EPC模式下裝配式建筑的成本控制研究

雷志華

（西安曲江華清文教有限公司，陜西 西安 710018）

目前，裝配式結(jié)構(gòu)建筑在建筑市場內(nèi)的應用范圍越來越廣，主要是由于此類結(jié)構(gòu)的建筑在施工中具有污染程度低、工序簡單等優(yōu)勢，但要做到對此類建筑在市場內(nèi)的大規(guī)模推廣，還應在保證質(zhì)量的前提下，做到對建筑成本的綜合控制[1]。因此，本文將基于總承包模式下，對裝配式結(jié)構(gòu)建筑進行成本控制的研究。

1 裝配式建筑工程概況

本次研究以A項目為例，對該項目的概況信息進行描述，見表1。

表1 A項目概況

為保證此建筑的現(xiàn)場施工可以達到預期標準，要求現(xiàn)場施工作業(yè)方，根據(jù)施工現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境與建設(shè)工程項目的質(zhì)量要求，合理選擇預制構(gòu)件的現(xiàn)場裝配技術(shù)，采取專項技術(shù)保障措施，將施工作業(yè)行為落到實處，保證所選用的施工技術(shù)可以有效強化施工效果，并進一步保障地基結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性與應用質(zhì)量，避免在施工中由于技術(shù)落實不到位或施工行為不規(guī)范導致的安全隱患[2]。

同時，在掌握施工區(qū)域?qū)嶋H情況后，需要發(fā)揮專業(yè)工作人員在此過程中的價值，引進多種現(xiàn)代化技術(shù)輔助裝配施工，結(jié)合BIM等技術(shù)，模擬施工中可能出現(xiàn)的隱患，結(jié)合不同風險下工程的損失，制定工程施工備選方案、質(zhì)量控制方案等[3]。當多項方案都在專業(yè)人員的指導下優(yōu)化后，才能進行現(xiàn)場執(zhí)行施工作業(yè)行為。

2 EPC模式下裝配式建筑的成本控制

2.1 基于BIM的裝配式建筑成本算量

針對EPC模式下的裝配式建筑項目，針對其進行成本控制的實質(zhì)是實現(xiàn)對裝配式建筑在整個產(chǎn)業(yè)鏈當中成本的動態(tài)調(diào)整準確反映[4]。在成本控制過程中，需要實現(xiàn)對各個階段及參與者的融合，從多個層面上，以協(xié)同控制的方式實現(xiàn)對成本的管理[5]。在這一過程中，可選擇結(jié)合BIM技術(shù)，對裝配式建筑成本進行快速算量。圖1為基于BIM技術(shù)的裝配式建筑成本算量基本框架。

按照圖1框架中的內(nèi)容，采用結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和歷史大數(shù)據(jù)優(yōu)化分析的方式，可實現(xiàn)算量結(jié)果精度的進一步提升，以此初步實現(xiàn)對裝配式建筑成本的控制。

圖1 基于BIM技術(shù)的裝配式建筑成本算量基本框架

在上述算量過程中，結(jié)合多個方案之間的比較和選擇，完成建模，并將后續(xù)成本控制所需的幾何造價信息導出。由于裝配式建筑的各個階段都存在影響成本的因素，因此，上述過程存在較大的變化可能性，并且具備明顯的多計算次數(shù)特征[6]。針對上述問題，在對裝配式建筑的面積、容積率等參數(shù)進行計算時，應當嚴格按照下述步驟完成：步驟一：對裝配式建筑設(shè)計草圖的信息化模型進行建立；步驟二：從建立的模型當中統(tǒng)計建筑施工的具體區(qū)域面積，將統(tǒng)計結(jié)果以表格的形式存儲，并生成表格文件；步驟三：建立施工圖模型；步驟四：對模型當中需要進行裝配式的建筑進行統(tǒng)計，同樣按照上述方式以表格的形式存儲，生成表格文件[7]。

2.2 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的裝配式建筑成本測算

在完成對裝配式建筑成本的算量后，結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對裝配式建筑成本的測算。在測算前構(gòu)建一個符合裝配式建筑成本控制邏輯的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，將GDP、CPI等參數(shù)作為裝配式建筑成本指標，在此過程中，設(shè)定裝配式結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計面積為成本估價計算中的自變量，將建筑構(gòu)件的裝配安裝費用作為估價中的因變量[8]。

由于上述選擇的兩項成本指標都存在時間上的滯后性，為解決此方面問題，將建筑結(jié)構(gòu)中的歷年數(shù)據(jù)作為估算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，將CPI成本指標設(shè)置為年度數(shù)值，設(shè)定地區(qū)建筑行業(yè)GDP為經(jīng)濟增長率主要評估指標。在完成對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的基本建立后，使用現(xiàn)有數(shù)據(jù)，對建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)進行歸一處理，完成處理后開始進行數(shù)據(jù)的迭代訓練。圖2為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)迭代訓練優(yōu)化流程。

圖2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)迭代訓練優(yōu)化流程

設(shè)定神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在迭代訓練過程中，存在m個有效樣本，則構(gòu)件的適應度函數(shù)可表示為：

式中E為構(gòu)件適應度數(shù)值；ki為訓練后的期望值；kˉi為預測輸出值。

在完成上述計算后，進行訓練個體適應度的計算，按照輸出順序進行個體的排序，根據(jù)此結(jié)果，進行個體選中概率的計算，其公式為：

式中P為被選中的個體概率；Ek為個體的自適應數(shù)值。

完成上述計算，根據(jù)最優(yōu)個體得到最優(yōu)解，再對其進行解碼得到閾值。將上述初步運算得到的結(jié)果進行歸一化處理，以此得到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預測輸出，再進行反歸一化處理得到最終的成本測算結(jié)果。

2.3 EPC模式下的各階段成本控制

在上述測算數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，從設(shè)計階段開始，直到施工階段完畢的整個過程進行成本控制。在設(shè)計階段，針對裝配式建筑中的各個構(gòu)件進行標準化和參數(shù)化處理，并在合理情況下減少構(gòu)件的類型，在BIM當中建立構(gòu)件信息庫。裝配式建筑成本與預制率之間存在正相關(guān)關(guān)系，即預制率越高，則成本越高；反之預制率越低，則成本越低。因此在設(shè)計階段，上述成本算量和測算過程中，可針對不同方案進行經(jīng)濟分析，并優(yōu)先選擇貢獻率較高而成本相對較低的方案，以此實現(xiàn)對設(shè)計階段的成本控制。在采購階段，可將上述算量和測算結(jié)果作為數(shù)據(jù)依據(jù)，同時結(jié)合各種價格信息，實現(xiàn)對材料價格走向的預判，并將市場價格波動對采購階段成本的影響降低到最低。在確定采購方案后，還應當結(jié)合具體施工進度，編制采購計劃，做到適時、適量采購。在施工階段，可結(jié)合EPC模式和裝配式建筑的特點，結(jié)合BIM技術(shù)對施工方案進行模擬，并確定施工現(xiàn)場的構(gòu)件堆放位置以及運輸構(gòu)件車輛的行駛路線，確定道路的寬度。在對各個構(gòu)件進行組裝時，可通過BIM技術(shù)和RFID芯片的相互配合實現(xiàn)對構(gòu)件的參數(shù)化管理，將構(gòu)件吊裝中出現(xiàn)的預警信息反饋給現(xiàn)場，及時對安裝偏差進行調(diào)整，避免出現(xiàn)返工情況，以此實現(xiàn)對成本的有效控制。

3 成本控制效果檢驗

完成上述設(shè)計后，以A項目為例，對此項目的施工過程進行成本控制。

控制前，需要先進行此工程項目在不同階段的成本支出情況，通過與EPC承包方的交涉，統(tǒng)計此工程的成本支出項目，見表2。

表2 A工程成本支出項目

在此基礎(chǔ)上，考慮到此建筑的施工場地有限，現(xiàn)場平面管理難度大?，F(xiàn)場場地狹小，尤其是在進行地庫裝配施工時，基本沒有場地進行臨設(shè)搭設(shè)，四個方向開挖線全部在紅線附近。為解決此方面施工問題，可在前期規(guī)劃時，合理規(guī)劃周轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)運等問題，根據(jù)場地現(xiàn)有情況，分階段合理規(guī)劃施工場地。同時，合理規(guī)劃場地車輛、機械、人員的進出順序、防水和回填施工。在結(jié)構(gòu)滿足要求的情況下，在地庫頂板上建立便道和各種加工棚、堆場，從而解決預制施工過程中的材料轉(zhuǎn)運問題。

完成施工準備工作后，由總承包方結(jié)合工程實際，設(shè)計針對此項目的成本控制方案，在裝配式建筑施工的各個階段，進行成本支出的合理調(diào)配。完成階段性施工后，統(tǒng)計并整理在此階段中的項目實際支出成本與預期支出成本。將此結(jié)果作為此次實驗的結(jié)果，見表3。

表3 裝配式建筑階段性施工成本控制效果

表3中的預期成本包括：預制構(gòu)件生產(chǎn)費用+安裝費用+澆筑費用，實際支出成本：按照標準進行現(xiàn)場施工作業(yè)，完成施工后的實際支出。

根據(jù)上述統(tǒng)計結(jié)果可知，本文此次研究設(shè)計的控制方法，可以實現(xiàn)在施工中對各個階段施工成本的有效管控，將裝配構(gòu)件施工實際支出成本控制在預期成本內(nèi)。

4 結(jié)語

裝配式建筑是我國建筑行業(yè)未來發(fā)展與建設(shè)的必然趨勢，此類結(jié)構(gòu)建筑不僅可以解決由于混凝土施工對環(huán)境造成的污染問題，還可以減少工程作業(yè)工序。但要實現(xiàn)對此種結(jié)構(gòu)建筑在建筑領(lǐng)域內(nèi)的推廣，還應在后續(xù)工作中，結(jié)合實際情況，對成本控制工作進行進一步優(yōu)化。

通過本文的研究，明確了裝配式建筑結(jié)構(gòu)在我國建筑行業(yè)未來發(fā)展中的地位，為確保項目施工可以達到預期的質(zhì)量效果。應結(jié)合工程實際情況，優(yōu)先選擇施工經(jīng)驗豐富、以往工程效果優(yōu)良的施工隊伍，并做好項目的成品保護工作。考慮到項目參與作業(yè)班組多、人員復雜，且部分裝配式建筑施工包括精裝修工程，故成品保護工作非常重要。此外，對于工人進場的成品保護教育要落實到位，認真對待，在現(xiàn)場布置提示標語，達到時刻提醒的目的，最終實現(xiàn)對裝配式建筑施工的全面優(yōu)化。