被動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，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)計階段成本管理

相比傳統(tǒng)建筑，被動式超低能耗綠色建筑的決策設(shè)計將更加復(fù)雜，計算量更大，傳統(tǒng)人工項目管理模式完全無法滿足對本項目建設(shè)成本管理需求，因此本文在項目決策設(shè)計階段，采用的是基于BIM數(shù)據(jù)庫的項目決策設(shè)計模式。該模式的重點在于能夠可視化、高效的自動進(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，是目前被動房建設(shè)的首要選擇。對于本項目而言，其成本管理的重點在于設(shè)計階段的成本控制，選擇合適的建設(shè)地點、成本和性能最優(yōu)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、利于整體運營的室內(nèi)環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)等都是影響建設(shè)項目整體成本的重要因素，所以本文提出將傳統(tǒng)的偏重核算的被動式成本管理模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐越⒛繕?biāo)成本為導(dǎo)向、堅持事中成本控制，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)計階段又可以分為兩個步驟，先決策后設(shè)計，兩者相輔相成，決策決定了設(shè)計的基礎(chǔ)，設(shè)計又對決策起到了承上啟下的作用，設(shè)計就是要將決策的意圖和思路通過設(shè)計文件實現(xiàn)出來，并指導(dǎo)后續(xù)的施工工作。目標(biāo)成本是在項目建設(shè)前，以建設(shè)最經(jīng)濟(jì)合理的項目為原則，根據(jù)需求以及預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)而所設(shè)立的需要努力實現(xiàn)的成本指標(biāo)。本文提出通過建立項目不同階段的目標(biāo)成本指標(biāo)，針對每個階段的不同方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評價，最終選擇價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所示為被動房決策設(shè)計階段流程圖。

在被動式超低能耗綠色建筑（被動房）的決策設(shè)計階段，主要利用大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢構(gòu)建了BIM數(shù)據(jù)庫，來實現(xiàn)被動房項目建設(shè)周期不同階段中數(shù)據(jù)的共享和協(xié)作，同時可以對被動房的性能進(jìn)行模擬實驗和優(yōu)化設(shè)計。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，被動式建筑設(shè)計師就可以進(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)建筑項目管理而言，在決策設(shè)計階段，經(jīng)常會出現(xiàn)多方信息溝通不暢，因設(shè)計變更信息共享不及時導(dǎo)致的成本損失和資源浪費，嚴(yán)重時直接影響施工的質(zhì)量和進(jìn)度。傳統(tǒng)的建筑項目往往是基于2D圖紙進(jìn)行設(shè)計，不具備信息共享的特征，一旦圖紙發(fā)生變更，那么設(shè)計方和施工方就會因為信息溝通不及時導(dǎo)致返工。而基于BIM模式進(jìn)行項目設(shè)計時，能夠?qū)φ麄€項目進(jìn)行可視化管理，利用碰撞檢驗方法及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計方案中不合理的地方，同時進(jìn)行性能模擬實驗，測試項目建設(shè)是否滿足被動房建設(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，同時可以降低整個項目的成本。如下表1所示，是傳統(tǒng)建筑項目設(shè)計管理模式與基于BIM項目設(shè)計管理模式的對比情況，能夠看出，目前在被動房成本控制方面，BIM模式占據(jù)很大優(yōu)勢。

2、施工建設(shè)階段成本管理

在項目施工建設(shè)階段，與傳統(tǒng)建筑相比，被動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隨之增加，但是其優(yōu)勢就在于運行費用低、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)的項目管理模式已經(jīng)無法對該建筑項目進(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)來實現(xiàn)對被動式超低能耗綠色建筑全生命周期進(jìn)行動態(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，雖然施工階段能影響的項目成本程度僅在10%左右，但是由于施工階段動用了大量的資源，所以該階段成本控制的好壞能直接體現(xiàn)出實際意義。同時，項目在實施階段的環(huán)境是復(fù)雜的、不可預(yù)計的、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

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

動態(tài)成本即項目在不同的執(zhí)行階段預(yù)計要發(fā)生的最終成本。在該建筑項目建造過程中，以動態(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，我們將動態(tài)成本的計算公式定義為動態(tài)成本=已發(fā)生成本+預(yù)計發(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，動態(tài)成本最主要的就是對于待發(fā)生項金額的預(yù)估。

在項目的不同階段，動態(tài)成本的計算公式不同，在項目設(shè)計階段，動態(tài)成本等于目標(biāo)成本，在項目施工過程中，動態(tài)成本=已發(fā)生成本+預(yù)計發(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，同時根據(jù)設(shè)計文件及現(xiàn)場情況合理編寫施工組織設(shè)計，在整個項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)費用發(fā)生變化及時進(jìn)行相關(guān)測算，形成動態(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)計中要對施工進(jìn)度、人員調(diào)配、機械使用、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。在施工方案編制的同時，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具

施工是資源集中利用并轉(zhuǎn)變的過程，由于項目具有體量大等特點，施工現(xiàn)場需要的材料及施工機具也會非常多，應(yīng)合理安排資源采購、進(jìn)場使用計劃，同時建立良好的現(xiàn)場管控流程，確保材料及施工機具的流轉(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)計階段確定的設(shè)計文件在實際實施過程中會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?，同時建立現(xiàn)場簽證及設(shè)計變更管控流程，當(dāng)一方提出設(shè)計變更或者現(xiàn)場簽證時，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、運營維護(hù)階段成本管理

在項目運營維護(hù)階段，項目管理的主體將會轉(zhuǎn)變?yōu)榉课莸乃腥?，管理的對象主要是被動房的?nèi)部設(shè)施以及設(shè)備的操作，該階段的成本管理設(shè)計主要是為了減少在被動房交付之后的后期產(chǎn)生的運營費用，由于被動房建筑項目建設(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房的正常運轉(zhuǎn)，同時可以減少許多使用和管理成本，本文主要借助BIM技術(shù)來實現(xiàn)運營維護(hù)階段的成本管理，并采用Autodesk公司的Revit軟件來完成被動式超低能耗綠色建筑的運營維護(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)備運行各項指標(biāo)，了解設(shè)備的使用壽命和維護(hù)計劃，及時發(fā)現(xiàn)需要修繕和維護(hù)的設(shè)備或固定建筑，從而降低運營維護(hù)成本。

運營階段的實施主體是業(yè)主和物業(yè)管理者，在被動式超低能耗綠色建筑中，其設(shè)備運營狀態(tài)應(yīng)是各管理方的關(guān)注重點，運營管理即通過科學(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，并且其在運營階段，會因此持續(xù)的節(jié)省成本。在傳統(tǒng)建筑中，運營及維護(hù)所消耗的費用往往占全生命周期成本的很大的比重，由此，降低建設(shè)項目運營及維護(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)境等運營管理都是直接保證被動式超低能耗綠色建筑的運營階段成本可控的重要手段。通過對其進(jìn)行實時監(jiān)控，可以全面掌握建筑整體的運行狀態(tài)，及時發(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)，提高運行效率，節(jié)約成本。

3.2管理流程

被動式超低能耗綠色建筑運營階段成本管理流程如圖3所示：

3.3控制措施

（1）運營信息集成

在運營階段，實時掌握被動式超低能耗綠色建筑的熱泵、新風(fēng)熱回收等系統(tǒng)的運行參數(shù)，以便了解其運行狀態(tài)。當(dāng)某部位發(fā)生故障時，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)可將項目從開始建設(shè)到竣工驗收、運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)行各項數(shù)據(jù)分析，如建筑能耗分析、人流量分析等，通過各項模擬分析，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)備的運營參數(shù)實施調(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式超低能耗綠色建筑需要花費的費用和獲得殘值收益，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，會根據(jù)建筑面積進(jìn)行統(tǒng)一補償;二是開發(fā)商進(jìn)行廢舊拆除重建，無論是哪種拆除方式，住戶都會得到相應(yīng)的安置。