基于BIM技术的装配式建筑成本控制研究

2022-12-30刘青山徐建新

砖瓦 2022年7期

刘青山徐建新

（1.华北理工大学，河北唐山 063000；2.渤海理工职业学院，河北沧州 061100）

随着经济水平不断提高，加快了城市化的进程，同时推动建筑业的发展，建筑业成为我国经济支柱性产业，但针对我国生态文明发展的要求，由于传统建筑具有一系列问题尤其是耗能高和噪音大的问题[1]，已经不能更好地适应绿色建筑的发展，所以建筑业要想更好地发展就需要转型升级，其中由于装配式建筑具有绿色建筑的多种优点，尤其是资源利用率高和施工周期短的特点，因此发展装配式建筑是建筑业转型发展的一种途径[2]。但我国所引进装配式建筑时间与其他发达国家相比较晚，且不管是从技术、管理及人员等方面来讲，都缺乏经验，致使我国装配式建筑推广进程较为缓慢。经过相关分析得知，成本高于传统建筑是制约装配式建筑发展的最主要因素。基于此，为促进建筑建造过程管理，既要加强对BIM技术的应用，还应紧密融合装配式建筑，将这两者结合在一起，进而实现动态化管理，实现成本控制，增强装配式建筑核心竞争力，进一步推动建筑业发展。

1 装配式建筑的特点

1.1 建筑周期短

预制装配式建筑的主要构件在加工厂进行生产，以大型机械运输和安装为主进行施工，就当前的情况来看，装配式建筑施工技术建造速度比较快，从某种意义上来讲能避免施工受季节变化的影响，进而不断地提升施工进程，缩短施工周期[3]。

1.2 建设质量高

构件在工厂主要以机械化生产为主，便于控制产品的质量，由于尺寸更加精确，能够和设备更好地配合在一起，避免住宅尺寸之间存在较大的偏差，降低工程质量通病存在的概率。除此之外，装配式建筑在主体组装方面基本上以预制钢构件为主，通过一些轻型钢构件组合房屋的各个部分，使其具备多个功能，例如防火、防虫以及防潮等功能[4,5]。

1.3 节约能源

构件基本上是在工厂加工，机械化生产，不断提升生产水平，避免投入过多的现场施工人员，还无需过多使用钢材和木材减少具体施工量，尤其是施工现场脚手架和临时支撑等，一定程度上减少施工现场的耗电量，节约资源。

1.4 环境影响小

以往传统现场浇筑施工方法需要进行湿作业，而且作业量比较大，最重要的一点就是无法控制好施工现场的清洁度。与此同时，在机械设备实际运行时会产生较大的噪音，也会存在粉尘污染的现象。预制装配式建筑与传统施工相比不同的是：其建筑构件加工方面主要在工厂进行，能实现养护用水反复的应用，降低光污染的概率；促进工作水平的提升，且噪音较小[6,7]。

2 BIM的内涵与特征

2.1 BIM的内涵

在建筑信息化发展方面，BIM作为主要核心工具，具备一定的建模功能。随着软件不断的发展与应用，其中除了具有设计和施工功能之外，还有造价和运维功能等，除了实现三维设计之外，还能实现数字建造等[8]。

随着BIM和云计算功能的不断发展，既要加强工程造价还应进行智能建造，将这两者结合在一起，通过多个能力组合逐渐地渗透在项目工程成本控制中，进行合理的应用，其中在这方面主要就是拥有图形处理能力和计算能力，而且通过BIM综合管理平台和各个专业融合在一起，不管是在项目设计还是施工以及成本控制中，能为其管控提供相应的数据，不断地提高运营能力，更好地进行管控。

2.2 BIM的特征

建筑工程会涉及多个部门，不仅体量大，还会消耗大量的资源，同时还存在一些不可控因素，无法实现全面管控。加强对BIM的应用便于更好地管控，在可视化信息表达下，充分地表现出各个阶段的进程，其中BIM特征主要有如下几方面体现[9]：

首先，集成性。在项目管理的过程中，充分合理地利用BIM技术，一定程度上能集成多维度管控方式，尤其是设计管控、施工工程进度管控，以及时间管控等。提高各个部门对项目各个阶段管控的重视度，加大整合力度，在BIM平台中全面整合多项数据，实现项目管理，达到管控目的。

其次，可视化。设计方面不同于传统二维设计，良好设计能力从某种程度上来看，除了能将三维图体现出来之外，建模过程与装配式建筑建造过程之间具有一定联系，起着相辅相成的作用。但就当前主流二维设计软件进行分析还缺少一定功能，尤其是光照时长功能和道路规划功能。在具体施工管控期间由于具备可视化功能，一定程度上便于进行施工进度管控。在成本控制中其设计方面已经实现对人员和材料使用量的获取，有助于提升造价预算控制水平。

最后，模拟性。仿真模拟性功能作为BIM具备的主要功能，通过光照模拟鉴于建筑物接受光照的具体时长，一定程度上能够将其判断出来，在装配式建筑PC构件设计中，通过碰撞检测能够降低风险发生的概率，在具体施工期间，为其运输和吊装车辆的运输路径模拟提供一定思路，便于构件更好地存储摆放。通过模拟建造能计算出所用人员和材料的峰值。

3 装配式建筑与BIM结合的必要性

BIM技术能够实现建筑信息数字化处理应用，尤其是可视化和可模拟以及可优化的特点，可以充分地应用在整个施工阶段中，根据工作实际情况能让自身的价值得以展现。其中，加强对BIM技术的应用促进更好地协调运转作为其贯彻的重点，在同一工作平台上使各建方保持联系，加强沟通，便于更好地完善工作内容。除此之外，充分利用BIM技术以三维模型的方式展现出原来的图纸，便于提前实现各环节，尤其是后期深化设计和工程量统计等，促进施工工作有效开展，不断提升工作效率，还能为预制构件加工提供便捷。

4 基于BIM技术的装配式建筑成本控制

4.1 施工前期阶段成本控制

施工前期阶段成本控制主要包括招投标阶段和签订合同阶段，具体主要体现在以下两方面：①招投标阶段。在这一阶段中，除了要编制商务标之外，还应进行技术标控制。在商务标制作期间，对于以往传统造价计算工作而言，具体计算过程中造价员主要以手算为主，但这种方式费时费力，这时加强对计算机软件利用，把手算算法纳入其中，便于造价人员更好地计算，促进其不断提高工作质量。通过BIM技术开展虚拟施工工作，从某种程度上来看，实现技术含量高部分模拟，让技术标书更具有说服力。此外，加强对BIM应用还能够实现碰撞检查，完善管线方案，让招标单位更好地接受这一技术。所以BIM技术在招标阶段商务标和技术标中起着重要的作用。②签订合同阶段成本控制。合同签订的实施主要围绕着责任归属问题。加强对BIM技术的应用，能实现工程造价计算。与此同时，通过BIM实施碰撞检查避免方案中存在问题，促进建筑工程施工工作顺利实施。运用BIM技术实现信息共享，不断提升工作水平。

4.2 设计阶段成本控制

设计阶段对加强装配式建筑成本控制这方面非常重要，通过合理的设计降低设计失误率，防止由于设计变更增加工程成本的现象。通过BIM平台，除了能实现建筑模式可视化和信息化之外，还能实现模数化。利用BIM技术实现建模分析，通过三维视图为设计人员对节点问题处理提供便捷，对预埋件位置合理布置，在空间方面检查综合管线，如果发生设计失误的现象能及时寻找出来。加强对BIM技术的应用实现信息共享，让专业工程师能直观获取相应参数，便于联系交流，提高工作效率。通过BIM实现对标准化族库构建，完善构件尺寸，不断提升建筑标准化水平，降低构件成本。对于设计变化给成本带来的变化，一定程度上能实现动态观察，便于加强对结构方案的优化调整，进而实现成本控制。

4.3 生产运输阶段成本控制

装配式构件不管是在外形还是尺寸方面均要求精准化生产，因为这会给日后安装工作带来一定影响。无论是构件几何信息还是专业属性，加强对BIM平台的应用，便于向生产商提供参数，生产人员通过模型参数就能实现信息获取，进而在具体生产过程中使其能按照设计的相关标准来进行。BIM深化设计还能实现项目资源需求量获取，结合资源的应用加强对采购计划的制定，使得材料得到合理利用。这都能给装配式建筑设计和采购管理带来便利，还能实现集成化管理。在实际运输的过程中，不管是运输距离还是道路路线都关系到整个运输成本，所以既要加强对BIM技术的应用还应紧密的融合RFID，将这两者结合在一起，且在具体运输方面预先把运输方案规划好，运输期间实现动态化监管，避免发生运输风险。

4.4 施工阶段成本控制

模拟性作为BIM技术最主要的一项特点，通过施工模拟，实现预制构件可视化安装，对于安装中的技术难点和关键点，事先了解并充分掌握，考虑可能存在的风险，加强应对方案制定，进而降低风险发生概率。通过比较不同的方案，优化装配式建筑施工工艺，制定安装顺序，促进施工顺利实施，不断的提升施工水平。注重对BIM技术的利用管控施工范围，实现可视化监控，通过模拟行车路径和吊车范围，加强对BIM中的算量功能的应用，全面整理资源并加以分配，实现优化施工组织设计。通过BIM技术实现动态监管，在具体施工期间如果存在问题能做到及时发现。可比较实际进度和成本与模型中具体情况，在模型中结合相应的目标纠正偏差，完善施工步骤，加强对进度的调整。