被动式超低能耗绿色建筑成本管理优化

文／田雨 中国电子系统技术有限公司 北京 100071

1、决策设计阶段成本管理

相比传统建筑，被动式超低能耗绿色建筑的决策设计将更加复杂，计算量更大，传统人工项目管理模式完全无法满足对本项目建设成本管理需求，因此本文在项目决策设计阶段，采用的是基于BIM数据库的项目决策设计模式。该模式的重点在于能够可视化、高效的自动进行建筑模型构建，并可以进行协同管理、碰撞检测和性能优化，是目前被动房建设的首要选择。对于本项目而言，其成本管理的重点在于设计阶段的成本控制，选择合适的建设地点、成本和性能最优的围护结构、利于整体运营的室内环境调节系统等都是影响建设项目整体成本的重要因素，所以本文提出将传统的偏重核算的被动式成本管理模式转变为以建立目标成本为导向、坚持事中成本控制，以提前成本策划为原则的耦合式全生命周期成本管理模式。

决策设计阶段又可以分为两个步骤，先决策后设计，两者相辅相成，决策决定了设计的基础，设计又对决策起到了承上启下的作用，设计就是要将决策的意图和思路通过设计文件实现出来，并指导后续的施工工作。目标成本是在项目建设前，以建设最经济合理的项目为原则，根据需求以及预期达到的目标而所设立的需要努力实现的成本指标。本文提出通过建立项目不同阶段的目标成本指标，针对每个阶段的不同方案进行经济评价，最终选择价值最大化的方案组合，以此来达到该阶段成本管理的目的，如下图1所示为被动房决策设计阶段流程图。

图1 被动房决策设计阶段流程图

在被动式超低能耗绿色建筑（被动房）的决策设计阶段，主要利用大数据的优势构建了BIM数据库，来实现被动房项目建设周期不同阶段中数据的共享和协作，同时可以对被动房的性能进行模拟实验和优化设计。本文所建立的BIM 数据库不仅包含全部建筑产品的基本信息，还包含由专业人士增加的结构信息，除此之外，该数据库还包含一些历史BIM模型数据，主要包括工程量数据、成本数据和相关图纸资料数据。待所建项目的建筑信息、结构信息以及其他专业信息录入系统之后，被动式建筑设计师就可以进行数据调取，完成3D模型制作，最终形成初始的建设方案原型，如下图2所示为基于BIM数据库的方案选择。

图2 基于BIM数据库的方案选择

对于传统建筑项目管理而言，在决策设计阶段，经常会出现多方信息沟通不畅，因设计变更信息共享不及时导致的成本损失和资源浪费，严重时直接影响施工的质量和进度。传统的建筑项目往往是基于2D图纸进行设计，不具备信息共享的特征，一旦图纸发生变更，那么设计方和施工方就会因为信息沟通不及时导致返工。而基于BIM模式进行项目设计时，能够对整个项目进行可视化管理，利用碰撞检验方法及时发现设计方案中不合理的地方，同时进行性能模拟实验，测试项目建设是否满足被动房建设的标准。相比传统的管理模式，本文采用的模式不仅能够提高施工效率，同时可以降低整个项目的成本。如下表1所示，是传统建筑项目设计管理模式与基于BIM项目设计管理模式的对比情况，能够看出，目前在被动房成本控制方面，BIM模式占据很大优势。

表1 两种建筑项目管理模式对比

2、施工建设阶段成本管理

在项目施工建设阶段，与传统建筑相比，被动式超低能耗绿色建筑由于其建造标准高，需要的材料、人力、前期投入的成本都比传统建筑要高，对材料、人力的管理成本也会随之增加，但是其优势就在于运行费用低、温湿度恒定、室内清洁卫生、安静舒适、空气质量高。由于所需材料种类、数量都比传统建筑要多，还需要经过专业培训的人员才可以进行施工，需要综合考虑能耗、气候、经济性等因素来对施工过程进行协调一体化控制，同时还需要借助高科技新技术来保证其建设标准。因此采用传统的项目管理模式已经无法对该建筑项目进行精细化施工和一体化控制。本文借助了BIM模型，采用BIM技术来实现对被动式超低能耗绿色建筑全生命周期进行动态监控，对施工现场进行协同管理，有效地减少了不必要的成本支出和浪费，虽然施工阶段能影响的项目成本程度仅在10%左右，但是由于施工阶段动用了大量的资源，所以该阶段成本控制的好坏能直接体现出实际意义。同时，项目在实施阶段的环境是复杂的、不可预计的、受多种因素制约的，这也就导致了在施工阶段很容易发生影响成本的事件，由此可见，施工阶段的成本管理既是困难的也是重要的。

2.1 管理方式

由于项目在执行过程中受时间跨度长，设计变更及工程签证频发等因素的影响，从而导致材料价格、工程量等发生变化，故相对于一开始的目标成本，项目最终的实际发生成本就会改变，在目标成本设定好的情况下执行动态成本管理以保证项目在执行过程中不偏离预定的目标成本。

动态成本即项目在不同的执行阶段预计要发生的最终成本。在该建筑项目建造过程中，以动态成本去对所发的成本进行预警、管控，从而保证最终的结算成本不超支，我们将动态成本的计算公式定义为动态成本=已发生成本+预计发生成本=已签订合同+已确定变更签证+待发生合同+预估变更签证。从该公式我们可以看出，动态成本最主要的就是对于待发生项金额的预估。

在项目的不同阶段，动态成本的计算公式不同，在项目设计阶段，动态成本等于目标成本，在项目施工过程中，动态成本=已发生成本+预计发生成本=已签订合同+已确定变更签证+待发生合同+预估变更签证，在结算阶段，动态成本等于结算成本。

2.2 管理流程

首先，在施工开始前将目标成本分解到各级科目，形成成本指导红线，同时根据设计文件及现场情况合理编写施工组织设计，在整个项目建筑过程中完善变更签证的审批流程，严控变更签证的发生，当费用发生变化及时进行相关测算，形成动态成本进行调节管控。

2.3 控制措施

为了在施工过程中达到质量、进度、成本三者的平衡，应该从以下几个方面对施工成本进行把控。

（1）施工方案优化

合理编制及选择施工组织设计是保证顺利完成工程施工建设的前提，在施工组织设计中要对施工进度、人员调配、机械使用、材料资源进场安排等作出详细合理的规划，避免资源浪费。在施工方案编制的同时，对相关数据进行成本测算分析，选择技术与经济最优的方案。

（2）合理使用材料与施工机具

施工是资源集中利用并转变的过程，由于项目具有体量大等特点，施工现场需要的材料及施工机具也会非常多，应合理安排资源采购、进场使用计划，同时建立良好的现场管控流程，确保材料及施工机具的流转，减少库存堆积，节约成本。

（3）严控现场签证及设计变更

施工现场环境是复杂的、不可预见的，所以在设计阶段确定的设计文件在实际实施过程中会由于各种不确定因素发生改变，这就导致了现场签证及设计变更的发生。目前，在竣工结算阶段所增加的成本很大部分是由此产生，变更签证不仅导致了成本的增加还延长了施工进度，所以在施工过程中要对设计文件、合同、施工组织方案进行详细研究分析，减少自身原因导致的成本增加，同时建立现场签证及设计变更管控流程，当一方提出设计变更或者现场签证时，要根据管控流程进行严格审查，尽量减少相关变更签证的发生，节约成本。

3、运营维护阶段成本管理

在项目运营维护阶段，项目管理的主体将会转变为房屋的所有人，管理的对象主要是被动房的内部设施以及设备的操作，该阶段的成本管理设计主要是为了减少在被动房交付之后的后期产生的运营费用，由于被动房建筑项目建设标准较高，相比传统建筑后期成本管理尤为重要，选用好的管理方法不仅能够维持被动房的正常运转，同时可以减少许多使用和管理成本，本文主要借助BIM技术来实现运营维护阶段的成本管理，并采用Autodesk公司的Revit软件来完成被动式超低能耗绿色建筑的运营维护成本管理。利用BIM模型可以轻松根据现况、现有设施，或者是现有设施内特定区域的现况建模，以提供营运维护规划作业所需现地信息，通过建立BIM模型能够快速了解建筑结构信息，设备运行各项指标，了解设备的使用寿命和维护计划，及时发现需要修缮和维护的设备或固定建筑，从而降低运营维护成本。

运营阶段的实施主体是业主和物业管理者，在被动式超低能耗绿色建筑中，其设备运营状态应是各管理方的关注重点，运营管理即通过科学的方法，对建筑物的各设施进行日常维护、使用管理，确保其达到预期的使用指标及经济效益，是一个投入、转换、产出的过程。

根据相关数据显示，相比于传统建筑，其在夏季不需要额外的空调制冷，冬季不需要采暖设施，这些都是建设阶段降低的成本因素，并且其在运营阶段，会因此持续的节省成本。在传统建筑中，运营及维护所消耗的费用往往占全生命周期成本的很大的比重，由此，降低建设项目运营及维护阶段的成本就成了成本控制的关键因素。

3.1 管理方式

基于以上原因，针对运营阶段的能源消耗、水资源消耗、材料消耗、室内环境等运营管理都是直接保证被动式超低能耗绿色建筑的运营阶段成本可控的重要手段。通过对其进行实时监控，可以全面掌握建筑整体的运行状态，及时发现问题，解决问题，调整各设备参数，营造良好的居住环境，并根据运行过程中数据的积累，找出资源消耗的异常情况，对设施等进行改进，提高运行效率，节约成本。

3.2 管理流程

被动式超低能耗绿色建筑运营阶段成本管理流程如图3所示：

图3 运营阶段成本管理流程

3.3 控制措施

（1）运营信息集成

在运营阶段，实时掌握被动式超低能耗绿色建筑的热泵、新风热回收等系统的运行参数，以便了解其运行状态。当某部位发生故障时，利用BIM三维模型准确的显示出具体的位置及信息，方便维修人员进行具体的修理工作，其也可对全部设备进行维护管理，根据各设备的使用情况，合理安排维修或更换时间，确保资金的合理使用。

（2）设备及资产管理

传统的设备和资产管理更多的是靠管理人员对各资产信息进行手工录入，在录入过程中，不可避免的存在人为性失误，并且单独的纸质版或电子版资产信息档案在查阅和管理过程中存在着不便利性，随着频繁的借阅或者管理人员的更换，部分存档资料容易出现丢失情况，造成损失。

利用电子化集成技术可将项目从开始建设到竣工验收、运营阶段的全部信息进行统一保存，设备管理人员可从其中方便快速的调取任何部位的设备信息，并对其进行修改，以便于对相关设备进行具体的维护。在被动房建造过程中，其热泵系统和新风热回收系统都需要精细化的维护，确保其运营状态，节约成本。

（3）能耗分析

对建筑系统进行各项数据分析，如建筑能耗分析、人流量分析等，通过各项模拟分析，形成具体数据标准，设备维护及管理人员可根据相关数据对设备的运营参数实施调整，在保证室内环境符合标准的前提下，尽可能去寻找降低设备能耗的措施，从而达到节能减排的目的。

4、拆除回收阶段成本管理

拆除回收阶段成本管理，主要是站在用户角度估算拆除被动式超低能耗绿色建筑需要花费的费用和获得残值收益，主要包括对建筑拆除成本、废物垃圾处理费用、房屋残值回收成本的管理，此外还需要对该阶段的环境和社会成本进行严格管控。目前拆除回收主要有两种方式，一是政府政策性收回，会根据建筑面积进行统一补偿；二是开发商进行废旧拆除重建，无论是哪种拆除方式，住户都会得到相应的安置。