基于BIM技術(shù)的裝配式建筑成本管理研究

曾龍煒

（福建水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建 永安 366000）

0 引言

裝配式建筑成本管理涉及設(shè)計(jì)、構(gòu)件生產(chǎn)、運(yùn)輸及施工等諸多環(huán)節(jié)，其影響因素眾多，管理難度和復(fù)雜性均較高。 基于建筑信息模型（building information model，BIM）技術(shù)構(gòu)建信息管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)建設(shè)成本管理方案精細(xì)化，是企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益的重要舉措。裝配式建筑設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 裝配式建筑設(shè)計(jì)示意圖Fig.1 Prefabricated building design diagram

1 BIM技術(shù)與裝配式建筑成本管理概述

BIM 通過整合項(xiàng)目數(shù)據(jù)信息來構(gòu)建三維模型，在建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工等全過程發(fā)揮管理價(jià)值，可提高建設(shè)管理工作的精細(xì)化、可視化與協(xié)同化水平。結(jié)合成本信息、施工進(jìn)度信息與BIM 三維模型，可以形成具體建筑項(xiàng)目的BIM 5D 模型，該模型包含采購、設(shè)計(jì)及施工各個(gè)環(huán)節(jié)的具體信息。將BIM 5D 模型用于建筑項(xiàng)目建設(shè)，有利于提高施工管理工作的效率和成本管理工作的系統(tǒng)性，加快投資資金的周轉(zhuǎn)，控制整體建筑項(xiàng)目的成本。

裝配式建筑具有標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)、裝配化施工、一體化裝修、信息化管理及工業(yè)化生產(chǎn)等特征，同時(shí)具有施工進(jìn)度快、施工周期短及環(huán)保性強(qiáng)等優(yōu)勢，因此推動(dòng)裝配式建筑的發(fā)展是解決建筑行業(yè)勞動(dòng)力短缺問題和實(shí)現(xiàn)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要措施。

雖然國內(nèi)裝配式建筑項(xiàng)目數(shù)量不斷增加，但仍未有效發(fā)揮裝配式建筑的應(yīng)用優(yōu)勢，大多數(shù)裝配式建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、構(gòu)件生產(chǎn)與施工之間互相獨(dú)立，相關(guān)單位之間缺乏良好的配合，極易出現(xiàn)資源浪費(fèi)、工期延誤等問題，最終導(dǎo)致整體建設(shè)成本增加。

將BIM 技術(shù)與裝配式建筑技術(shù)結(jié)合使用（圖2），進(jìn)行成本管理控制，可以形成模塊化建設(shè)，減少構(gòu)件總類，降低建造成本，進(jìn)而有效節(jié)省材料，節(jié)約能源。兩項(xiàng)技術(shù)結(jié)合有助于提高成本管理工作的精細(xì)化和智能化水平，從而提升設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，有效控制建設(shè)成本。

圖2 BIM技術(shù)與裝配式建筑Fig.2 BIM technology and prefabricated building

2 基于BIM技術(shù)的裝配式建筑成本管理實(shí)踐

2.1 基于BIM技術(shù)的成本預(yù)測實(shí)踐

成本預(yù)測是裝配式建筑工程項(xiàng)目明確施工方案和利潤目標(biāo)、確定施工資源儲(chǔ)備情況的重要前提。基于BIM 技術(shù)系統(tǒng)性開展成本預(yù)測工作，有利于合理確定裝配式建筑的預(yù)制率。在實(shí)踐應(yīng)用中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1） 正式進(jìn)行成本預(yù)測工作之前，施工單位應(yīng)對(duì)招標(biāo)文件進(jìn)行全面深入的研究，將待建項(xiàng)目材料、人力、工期和設(shè)備等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)錄入BIM 平臺(tái)，為后續(xù)成本預(yù)測工作的開展奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。同時(shí)，施工單位要收集類似項(xiàng)目的資料數(shù)據(jù)，包括常用預(yù)制構(gòu)件部位、尺寸和單位造價(jià)，以及不同預(yù)制率裝配式建筑的單位造價(jià)、模板單位用量和價(jià)格等，構(gòu)建BIM數(shù)據(jù)庫，并持續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)更新。裝配式建筑工程項(xiàng)目的施工復(fù)雜性較高，為降低成本預(yù)測難度，有必要提前梳理項(xiàng)目施工內(nèi)容，了解施工技術(shù)、環(huán)境等項(xiàng)目信息。2） 單價(jià)是成本預(yù)測準(zhǔn)確性的決定性因素，必須加強(qiáng)生產(chǎn)單價(jià)控制。裝配式建筑項(xiàng)目的建設(shè)單價(jià)和整體成本受到諸多不確定性因素的影響，從BIM數(shù)據(jù)庫中可以篩選出與擬建項(xiàng)目類似的成本信息，將其作為單價(jià)預(yù)測的參考依據(jù)。在數(shù)據(jù)篩選和單價(jià)預(yù)測過程中，需特別考量待建項(xiàng)目特點(diǎn)對(duì)單價(jià)的影響[1]。3） 預(yù)制率、運(yùn)輸效率和構(gòu)件拆分狀況是影響裝配式建筑施工成本的重要因素，因此有必要對(duì)其進(jìn)行對(duì)比分析，制定多種施工方案，擇優(yōu)選取。在施工方案的選擇過程中，BIM 技術(shù)能夠模擬施工過程，統(tǒng)計(jì)工程量，基于預(yù)測單價(jià)完成各施工方案的對(duì)比，從而確定最佳施工方案，并給出優(yōu)化建議。在模擬演示施工方案的過程中，BIM技術(shù)具有顯著的直觀性和全方位性，從而可提高成本預(yù)測工作的精準(zhǔn)性。

2.2 基于BIM技術(shù)的成本計(jì)劃實(shí)踐

事前計(jì)劃成本是控制裝配式建筑實(shí)際施工各階段成本費(fèi)用的重要參考，可根據(jù)技術(shù)方案和實(shí)施計(jì)劃進(jìn)行編制。編制事前計(jì)劃成本的過程中，不僅要充分考慮到項(xiàng)目成本的影響因素和風(fēng)險(xiǎn)因素，還要結(jié)合設(shè)計(jì)施工方案、技術(shù)方案和運(yùn)輸方案，利用工作分解結(jié)構(gòu)（work breakdown structure，WBS）對(duì)項(xiàng)目構(gòu)成部分進(jìn)行成本分配[2]。

首先，要基于BIM 數(shù)據(jù)庫中類似的項(xiàng)目信息和成本預(yù)測情況，制定資源計(jì)劃和進(jìn)度計(jì)劃；然后，將進(jìn)度計(jì)劃與BIM 三維模型結(jié)合，利用WBS 進(jìn)行工作分解，明確施工工序和所需時(shí)間，形成相應(yīng)的BIM 4D 模型；最后，結(jié)合企業(yè)定額信息和施工平面圖完成施工資源的空間布置，實(shí)現(xiàn)建筑構(gòu)件與成本資料的關(guān)聯(lián)，完成BIM 5D 模型的構(gòu)建（圖3）。BIM 5D 模型能夠幫助預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)工廠快速明確預(yù)制構(gòu)件的工程量，精準(zhǔn)預(yù)測所需生產(chǎn)資源和人力投入；物流人員可以基于BIM 5D 模型的數(shù)據(jù)信息，制定相應(yīng)的裝車運(yùn)輸方案，估算和構(gòu)建運(yùn)輸成本；施工現(xiàn)場管理工作人員可以利用BIM 技術(shù)模擬施工過程和施工進(jìn)度，對(duì)各工種所需人數(shù)和施工材料使用量等進(jìn)行估算。BIM 平臺(tái)能夠?qū)Ω鳝h(huán)節(jié)的成本計(jì)劃信息進(jìn)行整合和專業(yè)評(píng)審，保證整體成本計(jì)劃的合理性。

圖3 BIM技術(shù)過程控制性質(zhì)量與成本管理的運(yùn)用Fig.3 Application of bim technology process control quality and cost management

2.3 基于BIM技術(shù)的成本控制實(shí)踐

成本控制是裝配式建筑項(xiàng)目成本管理工作的核心，在設(shè)計(jì)階段、生產(chǎn)階段、運(yùn)輸階段及施工階段均要開展相應(yīng)的成本控制工作，BIM 技術(shù)在以上各階段成本控制工作中均能夠發(fā)揮巨大作用[3]。

在設(shè)計(jì)階段，利用BIM 技術(shù)模擬施工過程，可以針對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行碰撞檢查，排除構(gòu)件之間、現(xiàn)澆與預(yù)制構(gòu)件之間以及構(gòu)件內(nèi)部的碰撞沖突問題，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，避免后期設(shè)計(jì)變更，提高后續(xù)成本投入的合理性；BIM 軟件能夠快速出結(jié)構(gòu)圖、建筑圖和節(jié)點(diǎn)詳圖等，且整體圖紙可以隨著模型的調(diào)整而自動(dòng)更新；BIM技術(shù)能夠提高裝配式建筑設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)性和獨(dú)特性，其不斷豐富的預(yù)制構(gòu)件庫也有利于提高圖紙?jiān)O(shè)計(jì)效率。

在生產(chǎn)階段，在BIM 平臺(tái)上可以對(duì)預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)數(shù)量和種類進(jìn)行精確統(tǒng)計(jì)，從BIM 軟件上可以查看具體材料用量，制定材料采購計(jì)劃；對(duì)比BIM 數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)的供應(yīng)商信息，可以快速選擇高性價(jià)比的材料，同時(shí)高效完成盈虧分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)成本和建造進(jìn)度的有效控制；管理人員在BIM 平臺(tái)上還可以直接管理預(yù)制構(gòu)件，通過射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）檢索讀取預(yù)制構(gòu)件信息和實(shí)時(shí)狀態(tài)，加強(qiáng)對(duì)預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量監(jiān)督力度[4]。

在運(yùn)輸階段，應(yīng)用BIM 對(duì)運(yùn)輸過程進(jìn)行模擬，可明確最佳運(yùn)輸路線，并基于BIM 模型提供的各類構(gòu)件的具體特征以及BIM 平臺(tái)顯示的施工進(jìn)度和構(gòu)件生產(chǎn)進(jìn)度，制定裝車運(yùn)輸方案，避免出現(xiàn)二次搬運(yùn)或窩工問題。

在施工階段，可將BIM 三維模型與施工進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行關(guān)聯(lián)，管理人員可實(shí)時(shí)查詢施工材料的供應(yīng)情況和實(shí)時(shí)狀態(tài)；管理人員還可以利用BIM 5D 模型隨時(shí)查詢某一階段的工程量、施工材料計(jì)劃和實(shí)際使用情況，并第一時(shí)間進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，保障施工材料的供應(yīng)；將BIM 模型與掙值法相結(jié)合，可以對(duì)施工過程中的成本發(fā)生情況進(jìn)行全面控制；在進(jìn)行施工變更時(shí)，可基于具體變更要求修改BIM 模型，模型可直觀地展示建筑項(xiàng)目變更前、后的差異，且能清晰地呈現(xiàn)因施工變更而造成的成本變化，這有利于及時(shí)結(jié)算變更的工程款，確認(rèn)實(shí)際成本支出是否超支。

2.4 基于BIM技術(shù)的成本核算與分析實(shí)踐

利用BIM技術(shù)進(jìn)行成本核算，能夠有效解決傳統(tǒng)成本核算過程中存在的易錯(cuò)漏、計(jì)算量大和單據(jù)多等問題。在BIM平臺(tái)上支付工程進(jìn)度款，后續(xù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)核算時(shí)從BIM 平臺(tái)上拉出支付信息記錄即可。BIM模型可以存儲(chǔ)裝配式建筑項(xiàng)目的工程量信息、施工資源使用信息和變更信息等，在整體建筑施工結(jié)束后，可利用BIM 5D 模型中的信息直接進(jìn)行成本核算，提高成本核算效率，避免各類核算問題的發(fā)生[5]。

3 結(jié)語

相較于傳統(tǒng)的現(xiàn)澆建筑，裝配式建筑的建設(shè)成本普遍偏高，不利于裝配式建筑的規(guī)模化發(fā)展，進(jìn)一步控制裝配式建筑的建設(shè)成本，其市場競爭力和市場占比才能得到提高。裝配式建筑是建筑行業(yè)響應(yīng)節(jié)能降耗戰(zhàn)略的重要發(fā)展途徑，建筑企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)成本管理改革，切實(shí)發(fā)揮BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢。