基于BIM的装配式建筑造价信息模型构建探究

王 绯（阳泉市财政预算评审中心，山西 阳泉 045000）

1 BIM技术理论与相关特点

BIM技术作为近些年来兴起的一门广泛用于设计、施工、建模、工程量核算的新兴技术，集成了工程项目整个生命周期的数据和信息，能够借助线上信息平台实现项目参建各方之间的信息共享。

1.1 项目特征精细化

分部分项工程的项目特征是决定造价投资的本质特征。BIM技术依托建筑信息三维模型，对每一个建筑构件进行编号记忆，实现每个构件项目特征的单独编辑存储。装配式建筑的装配式构件，其规格尺寸、混凝土标号、钢筋型号及其排布方式、施工工艺等皆可通过项目特征进行编辑输入和存储，在工程量清单及其控制价编制的过程中，依据构件项目特征按有关定额组价[1]。

1.2 工程量计算精确化

以往的工程量计算，要么通过施工图纸进行手算，要么借助建模软件计算。手算难免出现人工误差，传统的建模算量是土建和钢筋单独建模、单独算量，也存在一定的误差。BIM三维建模，则克服了传统建模的缺点，可以在同一模型中实现土建、钢筋、装饰装修、安装等建模与算量，工程量电算过程中自动扣减相互重叠部分，并且完成算量后还可精确提取某一构件的工程量。对于装配式构件，特别是钢筋混凝土装配式构件，可以借助BIM技术的相应功能实现精确算量和精确下料，对于相应装配式构件的生产下料具有很大的帮助。

1.3 动态化的成本控制

BIM技术除了进行三维建模和工程量计算以外，还可以通过模型进行动态化的施工周期模拟，从而帮助装配式生产企业依据施工需求把握装配式构件的生产时间，也可帮助施工企业根据市场有关材料价格行情，并参考装配式构件的生产安装成本采购装配式构件。按照地方建筑主管部门对于建筑装配率的施工要求，根据市场行情选取材料供应淡季进行装配式构件生产与采购，对于依据原料价格行情控制项目成本具有较大的积极意义。

1.4 BIM技术中的本体化

BIM技术的支撑根源，是网络数据语言的模型化、模块化表达。当前，国际上已将IFC语言体系作为BIM技术在建筑领域的国际开放式语言数据标准。有不少学者和科研人员提出将BIM技术的IFC语言数据标准和本体语言Web进行结合，创立出更为广泛且通用的ifcOWL本体化语言数据，该本体化已被buildingSMART组织所采纳，除了具有与IFC标准相同的数据结构外，还可对其扩展方式进行添加，这是目前IFC标准尚不具备的功能。

BIM技术数据语言本体化后的优势特点如下：一是,对所有模型本体中的构件进行类与类、属性与实例之间的一致性检验，发生冲突时可以进行定位和识别；二是,简化本体的构件模型后台程序语言，同时也能够解决复杂的问题。

2 基于BIM的装配式建筑造价信息模型构建基础

为了构建装配式建筑的造价信息模型，首先需要梳理总结其构建基础。本文从装配式建筑的造价信息管理现状及其问题、基于BIM的装配式建筑工程量清单计价模式、装配式建筑全寿命期造价信息需求分析三个方面探索基于BIM的装配式建筑造价信息模型构建基础。

2.1 装配式建筑的造价信息管理现状及其问题

对于装配式建筑的造价信息管理，主要涉及计价方式及其标准、造价软件和造价信息三个方面。

在计价方式及其标准方面：当前虽然各地在积极推动装配式建筑，各地建设管理部门甚至对于工程项目的装配率进行了量化要求，但是鲜有地方造价管理部门出台装配式指导清单和装配式指导定额。虽然目前部分省市出台了装配式补充定额，但是这些补充定额主要还是聚焦于装配式预制构件的制作和安装，并没有体现出装配式全寿命周期的造价管理所需。

在造价软件方面：目前行业内的造价软件，应用较广且较为成熟的有广联达计价软件、Revit预算软件和斯维尔算量计价软件，尤其是广联达软件现已开发涉及装配式的应用模块，而斯维尔软件具备自身构件化的计量特点。但是，这些软件到目前为止算量和计价依旧是分开运行，一般需要先借助建模软件进行计量，而后使用计价软件套取清单和定额[2]。

在造价信息方面：装配式生产企业和施工企业之间还处于磨合阶段，装配式构件的生产方式（原料消耗）、生产工艺、构件预制化和现场安装都还处于探索实践与完善阶段，因而装配式构件的造价成本及其生产信息会受生产企业实力影响而出现很大的差异；此外，装配式构件全寿命周期的造价信息又受到质量、安全、进度等多方面的影响，涉及的参与主体、工程部位不同，泛泛化的造价信息根本无法发挥其数据价值。

2.2 基于BIM的装配式建筑工程量清单计价模式

为了提升装配式建筑造价管理的质量和效率，充分发挥BIM技术在装配式建筑造价管理的优势，为此就要解决基于BIM的装配式建筑工程量清单计价模式问题，即设置基于BIM的多级工程量清单分解结构，并确立相应清单下的计价规则。

2.2.1 基于BIM的多级工程量清单分解结构

建立基于BIM的多级工程量清单分解结构，应该立足于以下三项要点：一是，要能够适应各种承包管理模式的管理特点，无论是总承包还是专业承包，依据装配式构件的施工内容，由大到小、从整体到局部细分至最小的构件计量单元；二是，依据BIM三维模型的数据信息精度，对装配式构件的设计深度、计价需求、管理需求分别开展层级划设，每一个层级都详细确立其构件的编号、尺寸规格、材料特征、技术指标以及工艺方式；三是，与传统混凝土构件施工方法相区别，按照装配式预制构件的人工、材料、机械耗量及其组装特点，使得清单的结构层次符合其施工特点[3]。

2.2.2 多级工程量清单下的计价规则

当装配式建筑造价的工程量清单分解结构确定之后，便需要根据装配式建筑构件生产、运输、安装的特点，制定相应的计量规则和组价规则。

在工程量的计算规则制定上，必须以BIM三维模型的净用量为基础，适度设置损耗比例，代替现有的现浇构件工程量计算规则；在清单综合单价的组价规则制定上，以装配式预制构件作为主体，涵盖直接工程费（人工、材料、机械）、管理费和利润，把单价措施项目费、总价措施项目费、规费、税金、计日工等单列。

3 装配式建筑造价信息概念模型构造

关于装配式建筑造价信息概念的管理模型，本文依托数据成熟语言构建如图1所示的装配式建筑全寿命周期工程造价管理平台，该平台主要基于信息资源、数据应用、造价管理三个层层递进的层面进行装配式建筑全寿命期造价管理。

图1 装配式建筑全寿命周期造价管理平台

3.1 信息资源层面

造价知识库、现场数据和BIM模型共同构成信息资源，造价知识库主要涵盖计量与组价规则，人工、材料、机械有关定额，各种建筑材料价格与机械租赁价格；现场数据主要涵盖地方建设主管部门发布的涉及装配式建筑的计价规范文件、装配式建筑现场安装积累的经验数据以及图纸等资料；BIM模型主要是根据装配式的设计需求进行三维建模。在信息资源的传递阶段，造价知识库由造价管理人员根据系统平台的自定义规则进行匹配，现场数据由造价管理人员按照数据存在的方式选择人工或自动导入，BIM三维模型的共享借助ifcWeb语言数据程序进行转换。

3.2 数据应用层面

在数据应用层面，项目所涉及的装配式资源数据与造价管理之间，通过语言程序是单向传递的，然而造价管理与计量计价之间传递和反馈，通过数据语言是双向传递的，最终根据项目的资源信息和计量计价规则确定对应构件的层级和基础数据，如表1所示。

表1 数据应用层面某构件的层级和基础数据

3.3 造价管理层面

当BIM技术应用进入装配式建筑构件的造价管理层面时，BIM线上技术平台的流程为：BIM建模——工程量计算——构件工程量复核——定额规则制定与匹配——构件消耗量（主要是损耗量）计算——组价规则匹配——装配式预制构件价格确认——综合单价确认。以上各个造价管理层面的线上技术平台程序，其实质是数据应用层面的应用过程展示而已。

4 基于本体的装配式建筑造价信息模型

梳理总结了BIM技术的相关理论及其特点，分析确立了基于BIM的装配式建筑造价信息模型构建基础，并充分考虑了装配式建筑造价信息概念模型构造的三个层面之后，充分利用ifcWeb数据语言，在前文有关内容的基础上建立如图2所示的基于本体的装配式建筑造价信息模型。

图2 基于本体的装配式建筑造价信息模型

由图2可以看出，基于本体的装配式建筑造价信息模型集成了全寿命期的装配式建筑造价信息，实现了装配式建筑全寿命期的动态造价管理，提高了装配式建筑造价管理的精度和效率。

4.1 集成全寿命期的装配式建筑造价信息

通过ifcWeb数据语言，首先实现装配式建筑造价信息的提取、整合，从而形成更为广泛可共享的ifcWeb数据结构，用以明确装配式构件造价信息的来源、建造用途、功能使用方式等；不同装配式构件之间借助数据结构把互相独立的构件信息关联起来，形成全寿命周期内各个装配式构件的基础数据信息（构件编号、构件名称、项目特征、规格尺寸、材料特性、混凝土水灰比、钢筋含量比等）。

4.2 实现装配式建筑全寿命期的动态造价管理

基于ifcWeb数据结构的BIM应用技术平台，涵盖设计、施工安装、监理、第三方咨询服务等参与主体，可实现信息共享，以全寿命周期内造价管理的需求（成本最小化、效益最大化）为原则，各参与主体之间实现装配式构件下料、生产、运输、安装过程中的数据实时更新和把控，而且各参与主体还可以根据自身的专业优势，在技术平台上按照项目的复杂程度、施工难易不断丰富和完善相关管理信息。

4.3 提高装配式建筑造价管理的精度和效率

BIM技术平台与基于本体的ifcWeb数据结构语言深度融合，使得生产施工流程与线上平台数据结构的联系、传递、反馈更加紧密，有效实现了造价信息资源的整合以及计量计价规则的一体化，促进了各参与主体之间的信息共享，有利于实现针对装配式构件的自动化计价，减少了土建建模软件、钢筋建模软件、清单计件软件之间数据交换的操作，避免了不同软件之间的数据冲突和数据流失，同时还能快速获取任一编号构件的工程量与计价信息。