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研究生: 鄭聖文
Jeng, Sheng-Weng
論文名稱: BIM+AI在永續校園的設計應用-以小型建築師事務所數位轉型為例-
The Application of BIM and AI in Sustainable Campus Design-As an example, consider the digital transformation of small architectural firms-
指導教授: 鄭泰昇
Jeng, Tay-Sheng
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 規劃與設計學院 - 建築學系
Department of Architecture
論文出版年: 2025
畢業學年度: 113
語文別: 中文
論文頁數: 121
中文關鍵詞: 建築資訊模型人工智慧永續校園淨零轉型數位轉型小型建築師事務所
外文關鍵詞: Building Information Modeling (BIM), Artificial Intelligence (AI), Sustainable Campus, Net-Zero Transition, Digital Transformation, Small Architectural Firms
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  • 面對全球氣候變遷與碳中和目標的壓力,校園建築作為教育與能源消耗的重要場域,亟需朝向智慧化與永續化轉型。為因應此趨勢,本文以小型建築師事務所為研究對象,分析建築師事務所在過去傳統設計作業與現代BIM+AI設計作業下的設計模式,並探討建築資訊模型(BIM)與人工智慧(AI)於永續校園設計中的應用,再以彰化縣大村國小活動中心為實證案例,提出結合數位轉型與淨零轉型的整體設計策略。本文實證案例分為兩大面向:首先,透過 AI 建築生成平台與 BIM 數位建模,探討校園整體規劃中日照、通風與碳排模擬之應用,有效提升設計效率與環境回應性。其次,以既有校舍改造為例,透過 BIM 建構現況模型,並導入 AI 進行能耗分析與太陽能發電模擬,驗證再生能源介入對碳中和目標的貢獻。研究結果顯示,BIM+AI 技術可明顯改善小型建築師事務所設計流程中的效率瓶頸與資訊整合問題,並具備協助設計單位於有限資源下進行永續評估與決策之潛力。最終,提出一套模組化的永續校園設計流程,作為未來數位與淨零轉型之實務指引。本文不僅提供理論與方法面向的整合示範,更展望 BIM+AI 將成為未來建築產業智慧決策與永續發展的關鍵基礎,推動臺灣教育建築邁向高效、智能與低碳的新典範。

    In response to global climate change and the urgent need to achieve carbon neutrality, school campuses—serving as both educational hubs and significant energy consumers—must undergo a transformation toward sustainability and digitalization. This study explores the integration of Building Information Modeling (BIM) and Artificial Intelligence (AI) in sustainable campus design and presents a case study of the renovation project for the activity center at Dacun Elementary School in Changhua County, Taiwan. The research proposes a comprehensive design strategy that aligns with both digital transformation and net-zero goals.The study is divided into two main parts. First, AI-driven architectural generation tools and Building Information Modeling (BIM) are utilized to analyze campus master planning, with a focus on simulating sunlight, ventilation, and carbon emissions to enhance design efficiency and environmental responsiveness. Second, for the renovation of existing buildings, BIM is employed to create accurate as-is models, while AI is applied for energy consumption analysis and solar energy simulations to evaluate the feasibility of carbon-neutral retrofit strategies.Findings indicate that the integration of Building Information Modeling (BIM) and Artificial Intelligence (AI) significantly enhances design efficiency, reduces communication gaps, and improves data-driven decision-making—particularly advantageous for small-scale architectural firms operating with limited resources. This study also proposes a modular workflow for sustainable campus design, providing practical guidance for institutions aiming for digital transformation and net-zero transitions.Beyond theoretical validation, this research envisions BIM and AI as foundational tools for the future of architecture. These technologies will drive smart decision-making and promote sustainable development in Taiwan’s educational facilities, serving as a prototype for efficient, intelligent, and low-carbon campus design.

    摘要I 誌謝V 目錄VI 圖目錄IX 表目錄XI 照片目錄XI 第一章緒論1 1.1研究背景1 1.1.1永續校園的願景規劃1 1.1.2淨零轉型與數位轉型的趨勢1 1.2研究問題2 1.3研究目標3 1.4AI+BIM驅動小型建築師事務所的數位轉型與淨零轉型4 1.4.1小型建築師事務所的數位轉型5 1.4.2校園建築的淨零轉型6 1.5研究流程與架構7 第二章文獻回顧8 2.1數位轉型(Digital Transformation, DX)8 2.2淨零轉型11 2.3小結14 第三章研究方法與架構16 3.1傳統建築設計流程17 3.2傳統小型建築師事務所的建築設計流程19 3.3小型建築師事務所的特色20 3.4建築設計使用BIM+AI的趨勢與效果21 第四章案例調查與彙整24 4.1小型建築師事務所之經營型態與職業項目24 4.1.1小型建築師事務所之定義與組織特性24 4.1.2小型建築師事務所與校園規劃設計之關係25 4.2小型建築師事務所之永續校園設計26 4.2.1小型建築師事務所的角色與優勢26 4.2.2小型建築師事務所參與永續校園設計之策略與挑戰27 4.3參與設計案例29 4.3.1計畫緣起29 4.3.2計畫目標29 4.3.3基地現況照片30 4.3.4設計構想32 4.3.5安全維護計畫37 4.3.6立面材質說明38 4.3.7施工過程照片39 4.4本案例所遇到的困境40 4.5 BIM+AI可應用改善設計流程之潛力點41 第五章規劃設計改善策略-以彰化縣大村國小活動中心為例43 5.1研究範疇43 5.2校園整體規畫策略46 5.2.1建築設計流程46 5.2.2進行環境分析54 5.2.3AI輔助設計流程58 5.3校園既有建築物改善策略65 5.3.1數位轉型65 5.3.2BIM+AI設計流程架構66 5.3.3AI輔助參與式設計68 5.3.4AI預測建築生命週期72 5.3.5淨零轉型77 5.3.6建立模擬模型79 5.3.7分析活動中心館環境模型資訊79 5.3.8分析太陽能照射量81 5.3.9太陽能板建置模擬分析方案81 5.3.10活動中心用電量取代率計算84 5.3.11碳中和路徑規劃85 5.4設計流程應用模組整合86 第六章結論88 6.1研究貢獻88 6.2數位轉型歷程回顧91 6.3十年發展藍圖92 6.4後續研究94 參考文獻96 附錄一99 附錄二102

    吳建禾,BIM-REVIT Design Guide建築與室內設計應用指南。
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    內政部建築研究所業務委託成果報告,驅動建築產業創新之數位轉型先導研究計畫-以社會住宅應用為例
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