基于BIM技術(shù)的裝配式建筑成本控制研究

劉青山 徐建新

（1.華北理工大學(xué)，河北 唐山 063000；2.渤海理工職業(yè)學(xué)院，河北 滄州 061100）

隨著經(jīng)濟(jì)水平不斷提高，加快了城市化的進(jìn)程，同時(shí)推動(dòng)建筑業(yè)的發(fā)展，建筑業(yè)成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)支柱性產(chǎn)業(yè)，但針對(duì)我國(guó)生態(tài)文明發(fā)展的要求，由于傳統(tǒng)建筑具有一系列問(wèn)題尤其是耗能高和噪音大的問(wèn)題[1]，已經(jīng)不能更好地適應(yīng)綠色建筑的發(fā)展，所以建筑業(yè)要想更好地發(fā)展就需要轉(zhuǎn)型升級(jí)，其中由于裝配式建筑具有綠色建筑的多種優(yōu)點(diǎn)，尤其是資源利用率高和施工周期短的特點(diǎn)，因此發(fā)展裝配式建筑是建筑業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的一種途徑[2]。但我國(guó)所引進(jìn)裝配式建筑時(shí)間與其他發(fā)達(dá)國(guó)家相比較晚，且不管是從技術(shù)、管理及人員等方面來(lái)講，都缺乏經(jīng)驗(yàn)，致使我國(guó)裝配式建筑推廣進(jìn)程較為緩慢。經(jīng)過(guò)相關(guān)分析得知，成本高于傳統(tǒng)建筑是制約裝配式建筑發(fā)展的最主要因素。基于此，為促進(jìn)建筑建造過(guò)程管理，既要加強(qiáng)對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，還應(yīng)緊密融合裝配式建筑，將這兩者結(jié)合在一起，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化管理，實(shí)現(xiàn)成本控制，增強(qiáng)裝配式建筑核心競(jìng)爭(zhēng)力，進(jìn)一步推動(dòng)建筑業(yè)發(fā)展。

1 裝配式建筑的特點(diǎn)

1.1 建筑周期短

預(yù)制裝配式建筑的主要構(gòu)件在加工廠進(jìn)行生產(chǎn)，以大型機(jī)械運(yùn)輸和安裝為主進(jìn)行施工，就當(dāng)前的情況來(lái)看，裝配式建筑施工技術(shù)建造速度比較快，從某種意義上來(lái)講能避免施工受季節(jié)變化的影響，進(jìn)而不斷地提升施工進(jìn)程，縮短施工周期[3]。

1.2 建設(shè)質(zhì)量高

構(gòu)件在工廠主要以機(jī)械化生產(chǎn)為主，便于控制產(chǎn)品的質(zhì)量，由于尺寸更加精確，能夠和設(shè)備更好地配合在一起，避免住宅尺寸之間存在較大的偏差，降低工程質(zhì)量通病存在的概率。除此之外，裝配式建筑在主體組裝方面基本上以預(yù)制鋼構(gòu)件為主，通過(guò)一些輕型鋼構(gòu)件組合房屋的各個(gè)部分，使其具備多個(gè)功能，例如防火、防蟲以及防潮等功能[4,5]。

1.3 節(jié)約能源

構(gòu)件基本上是在工廠加工，機(jī)械化生產(chǎn)，不斷提升生產(chǎn)水平，避免投入過(guò)多的現(xiàn)場(chǎng)施工人員，還無(wú)需過(guò)多使用鋼材和木材減少具體施工量，尤其是施工現(xiàn)場(chǎng)腳手架和臨時(shí)支撐等，一定程度上減少施工現(xiàn)場(chǎng)的耗電量，節(jié)約資源。

1.4 環(huán)境影響小

以往傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)澆筑施工方法需要進(jìn)行濕作業(yè)，而且作業(yè)量比較大，最重要的一點(diǎn)就是無(wú)法控制好施工現(xiàn)場(chǎng)的清潔度。與此同時(shí)，在機(jī)械設(shè)備實(shí)際運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的噪音，也會(huì)存在粉塵污染的現(xiàn)象。預(yù)制裝配式建筑與傳統(tǒng)施工相比不同的是：其建筑構(gòu)件加工方面主要在工廠進(jìn)行，能實(shí)現(xiàn)養(yǎng)護(hù)用水反復(fù)的應(yīng)用，降低光污染的概率；促進(jìn)工作水平的提升，且噪音較小[6,7]。

2 BIM的內(nèi)涵與特征

2.1 BIM的內(nèi)涵

在建筑信息化發(fā)展方面，BIM作為主要核心工具，具備一定的建模功能。隨著軟件不斷的發(fā)展與應(yīng)用，其中除了具有設(shè)計(jì)和施工功能之外，還有造價(jià)和運(yùn)維功能等，除了實(shí)現(xiàn)三維設(shè)計(jì)之外，還能實(shí)現(xiàn)數(shù)字建造等[8]。

隨著B(niǎo)IM和云計(jì)算功能的不斷發(fā)展，既要加強(qiáng)工程造價(jià)還應(yīng)進(jìn)行智能建造，將這兩者結(jié)合在一起，通過(guò)多個(gè)能力組合逐漸地滲透在項(xiàng)目工程成本控制中，進(jìn)行合理的應(yīng)用，其中在這方面主要就是擁有圖形處理能力和計(jì)算能力，而且通過(guò)BIM綜合管理平臺(tái)和各個(gè)專業(yè)融合在一起，不管是在項(xiàng)目設(shè)計(jì)還是施工以及成本控制中，能為其管控提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)，不斷地提高運(yùn)營(yíng)能力，更好地進(jìn)行管控。

2.2 BIM的特征

建筑工程會(huì)涉及多個(gè)部門，不僅體量大，還會(huì)消耗大量的資源，同時(shí)還存在一些不可控因素，無(wú)法實(shí)現(xiàn)全面管控。加強(qiáng)對(duì)BIM的應(yīng)用便于更好地管控，在可視化信息表達(dá)下，充分地表現(xiàn)出各個(gè)階段的進(jìn)程，其中BIM特征主要有如下幾方面體現(xiàn)[9]：

首先，集成性。在項(xiàng)目管理的過(guò)程中，充分合理地利用BIM技術(shù)，一定程度上能集成多維度管控方式，尤其是設(shè)計(jì)管控、施工工程進(jìn)度管控，以及時(shí)間管控等。提高各個(gè)部門對(duì)項(xiàng)目各個(gè)階段管控的重視度，加大整合力度，在BIM平臺(tái)中全面整合多項(xiàng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目管理，達(dá)到管控目的。

其次，可視化。設(shè)計(jì)方面不同于傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)，良好設(shè)計(jì)能力從某種程度上來(lái)看，除了能將三維圖體現(xiàn)出來(lái)之外，建模過(guò)程與裝配式建筑建造過(guò)程之間具有一定聯(lián)系，起著相輔相成的作用。但就當(dāng)前主流二維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行分析還缺少一定功能，尤其是光照時(shí)長(zhǎng)功能和道路規(guī)劃功能。在具體施工管控期間由于具備可視化功能，一定程度上便于進(jìn)行施工進(jìn)度管控。在成本控制中其設(shè)計(jì)方面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)人員和材料使用量的獲取，有助于提升造價(jià)預(yù)算控制水平。

最后，模擬性。仿真模擬性功能作為BIM具備的主要功能，通過(guò)光照模擬鑒于建筑物接受光照的具體時(shí)長(zhǎng)，一定程度上能夠?qū)⑵渑袛喑鰜?lái)，在裝配式建筑PC構(gòu)件設(shè)計(jì)中，通過(guò)碰撞檢測(cè)能夠降低風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率，在具體施工期間，為其運(yùn)輸和吊裝車輛的運(yùn)輸路徑模擬提供一定思路，便于構(gòu)件更好地存儲(chǔ)擺放。通過(guò)模擬建造能計(jì)算出所用人員和材料的峰值。

3 裝配式建筑與BIM結(jié)合的必要性

BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)建筑信息數(shù)字化處理應(yīng)用，尤其是可視化和可模擬以及可優(yōu)化的特點(diǎn)，可以充分地應(yīng)用在整個(gè)施工階段中，根據(jù)工作實(shí)際情況能讓自身的價(jià)值得以展現(xiàn)。其中，加強(qiáng)對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用促進(jìn)更好地協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)作為其貫徹的重點(diǎn)，在同一工作平臺(tái)上使各建方保持聯(lián)系，加強(qiáng)溝通，便于更好地完善工作內(nèi)容。除此之外，充分利用BIM技術(shù)以三維模型的方式展現(xiàn)出原來(lái)的圖紙，便于提前實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)，尤其是后期深化設(shè)計(jì)和工程量統(tǒng)計(jì)等，促進(jìn)施工工作有效開(kāi)展，不斷提升工作效率，還能為預(yù)制構(gòu)件加工提供便捷。

4 基于BIM技術(shù)的裝配式建筑成本控制

4.1 施工前期階段成本控制

施工前期階段成本控制主要包括招投標(biāo)階段和簽訂合同階段，具體主要體現(xiàn)在以下兩方面：①招投標(biāo)階段。在這一階段中，除了要編制商務(wù)標(biāo)之外，還應(yīng)進(jìn)行技術(shù)標(biāo)控制。在商務(wù)標(biāo)制作期間，對(duì)于以往傳統(tǒng)造價(jià)計(jì)算工作而言，具體計(jì)算過(guò)程中造價(jià)員主要以手算為主，但這種方式費(fèi)時(shí)費(fèi)力，這時(shí)加強(qiáng)對(duì)計(jì)算機(jī)軟件利用，把手算算法納入其中，便于造價(jià)人員更好地計(jì)算，促進(jìn)其不斷提高工作質(zhì)量。通過(guò)BIM技術(shù)開(kāi)展虛擬施工工作，從某種程度上來(lái)看，實(shí)現(xiàn)技術(shù)含量高部分模擬，讓技術(shù)標(biāo)書更具有說(shuō)服力。此外，加強(qiáng)對(duì)BIM應(yīng)用還能夠?qū)崿F(xiàn)碰撞檢查，完善管線方案，讓招標(biāo)單位更好地接受這一技術(shù)。所以BIM技術(shù)在招標(biāo)階段商務(wù)標(biāo)和技術(shù)標(biāo)中起著重要的作用。②簽訂合同階段成本控制。合同簽訂的實(shí)施主要圍繞著責(zé)任歸屬問(wèn)題。加強(qiáng)對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，能實(shí)現(xiàn)工程造價(jià)計(jì)算。與此同時(shí)，通過(guò)BIM實(shí)施碰撞檢查避免方案中存在問(wèn)題，促進(jìn)建筑工程施工工作順利實(shí)施。運(yùn)用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息共享，不斷提升工作水平。

4.2 設(shè)計(jì)階段成本控制

設(shè)計(jì)階段對(duì)加強(qiáng)裝配式建筑成本控制這方面非常重要，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)降低設(shè)計(jì)失誤率，防止由于設(shè)計(jì)變更增加工程成本的現(xiàn)象。通過(guò)BIM平臺(tái)，除了能實(shí)現(xiàn)建筑模式可視化和信息化之外，還能實(shí)現(xiàn)模數(shù)化。利用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)建模分析，通過(guò)三維視圖為設(shè)計(jì)人員對(duì)節(jié)點(diǎn)問(wèn)題處理提供便捷，對(duì)預(yù)埋件位置合理布置，在空間方面檢查綜合管線，如果發(fā)生設(shè)計(jì)失誤的現(xiàn)象能及時(shí)尋找出來(lái)。加強(qiáng)對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)信息共享，讓專業(yè)工程師能直觀獲取相應(yīng)參數(shù)，便于聯(lián)系交流，提高工作效率。通過(guò)BIM實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化族庫(kù)構(gòu)建，完善構(gòu)件尺寸，不斷提升建筑標(biāo)準(zhǔn)化水平，降低構(gòu)件成本。對(duì)于設(shè)計(jì)變化給成本帶來(lái)的變化，一定程度上能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)觀察，便于加強(qiáng)對(duì)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化調(diào)整，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)成本控制。

4.3 生產(chǎn)運(yùn)輸階段成本控制

裝配式構(gòu)件不管是在外形還是尺寸方面均要求精準(zhǔn)化生產(chǎn)，因?yàn)檫@會(huì)給日后安裝工作帶來(lái)一定影響。無(wú)論是構(gòu)件幾何信息還是專業(yè)屬性，加強(qiáng)對(duì)BIM平臺(tái)的應(yīng)用，便于向生產(chǎn)商提供參數(shù)，生產(chǎn)人員通過(guò)模型參數(shù)就能實(shí)現(xiàn)信息獲取，進(jìn)而在具體生產(chǎn)過(guò)程中使其能按照設(shè)計(jì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行。BIM深化設(shè)計(jì)還能實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目資源需求量獲取，結(jié)合資源的應(yīng)用加強(qiáng)對(duì)采購(gòu)計(jì)劃的制定，使得材料得到合理利用。這都能給裝配式建筑設(shè)計(jì)和采購(gòu)管理帶來(lái)便利，還能實(shí)現(xiàn)集成化管理。在實(shí)際運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，不管是運(yùn)輸距離還是道路路線都關(guān)系到整個(gè)運(yùn)輸成本，所以既要加強(qiáng)對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用還應(yīng)緊密的融合RFID，將這兩者結(jié)合在一起，且在具體運(yùn)輸方面預(yù)先把運(yùn)輸方案規(guī)劃好，運(yùn)輸期間實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化監(jiān)管，避免發(fā)生運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)。

4.4 施工階段成本控制

模擬性作為BIM技術(shù)最主要的一項(xiàng)特點(diǎn)，通過(guò)施工模擬，實(shí)現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件可視化安裝，對(duì)于安裝中的技術(shù)難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)，事先了解并充分掌握，考慮可能存在的風(fēng)險(xiǎn)，加強(qiáng)應(yīng)對(duì)方案制定，進(jìn)而降低風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率。通過(guò)比較不同的方案，優(yōu)化裝配式建筑施工工藝，制定安裝順序，促進(jìn)施工順利實(shí)施，不斷的提升施工水平。注重對(duì)BIM技術(shù)的利用管控施工范圍，實(shí)現(xiàn)可視化監(jiān)控，通過(guò)模擬行車路徑和吊車范圍，加強(qiáng)對(duì)BIM中的算量功能的應(yīng)用，全面整理資源并加以分配，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化施工組織設(shè)計(jì)。通過(guò)BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)管，在具體施工期間如果存在問(wèn)題能做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)。可比較實(shí)際進(jìn)度和成本與模型中具體情況，在模型中結(jié)合相應(yīng)的目標(biāo)糾正偏差，完善施工步驟，加強(qiáng)對(duì)進(jìn)度的調(diào)整。

4.5 提高施工安裝水平

在裝配式建筑施工過(guò)程中，安裝施工這一部分非常關(guān)鍵，當(dāng)預(yù)制構(gòu)件順利設(shè)計(jì)生產(chǎn)完之后，應(yīng)加強(qiáng)安裝施工工作，其中，裝配式施工與傳統(tǒng)建筑模式對(duì)比具有一定區(qū)別，最主要區(qū)別就是它能實(shí)現(xiàn)施工安裝精度，提高安裝質(zhì)量，提升施工效率，便于實(shí)現(xiàn)工程成本控制。

4.6 竣工結(jié)算階段的成本控制

在項(xiàng)目成本控制中竣工結(jié)算非常關(guān)鍵，對(duì)于以往傳統(tǒng)結(jié)算工作在具體實(shí)施時(shí)，主要是按照二維CAD圖紙，實(shí)施起來(lái)非常浪費(fèi)時(shí)間。但通過(guò)合理運(yùn)用BIM技術(shù)，構(gòu)建BIM模型且在具體核算的過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)BIM軟件的應(yīng)用，便于更好地進(jìn)行核算。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，在整個(gè)建筑工程建設(shè)期間工程造價(jià)非常關(guān)鍵，對(duì)于企業(yè)和工程建設(shè)部門而言應(yīng)意識(shí)到其重要性，加強(qiáng)造價(jià)管理，通過(guò)加強(qiáng)對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用做好裝配式建筑成本控制工作，進(jìn)一步推動(dòng)建筑行業(yè)的發(fā)展。