被動(dòng)式超低能耗綠色建筑成本管理優(yōu)化

田雨

【摘要】本文通過分析被動(dòng)式超低能耗綠色建筑近年來的發(fā)展以及對全生命周期成本管理理論進(jìn)行研究，詳細(xì)分析了其管理模式的特點(diǎn)，基于BIM技術(shù)對其成本管理流程進(jìn)行了優(yōu)化。

【關(guān)鍵詞】被動(dòng)式;超低能耗;綠色建筑;成本管理

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.13.038

1、決策設(shè)計(jì)階段成本管理

相比傳統(tǒng)建筑，被動(dòng)式超低能耗綠色建筑的決策設(shè)計(jì)將更加復(fù)雜，計(jì)算量更大，傳統(tǒng)人工項(xiàng)目管理模式完全無法滿足對本項(xiàng)目建設(shè)成本管理需求，因此本文在項(xiàng)目決策設(shè)計(jì)階段，采用的是基于BIM數(shù)據(jù)庫的項(xiàng)目決策設(shè)計(jì)模式。該模式的重點(diǎn)在于能夠可視化、高效的自動(dòng)進(jìn)行建筑模型構(gòu)建，并可以進(jìn)行協(xié)同管理、碰撞檢測和性能優(yōu)化，是目前被動(dòng)房建設(shè)的首要選擇。對于本項(xiàng)目而言，其成本管理的重點(diǎn)在于設(shè)計(jì)階段的成本控制，選擇合適的建設(shè)地點(diǎn)、成本和性能最優(yōu)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、利于整體運(yùn)營的室內(nèi)環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)等都是影響建設(shè)項(xiàng)目整體成本的重要因素，所以本文提出將傳統(tǒng)的偏重核算的被動(dòng)式成本管理模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐越⒛繕?biāo)成本為導(dǎo)向、堅(jiān)持事中成本控制，以提前成本策劃為原則的耦合式全生命周期成本管理模式。

決策設(shè)計(jì)階段又可以分為兩個(gè)步驟，先決策后設(shè)計(jì)，兩者相輔相成，決策決定了設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)又對決策起到了承上啟下的作用，設(shè)計(jì)就是要將決策的意圖和思路通過設(shè)計(jì)文件實(shí)現(xiàn)出來，并指導(dǎo)后續(xù)的施工工作。目標(biāo)成本是在項(xiàng)目建設(shè)前，以建設(shè)最經(jīng)濟(jì)合理的項(xiàng)目為原則，根據(jù)需求以及預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)而所設(shè)立的需要努力實(shí)現(xiàn)的成本指標(biāo)。本文提出通過建立項(xiàng)目不同階段的目標(biāo)成本指標(biāo)，針對每個(gè)階段的不同方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評價(jià)，最終選擇價(jià)值最大化的方案組合，以此來達(dá)到該階段成本管理的目的，如下圖1所示為被動(dòng)房決策設(shè)計(jì)階段流程圖。

在被動(dòng)式超低能耗綠色建筑（被動(dòng)房）的決策設(shè)計(jì)階段，主要利用大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢構(gòu)建了BIM數(shù)據(jù)庫，來實(shí)現(xiàn)被動(dòng)房項(xiàng)目建設(shè)周期不同階段中數(shù)據(jù)的共享和協(xié)作，同時(shí)可以對被動(dòng)房的性能進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文所建立的BIM 數(shù)據(jù)庫不僅包含全部建筑產(chǎn)品的基本信息，還包含由專業(yè)人士增加的結(jié)構(gòu)信息，除此之外，該數(shù)據(jù)庫還包含一些歷史BIM模型數(shù)據(jù)，主要包括工程量數(shù)據(jù)、成本數(shù)據(jù)和相關(guān)圖紙資料數(shù)據(jù)。待所建項(xiàng)目的建筑信息、結(jié)構(gòu)信息以及其他專業(yè)信息錄入系統(tǒng)之后，被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)師就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)取，完成3D模型制作，最終形成初始的建設(shè)方案原型，如下圖2所示為基于BIM數(shù)據(jù)庫的方案選擇。

對于傳統(tǒng)建筑項(xiàng)目管理而言，在決策設(shè)計(jì)階段，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)多方信息溝通不暢，因設(shè)計(jì)變更信息共享不及時(shí)導(dǎo)致的成本損失和資源浪費(fèi)，嚴(yán)重時(shí)直接影響施工的質(zhì)量和進(jìn)度。傳統(tǒng)的建筑項(xiàng)目往往是基于2D圖紙進(jìn)行設(shè)計(jì)，不具備信息共享的特征，一旦圖紙發(fā)生變更，那么設(shè)計(jì)方和施工方就會(huì)因?yàn)樾畔贤ú患皶r(shí)導(dǎo)致返工。而基于BIM模式進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，能夠?qū)φ麄€(gè)項(xiàng)目進(jìn)行可視化管理，利用碰撞檢驗(yàn)方法及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案中不合理的地方，同時(shí)進(jìn)行性能模擬實(shí)驗(yàn)，測試項(xiàng)目建設(shè)是否滿足被動(dòng)房建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)。相比傳統(tǒng)的管理模式，本文采用的模式不僅能夠提高施工效率，同時(shí)可以降低整個(gè)項(xiàng)目的成本。如下表1所示，是傳統(tǒng)建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)管理模式與基于BIM項(xiàng)目設(shè)計(jì)管理模式的對比情況，能夠看出，目前在被動(dòng)房成本控制方面，BIM模式占據(jù)很大優(yōu)勢。

2、施工建設(shè)階段成本管理

在項(xiàng)目施工建設(shè)階段，與傳統(tǒng)建筑相比，被動(dòng)式超低能耗綠色建筑由于其建造標(biāo)準(zhǔn)高，需要的材料、人力、前期投入的成本都比傳統(tǒng)建筑要高，對材料、人力的管理成本也會(huì)隨之增加，但是其優(yōu)勢就在于運(yùn)行費(fèi)用低、溫濕度恒定、室內(nèi)清潔衛(wèi)生、安靜舒適、空氣質(zhì)量高。由于所需材料種類、數(shù)量都比傳統(tǒng)建筑要多，還需要經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的人員才可以進(jìn)行施工，需要綜合考慮能耗、氣候、經(jīng)濟(jì)性等因素來對施工過程進(jìn)行協(xié)調(diào)一體化控制，同時(shí)還需要借助高科技新技術(shù)來保證其建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。因此采用傳統(tǒng)的項(xiàng)目管理模式已經(jīng)無法對該建筑項(xiàng)目進(jìn)行精細(xì)化施工和一體化控制。本文借助了BIM模型，采用BIM技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對被動(dòng)式超低能耗綠色建筑全生命周期進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控，對施工現(xiàn)場進(jìn)行協(xié)同管理，有效地減少了不必要的成本支出和浪費(fèi)，雖然施工階段能影響的項(xiàng)目成本程度僅在10%左右，但是由于施工階段動(dòng)用了大量的資源，所以該階段成本控制的好壞能直接體現(xiàn)出實(shí)際意義。同時(shí)，項(xiàng)目在實(shí)施階段的環(huán)境是復(fù)雜的、不可預(yù)計(jì)的、受多種因素制約的，這也就導(dǎo)致了在施工階段很容易發(fā)生影響成本的事件，由此可見，施工階段的成本管理既是困難的也是重要的。

2.1管理方式

由于項(xiàng)目在執(zhí)行過程中受時(shí)間跨度長，設(shè)計(jì)變更及工程簽證頻發(fā)等因素的影響，從而導(dǎo)致材料價(jià)格、工程量等發(fā)生變化，故相對于一開始的目標(biāo)成本，項(xiàng)目最終的實(shí)際發(fā)生成本就會(huì)改變，在目標(biāo)成本設(shè)定好的情況下執(zhí)行動(dòng)態(tài)成本管理以保證項(xiàng)目在執(zhí)行過程中不偏離預(yù)定的目標(biāo)成本。

動(dòng)態(tài)成本即項(xiàng)目在不同的執(zhí)行階段預(yù)計(jì)要發(fā)生的最終成本。在該建筑項(xiàng)目建造過程中，以動(dòng)態(tài)成本去對所發(fā)的成本進(jìn)行預(yù)警、管控，從而保證最終的結(jié)算成本不超支，我們將動(dòng)態(tài)成本的計(jì)算公式定義為動(dòng)態(tài)成本=已發(fā)生成本+預(yù)計(jì)發(fā)生成本=已簽訂合同+已確定變更簽證+待發(fā)生合同+預(yù)估變更簽證。從該公式我們可以看出，動(dòng)態(tài)成本最主要的就是對于待發(fā)生項(xiàng)金額的預(yù)估。

在項(xiàng)目的不同階段，動(dòng)態(tài)成本的計(jì)算公式不同，在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段，動(dòng)態(tài)成本等于目標(biāo)成本，在項(xiàng)目施工過程中，動(dòng)態(tài)成本=已發(fā)生成本+預(yù)計(jì)發(fā)生成本=已簽訂合同+已確定變更簽證+待發(fā)生合同+預(yù)估變更簽證，在結(jié)算階段，動(dòng)態(tài)成本等于結(jié)算成本。

2.2管理流程

首先，在施工開始前將目標(biāo)成本分解到各級科目，形成成本指導(dǎo)紅線，同時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)文件及現(xiàn)場情況合理編寫施工組織設(shè)計(jì)，在整個(gè)項(xiàng)目建筑過程中完善變更簽證的審批流程，嚴(yán)控變更簽證的發(fā)生，當(dāng)費(fèi)用發(fā)生變化及時(shí)進(jìn)行相關(guān)測算，形成動(dòng)態(tài)成本進(jìn)行調(diào)節(jié)管控。

2.3控制措施

為了在施工過程中達(dá)到質(zhì)量、進(jìn)度、成本三者的平衡，應(yīng)該從以下幾個(gè)方面對施工成本進(jìn)行把控。

（1）施工方案優(yōu)化

合理編制及選擇施工組織設(shè)計(jì)是保證順利完成工程施工建設(shè)的前提，在施工組織設(shè)計(jì)中要對施工進(jìn)度、人員調(diào)配、機(jī)械使用、材料資源進(jìn)場安排等作出詳細(xì)合理的規(guī)劃，避免資源浪費(fèi)。在施工方案編制的同時(shí)，對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行成本測算分析，選擇技術(shù)與經(jīng)濟(jì)最優(yōu)的方案。

（2）合理使用材料與施工機(jī)具

施工是資源集中利用并轉(zhuǎn)變的過程，由于項(xiàng)目具有體量大等特點(diǎn)，施工現(xiàn)場需要的材料及施工機(jī)具也會(huì)非常多，應(yīng)合理安排資源采購、進(jìn)場使用計(jì)劃，同時(shí)建立良好的現(xiàn)場管控流程，確保材料及施工機(jī)具的流轉(zhuǎn)，減少庫存堆積，節(jié)約成本。

（3）嚴(yán)控現(xiàn)場簽證及設(shè)計(jì)變更

施工現(xiàn)場環(huán)境是復(fù)雜的、不可預(yù)見的，所以在設(shè)計(jì)階段確定的設(shè)計(jì)文件在實(shí)際實(shí)施過程中會(huì)由于各種不確定因素發(fā)生改變，這就導(dǎo)致了現(xiàn)場簽證及設(shè)計(jì)變更的發(fā)生。目前，在竣工結(jié)算階段所增加的成本很大部分是由此產(chǎn)生，變更簽證不僅導(dǎo)致了成本的增加還延長了施工進(jìn)度，所以在施工過程中要對設(shè)計(jì)文件、合同、施工組織方案進(jìn)行詳細(xì)研究分析，減少自身原因?qū)е碌某杀驹黾?，同時(shí)建立現(xiàn)場簽證及設(shè)計(jì)變更管控流程，當(dāng)一方提出設(shè)計(jì)變更或者現(xiàn)場簽證時(shí)，要根據(jù)管控流程進(jìn)行嚴(yán)格審查，盡量減少相關(guān)變更簽證的發(fā)生，節(jié)約成本。

3、運(yùn)營維護(hù)階段成本管理

在項(xiàng)目運(yùn)營維護(hù)階段，項(xiàng)目管理的主體將會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榉课莸乃腥?，管理的對象主要是被?dòng)房的內(nèi)部設(shè)施以及設(shè)備的操作，該階段的成本管理設(shè)計(jì)主要是為了減少在被動(dòng)房交付之后的后期產(chǎn)生的運(yùn)營費(fèi)用，由于被動(dòng)房建筑項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)較高，相比傳統(tǒng)建筑后期成本管理尤為重要，選用好的管理方法不僅能夠維持被動(dòng)房的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)可以減少許多使用和管理成本，本文主要借助BIM技術(shù)來實(shí)現(xiàn)運(yùn)營維護(hù)階段的成本管理，并采用Autodesk公司的Revit軟件來完成被動(dòng)式超低能耗綠色建筑的運(yùn)營維護(hù)成本管理。利用BIM模型可以輕松根據(jù)現(xiàn)況、現(xiàn)有設(shè)施，或者是現(xiàn)有設(shè)施內(nèi)特定區(qū)域的現(xiàn)況建模，以提供營運(yùn)維護(hù)規(guī)劃作業(yè)所需現(xiàn)地信息，通過建立BIM模型能夠快速了解建筑結(jié)構(gòu)信息，設(shè)備運(yùn)行各項(xiàng)指標(biāo)，了解設(shè)備的使用壽命和維護(hù)計(jì)劃，及時(shí)發(fā)現(xiàn)需要修繕和維護(hù)的設(shè)備或固定建筑，從而降低運(yùn)營維護(hù)成本。

運(yùn)營階段的實(shí)施主體是業(yè)主和物業(yè)管理者，在被動(dòng)式超低能耗綠色建筑中，其設(shè)備運(yùn)營狀態(tài)應(yīng)是各管理方的關(guān)注重點(diǎn)，運(yùn)營管理即通過科學(xué)的方法，對建筑物的各設(shè)施進(jìn)行日常維護(hù)、使用管理，確保其達(dá)到預(yù)期的使用指標(biāo)及經(jīng)濟(jì)效益，是一個(gè)投入、轉(zhuǎn)換、產(chǎn)出的過程。

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，相比于傳統(tǒng)建筑，其在夏季不需要額外的空調(diào)制冷，冬季不需要采暖設(shè)施，這些都是建設(shè)階段降低的成本因素，并且其在運(yùn)營階段，會(huì)因此持續(xù)的節(jié)省成本。在傳統(tǒng)建筑中，運(yùn)營及維護(hù)所消耗的費(fèi)用往往占全生命周期成本的很大的比重，由此，降低建設(shè)項(xiàng)目運(yùn)營及維護(hù)階段的成本就成了成本控制的關(guān)鍵因素。

3.1管理方式

基于以上原因，針對運(yùn)營階段的能源消耗、水資源消耗、材料消耗、室內(nèi)環(huán)境等運(yùn)營管理都是直接保證被動(dòng)式超低能耗綠色建筑的運(yùn)營階段成本可控的重要手段。通過對其進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以全面掌握建筑整體的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，調(diào)整各設(shè)備參數(shù)，營造良好的居住環(huán)境，并根據(jù)運(yùn)行過程中數(shù)據(jù)的積累，找出資源消耗的異常情況，對設(shè)施等進(jìn)行改進(jìn)，提高運(yùn)行效率，節(jié)約成本。

3.2管理流程

被動(dòng)式超低能耗綠色建筑運(yùn)營階段成本管理流程如圖3所示：

3.3控制措施

（1）運(yùn)營信息集成

在運(yùn)營階段，實(shí)時(shí)掌握被動(dòng)式超低能耗綠色建筑的熱泵、新風(fēng)熱回收等系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，以便了解其運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)某部位發(fā)生故障時(shí)，利用BIM三維模型準(zhǔn)確的顯示出具體的位置及信息，方便維修人員進(jìn)行具體的修理工作，其也可對全部設(shè)備進(jìn)行維護(hù)管理，根據(jù)各設(shè)備的使用情況，合理安排維修或更換時(shí)間，確保資金的合理使用。

（2）設(shè)備及資產(chǎn)管理

傳統(tǒng)的設(shè)備和資產(chǎn)管理更多的是靠管理人員對各資產(chǎn)信息進(jìn)行手工錄入，在錄入過程中，不可避免的存在人為性失誤，并且單獨(dú)的紙質(zhì)版或電子版資產(chǎn)信息檔案在查閱和管理過程中存在著不便利性，隨著頻繁的借閱或者管理人員的更換，部分存檔資料容易出現(xiàn)丟失情況，造成損失。

利用電子化集成技術(shù)可將項(xiàng)目從開始建設(shè)到竣工驗(yàn)收、運(yùn)營階段的全部信息進(jìn)行統(tǒng)一保存，設(shè)備管理人員可從其中方便快速的調(diào)取任何部位的設(shè)備信息，并對其進(jìn)行修改，以便于對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行具體的維護(hù)。在被動(dòng)房建造過程中，其熱泵系統(tǒng)和新風(fēng)熱回收系統(tǒng)都需要精細(xì)化的維護(hù)，確保其運(yùn)營狀態(tài)，節(jié)約成本。

（3）能耗分析

對建筑系統(tǒng)進(jìn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)分析，如建筑能耗分析、人流量分析等，通過各項(xiàng)模擬分析，形成具體數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備維護(hù)及管理人員可根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)對設(shè)備的運(yùn)營參數(shù)實(shí)施調(diào)整，在保證室內(nèi)環(huán)境符合標(biāo)準(zhǔn)的前提下，盡可能去尋找降低設(shè)備能耗的措施，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的。

4、拆除回收階段成本管理

拆除回收階段成本管理，主要是站在用戶角度估算拆除被動(dòng)式超低能耗綠色建筑需要花費(fèi)的費(fèi)用和獲得殘值收益，主要包括對建筑拆除成本、廢物垃圾處理費(fèi)用、房屋殘值回收成本的管理，此外還需要對該階段的環(huán)境和社會(huì)成本進(jìn)行嚴(yán)格管控。目前拆除回收主要有兩種方式，一是政府政策性收回，會(huì)根據(jù)建筑面積進(jìn)行統(tǒng)一補(bǔ)償;二是開發(fā)商進(jìn)行廢舊拆除重建，無論是哪種拆除方式，住戶都會(huì)得到相應(yīng)的安置。