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、構(gòu)件生產(chǎn)、運輸及施工等諸多環(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，實現(xiàn)建設(shè)成本管理方案精細化，是企業(yè)提高經(jīng)濟效益的重要舉措。裝配式建筑設(shè)計如圖1所示。

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

1 BIM技術(shù)與裝配式建筑成本管理概述

BIM 通過整合項目數(shù)據(jù)信息來構(gòu)建三維模型，在建筑項目設(shè)計、施工等全過程發(fā)揮管理價值，可提高建設(shè)管理工作的精細化、可視化與協(xié)同化水平。結(jié)合成本信息、施工進度信息與BIM 三維模型，可以形成具體建筑項目的BIM 5D 模型，該模型包含采購、設(shè)計及施工各個環(huán)節(jié)的具體信息。將BIM 5D 模型用于建筑項目建設(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)，控制整體建筑項目的成本。

裝配式建筑具有標準化設(shè)計、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，同時具有施工進度快、施工周期短及環(huán)保性強等優(yōu)勢，因此推動裝配式建筑的發(fā)展是解決建筑行業(yè)勞動力短缺問題和實現(xiàn)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要措施。

雖然國內(nèi)裝配式建筑項目數(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)裝配式建筑項目的設(shè)計、構(gòu)件生產(chǎn)與施工之間互相獨立，相關(guān)單位之間缺乏良好的配合，極易出現(xiàn)資源浪費、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，進而有效節(jié)省材料，節(jié)約能源。兩項技術(shù)結(jié)合有助于提高成本管理工作的精細化和智能化水平，從而提升設(shè)計標準，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踐

2.1 基于BIM技術(shù)的成本預(yù)測實踐

成本預(yù)測是裝配式建筑工程項目明確施工方案和利潤目標、確定施工資源儲備情況的重要前提。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。在實踐應(yīng)用中應(yīng)注意以下幾點：1） 正式進行成本預(yù)測工作之前，施工單位應(yīng)對招標文件進行全面深入的研究，將待建項目材料、人力、工期和設(shè)備等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)錄入BIM 平臺，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，施工單位要收集類似項目的資料數(shù)據(jù)，包括常用預(yù)制構(gòu)件部位、尺寸和單位造價，以及不同預(yù)制率裝配式建筑的單位造價、模板單位用量和價格等，構(gòu)建BIM數(shù)據(jù)庫，并持續(xù)進行數(shù)據(jù)更新。裝配式建筑工程項目的施工復(fù)雜性較高，為降低成本預(yù)測難度，有必要提前梳理項目施工內(nèi)容，了解施工技術(shù)、環(huán)境等項目信息。2） 單價是成本預(yù)測準確性的決定性因素，必須加強生產(chǎn)單價控制。裝配式建筑項目的建設(shè)單價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目類似的成本信息，將其作為單價預(yù)測的參考依據(jù)。在數(shù)據(jù)篩選和單價預(yù)測過程中，需特別考量待建項目特點對單價的影響[1]。3） 預(yù)制率、運輸效率和構(gòu)件拆分狀況是影響裝配式建筑施工成本的重要因素，因此有必要對其進行對比分析，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)計工程量，基于預(yù)測單價完成各施工方案的對比，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)測工作的精準性。

2.2 基于BIM技術(shù)的成本計劃實踐

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

首先，要基于BIM 數(shù)據(jù)庫中類似的項目信息和成本預(yù)測情況，制定資源計劃和進度計劃；然后，將進度計劃與BIM 三維模型結(jié)合，利用WBS 進行工作分解，明確施工工序和所需時間，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)的裝車運輸方案，估算和構(gòu)建運輸成本；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度，對各工種所需人數(shù)和施工材料使用量等進行估算。BIM 平臺能夠?qū)Ω鳝h(huán)節(jié)的成本計劃信息進行整合和專業(yè)評審，保證整體成本計劃的合理性。

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)的成本控制實踐

成本控制是裝配式建筑項目成本管理工作的核心，在設(shè)計階段、生產(chǎn)階段、運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)計階段，利用BIM 技術(shù)模擬施工過程，可以針對設(shè)計方案進行碰撞檢查，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，對設(shè)計方案進行調(diào)整優(yōu)化，避免后期設(shè)計變更，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)點詳圖等，且整體圖紙可以隨著模型的調(diào)整而自動更新；BIM技術(shù)能夠提高裝配式建筑設(shè)計的標準性和獨特性，其不斷豐富的預(yù)制構(gòu)件庫也有利于提高圖紙設(shè)計效率。

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

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

在施工階段，可將BIM 三維模型與施工進度計劃進行關(guān)聯(lián)，管理人員可實時查詢施工材料的供應(yīng)情況和實時狀態(tài)；管理人員還可以利用BIM 5D 模型隨時查詢某一階段的工程量、施工材料計劃和實際使用情況，并第一時間進行相應(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，可以對施工過程中的成本發(fā)生情況進行全面控制；在進行施工變更時，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，這有利于及時結(jié)算變更的工程款，確認實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踐

利用BIM技術(shù)進行成本核算，能夠有效解決傳統(tǒng)成本核算過程中存在的易錯漏、計算量大和單據(jù)多等問題。在BIM平臺上支付工程進度款，后續(xù)進行統(tǒng)計核算時從BIM 平臺上拉出支付信息記錄即可。BIM模型可以存儲裝配式建筑項目的工程量信息、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)加強成本管理改革，切實發(fā)揮BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢。