被動式超低能耗綠色建筑成本管理優化

田雨

【摘要】本文通過分析被動式超低能耗綠色建筑近年來的發展以及對全生命周期成本管理理論進行研究，詳細分析了其管理模式的特點，基于BIM技術對其成本管理流程進行了優化。

【關鍵詞】被動式;超低能耗;綠色建筑;成本管理

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.13.038

1、決策設計階段成本管理

相比傳統建筑，被動式超低能耗綠色建筑的決策設計將更加復雜，計算量更大，傳統人工項目管理模式完全無法滿足對本項目建設成本管理需求，因此本文在項目決策設計階段，采用的是基于BIM數據庫的項目決策設計模式。該模式的重點在于能夠可視化、高效的自動進行建筑模型構建，并可以進行協同管理、碰撞檢測和性能優化，是目前被動房建設的首要選擇。對于本項目而言，其成本管理的重點在于設計階段的成本控制，選擇合適的建設地點、成本和性能最優的圍護結構、利于整體運營的室內環境調節系統等都是影響建設項目整體成本的重要因素，所以本文提出將傳統的偏重核算的被動式成本管理模式轉變為以建立目標成本為導向、堅持事中成本控制，以提前成本策劃為原則的耦合式全生命周期成本管理模式。

決策設計階段又可以分為兩個步驟，先決策后設計，兩者相輔相成，決策決定了設計的基礎，設計又對決策起到了承上啟下的作用，設計就是要將決策的意圖和思路通過設計文件實現出來，并指導后續的施工工作。目標成本是在項目建設前，以建設最經濟合理的項目為原則，根據需求以及預期達到的目標而所設立的需要努力實現的成本指標。本文提出通過建立項目不同階段的目標成本指標，針對每個階段的不同方案進行經濟評價，最終選擇價值最大化的方案組合，以此來達到該階段成本管理的目的，如下圖1所示為被動房決策設計階段流程圖。

在被動式超低能耗綠色建筑（被動房）的決策設計階段，主要利用大數據的優勢構建了BIM數據庫，來實現被動房項目建設周期不同階段中數據的共享和協作，同時可以對被動房的性能進行模擬實驗和優化設計。本文所建立的BIM 數據庫不僅包含全部建筑產品的基本信息，還包含由專業人士增加的結構信息，除此之外，該數據庫還包含一些歷史BIM模型數據，主要包括工程量數據、成本數據和相關圖紙資料數據。待所建項目的建筑信息、結構信息以及其他專業信息錄入系統之后，被動式建筑設計師就可以進行數據調取，完成3D模型制作，最終形成初始的建設方案原型，如下圖2所示為基于BIM數據庫的方案選擇。

對于傳統建筑項目管理而言，在決策設計階段，經常會出現多方信息溝通不暢，因設計變更信息共享不及時導致的成本損失和資源浪費，嚴重時直接影響施工的質量和進度。傳統的建筑項目往往是基于2D圖紙進行設計，不具備信息共享的特征，一旦圖紙發生變更，那么設計方和施工方就會因為信息溝通不及時導致返工。而基于BIM模式進行項目設計時，能夠對整個項目進行可視化管理，利用碰撞檢驗方法及時發現設計方案中不合理的地方，同時進行性能模擬實驗，測試項目建設是否滿足被動房建設的標準。相比傳統的管理模式，本文采用的模式不僅能夠提高施工效率，同時可以降低整個項目的成本。如下表1所示，是傳統建筑項目設計管理模式與基于BIM項目設計管理模式的對比情況，能夠看出，目前在被動房成本控制方面，BIM模式占據很大優勢。

2、施工建設階段成本管理

在項目施工建設階段，與傳統建筑相比，被動式超低能耗綠色建筑由于其建造標準高，需要的材料、人力、前期投入的成本都比傳統建筑要高，對材料、人力的管理成本也會隨之增加，但是其優勢就在于運行費用低、溫濕度恒定、室內清潔衛生、安靜舒適、空氣質量高。由于所需材料種類、數量都比傳統建筑要多，還需要經過專業培訓的人員才可以進行施工，需要綜合考慮能耗、氣候、經濟性等因素來對施工過程進行協調一體化控制，同時還需要借助高科技新技術來保證其建設標準。因此采用傳統的項目管理模式已經無法對該建筑項目進行精細化施工和一體化控制。本文借助了BIM模型，采用BIM技術來實現對被動式超低能耗綠色建筑全生命周期進行動態監控，對施工現場進行協同管理，有效地減少了不必要的成本支出和浪費，雖然施工階段能影響的項目成本程度僅在10%左右，但是由于施工階段動用了大量的資源，所以該階段成本控制的好壞能直接體現出實際意義。同時，項目在實施階段的環境是復雜的、不可預計的、受多種因素制約的，這也就導致了在施工階段很容易發生影響成本的事件，由此可見，施工階段的成本管理既是困難的也是重要的。

2.1管理方式

由于項目在執行過程中受時間跨度長，設計變更及工程簽證頻發等因素的影響，從而導致材料價格、工程量等發生變化，故相對于一開始的目標成本，項目最終的實際發生成本就會改變，在目標成本設定好的情況下執行動態成本管理以保證項目在執行過程中不偏離預定的目標成本。

動態成本即項目在不同的執行階段預計要發生的最終成本。在該建筑項目建造過程中，以動態成本去對所發的成本進行預警、管控，從而保證最終的結算成本不超支，我們將動態成本的計算公式定義為動態成本=已發生成本+預計發生成本=已簽訂合同+已確定變更簽證+待發生合同+預估變更簽證。從該公式我們可以看出，動態成本最主要的就是對于待發生項金額的預估。

在項目的不同階段，動態成本的計算公式不同，在項目設計階段，動態成本等于目標成本，在項目施工過程中，動態成本=已發生成本+預計發生成本=已簽訂合同+已確定變更簽證+待發生合同+預估變更簽證，在結算階段，動態成本等于結算成本。

2.2管理流程

首先，在施工開始前將目標成本分解到各級科目，形成成本指導紅線，同時根據設計文件及現場情況合理編寫施工組織設計，在整個項目建筑過程中完善變更簽證的審批流程，嚴控變更簽證的發生，當費用發生變化及時進行相關測算，形成動態成本進行調節管控。

2.3控制措施

為了在施工過程中達到質量、進度、成本三者的平衡，應該從以下幾個方面對施工成本進行把控。

（1）施工方案優化

合理編制及選擇施工組織設計是保證順利完成工程施工建設的前提，在施工組織設計中要對施工進度、人員調配、機械使用、材料資源進場安排等作出詳細合理的規劃，避免資源浪費。在施工方案編制的同時，對相關數據進行成本測算分析，選擇技術與經濟最優的方案。

（2）合理使用材料與施工機具

施工是資源集中利用并轉變的過程，由于項目具有體量大等特點，施工現場需要的材料及施工機具也會非常多，應合理安排資源采購、進場使用計劃，同時建立良好的現場管控流程，確保材料及施工機具的流轉，減少庫存堆積，節約成本。

（3）嚴控現場簽證及設計變更

施工現場環境是復雜的、不可預見的，所以在設計階段確定的設計文件在實際實施過程中會由于各種不確定因素發生改變，這就導致了現場簽證及設計變更的發生。目前，在竣工結算階段所增加的成本很大部分是由此產生，變更簽證不僅導致了成本的增加還延長了施工進度，所以在施工過程中要對設計文件、合同、施工組織方案進行詳細研究分析，減少自身原因導致的成本增加，同時建立現場簽證及設計變更管控流程，當一方提出設計變更或者現場簽證時，要根據管控流程進行嚴格審查，盡量減少相關變更簽證的發生，節約成本。

3、運營維護階段成本管理

在項目運營維護階段，項目管理的主體將會轉變為房屋的所有人，管理的對象主要是被動房的內部設施以及設備的操作，該階段的成本管理設計主要是為了減少在被動房交付之后的后期產生的運營費用，由于被動房建筑項目建設標準較高，相比傳統建筑后期成本管理尤為重要，選用好的管理方法不僅能夠維持被動房的正常運轉，同時可以減少許多使用和管理成本，本文主要借助BIM技術來實現運營維護階段的成本管理，并采用Autodesk公司的Revit軟件來完成被動式超低能耗綠色建筑的運營維護成本管理。利用BIM模型可以輕松根據現況、現有設施，或者是現有設施內特定區域的現況建模，以提供營運維護規劃作業所需現地信息，通過建立BIM模型能夠快速了解建筑結構信息，設備運行各項指標，了解設備的使用壽命和維護計劃，及時發現需要修繕和維護的設備或固定建筑，從而降低運營維護成本。

運營階段的實施主體是業主和物業管理者，在被動式超低能耗綠色建筑中，其設備運營狀態應是各管理方的關注重點，運營管理即通過科學的方法，對建筑物的各設施進行日常維護、使用管理，確保其達到預期的使用指標及經濟效益，是一個投入、轉換、產出的過程。

根據相關數據顯示，相比于傳統建筑，其在夏季不需要額外的空調制冷，冬季不需要采暖設施，這些都是建設階段降低的成本因素，并且其在運營階段，會因此持續的節省成本。在傳統建筑中，運營及維護所消耗的費用往往占全生命周期成本的很大的比重，由此，降低建設項目運營及維護階段的成本就成了成本控制的關鍵因素。

3.1管理方式

基于以上原因，針對運營階段的能源消耗、水資源消耗、材料消耗、室內環境等運營管理都是直接保證被動式超低能耗綠色建筑的運營階段成本可控的重要手段。通過對其進行實時監控，可以全面掌握建筑整體的運行狀態，及時發現問題，解決問題，調整各設備參數，營造良好的居住環境，并根據運行過程中數據的積累，找出資源消耗的異常情況，對設施等進行改進，提高運行效率，節約成本。

3.2管理流程

被動式超低能耗綠色建筑運營階段成本管理流程如圖3所示：

3.3控制措施

（1）運營信息集成

在運營階段，實時掌握被動式超低能耗綠色建筑的熱泵、新風熱回收等系統的運行參數，以便了解其運行狀態。當某部位發生故障時，利用BIM三維模型準確的顯示出具體的位置及信息，方便維修人員進行具體的修理工作，其也可對全部設備進行維護管理，根據各設備的使用情況，合理安排維修或更換時間，確保資金的合理使用。

（2）設備及資產管理

傳統的設備和資產管理更多的是靠管理人員對各資產信息進行手工錄入，在錄入過程中，不可避免的存在人為性失誤，并且單獨的紙質版或電子版資產信息檔案在查閱和管理過程中存在著不便利性，隨著頻繁的借閱或者管理人員的更換，部分存檔資料容易出現丟失情況，造成損失。

利用電子化集成技術可將項目從開始建設到竣工驗收、運營階段的全部信息進行統一保存，設備管理人員可從其中方便快速的調取任何部位的設備信息，并對其進行修改，以便于對相關設備進行具體的維護。在被動房建造過程中，其熱泵系統和新風熱回收系統都需要精細化的維護，確保其運營狀態，節約成本。

（3）能耗分析

對建筑系統進行各項數據分析，如建筑能耗分析、人流量分析等，通過各項模擬分析，形成具體數據標準，設備維護及管理人員可根據相關數據對設備的運營參數實施調整，在保證室內環境符合標準的前提下，盡可能去尋找降低設備能耗的措施，從而達到節能減排的目的。

4、拆除回收階段成本管理

拆除回收階段成本管理，主要是站在用戶角度估算拆除被動式超低能耗綠色建筑需要花費的費用和獲得殘值收益，主要包括對建筑拆除成本、廢物垃圾處理費用、房屋殘值回收成本的管理，此外還需要對該階段的環境和社會成本進行嚴格管控。目前拆除回收主要有兩種方式，一是政府政策性收回，會根據建筑面積進行統一補償;二是開發商進行廢舊拆除重建，無論是哪種拆除方式，住戶都會得到相應的安置。