位置,恐造成電錶室的亂象。此類集中電錶後拉線形式一但電動車增加將影響接於該集中電表後之各戶恐因接太多電動車而電力不足導致跳電。
近年來,歐洲掀起了對都市主義的熱烈討論,特別是「人本復興」概念成為了主流。與此相反的是長期以來台灣對公共空間的討論相對匱乏,陷入了「汽車至上」的固有思維,對行人議題的關注程度仍有待提升。面對城市的發展,台灣城市如何再生實現「以人為本」,是一個迫切需要探討的焦點。
「零死亡願景」
筆者於2013年前往紐約,並在當地居住了五年。2014年,紐約市開始實施「零死亡願景」的交通政策,進行一系列大刀闊斧的改革。「零死亡願景」的核心精神是「任何人因道路交通喪生或重傷,在道德上是完全無法被接受的」。四年過後,公共腳踏車在城市各個角落普及,道路縮減以提供更多空間給四通八達的腳踏車道和人行道擴建。觀光區和商業區的馬路改建成步行廣場,迫使汽車繞道通行。柏油路面以文化之名被刨起改建成石頭路以減緩車速。在短短四年內,市區傷亡人數下降了30%,達到了百年新低。然而,當我回到台灣時,都市道路規劃卻毫無改善,而新聞仍報導著與十多年前相同的交通事故。台灣人似乎已經麻痺,偶爾的抗議聲浪也往往很快的被埋沒在健忘的社會中。台灣人已經將不合理的人行空間視為台灣文化的一部分。國際旅客常對此感到詫異,甚至將台灣市容與開發中國家聯想在一起。行人過斑馬線仍會發生意外使國際媒體難以置信,台灣因此被CNN評為「行人地獄」, 日本和北歐國家甚至呼籲國民前往台灣時必須格外注意混亂的交通。
(紐約時代廣場將馬路變成步行廣場對比圖)
(紐約市的道路縮減計畫成效)
在歐洲,人們可以因車禍而向政府對交通的無所作為提起訴訟,並創造出「系統性交通暴力」一詞。而這「系統性交通暴力」在台灣天天都在上演。台灣每年交通死傷人數約3000人,是已開發國家平均的8倍。2021年新冠疫情造成的死亡人數為896人,政府的積極應對降低了傷亡人數,相對每年交通事故的死亡人數卻仍在3000人以上。若只將焦點放在數字上,一般民眾可能不會有所感受,因為數字是抽象的,因此挪威於1999年採取了「零死亡願景」,之後日本、歐美和澳洲等國也紛紛效仿,與此同時台灣政府仍在「汽車至上」的固有思維裡打轉。這些零死亡願景的城市,剛開始限制鬧區有私家車的進出,雖然受到店家的反彈,但行人帶來的龐大商機也促使商家轉而支持。而這所謂的行人徒步區經濟學對許多台灣生活型態來說仍然是個具挑戰的概念。
(城市鬧區限制私家車進出)
(台北都會區的道路空間,高達80%由汽機車佔據。圖片來源:Shutterstock)
(阿姆斯特丹抗議車子佔據了道路空間)
(奪回行人路權30年後的阿姆斯特丹)
「大公路主義因果」
在1950~1970年代,世界各地經歷了大公路主義時期。當時,阿姆斯特丹也成了歡迎大公路主義的城市之一。然而,因車道規則被擠壓的人行道不足,導致意外不斷的發生,也引發了一陣陣的抗議浪潮。又因「人本復興」成功啟發了許多鄰近城市效仿,阿姆斯特丹亦放棄了以汽車至上的公路主義。與此同時,台灣正在實施戒嚴,戰後的中華民國政權走美國的大公路主義,而民意尚未萌芽,我們的城市規劃也因此走上了汽車至上的命運。如今台灣車禍死亡率為荷蘭的七倍,每年車禍的金損相當於3%GDP的生產力,高達5500多億的金損甚至能夠蓋高鐵。(天下雜誌)當時亞洲四小龍的香港與新加坡採納了以公共運輸為主的都市規劃,南韓與台灣選擇了私家車為主的都市規劃。時至今日,台灣與南韓的都市已看到了發展上的困境,而新加坡與香港則成了在國際上的都市榜樣。
(每一張圖為運送60個人所需的道路空間,左至右為自行車,汽車,公車)
台灣城鄉和歐洲城鄉的尺度相似,街道規則皆屬於巷弄空間的比例。然而,進入了大公路主義時代後,市區時常產生瓶頸路段,造成交通阻塞。政府希望通過拓寬馬路來緩解卻產生了惡性循環。這就像食量過大的人試圖通過放寬皮帶來舒緩過度進食的不適,有如當初洛杉磯拓寬高速公路的目的是為了解決通勤塞車問題,卻導致了現在更為嚴重的通勤惡夢。台灣擁抱大公路主義後,人行道空間被剝奪,政府將行車的順暢為道路設計的優先考量。筆直寬廣的道路和順暢的轉彎角度促使人們開車越來越快,進而造成許多悲劇。人行道成了道路邊緣的殘骸,僅被分配到剩下破碎的空間。想督促車主完全安全行駛,單靠加重刑罰或設置超速照相機是不可能的。人心並不是機器,也一定會有犯錯的時候,必須通過道路的硬體設計,如路緣石、道路縮減、增加轉彎角度和設立緩速坡等多項措施來達到減速作用。
(標線改造台灣路臉書專頁製作台灣道路對比圖)
(Urban Cycling Institute瓶頸效應圖表)
「 行道樹 」
此外,在亞熱帶氣候的台灣,行道樹對行人至關重要。而台灣都市裡的樹卻充滿了哀愁。雖然樹木是人種下的,但當大樹倒塌,氣根破壞人行道時,樹木卻成了被責怪的對象,往往也就走向了斷頭樹的命運。相較之下,赤道國度的新加坡以種植人行道樹而聞名。每棵樹皆有自己的身份證,大樹的影子不僅能讓烈日下60度的柏油降溫至25度,還能過濾廢氣,降低噪音60分貝,使人行道成為一個宜人的空間。在台灣除了重劃區和公園外,尚有許多道路缺乏行道樹。因此,種植更多健康的人行道樹對於台灣的都市來說是一個迫切的工作。
(新加坡烏節路人行道與行道樹)
「 以人為本成為口號?」
台中市被譽為台灣最適合移居的城市,但在停好車之後,行人時常得穿越在不平整的騎樓、雜物、變電箱、違規停車和呼嘯而過的車輛。除了美麗的天氣和綠地,台中市真的是最合適居住的城市嗎?一個城市的人行道設計可以用拖行李步行來實驗。一位旅人如果在拖行李時遇到許多阻礙和高低差,這將成為行動不便者每天都會遇到的困境。然而,台中和許多台灣城市一樣,對旅人或行動不便者並不友善。在這樣的環境下,想要發展觀光或吸引國際人士就會遇到許多抗性。道路規劃必須有條理地將人行道、腳踏車道、車位、臨停空間、公車站和車道等進行合理的空間分配。若僅僅劃出一個車道和黃線,中間的灰色地帶讓市民自行發揮則常常會成為意外發生的根源。
(被迫與車輛爭道的行動不便者)
現今”以人為本“已成為各家建設公司基本口號,法規上人行道空間必須平整。但是就算在重劃區內的新建案,仍會看見在人行道上不平整的無障礙空間車道,因設計施工不良產生明顯的高低差讓腳踏車使用者或行動不便者無法串聯,需被迫停下來或繞到馬路上,也影響了城市的整體美觀和便利性。這也是諸多建設公司是否能和“以人為本”畫上等號的契機。
台中的建築業讓市民充滿希望,市民們都期待一個友善、包容、充滿活力的城市,使通勤者、老弱婦孺等都能夠享有安全、舒適的人行道空間,讓台中市成為名符其實的宜居城市。 但是台灣政黨的政策逐漸淪為大選的民粹主義,擴建人行道時又常常讓汽機車使用者反彈。其實人行道的普及不該與馬路使用者相互對立。路網的串聯除了車行道路,使人們便利「接近」目的地,但「到達」目的地還是需要“人行道”的協助,交通路網的構成是由點、線、面交織而成,由人為出發則需反向思考如何將面、線、點做流暢的使用,是規劃者必須重視的課題。
(台中市草悟道的寬敞的人行道空間)