基于BIM技術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，河北 唐山 063000；2.渤海理工職業學院，河北 滄州 061100）

隨著經濟水平不斷提高，加快了城市化的進程，同時推動建筑業的發展，建筑業成為我國經濟支柱性產業，但針對我國生態文明發展的要求，由于傳統建筑具有一系列問題尤其是耗能高和噪音大的問題[1]，已經不能更好地適應綠色建筑的發展，所以建筑業要想更好地發展就需要轉型升級，其中由于裝配式建筑具有綠色建筑的多種優點，尤其是資源利用率高和施工周期短的特點，因此發展裝配式建筑是建筑業轉型發展的一種途徑[2]。但我國所引進裝配式建筑時間與其他發達國家相比較晚，且不管是從技術、管理及人員等方面來講，都缺乏經驗，致使我國裝配式建筑推廣進程較為緩慢。經過相關分析得知，成本高于傳統建筑是制約裝配式建筑發展的最主要因素。基于此，為促進建筑建造過程管理，既要加強對BIM技術的應用，還應緊密融合裝配式建筑，將這兩者結合在一起，進而實現動態化管理，實現成本控制，增強裝配式建筑核心競爭力，進一步推動建筑業發展。

1 裝配式建筑的特點

1.1 建筑周期短

預制裝配式建筑的主要構件在加工廠進行生產，以大型機械運輸和安裝為主進行施工，就當前的情況來看，裝配式建筑施工技術建造速度比較快，從某種意義上來講能避免施工受季節變化的影響，進而不斷地提升施工進程，縮短施工周期[3]。

1.2 建設質量高

構件在工廠主要以機械化生產為主，便于控制產品的質量，由于尺寸更加精確，能夠和設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制鋼構件為主，通過一些輕型鋼構件組合房屋的各個部分，使其具備多個功能，例如防火、防蟲以及防潮等功能[4,5]。

1.3 節約能源

構件基本上是在工廠加工，機械化生產，不斷提升生產水平，避免投入過多的現場施工人員，還無需過多使用鋼材和木材減少具體施工量，尤其是施工現場腳手架和臨時支撐等，一定程度上減少施工現場的耗電量，節約資源。

1.4 環境影響小

以往傳統現場澆筑施工方法需要進行濕作業，而且作業量比較大，最重要的一點就是無法控制好施工現場的清潔度。與此同時，在機械設備實際運行時會產生較大的噪音，也會存在粉塵污染的現象。預制裝配式建筑與傳統施工相比不同的是：其建筑構件加工方面主要在工廠進行，能實現養護用水反復的應用，降低光污染的概率；促進工作水平的提升，且噪音較小[6,7]。

2 BIM的內涵與特征

2.1 BIM的內涵

在建筑信息化發展方面，BIM作為主要核心工具，具備一定的建模功能。隨著軟件不斷的發展與應用，其中除了具有設計和施工功能之外，還有造價和運維功能等，除了實現三維設計之外，還能實現數字建造等[8]。

隨著BIM和云計算功能的不斷發展，既要加強工程造價還應進行智能建造，將這兩者結合在一起，通過多個能力組合逐漸地滲透在項目工程成本控制中，進行合理的應用，其中在這方面主要就是擁有圖形處理能力和計算能力，而且通過BIM綜合管理平臺和各個專業融合在一起，不管是在項目設計還是施工以及成本控制中，能為其管控提供相應的數據，不斷地提高運營能力，更好地進行管控。

2.2 BIM的特征

建筑工程會涉及多個部門，不僅體量大，還會消耗大量的資源，同時還存在一些不可控因素，無法實現全面管控。加強對BIM的應用便于更好地管控，在可視化信息表達下，充分地表現出各個階段的進程，其中BIM特征主要有如下幾方面體現[9]：

首先，集成性。在項目管理的過程中，充分合理地利用BIM技術，一定程度上能集成多維度管控方式，尤其是設計管控、施工工程進度管控，以及時間管控等。提高各個部門對項目各個階段管控的重視度，加大整合力度，在BIM平臺中全面整合多項數據，實現項目管理，達到管控目的。

其次，可視化。設計方面不同于傳統二維設計，良好設計能力從某種程度上來看，除了能將三維圖體現出來之外，建模過程與裝配式建筑建造過程之間具有一定聯系，起著相輔相成的作用。但就當前主流二維設計軟件進行分析還缺少一定功能，尤其是光照時長功能和道路規劃功能。在具體施工管控期間由于具備可視化功能，一定程度上便于進行施工進度管控。在成本控制中其設計方面已經實現對人員和材料使用量的獲取，有助于提升造價預算控制水平。

最后，模擬性。仿真模擬性功能作為BIM具備的主要功能，通過光照模擬鑒于建筑物接受光照的具體時長，一定程度上能夠將其判斷出來，在裝配式建筑PC構件設計中，通過碰撞檢測能夠降低風險發生的概率，在具體施工期間，為其運輸和吊裝車輛的運輸路徑模擬提供一定思路，便于構件更好地存儲擺放。通過模擬建造能計算出所用人員和材料的峰值。

3 裝配式建筑與BIM結合的必要性

BIM技術能夠實現建筑信息數字化處理應用，尤其是可視化和可模擬以及可優化的特點，可以充分地應用在整個施工階段中，根據工作實際情況能讓自身的價值得以展現。其中，加強對BIM技術的應用促進更好地協調運轉作為其貫徹的重點，在同一工作平臺上使各建方保持聯系，加強溝通，便于更好地完善工作內容。除此之外，充分利用BIM技術以三維模型的方式展現出原來的圖紙，便于提前實現各環節，尤其是后期深化設計和工程量統計等，促進施工工作有效開展，不斷提升工作效率，還能為預制構件加工提供便捷。

4 基于BIM技術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階段和簽訂合同階段，具體主要體現在以下兩方面：①招投標階段。在這一階段中，除了要編制商務標之外，還應進行技術標控制。在商務標制作期間，對于以往傳統造價計算工作而言，具體計算過程中造價員主要以手算為主，但這種方式費時費力，這時加強對計算機軟件利用，把手算算法納入其中，便于造價人員更好地計算，促進其不斷提高工作質量。通過BIM技術開展虛擬施工工作，從某種程度上來看，實現技術含量高部分模擬，讓技術標書更具有說服力。此外，加強對BIM應用還能夠實現碰撞檢查，完善管線方案，讓招標單位更好地接受這一技術。所以BIM技術在招標階段商務標和技術標中起著重要的作用。②簽訂合同階段成本控制。合同簽訂的實施主要圍繞著責任歸屬問題。加強對BIM技術的應用，能實現工程造價計算。與此同時，通過BIM實施碰撞檢查避免方案中存在問題，促進建筑工程施工工作順利實施。運用BIM技術實現信息共享，不斷提升工作水平。

4.2 設計階段成本控制

設計階段對加強裝配式建筑成本控制這方面非常重要，通過合理的設計降低設計失誤率，防止由于設計變更增加工程成本的現象。通過BIM平臺，除了能實現建筑模式可視化和信息化之外，還能實現模數化。利用BIM技術實現建模分析，通過三維視圖為設計人員對節點問題處理提供便捷，對預埋件位置合理布置，在空間方面檢查綜合管線，如果發生設計失誤的現象能及時尋找出來。加強對BIM技術的應用實現信息共享，讓專業工程師能直觀獲取相應參數，便于聯系交流，提高工作效率。通過BIM實現對標準化族庫構建，完善構件尺寸，不斷提升建筑標準化水平，降低構件成本。對于設計變化給成本帶來的變化，一定程度上能實現動態觀察，便于加強對結構方案的優化調整，進而實現成本控制。

4.3 生產運輸階段成本控制

裝配式構件不管是在外形還是尺寸方面均要求精準化生產，因為這會給日后安裝工作帶來一定影響。無論是構件幾何信息還是專業屬性，加強對BIM平臺的應用，便于向生產商提供參數，生產人員通過模型參數就能實現信息獲取，進而在具體生產過程中使其能按照設計的相關標準來進行。BIM深化設計還能實現項目資源需求量獲取，結合資源的應用加強對采購計劃的制定，使得材料得到合理利用。這都能給裝配式建筑設計和采購管理帶來便利，還能實現集成化管理。在實際運輸的過程中，不管是運輸距離還是道路路線都關系到整個運輸成本，所以既要加強對BIM技術的應用還應緊密的融合RFID，將這兩者結合在一起，且在具體運輸方面預先把運輸方案規劃好，運輸期間實現動態化監管，避免發生運輸風險。

4.4 施工階段成本控制

模擬性作為BIM技術最主要的一項特點，通過施工模擬，實現預制構件可視化安裝，對于安裝中的技術難點和關鍵點，事先了解并充分掌握，考慮可能存在的風險，加強應對方案制定，進而降低風險發生概率。通過比較不同的方案，優化裝配式建筑施工工藝，制定安裝順序，促進施工順利實施，不斷的提升施工水平。注重對BIM技術的利用管控施工范圍，實現可視化監控，通過模擬行車路徑和吊車范圍，加強對BIM中的算量功能的應用，全面整理資源并加以分配，實現優化施工組織設計。通過BIM技術實現動態監管，在具體施工期間如果存在問題能做到及時發現。可比較實際進度和成本與模型中具體情況，在模型中結合相應的目標糾正偏差，完善施工步驟，加強對進度的調整。

4.5 提高施工安裝水平

在裝配式建筑施工過程中，安裝施工這一部分非常關鍵，當預制構件順利設計生產完之后，應加強安裝施工工作，其中，裝配式施工與傳統建筑模式對比具有一定區別，最主要區別就是它能實現施工安裝精度，提高安裝質量，提升施工效率，便于實現工程成本控制。

4.6 竣工結算階段的成本控制

在項目成本控制中竣工結算非常關鍵，對于以往傳統結算工作在具體實施時，主要是按照二維CAD圖紙，實施起來非常浪費時間。但通過合理運用BIM技術，構建BIM模型且在具體核算的過程中加強對BIM軟件的應用，便于更好地進行核算。

5 結語

總之，在整個建筑工程建設期間工程造價非常關鍵，對于企業和工程建設部門而言應意識到其重要性，加強造價管理，通過加強對BIM技術的應用做好裝配式建筑成本控制工作，進一步推動建筑行業的發展。