基于BIM技術的農村自建房設計及造價分析

郗若烜，馬 妮，侯 紅

（西安翻譯學院，陜西 西安 710105）

0 引言

在推動鄉村建設的背景下，新農村建設成為一大趨勢。目前新建、改建及擴建的農村自建房中仍存在諸多問題，如施工中缺乏專業指導，無規范化的設計圖紙，業主管理水平低下等。此外，農村自建房投入使用后經常出現墻體開裂、質量有缺陷等現象，新農村建設的背景下的農村自建房設計亟須解決這些問題。

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）[1]，在建筑的整個生命周期中，是對建筑物理信息的功能性數字化表示，依此進行建筑設計、建筑施工、設備運行和維修管理的整個過程。將建筑生命周期的全部信息集成整合在三維模型信息庫，使得設計團隊、施工單位、運營部門及項目所有者等各個部門的工作都能以BIM技術為基礎實現協同工作，大大提高了工作效率，減少了資源損耗和投資成本，進而實現項目的可持續發展。

基于BIM技術的特點，將BIM建筑信息集成技術應用于農村自建房建設中，旨在有效地提高農村自建房建筑的設計質量和建造水平，并實現合理預測和控制工程造價，為農民提供更優質的自建房，真正提高農民的生活質量。

1 農村自建房存在問題分析

據調查，農村自建房主要存在以下3個方面的問題。

1.1 設計不合理性

農村自建房規模小，考慮到時間和經濟成本，村民通常借鑒現有的工程圖紙進行施工。由于缺乏專業的設計人員參與，導致在農村自建房的結構設計方面更多追求外觀等，未考慮建筑結構的安全合理性。農村自建房的基礎多采用磚基礎，該類基礎埋置深度淺，對一些特殊地形的地區并不適用。村民建房為節省材料，在房屋建造中未設計圈梁和構造柱等，導致農村自建房的抗震性能嚴重不足，存在很大安全隱患。

1.2 施工水平欠缺

農村自建房的施工人員多為業主的親戚或者同村的村民，其通常不具備相應的施工資質。而施工人員在施工中容易根據自我的傳統認知和經驗來判斷房屋的施工效果。缺乏專門的施工方案且對材料管理不重視，導致經常出現建筑構件選材不合理、構件質量不達標、材料用量浪費、養護時間不足及工期延長等問題，嚴重影響建筑整體質量，安全性能目標難以達成，甚至可能造成自建房使用壽命降低。

1.3 工程造價難以把控

由于缺乏專業造價人士的指導，導致農村自建房在施工中建筑構件選材不合理、材料尺寸大小不合適，造成施工現場材料重復使用率低、材料需求量增加、材料浪費、施工現場工作環境差等問題。此外，施工隊伍嚴重缺乏專業性，施工工藝存在缺陷，機械化利用率低及生產效率低，導致工程造價難以把控。

部分村民出于經濟考量，在原有農村自建房上加建樓層，忽視地基情況和建筑基礎等問題，導致農村自建房出現墻體開裂、建筑傾斜等問題，存在重大安全隱患，甚至可能造成建成的房子無法正常使用，產生更嚴重的經濟損失，增加了農村自建房的造價成本。

2 BIM技術在農村自建房中的應用

BIM技術的建筑信息模型可以有效實現對建筑物的全生命周期管理[2]，無論是前期決策階段、設計階段，還是施工階段，都有著較強的可操作性和實施性，在工程建設過程中已經普遍運用。BIM技術在改善農村自建房工程中具有重要的應用價值，在BIM技術的支持下設計出更為合理的建筑模型，保證其中的各項數據更加精準，實現對人工、材料、機械等資源的優化配置和合理使用，避免材料亂用產生額外的費用。

2.1 施工圖設計方面

在農村自建房建設中，業主需提高對施工圖紙設計工作的重視程度。建筑工程設計與工程技術、工程經濟之間存在密切的關系，建筑工程設計關系到工程進度與工程質量，直接影響著工程項目在施工最后階段的成本控制。傳統的設計方法費時費力，數據整合困難。在房屋設計工作中合理應用BIM技術，通過數據庫，能夠把設計的各個環節和內容統一起來，提高設計效率。

BIM技術是在傳統二維平面圖紙上建立的三維建筑模型，能夠直觀地呈現出建筑物的整體樣式布局、框架結構和門窗、樓梯等建筑構件，更利于設計人員發現建筑結構中存在的不合理部分，并對其進行科學調整。此外，在設計階段可以利用BIM對建筑物進行模擬實驗，通過碰撞模擬試驗的檢測數據分析出設計缺陷，增強建筑抗震性能，提高工程的設計質量；通過對抗震模擬實驗得出的數據也能夠直觀地看到所設計建筑物抗震性能；能夠利用當地氣候及日照時間等條件，模擬出建筑物的采光情況，滿足業主采光需求。在設計階段運用BIM技術可以直觀地反映材料的用量、規格、造價，在設計階段為業主和設計人員提供一個合理的成本參考，避免因設計因素導致造價過高。

施工圖設計完成后，需要根據設計圖紙組織審查，傳統的施工圖設計將整個項目分為土建、水、電、采暖等部分，分別進行設計。運用BlM技術可以對其進行整合統籌設計，使得整個工程設計更具有整體性和合理性，能夠有效地規避工程施工過程中因設計缺乏整體性產生的各部分施工沖突和技術變更等問題，同時加快了設計出圖速度。業主、設計人員與施工人員都可以通過BIM技術直觀地看到整個建筑物的建筑信息，可以有效減少因設計與施工方專業間信息協調不足而造成的返工問題，確保后續施工的順利進行。

2.2 造價管理方面

農村自建房造價是業主極其重視的問題。傳統的工程造價管理信息傳遞速度慢，實時性不強，造成造價數據不可靠、部分數據缺失或失真、造價結論不準確等問題，不利于業主對建筑工程造價的管理和把控，BIM技術剛好彌補了傳統工程造價管理的這些不足。

BIM技術可以有效實現全過程的造價管理。通過BIM技術的數據庫，業主可以清晰地掌握每一個構件中包含的相關信息，并能夠把設計中需要改變的內容和模型進行統一整理。依托BIM技術可以快速、準確地計算工程量，迅速完成工程量數據匯總，自動將成本的相關變化導出，設計人員可以根據導出的數據實時掌握設計方案中的變化。

BIM技術可以對建筑費用進行模擬與核算，能夠真實、同步地分析和核算各個項目的成本費用，在提高工程計量計價準確度的基礎上，有效縮短計量計價的時間，實現對整個工程造價的實時、動態、精確的造價分析。

BIM三維模型中包含了施工圖預算定額、資源規劃、工程量計算規則、成本分析及預算清單等內容，改變了傳統造價軟件的文本格式，形成了一個更具有整體性且相互關聯的預算信息數據庫。在預算階段中，BIM技術中專業的算量軟件將國家標準及計算規則包含其中，造價人員可以更好地利用BIM三維模型計算出工程量，大大提高了工程量計算的準確度和精度。除此之外，還能有效地將電子文件進行分享、遠距離地傳送以及永久性地保存，即使是施工人員的專業能力不一，也不用進行第二次模式的重新創建，可以有效地防止出現數據重復輸入的現象，促進了不同專業之間施工人員的配合程度，在很大程度上提高了造價管理的工作質量和工作效率。

BIM技術將造價報表自動更新到預算造價管理模型中，確保了造價信息的及時性和準確性，利于施工過程的進度款支付、建筑原材料制訂計劃、采購計劃、勞動力計劃及定額領料等項目的進行。

2.3 施工與安全方面

農村自建房施工中運用到的施工材料用量、規格以及標準等都可以使用BIM技術來進行管理，只有確保相關材料、技術的各項標準，才能避免因缺乏專業知識導致的材料亂用現象，提高整個施工質量。

利用BIM技術對農村自建房施工過程進行模擬[3]，排查安全隱患和其他風險的部分，對其及時調整、改善施工計劃，解決實際施工時遇到的問題，為施工做好演示。針對農村自建房施工工藝流程較為復雜的特點，在施工技術方面，可利用BIM技術進行模擬并建立起規范標準，工作人員依照相關的流程標準進行工作，實現施工計劃與實際施工完全一致。提高工程施工的效率，確保施工的質量。施工中，如果需要變更圖紙，可利用BIM技術提前做出更改部分的模型，并得到更改后的工程造價，幫助業主尋求最佳方案。

在BIM技術設計圖中有保存施工材料類別、用量和施工機械設備信息的模塊，項目管理人員和施工人員能及時查詢到所需要的材料及機械設備信息，還能夠檢查出施工現場使用的材料類型和用量是否有誤、機械設備是否正確，并且能夠很好地避免施工現場材料與設備誤用、亂用的現象，有效地避免因材料和設備使用不當導致成本增加。

在施工進度中，BIM技術能夠幫助設計人員、業主方及施工人員實現深入溝通，相互配合，優化農村自建房的性能，加快施工進度。在施工過程中，難免會出現不利于項目施工的問題，例如，施工不當、設計與施工出現沖突等。在傳統施工過程中，針對這類問題，工程管理人員會組織協調設計人員、施工人員及業主開會溝通，對問題進行補救。但通常會造成工期延誤，加大成本。通過BIM技術，設計人員可以在設計階段對施工時可能出現的問題進行研究，為施工提供數據支持，防止上述情況的發生，最大限度地避免施工延誤和成本增加。與此同時，BIM能夠方便施工技術人員對建筑的整體結構、建筑構件進行全面研究，加強施工人員之間的配合，提前分析解決問題，提高建筑的合理性與協調性。

BIM技術在建筑施工現場布局中能夠實現對工程全流程的實時監控，在施工現場中起到一定的指導作用，使施工現場更加科學，保證了人員之間的協作。BIM技術能夠實現工地的三維空間規劃，并根據工程建設各個時期的需要動態調節，增強工程現場的布局和建設過程的適應性。利用BIM技術，從多個角度對工地進行觀測能有效解決工地出現的問題，減少二次運輸，在保證施工安全的前提下提高工作效率和工程質量。

BIM技術的應用節約了施工資源，實現了人工、材料、機械設備的協調搭配，降低了施工成本。當前，BIM技術也廣泛運用于建筑單位，將BIM應用于施工圖設計、圖紙審核、施工現場布置、方案優化、造價預算、施工管理及后期維護等方面，充分發揮BIM技術的作用，為建設項目工程減少了設計方案的變更，讓施工現場更加安全、高效，整個工程的經濟效益獲得了大幅提升。為充分發揮BIM的作用，眾多建設公司組織了相關培訓，培養BIM人才，項目管理的信息化程度得到了提高。

3 BIM技術在自建房中應用的難點及建議

BIM技術的應用能夠解決農村自建房存在的問題，但是目前該技術在農村自建房中的應用極少，主要有以下兩方面的原因。

3.1 農村自建房業主缺乏對BIM技術的認識

農村自建房業主對BIM技術不了解。一方面，運用BIM技術的人員為具有較高學歷且熟悉建筑行業的專業人才，而目前農村業主的學歷普遍不高，在自建房建造中，基本上是通過自家親戚、同村村民和當地的農民工隊伍的意見進行管理，對BIM技術不熟悉，甚至都沒有聽說過；另一方面，業主忙于農業種植、打工等，不愿意了解更不愿意花費時間精力去學習BIM技術。

農村業主學習并應用BIM技術，需要從以下幾個方面努力：首先，在自建房施工前向專業人士學習BIM技術的相關知識，讓業主對這項技術有一定的了解，明白這一技術的優勢并愿意去應用。其次，政府相關部門可適當給予一定的經濟補貼和技術支持，例如可以給農村業主提供免費的BIM技術支持，讓業主在解決生活問題之余可以輕松學習BIM技術。BIM技術有相應的證書，若業主自學考取這類證書可以獲得相應補貼，這是激勵農村業主學習的方法。與此同時，獲得證書除了能夠提高農村業主掌握BIM技術的水平，還有助于他們從事BIM相關的工程類工作，促進就業，進而帶動農村發展。

3.2 施工人員無法匹配BIM技術相應的要求

施工過程中，不光業主需要掌握BIM技術，施工人員必須對BIM技術熟練應用，能夠按照BIM技術提供的方案開展施工和質量管控等。這需要施工人員具備BIM技術的讀圖、識圖能力和軟件的基本操作能力，但對農民工隊伍來說無疑是一項挑戰。

掌握了一定BIM技術的農民業主可以向施工隊伍提出一定BIM技術等要求，為了獲取施工任務，施工方也應積極組織人員去學習BIM技術，擴充相關理論知識和增加實際操作經驗，提高企業的競爭優勢，施工隊伍也可以聘請相應的BIM顧問，但這同樣也會增加成本。

4 結語

BIM技術可以有效地為農村自建房建筑的設計、質量及安全等方面提供保障。BIM技術可以實現對建筑工程項目的全過程管理，為項目建設提供可靠的數據信息，對項目建設有更為準確的把握，有效控制自建房的建設成本。推進改善農村自建房的質量問題，有效避免自建房坍塌事故的發生，為農民建造出安全、舒適、經濟的自建房。