基于BIM技術的裝配式建筑造價管理研究

摘要：本文采用案例分析法對北京市某地塊保障性住房3＃公租房項目的BIM三維模型進行了有針對性的造價分析，探討了裝配式建筑在進行BIM建模時的操作流程以及其對造價管理工作帶來的實際效果。通過BIM模型模擬施工方案，研究潛在問題和解決方案以降低后期不利因素對項目造價的影響。基于BIM技術的裝配式建筑造價管理體系具有直觀分析項目造價組成、利于各專業單位協同作業、模擬碰撞沖突以發現并解決問題、優化預制構件設計、保證計算精確度等優點。此項研究對于推動我國建筑工程造價行業現代化轉型升級和高質量可持續發展具有重要意義。

關鍵詞：BIM技術；裝配式建筑；工程造價管理

中圖分類號：TU723.3" "文獻標識碼：A" "文章編號：２０９６-2118（2024）04-0061-04

Research on Cost Management of Prefabricated Buildings Based on BIM Technology：Taking a Public Housing Project in Beijing as an Example

ZHAO Haixia，DAI Anli

Abstract：This paper uses the case analysis method to conduct a targeted cost analysis on the BIM 3D model of the 3# public rental housing project of a certain block in Beijing，and discusses the operation process of BIM modeling of prefabricated buildings and the actual effect it brings to the cost management work.BIM model is used to simulate the construction scheme，and potential problems and solutions are studied to reduce the impact of adverse factors on the project cost in the later stage.The prefabricated building cost management system based on BIM technology has the advantages of intuitive analysis of project cost composition，conducive to cooperative work of various professional units，simulation of collision and conflict to find and solve problems，optimization of prefabricated component design，and guarantee calculation accuracy.This research is of great significance for promoting the modernization，upgrading and high-quality sustainable development of construction cost industry in China.

Keywords：BIM technology；prefabricated building；engineering cost management

0 引言

自20世紀70年代末我國改革開放以來，我國建筑產業被確立為國民經濟支柱產業， 2021年，全國新建裝配式建筑面積達到7.4億m2，占新建建筑比例的24.5%[1]。

目前我國新建裝配式建筑在國家和地方的政策扶持下，市場占比正在逐年攀升，但在裝配式建筑造價管理領域仍然存在一些問題。例如裝配式建筑因為在施工工藝和流程上與傳統建筑施工存在顯著差異，所以對造價管理人員在專業素養和技能水平上提出了更高要求。目前我國建筑行業在裝配式建筑造價管理人才儲備上存在缺口；同時，在生產過程中，裝配式建筑預制構件缺乏相應的生產工藝和生產標準，并且缺少相應的造價定額。

1 BIM技術與裝配式建筑造價模型

1.1 BIM技術

BIM（Building information modeling）技術是指建筑信息模型技術，用于建筑項目全生命周期中的數字化技術。BIM模型包括了結構系統、機電系統、給排水系統等。通過創建實時可編程的建筑三維模型來設計建筑物、指導現場施工，并協同有關參建單位基于BIM平臺共同管理運維建筑項目。

利用BIM模型可視化特點，項目在設計階段可以輔助設計人員直觀評估設計效果，對建筑各方面性能進行全面分析和規劃。在施工階段中可以輔助施工并采取具體措施如模擬管線碰撞等減少施工錯誤。而在后續的運營階段中，可以提高管理人員工作效率并打造有利于建設單位、施工單位、監理單位等各方主體單位進行溝通和共享信息的數字化平臺。

1.2 裝配式建筑

裝配式建筑是指將建筑物的結構和內裝修等組成部分，通過現場或工廠預制再將預制構件運送進施工現場進行裝配而成的建筑。

裝配式建筑因其采用大量的預制構件，通常在工廠內采用固定的生產工藝和流程進行批量制造，裝配式建筑具有質量穩定、生產速度快等特點。在工廠內制作完成后直接運輸到施工現場進行組裝，與傳統施工相比大幅縮短了施工時間。在城市項目中，裝配式建筑也減少了對工地附近現有建筑物的干擾。由于裝配式建筑中的預制構件在工廠內進行預制，因此能有效避免工地施工環境污染和大量施工廢棄物產生的情況。鑒于此，裝配式建筑是我國建筑業施工技術轉型升級的重要目標之一。

1.3 基于BIM技術的裝配式建筑造價模型

造價管理人員基于項目施工圖紙和有關資料，通過BIM軟件建立裝配式建筑參數化模型。直觀分析建筑模型，對建筑物進行分析以發現潛在問題和造價優化空間。項目在設計階段，利用BIM平臺對預制構件進行建模，模擬現場安裝情況并利用模擬碰撞等技術提高設計效率，以規避后期設計變更對造價的影響[2]；在裝配式建筑現場施工階段，利用BIM技術模擬施工現場以輔助現場人員制定施工計劃，并針對重難點施工工藝提前采取措施，減少施工中的變更和調整以降低項目的成本。在工程量計算階段，造價管理人員可利用BIM軟件自動計算各預制構件的數量，在很大程度上減少了傳統人工計算方式所帶來的漏算、錯算等問題。

2 案例分析

本文以北京市某地塊保障性住房3＃公租房項目為例，使用年限分為三類，該項目設計使用年限50年。建筑地上面積為12 395.40 m2，4層以上為裝配式剪力墻結構，預制部件為：預制夾心外墻、預制內墻、預制疊合樓板、預制樓梯，該項目的裝配式混凝土結構預制率約為41%，住宅單體設計采用標準戶型模塊化組合，重復利用率高。地上主體BIM模型如圖1所示，部分預制構件如圖2所示。

2.2 基于CAD圖紙的BIM建模

基于Autodesk Revit 2018為平臺，首先導入相應CAD施工圖紙，再利用BIM技術進行建筑項目建模。在此過程中，首先根據平面、立面建筑施工圖在Revit中建立軸網和標高，其次將傳統CAD平面建筑施工圖按首層、標準層、頂層等分割導入Revit中。以軸網標高為基準，分割后的圖紙為參照進行建模。

2.2.1 墻體建模

以外墻為例，該項目外墻采用預制混凝土夾心保溫外墻板，由厚度60 mm的預制混凝土外葉墻板、B1級厚度70 mm的硬質聚氨酯保溫板和厚度200 mm的預制混凝土內葉墻板組成，如圖3所示。施工優點是實現了保溫裝飾一體化，并在施工過程中取消了腳手架的使用。

在進行外墻建模時，首先要在Revit平臺內創建外墻模型，并按照圖紙材質按順序依次輸入內部構造，由于外墻內部構造材質是預制的，因此，需提前新建相應的材質，如圖4所示。其次依據先前導入的CAD施工圖紙，將外墻模型放置在軸網中，在建模時要注意墻體內外方向以及每一層墻體的底標高和頂標高。在建模到標準層時，可直接將本層墻體復制粘貼到對應標高上，利用Revit平臺這一功能，大大減少了建模工程量。

2.2.2 樓板建模

該項目除公共管井、樓梯間外均采用疊合樓板，其中預制部分厚度為60 mm、現澆層厚度為70 mm，管線預埋在現澆層中，如圖5所示。

樓板建模時，首先建立樓板構造模型包括現澆層和預制層并設置各層的厚度，隨后參照圖紙在軸網中勾勒出樓板邊緣。需要注意，在選擇使用標準層樓板時，應避開電梯間、樓梯間等位置。同時，根據圖紙要求對部分樓層進行相應修改即可。

2.2.3 門窗及百葉等內建模型建模

該項目門窗均采用廠家定制模式，故計算工程量只需統計門窗的型號、尺寸、數量。由于不同型號的門扇數、開啟方式和窗層數、列數、形狀上存在差異，所以需要根據圖紙單獨建立族模型。在項目中，空調板上的百葉也是同樣的原理。在放置門窗內創建模型時，需注意不同標高的窗底標高和內外方向等問題，并在放置時進行標記，以便于后期查找和修改。本項目中有許多標準層，除了頂層之外，門窗參數并沒有太多變化。

2.3 基于BIM模型計算工程量

在地上主體部分建模完成后，即可計算所需分項工程的工程量。在Revit明細表中，選取所需工程量的具體工程即可統計型號、厚度、高度、寬度、面積、體積等基礎工程量。

由圖6可知，選取材質和體積兩個字段，明細表自動計算內外墻內各構造材質的體積工程量，并按材質字段進行分類匯總。門窗工程量則是按類型標記和尺寸統計不同型號門窗數量。后期遇到工程變更，也可查找和修改相應建模，工程量明細表也隨之變動。將工程量數據導出至定額軟件實現裝配式建筑自動化造價管理。

2.4 基于BIM模型的造價管理分析

通過對圖紙進行深化設計，使傳統造價管理工作變得透明化、參數化。造價管理人員可以更直觀分析項目造價組成，并拆解造價組成，對單一分項工程進行針對性研究。將相關BIM模型參數聯合其他數據整合成電子資料，方便數據存儲。

在BIM模型中，不同專業技術人員可以協同工作，將土建、電氣、預制構件等模型耦合在一個BIM模型體系中。有效提高各專業技術人員的信息共享和交互效率，為研究各專業造價相互影響提供了一種高效可行的模式[3]。

利用BIM模型可以模擬不同裝配式建筑施工方案的造價組成，并可模擬裝配式建筑施工中可能出現的預制構件的碰撞與沖突，以提前發現和解決可能出現的施工問題。

BIM模型技術也可以應用到預制構件的設計中，有利于廠家針對裝配式建筑項目所需的預制構件進行參數化設計，進一步對預制構件進行優化以減少后期施工中的返工和材料浪費現象，有效控制預制構件成本。

建立BIM模型大大減少了項目中造價管理人員的工作量，與傳統手工計算工程量模式相比效率提升了一倍以上。在提升效率的同時，保證了計算的精度，規避了傳統手工計算帶來的錯誤和誤差[4]。后期出現圖紙變更等情形時，也只需在模型中做相應更改即可實時計算工程量。

3 結論

本文以北京市某地塊保障性住房3＃公租房項目為例，建立了該項目的BIM三維模型，在此模型基礎上進行造價研究，分析了裝配式建筑在進行BIM模型建立時的操作步驟以及對裝配式建筑造價管理工作產生的實質性影響。

通過BIM的可視化技術，不僅保證了計算精度，同時顯著提升了造價管理人員的工作效率，并構建了高效協同工作體系，實現數字化工地協同辦公的目標。綜上所述，在BIM模型技術輔助下，將進一步推動裝配式建筑造價管理行業向數字化和智能化方向邁進。

參 考 文 獻

[1]中華人民共和國住房和城鄉建設部.中共中央宣傳部舉行新時代住房和城鄉建設事業高質量發展舉措和成效新聞發布會[R/OL].（2022-09-15）[2023-10-30].https：//www.mohurd.gov.cn/xinwen/jsyw/202209/20220915_768000.html.

[2]華元璞.基于BIM的裝配式建筑造價精益控制研究[D].鄭州：鄭州航空工業管理學院，2020.DOI：10.27898/d.cnki.gzhgl.2020.000005.

[3]龐嘉良.基于BIM的建筑工程造價管理應用研究——以天香府項目為例[J].住宅與房地產，2022（13）：49-51.

[4]劉元元，倪小磊，董國慶.基于BIM的裝配式建筑造價分析——以南京外國語學校國際高中教學樓施工項目為例[J].住宅與房地產，2021（19）：51-52.

編輯：劉 巖