基于BIM 的裝配式建筑建造過程造價管理研究以柳州某項目為例

王萬春 朱麗

0 引言

隨著我國建筑行業(yè)的快速發(fā)展，給人們?nèi)粘Ｉ?、工作帶來了諸多便利，但環(huán)境問題、能源問題也逐漸顯現(xiàn)，不符合我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。在此背景下，裝配式建筑逐漸受到了廣大的關(guān)注和認可，其具有高效、環(huán)保、節(jié)能等優(yōu)勢。裝配式建筑是由預(yù)制部品部件在工地裝配而成的建筑，當(dāng)前國民經(jīng)濟發(fā)展速度加快，城市化發(fā)展規(guī)模越來越大，在城鄉(xiāng)基礎(chǔ)建設(shè)中規(guī)模與投資效益不斷增大，建筑行業(yè)的發(fā)展進入快速發(fā)展時期?，F(xiàn)國家標(biāo)準(zhǔn)為《裝配式建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 51129-2017），自2018 年2 月1 日起實施，該標(biāo)準(zhǔn)體現(xiàn)了現(xiàn)階段裝配式建筑發(fā)展的重點推進方向，大力發(fā)展裝配式建筑，推動建立以標(biāo)準(zhǔn)部品為基礎(chǔ)的專業(yè)化、規(guī)?；?、信息化生產(chǎn)體系。但總的來說，我國裝配式建筑仍然處于起步和探索階段，盡管有良好的政策扶持，但由于成本高，限制了裝配式建筑規(guī)模的擴張。為了克服這一狀況，本文通過分析BIM 技術(shù)作用于裝配式建筑建造過程造價管理所產(chǎn)生的效能指出，以期為促進裝配式建筑發(fā)展提供參考。

1 裝配式建筑的特點

1.1 優(yōu)勢

（1）節(jié)能環(huán)?！，F(xiàn)場原始現(xiàn)澆作業(yè)極少，健康不擾民，同時鋼模板等重復(fù)利用率提高，垃圾少、損耗小、節(jié)能環(huán)保，與綠色建筑的理念相符合。

（2）提高施工效率。建筑配件實現(xiàn)車間生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化，裝配式建筑將部件直接運輸至現(xiàn)場安裝，節(jié)省了現(xiàn)場澆筑的時間，大大提高了工作效率。

（3）提高工程質(zhì)量。裝配式構(gòu)件是在工廠里預(yù)制的，能最大限度地改善墻體開裂、滲漏等質(zhì)量問題，并提高住宅整體安全等級、具有防火性和耐久性。

（3）人工成本降低。使用組合式施工，提高了機械化水平，人員成本降低。

（5）提高安全生產(chǎn)。裝配式建筑的機械化手段可以明顯降低施工人員的勞動時間和強度，減少了安全隱患，提高生產(chǎn)安全系數(shù)。

1.2 劣勢

裝配式建筑相較傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)工期更長不適用對工期要求很高的工程；裝配率高的工程，梁、柱截面較大，用于住宅時住戶接受度較差；構(gòu)件廠處于起步階段，投入大、成本回收期長、造成目前構(gòu)件成本較高。此外，與傳統(tǒng)建筑模式相比，裝配式建筑的剛性相對較弱，抗破壞力相對較差。

2 裝配式建筑“三板體系”與傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑造價差異估算

近年來，裝配式建筑在部分試點城市得到了大力推廣，2019 年9 月，柳州市政府印發(fā)《關(guān)于在全市新建住宅項目推廣裝配式建筑“三板體系”的通知》，決定從9 月12 日起至2022 年12 月31 日，在全市新建住宅項目中分步推廣應(yīng)用裝配式建筑“三板體系”?！叭弩w系”是指預(yù)制疊合樓板、預(yù)制內(nèi)隔墻板、預(yù)制樓梯板。2020 年8 月20 日，南寧、柳州、玉林、賀州等四個自治區(qū)作為裝配式建筑試點城市，自2020 年10 月1 日起取得土地使用權(quán)且屬于實施范圍內(nèi)的新建項目，應(yīng)全面推廣應(yīng)用“三板體系”，鼓勵使用預(yù)制外墻板。

從現(xiàn)階段試行情況來看，裝配式建筑的造價普遍高于傳統(tǒng)現(xiàn)澆筑的成本，以柳州某項目為例。

現(xiàn)以柳州市已經(jīng)開工的裝配式建筑工程作案例估算，估算方式：將同一棟建筑按經(jīng)驗將裝配式形式轉(zhuǎn)換為傳統(tǒng)現(xiàn)澆形式，對比兩者造價差異（如表1 所示）。某項目工程位于柳州，柳州市某住宅7#樓，地上建筑面積16 064.44m，地上18 層，建筑高度53.55m，結(jié)構(gòu)形式框架剪力墻，裝配率為31%，包括：預(yù)制內(nèi)墻板＞50%、疊合樓板與預(yù)制樓梯＞80%，即三板體系。

表1 三板體系和傳統(tǒng)現(xiàn)澆平方造價對比

（1）其中預(yù)制內(nèi)墻板改為蒸壓加氣砌塊減少成本32.55 元/m；（2）預(yù)制內(nèi)墻板改為蒸壓加氣砌塊后抹灰增加成本4.78 元/m；（3）疊合板、預(yù)制陽臺板、樓梯板改為現(xiàn)澆板減少成本124.04元/m。

根據(jù)本地區(qū)所頒布的《裝配式建筑工程消耗量定額》來看，當(dāng)前的定額水平偏高，與本地區(qū)的人工、機械之間存在差距。定額說明規(guī)定裝配式建筑垂直運輸工程消耗量按傳統(tǒng)現(xiàn)澆相應(yīng)項目85%定額，而根據(jù)施工單位反映，因垂直運輸使用的塔吊、施工電梯等均按月租賃，目前實際工期并未比傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑有所縮短，反而還因為是裝配式建筑，可能造成增加塔吊數(shù)量或提高塔吊規(guī)格，導(dǎo)致實際垂直運輸費用不減反增。目前裝配式建筑處于初級發(fā)展階段，邊深化邊施工邊修改的情況比較普遍，由此導(dǎo)致的返工或者是非常規(guī)做法導(dǎo)致成本的增加，責(zé)任難以鑒定。經(jīng)收集各方資料，“三板體系”較傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑提高造價120～200 元/m，50%裝配率時較傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑提高600 元/m。因裝配式建筑施工過程不可預(yù)見因素較多，可能導(dǎo)致成本進一步增加，綜合以上數(shù)據(jù)，建議前期做“三板體系”成本預(yù)測時，每平方米較傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)增加180～200 元。

3 基于BIM 的裝配式建筑建造過程造價管理運用

國內(nèi)造價是從設(shè)計施工圖紙設(shè)計完畢之后開始計算，計算工程量、套定額、調(diào)價、編制施工圖預(yù)算或者是設(shè)計變更、現(xiàn)場簽證、竣工圖紙編制等相關(guān)內(nèi)容。傳統(tǒng)管理方式能夠在一定程度上控制工程造價，但是如果前期投資階段施工設(shè)計方案出現(xiàn)問題，那么預(yù)結(jié)算人員在竣工階段與竣工結(jié)算階段都無法控制工程造價，就會造成無法挽回的損失。全過程造價管理則規(guī)避了出現(xiàn)這種損失的可能，在造價管理中，基于BIM 技術(shù)的全過程造價控制，使用BIM 軟件參與全過程管理，讓全過程造價更精準(zhǔn)、科學(xué)、快速，讓管理更科學(xué)。通過工程信息與資料在BIM 平臺上存檔方便項目管理使用，減少企業(yè)內(nèi)部管理人員重復(fù)勞動，幫助更好的控制項目成本。

3.1 設(shè)計階段

設(shè)計階段是開展工程造價的關(guān)鍵，對工程建設(shè)項目的工程質(zhì)量、建設(shè)工程、工程投資、建設(shè)后使用、建設(shè)經(jīng)濟效益存在直接聯(lián)系。在工程造價管理中設(shè)計費用占3%，但是對整個項目工程的影響超過80%，在選擇合理的設(shè)計單位基礎(chǔ)上，設(shè)計費用不會受到影響，設(shè)計在任何一個環(huán)節(jié)進行創(chuàng)新，所節(jié)約的費用就超出了設(shè)計費用。裝配式建筑增加了PC 構(gòu)建的設(shè)計，PC 構(gòu)件設(shè)計深化費6～8 元/m。裝配式建筑技術(shù)要求高，擁有裝配式建筑設(shè)計經(jīng)驗的機構(gòu)不多，因此在設(shè)計階段應(yīng)盡量優(yōu)先選擇有過相關(guān)經(jīng)驗的設(shè)計單位或綜合實力雄厚的單位。BIM 技術(shù)的主要特色是能夠根據(jù)數(shù)據(jù)信息，建立仿真的三維模擬建筑物，便于設(shè)計師快速繪制出裝配式建筑項目的施工圖紙。基于BIM 的裝配式建筑工程設(shè)計過程包括二階段設(shè)計和三階段設(shè)計，二階段設(shè)計的工程造價管理內(nèi)容是設(shè)計概算，進行三階段設(shè)計過程的則是施工包工頭預(yù)算。設(shè)計單位確定之后使用BIM 技術(shù)進行三維建模，通過模型導(dǎo)出工程量，根據(jù)區(qū)域情況導(dǎo)入市場價格，能夠得到工程的分部價格，該價格與估算價格結(jié)合得到設(shè)計概算。BIM 技術(shù)還能夠結(jié)合工程設(shè)計的建筑、結(jié)構(gòu)，與機電安裝工程等專業(yè)結(jié)合，檢查專業(yè)之間的碰撞，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計問題處理問題，避免因為設(shè)計突變而提高工程造價。

3.2 生產(chǎn)階段

生產(chǎn)階段費用主要集中在構(gòu)件生產(chǎn)廠的前期投資以及材料費用上面。構(gòu)件生產(chǎn)廠前期工廠投入，材料、經(jīng)營費用，模具及損耗等構(gòu)成了構(gòu)件的生產(chǎn)成本。其中材料方面已公布信息價的裝配式新型建筑材料種類少，目前只有預(yù)制混凝土疊合板、樓梯、陽臺板、空調(diào)板，其它材料暫未公布，未公布信息價的新型建筑材料價格認定有一定難度。在生產(chǎn)階段應(yīng)在保證建筑要求不變的情況下，通過確定合理的裝配率，從而降低工程造價。裝配率為單體建筑室外地坪以上的主體結(jié)構(gòu)、圍護墻和內(nèi)隔墻、裝修和設(shè)備管線等采用預(yù)制部品部件的綜合比例，計算公式為：

式（1）中：p 為裝配率 Q1 為主體結(jié)構(gòu)指標(biāo)實際得分值 Q2為圍護墻和內(nèi)隔墻指標(biāo)實際得分值 Q3 為裝修和設(shè)備管線指標(biāo)實際得分值 Q4 為評價項目中缺少的評價項分值總和。

裝配式建筑施工階段是從構(gòu)件廠開始的，構(gòu)件廠生產(chǎn)的構(gòu)件質(zhì)量直接影響到之后現(xiàn)場裝配的質(zhì)量。利用BIM 協(xié)同管理平臺，結(jié)合RFID 技術(shù)，對構(gòu)件生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行逐一掃碼確認及資料掛接，包含原材料合格證明、隱蔽驗收資料、出廠資料等進行管理，確保了生產(chǎn)過程可溯源。同時利用BIM 深化設(shè)計圖，建立模型，可更加全面了解構(gòu)件所需的原材料和技術(shù)支持，實現(xiàn)構(gòu)件生產(chǎn)的精準(zhǔn)化。

3.3 運輸階段

運輸階段是裝配式建筑一個重要環(huán)節(jié)，提高運輸效率，降低運輸成本對造價管理影響重大。在運輸階段，應(yīng)在運輸前期設(shè)計合理的吊裝運輸方案，設(shè)計合適的運輸方案路線，避免構(gòu)件的損害以及減少運輸費用。綜合考慮構(gòu)件的安裝卸貨的順序，合理擺放構(gòu)件的位置，針對構(gòu)件的不同種類尺寸，設(shè)置合理的放置吊裝方法，降低裝卸成本。BIM 技術(shù)的可視化、可通過對構(gòu)件規(guī)格信息，運輸路面信息等因素的綜合分析，制定出高效的運輸及裝卸線路。

3.4 施工階段

項目施工周期比較長，在施工中消耗資源較多，在施工中以設(shè)計圖紙為依據(jù)，結(jié)合BIM 三維模型、施工條件、當(dāng)?shù)貎r格信息、工程合同等文件綜合做好造價管理。在施工中以設(shè)計圖紙為依據(jù)，結(jié)合BIM 三維模型、施工條件、當(dāng)?shù)匦畔r格、工程合同等文件綜合做好造價管理。施工階段的造價控制主要體現(xiàn)在：（1）施工階段的進度款審核、資金定向使用管理非常重要?？梢愿鶕?jù)BIM 技術(shù)提取不同進度階段不同區(qū)域不同構(gòu)件量，根據(jù)區(qū)域市場價格與合同文件來進行工程計價，從而判斷款項的進度。BIM 具備可視化特征，可以根據(jù)施工進度與不同時間點的人工、材料、消耗量形成材料資源使用計劃，制定項目資金使用計劃 。BIM 能夠動態(tài)展示各個階段資源使用情況，避免資金短缺。（2）施工過程供應(yīng)材料管理很重要，施工之前使用BIM 技術(shù)制定施工階段的材料用量與規(guī)格，針對性制定采購計劃，包括材料名稱、數(shù)量、到場時間等，避免占用同時減少資源材料的消耗。

基于BIM 的造價控制是工程造價管理的新思維、新概念、新方法，它不僅解決了海量數(shù)據(jù)處理的難題而且將造價管理流程升級，把造價管理從點擴展到面，使得造價管理更精確和高效。其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）打破了工程造價管理的條塊分割狀況，使造價管理實現(xiàn)了實時、動態(tài)、精準(zhǔn)分析，提高了工程項目參與方對成本控制的能力，有效地提高了建筑市場的透明度。（2）提高了工程量計算的準(zhǔn)確性和效率。工程量是造價管理的關(guān)鍵要素，BIM 技術(shù)通過精準(zhǔn)的運算和實體扣減，其工程量精準(zhǔn)度遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)計算方式。（3）提高了資源計劃管理水平。BIM 通過動態(tài)實時監(jiān)控，可以更加合理地安排資金、人員、材料和機械等，對項目各階段信息實時把控核算，更加準(zhǔn)確的制定派工和資金計劃，以實現(xiàn)精細化造價管理。（4）改變傳統(tǒng)的設(shè)計變更，多算對比的落后狀況。BIM技術(shù)直接將設(shè)計變更的內(nèi)容與模型關(guān)聯(lián)，實時進行調(diào)整。每個構(gòu)件都被賦予參數(shù)化信息，通過任意組合各構(gòu)件信息，為工程項目的多算對比提供了相應(yīng)技術(shù)支持。

4 結(jié)語

建筑業(yè)是我國的主要支柱產(chǎn)業(yè)之一，轉(zhuǎn)型發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。以裝配式建筑為主要執(zhí)行點，結(jié)合BIM 技術(shù)實施裝配式建筑的全過程造價管理可以更好地推動我國建筑發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變。目前裝配式建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)澆注建筑相比，成本高于現(xiàn)澆注建筑，用發(fā)展的眼光來看，隨著裝配式建筑在技術(shù)上日益成熟、市場逐漸完善、上下游產(chǎn)業(yè)配套全面跟上，同時隨著人工成本的日益上升，裝配式建筑在人工用量上的集約和節(jié)省優(yōu)勢將得到充分體現(xiàn)，其建造成本必會低于傳統(tǒng)建筑。相信隨著國家的大力支持，裝配式建筑行業(yè)的競爭力會逐步顯現(xiàn)。

綜上，基于BIM 全過程造價管理倡導(dǎo)全時間段、全方位、全員參與的整體造價管理控制。在建筑施工中，對項目全過程各階段進行造價控制，分析建筑施工的各種指標(biāo)，對各階段的造價發(fā)生額與預(yù)期的目標(biāo)進行控制，一旦存在偏差能夠及時糾正，保證項目工程造價控制在既定范圍之內(nèi)。同時，本文結(jié)合案例，明確了BIM 技術(shù)在裝配式建筑全過程造價管理方面的優(yōu)勢，從設(shè)計、生產(chǎn)、運輸、施工等方面提出管理措施，具有一定的參考價值。