基于BIM技術的裝配式建筑成本管理研究

曾龍煒

（福建水利電力職業技術學院，福建 永安 366000）

0 引言

裝配式建筑成本管理涉及設計、構件生產、運輸及施工等諸多環節，其影響因素眾多，管理難度和復雜性均較高。 基于建筑信息模型（building information model，BIM）技術構建信息管理平臺，實現建設成本管理方案精細化，是企業提高經濟效益的重要舉措。裝配式建筑設計如圖1所示。

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

1 BIM技術與裝配式建筑成本管理概述

BIM 通過整合項目數據信息來構建三維模型，在建筑項目設計、施工等全過程發揮管理價值，可提高建設管理工作的精細化、可視化與協同化水平。結合成本信息、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、設計及施工各個環節的具體信息。將BIM 5D 模型用于建筑項目建設，有利于提高施工管理工作的效率和成本管理工作的系統性，加快投資資金的周轉，控制整體建筑項目的成本。

裝配式建筑具有標準化設計、產業化生產、裝配化施工、一體化裝修、信息化管理及工業化生產等特征，同時具有施工進度快、施工周期短及環保性強等優勢，因此推動裝配式建筑的發展是解決建筑行業勞動力短缺問題和實現行業轉型升級的重要措施。

雖然國內裝配式建筑項目數量不斷增加，但仍未有效發揮裝配式建筑的應用優勢，大多數裝配式建筑項目的設計、構件生產與施工之間互相獨立，相關單位之間缺乏良好的配合，極易出現資源浪費、工期延誤等問題，最終導致整體建設成本增加。

將BIM 技術與裝配式建筑技術結合使用（圖2），進行成本管理控制，可以形成模塊化建設，減少構件總類，降低建造成本，進而有效節省材料，節約能源。兩項技術結合有助于提高成本管理工作的精細化和智能化水平，從而提升設計標準，有效控制建設成本。

圖2 BIM技術與裝配式建筑Fig.2 BIM technology and prefabricated building

2 基于BIM技術的裝配式建筑成本管理實踐

2.1 基于BIM技術的成本預測實踐

成本預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 技術系統性開展成本預測工作，有利于合理確定裝配式建筑的預制率。在實踐應用中應注意以下幾點：1） 正式進行成本預測工作之前，施工單位應對招標文件進行全面深入的研究，將待建項目材料、人力、工期和設備等基礎數據錄入BIM 平臺，為后續成本預測工作的開展奠定數據基礎。同時，施工單位要收集類似項目的資料數據，包括常用預制構件部位、尺寸和單位造價，以及不同預制率裝配式建筑的單位造價、模板單位用量和價格等，構建BIM數據庫，并持續進行數據更新。裝配式建筑工程項目的施工復雜性較高，為降低成本預測難度，有必要提前梳理項目施工內容，了解施工技術、環境等項目信息。2） 單價是成本預測準確性的決定性因素，必須加強生產單價控制。裝配式建筑項目的建設單價和整體成本受到諸多不確定性因素的影響，從BIM數據庫中可以篩選出與擬建項目類似的成本信息，將其作為單價預測的參考依據。在數據篩選和單價預測過程中，需特別考量待建項目特點對單價的影響[1]。3） 預制率、運輸效率和構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，擇優選取。在施工方案的選擇過程中，BIM 技術能夠模擬施工過程，統計工程量，基于預測單價完成各施工方案的對比，從而確定最佳施工方案，并給出優化建議。在模擬演示施工方案的過程中，BIM技術具有顯著的直觀性和全方位性，從而可提高成本預測工作的精準性。

2.2 基于BIM技術的成本計劃實踐

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，可根據技術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險因素，還要結合設計施工方案、技術方案和運輸方案，利用工作分解結構（work breakdown structure，WBS）對項目構成部分進行成本分配[2]。

首先，要基于BIM 數據庫中類似的項目信息和成本預測情況，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，形成相應的BIM 4D 模型；最后，結合企業定額信息和施工平面圖完成施工資源的空間布置，實現建筑構件與成本資料的關聯，完成BIM 5D 模型的構建（圖3）。BIM 5D 模型能夠幫助預制構件生產工廠快速明確預制構件的工程量，精準預測所需生產資源和人力投入；物流人員可以基于BIM 5D 模型的數據信息，制定相應的裝車運輸方案，估算和構建運輸成本；施工現場管理工作人員可以利用BIM 技術模擬施工過程和施工進度，對各工種所需人數和施工材料使用量等進行估算。BIM 平臺能夠對各環節的成本計劃信息進行整合和專業評審，保證整體成本計劃的合理性。

圖3 BIM技術過程控制性質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，在設計階段、生產階段、運輸階段及施工階段均要開展相應的成本控制工作，BIM 技術在以上各階段成本控制工作中均能夠發揮巨大作用[3]。

在設計階段，利用BIM 技術模擬施工過程，可以針對設計方案進行碰撞檢查，排除構件之間、現澆與預制構件之間以及構件內部的碰撞沖突問題，對設計方案進行調整優化，避免后期設計變更，提高后續成本投入的合理性；BIM 軟件能夠快速出結構圖、建筑圖和節點詳圖等，且整體圖紙可以隨著模型的調整而自動更新；BIM技術能夠提高裝配式建筑設計的標準性和獨特性，其不斷豐富的預制構件庫也有利于提高圖紙設計效率。

在生產階段，在BIM 平臺上可以對預制構件的生產數量和種類進行精確統計，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 數據庫存儲的供應商信息，可以快速選擇高性價比的材料，同時高效完成盈虧分析，實現對預制構件生產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制構件，通過射頻識別技術（RFID）檢索讀取預制構件信息和實時狀態，加強對預制構件的質量監督力度[4]。

在運輸階段，應用BIM 對運輸過程進行模擬，可明確最佳運輸路線，并基于BIM 模型提供的各類構件的具體特征以及BIM 平臺顯示的施工進度和構件生產進度，制定裝車運輸方案，避免出現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聯，管理人員可實時查詢施工材料的供應情況和實時狀態；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調整，保障施工材料的供應；將BIM 模型與掙值法相結合，可以對施工過程中的成本發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，且能清晰地呈現因施工變更而造成的成本變化，這有利于及時結算變更的工程款，確認實際成本支出是否超支。

2.4 基于BIM技術的成本核算與分析實踐

利用BIM技術進行成本核算，能夠有效解決傳統成本核算過程中存在的易錯漏、計算量大和單據多等問題。在BIM平臺上支付工程進度款，后續進行統計核算時從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生[5]。

3 結語

相較于傳統的現澆建筑，裝配式建筑的建設成本普遍偏高，不利于裝配式建筑的規模化發展，進一步控制裝配式建筑的建設成本，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響應節能降耗戰略的重要發展途徑，建筑企業應加強成本管理改革，切實發揮BIM技術的應用優勢。