基于BIM的裝配式建筑造價信息模型構建探究

王 緋（陽泉市財政預算評審中心，山西 陽泉 045000）

1 BIM技術理論與相關特點

BIM技術作為近些年來興起的一門廣泛用于設計、施工、建模、工程量核算的新興技術，集成了工程項目整個生命周期的數據和信息，能夠借助線上信息平臺實現項目參建各方之間的信息共享。

1.1 項目特征精細化

分部分項工程的項目特征是決定造價投資的本質特征。BIM技術依托建筑信息三維模型，對每一個建筑構件進行編號記憶，實現每個構件項目特征的單獨編輯存儲。裝配式建筑的裝配式構件，其規格尺寸、混凝土標號、鋼筋型號及其排布方式、施工工藝等皆可通過項目特征進行編輯輸入和存儲，在工程量清單及其控制價編制的過程中，依據構件項目特征按有關定額組價[1]。

1.2 工程量計算精確化

以往的工程量計算，要么通過施工圖紙進行手算，要么借助建模軟件計算。手算難免出現人工誤差，傳統的建模算量是土建和鋼筋單獨建模、單獨算量，也存在一定的誤差。BIM三維建模，則克服了傳統建模的缺點，可以在同一模型中實現土建、鋼筋、裝飾裝修、安裝等建模與算量，工程量電算過程中自動扣減相互重疊部分，并且完成算量后還可精確提取某一構件的工程量。對于裝配式構件，特別是鋼筋混凝土裝配式構件，可以借助BIM技術的相應功能實現精確算量和精確下料，對于相應裝配式構件的生產下料具有很大的幫助。

1.3 動態化的成本控制

BIM技術除了進行三維建模和工程量計算以外，還可以通過模型進行動態化的施工周期模擬，從而幫助裝配式生產企業依據施工需求把握裝配式構件的生產時間，也可幫助施工企業根據市場有關材料價格行情，并參考裝配式構件的生產安裝成本采購裝配式構件。按照地方建筑主管部門對于建筑裝配率的施工要求，根據市場行情選取材料供應淡季進行裝配式構件生產與采購，對于依據原料價格行情控制項目成本具有較大的積極意義。

1.4 BIM技術中的本體化

BIM技術的支撐根源，是網絡數據語言的模型化、模塊化表達。當前，國際上已將IFC語言體系作為BIM技術在建筑領域的國際開放式語言數據標準。有不少學者和科研人員提出將BIM技術的IFC語言數據標準和本體語言Web進行結合，創立出更為廣泛且通用的ifcOWL本體化語言數據，該本體化已被buildingSMART組織所采納，除了具有與IFC標準相同的數據結構外，還可對其擴展方式進行添加，這是目前IFC標準尚不具備的功能。

BIM技術數據語言本體化后的優勢特點如下：一是,對所有模型本體中的構件進行類與類、屬性與實例之間的一致性檢驗，發生沖突時可以進行定位和識別；二是,簡化本體的構件模型后臺程序語言，同時也能夠解決復雜的問題。

2 基于BIM的裝配式建筑造價信息模型構建基礎

為了構建裝配式建筑的造價信息模型，首先需要梳理總結其構建基礎。本文從裝配式建筑的造價信息管理現狀及其問題、基于BIM的裝配式建筑工程量清單計價模式、裝配式建筑全壽命期造價信息需求分析三個方面探索基于BIM的裝配式建筑造價信息模型構建基礎。

2.1 裝配式建筑的造價信息管理現狀及其問題

對于裝配式建筑的造價信息管理，主要涉及計價方式及其標準、造價軟件和造價信息三個方面。

在計價方式及其標準方面：當前雖然各地在積極推動裝配式建筑，各地建設管理部門甚至對于工程項目的裝配率進行了量化要求，但是鮮有地方造價管理部門出臺裝配式指導清單和裝配式指導定額。雖然目前部分省市出臺了裝配式補充定額，但是這些補充定額主要還是聚焦于裝配式預制構件的制作和安裝，并沒有體現出裝配式全壽命周期的造價管理所需。

在造價軟件方面：目前行業內的造價軟件，應用較廣且較為成熟的有廣聯達計價軟件、Revit預算軟件和斯維爾算量計價軟件，尤其是廣聯達軟件現已開發涉及裝配式的應用模塊，而斯維爾軟件具備自身構件化的計量特點。但是，這些軟件到目前為止算量和計價依舊是分開運行，一般需要先借助建模軟件進行計量，而后使用計價軟件套取清單和定額[2]。

在造價信息方面：裝配式生產企業和施工企業之間還處于磨合階段，裝配式構件的生產方式（原料消耗）、生產工藝、構件預制化和現場安裝都還處于探索實踐與完善階段，因而裝配式構件的造價成本及其生產信息會受生產企業實力影響而出現很大的差異；此外，裝配式構件全壽命周期的造價信息又受到質量、安全、進度等多方面的影響，涉及的參與主體、工程部位不同，泛泛化的造價信息根本無法發揮其數據價值。

2.2 基于BIM的裝配式建筑工程量清單計價模式

為了提升裝配式建筑造價管理的質量和效率，充分發揮BIM技術在裝配式建筑造價管理的優勢，為此就要解決基于BIM的裝配式建筑工程量清單計價模式問題，即設置基于BIM的多級工程量清單分解結構，并確立相應清單下的計價規則。

2.2.1 基于BIM的多級工程量清單分解結構

建立基于BIM的多級工程量清單分解結構，應該立足于以下三項要點：一是，要能夠適應各種承包管理模式的管理特點，無論是總承包還是專業承包，依據裝配式構件的施工內容，由大到小、從整體到局部細分至最小的構件計量單元；二是，依據BIM三維模型的數據信息精度，對裝配式構件的設計深度、計價需求、管理需求分別開展層級劃設，每一個層級都詳細確立其構件的編號、尺寸規格、材料特征、技術指標以及工藝方式；三是，與傳統混凝土構件施工方法相區別，按照裝配式預制構件的人工、材料、機械耗量及其組裝特點，使得清單的結構層次符合其施工特點[3]。

2.2.2 多級工程量清單下的計價規則

當裝配式建筑造價的工程量清單分解結構確定之后，便需要根據裝配式建筑構件生產、運輸、安裝的特點，制定相應的計量規則和組價規則。

在工程量的計算規則制定上，必須以BIM三維模型的凈用量為基礎，適度設置損耗比例，代替現有的現澆構件工程量計算規則；在清單綜合單價的組價規則制定上，以裝配式預制構件作為主體，涵蓋直接工程費（人工、材料、機械）、管理費和利潤，把單價措施項目費、總價措施項目費、規費、稅金、計日工等單列。

3 裝配式建筑造價信息概念模型構造

關于裝配式建筑造價信息概念的管理模型，本文依托數據成熟語言構建如圖1所示的裝配式建筑全壽命周期工程造價管理平臺，該平臺主要基于信息資源、數據應用、造價管理三個層層遞進的層面進行裝配式建筑全壽命期造價管理。

圖1 裝配式建筑全壽命周期造價管理平臺

3.1 信息資源層面

造價知識庫、現場數據和BIM模型共同構成信息資源，造價知識庫主要涵蓋計量與組價規則，人工、材料、機械有關定額，各種建筑材料價格與機械租賃價格；現場數據主要涵蓋地方建設主管部門發布的涉及裝配式建筑的計價規范文件、裝配式建筑現場安裝積累的經驗數據以及圖紙等資料；BIM模型主要是根據裝配式的設計需求進行三維建模。在信息資源的傳遞階段，造價知識庫由造價管理人員根據系統平臺的自定義規則進行匹配，現場數據由造價管理人員按照數據存在的方式選擇人工或自動導入，BIM三維模型的共享借助ifcWeb語言數據程序進行轉換。

3.2 數據應用層面

在數據應用層面，項目所涉及的裝配式資源數據與造價管理之間，通過語言程序是單向傳遞的，然而造價管理與計量計價之間傳遞和反饋，通過數據語言是雙向傳遞的，最終根據項目的資源信息和計量計價規則確定對應構件的層級和基礎數據，如表1所示。

表1 數據應用層面某構件的層級和基礎數據

3.3 造價管理層面

當BIM技術應用進入裝配式建筑構件的造價管理層面時，BIM線上技術平臺的流程為：BIM建?！こ塘坑嬎恪獦嫾こ塘繌秃恕~規則制定與匹配——構件消耗量（主要是損耗量）計算——組價規則匹配——裝配式預制構件價格確認——綜合單價確認。以上各個造價管理層面的線上技術平臺程序，其實質是數據應用層面的應用過程展示而已。

4 基于本體的裝配式建筑造價信息模型

梳理總結了BIM技術的相關理論及其特點，分析確立了基于BIM的裝配式建筑造價信息模型構建基礎，并充分考慮了裝配式建筑造價信息概念模型構造的三個層面之后，充分利用ifcWeb數據語言，在前文有關內容的基礎上建立如圖2所示的基于本體的裝配式建筑造價信息模型。

圖2 基于本體的裝配式建筑造價信息模型

由圖2可以看出，基于本體的裝配式建筑造價信息模型集成了全壽命期的裝配式建筑造價信息，實現了裝配式建筑全壽命期的動態造價管理，提高了裝配式建筑造價管理的精度和效率。

4.1 集成全壽命期的裝配式建筑造價信息

通過ifcWeb數據語言，首先實現裝配式建筑造價信息的提取、整合，從而形成更為廣泛可共享的ifcWeb數據結構，用以明確裝配式構件造價信息的來源、建造用途、功能使用方式等；不同裝配式構件之間借助數據結構把互相獨立的構件信息關聯起來，形成全壽命周期內各個裝配式構件的基礎數據信息（構件編號、構件名稱、項目特征、規格尺寸、材料特性、混凝土水灰比、鋼筋含量比等）。

4.2 實現裝配式建筑全壽命期的動態造價管理

基于ifcWeb數據結構的BIM應用技術平臺，涵蓋設計、施工安裝、監理、第三方咨詢服務等參與主體，可實現信息共享，以全壽命周期內造價管理的需求（成本最小化、效益最大化）為原則，各參與主體之間實現裝配式構件下料、生產、運輸、安裝過程中的數據實時更新和把控，而且各參與主體還可以根據自身的專業優勢，在技術平臺上按照項目的復雜程度、施工難易不斷豐富和完善相關管理信息。

4.3 提高裝配式建筑造價管理的精度和效率

BIM技術平臺與基于本體的ifcWeb數據結構語言深度融合，使得生產施工流程與線上平臺數據結構的聯系、傳遞、反饋更加緊密，有效實現了造價信息資源的整合以及計量計價規則的一體化，促進了各參與主體之間的信息共享，有利于實現針對裝配式構件的自動化計價，減少了土建建模軟件、鋼筋建模軟件、清單計件軟件之間數據交換的操作，避免了不同軟件之間的數據沖突和數據流失，同時還能快速獲取任一編號構件的工程量與計價信息。