唐光芙（天津市国融市政工程有限公司，天津 301700）

装配式建筑由于在其建设过程中具有施工工期短、施工损耗小等优势，被广泛应用于建设领域，但是现阶段，我国装配式建筑在施工中成本较高，其对装配式建筑进一步的发展起到了限制作用，因此探究如何实现对装配式建筑成本的有效、高质量管理，降低和控制施工成本具有重要意义。随着信息技术、计算机技术的发展，具有可视化、标准化、精细化的BIM技术被提出，通过在装配式建筑成本管理中应用BIM技术，可为成本管理提供高效的信息化手段。基于此，针对装配式建筑成本管理问题，对BIM技术的应用进行了研究，以期为建筑行业的成本管理工作提供借鉴和参考。

1.1 设计阶段

装配式建筑项目设计阶段的成本管理中，主要存在五方面的问题[1]：一是，装配式建筑深化设计费用较高，对比传统现浇建设设计成本高出30%以上；
二是，装配使用的预制件设计缺乏统一、完善的标准，构件形状和尺寸单一；
三是，装配使用的水平构件（梁、板）数量要比垂直部件（梯、柱）多，生产量不平均；
四是，对模具的利用率不足，难以及时发现问题，导致安装出现矛盾、冲突等增加成本；
五是，预制件现场生产时效率低，且需增加相应的维护成本，购买现成的预制件会涉及运输问题，且现阶段具备装配预制件的设计和生产的资质企业数量少，会存在长途运输现象，需投入一定的运输成本。

1.2 施工阶段

在装配式建筑项目施工阶段成本管理中主要存在四方面的问题：一是，当装配式建筑项目施工时，若需保留传统的现浇模式，会导致施工顺序、场地分配等出现冲突，增大项目成本；
二是，装配式建筑项目施工需要大量的吊装工具对预制件进行垂直运输，增加了运输成本；
三是，装配式建筑项目施工时，对于预制件的购进工作要根据施工进度严格把握，对于管理者的调控、管理水平要求较高；
四是，对比传统现浇建筑，装配式建筑施工对于预制件的安装有一定的技术要求，施工人员水平技术不足导致操作不当会增加不必要的成本投入。

2.1 优化图纸设计

BIM技术本质的概念和应用的基础是通过设计图纸构建建筑的BIM模型。在装配式建筑施工中的水、电、空调、建筑物等各专业和工程根据施工设计图纸，针对不同的施工阶段生成相应的BIM模型，并采用工作集的方法实现各自独立模型之间对于位置、属性互换的要求，BIM技术通过将2D的图纸利用模型3D化展现，实现对图纸的优化和深化处理，可直观表达出图纸中的存在的问题，且还可通过建筑设计3D可视化，解决管道综合布置时存在的碰撞问题以及安装时由于工作面导致的冲突、错误等问题[2]。

2.2 强化施工管理

通过BIM技术创建施工现场模型，可实现对施工道路的优化，保证施工所需的机械和车辆在进入现场后运行畅通；
可实现对功能分区的优化，保证施工现场运输中，减少至服务目标的运输路径距离，使运输成本经济高效，合理划分出物料的堆放和储存区域，降低物料因存放不当导致质量下降、出现火灾等风险；
可根据在不同阶段的建筑的不同特点，对建筑的面积进行合理、科学的划分，提高对各职业、各工作面的管理协调水平。

2.3 成本精细管控

利用BIM技术中软件的进度表统计功能，可实现对工程量精准、有效的计算。通过二维码和网页信息展示，结合BIM模型保证对物料的追踪，实现对物料进度信息、交付信息等信息的全面、动态的管理。并且通过BIM模式识别资源需求情况，并提供数据支撑，便于对材料的采购、分配提供帮助。在此基础上，同时对项目的进度进行跟踪，直观、清晰地对比出实际与计划数量的差异，为调整和纠正措施的提出提供引导作用，从而实现对成本的有效控制。

通过在装配式建筑项目成本管理中，应用BIM技术利用其图纸优化设计、强化施工管理、成本精细管控等方面的优势，可有效解决装配式建筑项目设计阶段、施工阶段成本管理存在的问题，实现对成本的有效控制。

以某地装配式宿舍楼项目为例，该项目共建设2栋宿舍楼，为A类装配式建筑，整体占地面积约为4500m2，预制构件安装率约为75.2%，项目施工周期约为20周，预算投入成本：1号楼1300万元、2号楼1200万元。以2号楼6层地上结构为研究对象，通过应用BIM技术，利用技术中的Revit、Navisworks等核心软件对成本进行全面、有效的分析，实现对成本管理的有效控制。Revit软件在BIM技术中的主要定位为核心建模软件，主要作用是设计与建模；
Navisworks软件为模型集成、施工管理软件，主要作用是模拟和管理。

3.1 基于Revit软件的装配式建筑施工成本管控应用

3.1.1 场地布置

场地的平面布置涉及对功能分区的划分，各功能区独立、自主地开展工作，可实现高效施工。通过Revit软件[3]、结合场地勘测等数据建立场地模型，根据用途和功能，将场地划分为生活区、施工区、存放区（物料存放、机械设备存放）、办公区，并对厂区内的道路进行合理优化和布置。利用3D模型可视化技术，将场地的布置直观展示出来，为场地布置的优化和调整提供帮助。

3.1.2 安全管理

安全管理是施工中最重要的环节。利用Revit的可视化三维模型实现安全标准化建设，在建模过程中，统一安全标志和措施、识别危险区域，将安全标志和措施图片贴附在建设模型表面，然后再根据模型，将安全标志和措施设置在实际对应的危险区域，起到对施工人员的安全提醒。利用明细表功能，结合危险物品管理制度，实时记录危险物料存取、使用情况，实现对危险物品的安全管理。

3.1.3 技术交底

利用Revit模型、Navisworks模型[4]，将通过二维施工图纸进行技术交底的传统方式变更为通过三维可视化模拟、模型的技术交底方式，将施工技术更加直观地展示出来，并可形成影像资料，在施工人员之间利用手机进行观看，提高施工人员对技术的理解，减少施工失误、错误带来的返工现象。以柱底灌浆施工为例，柱底灌浆施工模拟如图1所示。

图1 柱底灌浆施工模拟示意图

3.2 基于Navisworks软件装配式建筑施工成本管控应用

3.2.1 模型算量

利用Navisworks软件，运行“Quantification”命令，创建施工建设的“项目目录”与所选资源的“资源目录”，根据目录对模型构建进行编码，并与构件模型通过设置特征映射关系对其进行关联，进行构建算量模型。在运行中可以对算量模型进行调整、隐藏等操作，使用时对项目目录进行点击即可计算、统计工程量、构件数量等信息。以2号楼3楼的标准层建设为例，经计算和统计，该标准层的主要梁预制件的工程量见表1。

表1 2号楼3楼标准层梁预制件工程量

3.2.2 物料管理

通过BIM技术对图纸进行深化处理，利用3D模型实现对每个装配式构件精准定位，建立门、窗、梁等构件的族，并创建族库，并采用二维码技术[5]，对族库中的物料进行标记和编码，并张贴在构件、物料上，通过二维码携带构件的信息，如构件编号、项目名称、物料物理特性、存放位置等，管理人员通过手机等对二维码进行扫描，即可快速获取物料信息，进而达到降低管理成本、提高管理效果的目的。

3.2.3 进度管理

提高进度管理水平，保证在工期内顺利完成项目，可有效降低因进度滞后带来的成本增加的问题，有利于提高对成本的管理水平。通过运行Navisworks软件中的“Time Liner”命令，将项目进度拆解成各任务，将模型构建与任务进行关联，可实现对进度的模拟。并在模拟过程中对任务进度情况利用不同的颜色进行标识，例如“提前—绿色”“延后—红色”“完成—灰色”，利用不同颜色对进度进行区分，对进度进行清晰、直观的体现，实现对管理人员的预警作用，有利于管理人员对施工计划、方案进行及时调整。

3.2.4 碰撞检查

在建筑设计与施工中，由于项目具有一定的复杂性，各项目工程如给排水、输电、建筑等工程的管道综合布置、结构布置由各专业设计人员独立设计，缺少协同作业，在施工整合时就会发生碰撞、冲突、矛盾等问题，不仅会浪费施工材料等物力成本，还会因重新施工浪费时间成本及人力成本，导致施工进度滞后，从而增加施工的成本。以2号楼碰撞检查中喷淋管道与桥架的冲突为例，冲突示意图如图2所示。通过Revit软件和Navisworks软件的“Clash Detective”功能建立相关的机电管综模型，并对其进行碰撞检查，在检查过程中先进行专业内的碰撞监测、然后在进行专业间的碰撞监测，找出设计中存在的问题，并通过模型调整与优化，实现对施工调整的指导作用。在2号楼的碰撞检查中总计发现重大碰撞78处，经保守计算，因及时发现碰撞问题减少的经济损失约为25万元。

图2 碰撞检查中喷淋管道与桥架冲突示意图

3.2.5 动态成本控制

利用BIM技术中的5D模型，将建设成本数据利用公式编辑的方法融入实际模块，将成本数据细化到每个构件，再利用BIM技术中的价格计算软件对项目成本进行预算，2号楼建设的预算成本（BCWS）见表2。

表2 2号楼建设预算成本/元

通过对比BCWS、BCWP（已完成工作量的预算费用）、ACWP（已完成工作量的实际费用）三者，从SPI（进度绩效指数）、CPI（成本绩效指数）、SV（进度偏差）、CV（成本偏差）四方面进行分析，确定时间与成本之间的偏差，并根据偏差情况采取相应的纠偏措施，进而实现对成本的动态控制。以项目成本动态控制为例，通过对上述7个指标进行计算，绘制成本分析曲线，如图3所示。

由图3可知，项目在前8周的工程进度、费用存在相对滞后、超支等情况，通过BIM软件对造成该问题的原因进行分析，得出出现问题的原因为预留的材料数量不够、新购进材料的价格上涨，设计出现问题导致出现碰撞冲突；
在第9周后，在通过对原因分析、采取新的措施解决问题后，出现费用降低、进度加快等良好现象，实现了利用BIM技术对成本进行切实有效的管理。

图3 成本分析图

3.3 应用评价

通过BIM技术在该装配式建筑项目建设时的应用发现，BIM模型的信息全面且完整度高、关联性强；
三维可视化模型使施工的工序直观、清晰地展现出来，更加便于施工人员理解，减少了返工、降低了成本。BIM技术对施工中复杂的工艺可简单化地展示出来，并对复杂的施工节点进行了优化和调整，降低了施工的难度，保证了施工顺利开展，在成本管理中应用BIM技术取得了良好的管控效果。

施工成本是影响装配式建筑施工质量与发展的重要因素，现阶段装配式建筑施工建设时的成本较高，对于成本进行有效的管理和管控，可推动装配式建筑普及和发展。虽然部分企业已经在生产建设过程的成本管理中应用BIM技术，但是对BIM技术的应用存在深度不足、不合理等现象，通过结合应用实例，为BIM技术的高效应用提供参考，利用BIM技术对成本的有效管理可推动装配式建筑技术取得进一步发展。

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