基于BIM技术的农村自建房设计及造价分析

郗若烜，马 妮，侯 红

（西安翻译学院，陕西 西安 710105）

0 引言

在推动乡村建设的背景下，新农村建设成为一大趋势。目前新建、改建及扩建的农村自建房中仍存在诸多问题，如施工中缺乏专业指导，无规范化的设计图纸，业主管理水平低下等。此外，农村自建房投入使用后经常出现墙体开裂、质量有缺陷等现象，新农村建设的背景下的农村自建房设计亟须解决这些问题。

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）[1]，在建筑的整个生命周期中，是对建筑物理信息的功能性数字化表示，依此进行建筑设计、建筑施工、设备运行和维修管理的整个过程。将建筑生命周期的全部信息集成整合在三维模型信息库，使得设计团队、施工单位、运营部门及项目所有者等各个部门的工作都能以BIM技术为基础实现协同工作，大大提高了工作效率，减少了资源损耗和投资成本，进而实现项目的可持续发展。

基于BIM技术的特点，将BIM建筑信息集成技术应用于农村自建房建设中，旨在有效地提高农村自建房建筑的设计质量和建造水平，并实现合理预测和控制工程造价，为农民提供更优质的自建房，真正提高农民的生活质量。

1 农村自建房存在问题分析

据调查，农村自建房主要存在以下3个方面的问题。

1.1 设计不合理性

农村自建房规模小，考虑到时间和经济成本，村民通常借鉴现有的工程图纸进行施工。由于缺乏专业的设计人员参与，导致在农村自建房的结构设计方面更多追求外观等，未考虑建筑结构的安全合理性。农村自建房的基础多采用砖基础，该类基础埋置深度浅，对一些特殊地形的地区并不适用。村民建房为节省材料，在房屋建造中未设计圈梁和构造柱等，导致农村自建房的抗震性能严重不足，存在很大安全隐患。

1.2 施工水平欠缺

农村自建房的施工人员多为业主的亲戚或者同村的村民，其通常不具备相应的施工资质。而施工人员在施工中容易根据自我的传统认知和经验来判断房屋的施工效果。缺乏专门的施工方案且对材料管理不重视，导致经常出现建筑构件选材不合理、构件质量不达标、材料用量浪费、养护时间不足及工期延长等问题，严重影响建筑整体质量，安全性能目标难以达成，甚至可能造成自建房使用寿命降低。

1.3 工程造价难以把控

由于缺乏专业造价人士的指导，导致农村自建房在施工中建筑构件选材不合理、材料尺寸大小不合适，造成施工现场材料重复使用率低、材料需求量增加、材料浪费、施工现场工作环境差等问题。此外，施工队伍严重缺乏专业性，施工工艺存在缺陷，机械化利用率低及生产效率低，导致工程造价难以把控。

部分村民出于经济考量，在原有农村自建房上加建楼层，忽视地基情况和建筑基础等问题，导致农村自建房出现墙体开裂、建筑倾斜等问题，存在重大安全隐患，甚至可能造成建成的房子无法正常使用，产生更严重的经济损失，增加了农村自建房的造价成本。

2 BIM技术在农村自建房中的应用

BIM技术的建筑信息模型可以有效实现对建筑物的全生命周期管理[2]，无论是前期决策阶段、设计阶段，还是施工阶段，都有着较强的可操作性和实施性，在工程建设过程中已经普遍运用。BIM技术在改善农村自建房工程中具有重要的应用价值，在BIM技术的支持下设计出更为合理的建筑模型，保证其中的各项数据更加精准，实现对人工、材料、机械等资源的优化配置和合理使用，避免材料乱用产生额外的费用。

2.1 施工图设计方面

在农村自建房建设中，业主需提高对施工图纸设计工作的重视程度。建筑工程设计与工程技术、工程经济之间存在密切的关系，建筑工程设计关系到工程进度与工程质量，直接影响着工程项目在施工最后阶段的成本控制。传统的设计方法费时费力，数据整合困难。在房屋设计工作中合理应用BIM技术，通过数据库，能够把设计的各个环节和内容统一起来，提高设计效率。

BIM技术是在传统二维平面图纸上建立的三维建筑模型，能够直观地呈现出建筑物的整体样式布局、框架结构和门窗、楼梯等建筑构件，更利于设计人员发现建筑结构中存在的不合理部分，并对其进行科学调整。此外，在设计阶段可以利用BIM对建筑物进行模拟实验，通过碰撞模拟试验的检测数据分析出设计缺陷，增强建筑抗震性能，提高工程的设计质量；通过对抗震模拟实验得出的数据也能够直观地看到所设计建筑物抗震性能；能够利用当地气候及日照时间等条件，模拟出建筑物的采光情况，满足业主采光需求。在设计阶段运用BIM技术可以直观地反映材料的用量、规格、造价，在设计阶段为业主和设计人员提供一个合理的成本参考，避免因设计因素导致造价过高。

施工图设计完成后，需要根据设计图纸组织审查，传统的施工图设计将整个项目分为土建、水、电、采暖等部分，分别进行设计。运用BlM技术可以对其进行整合统筹设计，使得整个工程设计更具有整体性和合理性，能够有效地规避工程施工过程中因设计缺乏整体性产生的各部分施工冲突和技术变更等问题，同时加快了设计出图速度。业主、设计人员与施工人员都可以通过BIM技术直观地看到整个建筑物的建筑信息，可以有效减少因设计与施工方专业间信息协调不足而造成的返工问题，确保后续施工的顺利进行。

2.2 造价管理方面

农村自建房造价是业主极其重视的问题。传统的工程造价管理信息传递速度慢，实时性不强，造成造价数据不可靠、部分数据缺失或失真、造价结论不准确等问题，不利于业主对建筑工程造价的管理和把控，BIM技术刚好弥补了传统工程造价管理的这些不足。

BIM技术可以有效实现全过程的造价管理。通过BIM技术的数据库，业主可以清晰地掌握每一个构件中包含的相关信息，并能够把设计中需要改变的内容和模型进行统一整理。依托BIM技术可以快速、准确地计算工程量，迅速完成工程量数据汇总，自动将成本的相关变化导出，设计人员可以根据导出的数据实时掌握设计方案中的变化。

BIM技术可以对建筑费用进行模拟与核算，能够真实、同步地分析和核算各个项目的成本费用，在提高工程计量计价准确度的基础上，有效缩短计量计价的时间，实现对整个工程造价的实时、动态、精确的造价分析。

BIM三维模型中包含了施工图预算定额、资源规划、工程量计算规则、成本分析及预算清单等内容，改变了传统造价软件的文本格式，形成了一个更具有整体性且相互关联的预算信息数据库。在预算阶段中，BIM技术中专业的算量软件将国家标准及计算规则包含其中，造价人员可以更好地利用BIM三维模型计算出工程量，大大提高了工程量计算的准确度和精度。除此之外，还能有效地将电子文件进行分享、远距离地传送以及永久性地保存，即使是施工人员的专业能力不一，也不用进行第二次模式的重新创建，可以有效地防止出现数据重复输入的现象，促进了不同专业之间施工人员的配合程度，在很大程度上提高了造价管理的工作质量和工作效率。

BIM技术将造价报表自动更新到预算造价管理模型中，确保了造价信息的及时性和准确性，利于施工过程的进度款支付、建筑原材料制订计划、采购计划、劳动力计划及定额领料等项目的进行。

2.3 施工与安全方面

农村自建房施工中运用到的施工材料用量、规格以及标准等都可以使用BIM技术来进行管理，只有确保相关材料、技术的各项标准，才能避免因缺乏专业知识导致的材料乱用现象，提高整个施工质量。

利用BIM技术对农村自建房施工过程进行模拟[3]，排查安全隐患和其他风险的部分，对其及时调整、改善施工计划，解决实际施工时遇到的问题，为施工做好演示。针对农村自建房施工工艺流程较为复杂的特点，在施工技术方面，可利用BIM技术进行模拟并建立起规范标准，工作人员依照相关的流程标准进行工作，实现施工计划与实际施工完全一致。提高工程施工的效率，确保施工的质量。施工中，如果需要变更图纸，可利用BIM技术提前做出更改部分的模型，并得到更改后的工程造价，帮助业主寻求最佳方案。

在BIM技术设计图中有保存施工材料类别、用量和施工机械设备信息的模块，项目管理人员和施工人员能及时查询到所需要的材料及机械设备信息，还能够检查出施工现场使用的材料类型和用量是否有误、机械设备是否正确，并且能够很好地避免施工现场材料与设备误用、乱用的现象，有效地避免因材料和设备使用不当导致成本增加。

在施工进度中，BIM技术能够帮助设计人员、业主方及施工人员实现深入沟通，相互配合，优化农村自建房的性能，加快施工进度。在施工过程中，难免会出现不利于项目施工的问题，例如，施工不当、设计与施工出现冲突等。在传统施工过程中，针对这类问题，工程管理人员会组织协调设计人员、施工人员及业主开会沟通，对问题进行补救。但通常会造成工期延误，加大成本。通过BIM技术，设计人员可以在设计阶段对施工时可能出现的问题进行研究，为施工提供数据支持，防止上述情况的发生，最大限度地避免施工延误和成本增加。与此同时，BIM能够方便施工技术人员对建筑的整体结构、建筑构件进行全面研究，加强施工人员之间的配合，提前分析解决问题，提高建筑的合理性与协调性。

BIM技术在建筑施工现场布局中能够实现对工程全流程的实时监控，在施工现场中起到一定的指导作用，使施工现场更加科学，保证了人员之间的协作。BIM技术能够实现工地的三维空间规划，并根据工程建设各个时期的需要动态调节，增强工程现场的布局和建设过程的适应性。利用BIM技术，从多个角度对工地进行观测能有效解决工地出现的问题，减少二次运输，在保证施工安全的前提下提高工作效率和工程质量。

BIM技术的应用节约了施工资源，实现了人工、材料、机械设备的协调搭配，降低了施工成本。当前，BIM技术也广泛运用于建筑单位，将BIM应用于施工图设计、图纸审核、施工现场布置、方案优化、造价预算、施工管理及后期维护等方面，充分发挥BIM技术的作用，为建设项目工程减少了设计方案的变更，让施工现场更加安全、高效，整个工程的经济效益获得了大幅提升。为充分发挥BIM的作用，众多建设公司组织了相关培训，培养BIM人才，项目管理的信息化程度得到了提高。

3 BIM技术在自建房中应用的难点及建议

BIM技术的应用能够解决农村自建房存在的问题，但是目前该技术在农村自建房中的应用极少，主要有以下两方面的原因。

3.1 农村自建房业主缺乏对BIM技术的认识

农村自建房业主对BIM技术不了解。一方面，运用BIM技术的人员为具有较高学历且熟悉建筑行业的专业人才，而目前农村业主的学历普遍不高，在自建房建造中，基本上是通过自家亲戚、同村村民和当地的农民工队伍的意见进行管理，对BIM技术不熟悉，甚至都没有听说过；另一方面，业主忙于农业种植、打工等，不愿意了解更不愿意花费时间精力去学习BIM技术。

农村业主学习并应用BIM技术，需要从以下几个方面努力：首先，在自建房施工前向专业人士学习BIM技术的相关知识，让业主对这项技术有一定的了解，明白这一技术的优势并愿意去应用。其次，政府相关部门可适当给予一定的经济补贴和技术支持，例如可以给农村业主提供免费的BIM技术支持，让业主在解决生活问题之余可以轻松学习BIM技术。BIM技术有相应的证书，若业主自学考取这类证书可以获得相应补贴，这是激励农村业主学习的方法。与此同时，获得证书除了能够提高农村业主掌握BIM技术的水平，还有助于他们从事BIM相关的工程类工作，促进就业，进而带动农村发展。

3.2 施工人员无法匹配BIM技术相应的要求

施工过程中，不光业主需要掌握BIM技术，施工人员必须对BIM技术熟练应用，能够按照BIM技术提供的方案开展施工和质量管控等。这需要施工人员具备BIM技术的读图、识图能力和软件的基本操作能力，但对农民工队伍来说无疑是一项挑战。

掌握了一定BIM技术的农民业主可以向施工队伍提出一定BIM技术等要求，为了获取施工任务，施工方也应积极组织人员去学习BIM技术，扩充相关理论知识和增加实际操作经验，提高企业的竞争优势，施工队伍也可以聘请相应的BIM顾问，但这同样也会增加成本。

4 结语

BIM技术可以有效地为农村自建房建筑的设计、质量及安全等方面提供保障。BIM技术可以实现对建筑工程项目的全过程管理，为项目建设提供可靠的数据信息，对项目建设有更为准确的把握，有效控制自建房的建设成本。推进改善农村自建房的质量问题，有效避免自建房坍塌事故的发生，为农民建造出安全、舒适、经济的自建房。