基于BIM技術(shù)的智慧建筑施工成本控制研究

王琎

摘要：隨著信息和自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展，智慧建筑蓬勃興起。智慧建筑在實(shí)現(xiàn)建筑智能化的同時(shí)，也使工程的建筑環(huán)境變得復(fù)雜，各種相關(guān)輔助工程增多，傳統(tǒng)的成本控制技術(shù)已經(jīng)捉襟見肘，建筑施工智慧化的要求進(jìn)而提上各建筑企業(yè)的議程。目前，建筑信息模型BIM技術(shù)，已經(jīng)在智慧建筑工程管理中得到了重視和應(yīng)用。BIM技術(shù)對(duì)于智能建筑而言也必將是一次更加“智能化”、“人性化”以及“現(xiàn)代化”的成長(zhǎng)。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);智慧建筑;成本控制

一、BIM技術(shù)概述及其在智慧建筑施工成本管理中的應(yīng)用價(jià)值

《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50314-2006將智能建筑定義為“以建筑物為平臺(tái)，兼?zhèn)湫畔⒃O(shè)施系統(tǒng)、信息化應(yīng)用系統(tǒng)、建筑設(shè)備管理系統(tǒng)、公共安全系統(tǒng)等，集結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理及其優(yōu)化組合為一體，向人們提供安全、高效、便捷、節(jié)能、環(huán)保、健康的建筑環(huán)境”。智能建筑主要由系統(tǒng)集成中心、綜合布線系統(tǒng)、設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、通信自動(dòng)化系統(tǒng)組成。智慧建筑五大系統(tǒng)高度集成化、交互化，各種中樞控制設(shè)備、中繼通信設(shè)備、終端執(zhí)行設(shè)備數(shù)量龐大，綜合布線系統(tǒng)中的各種線纜、管道、管井、廊道、橋架等形成密集而復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，整個(gè)建筑的容錯(cuò)率也因而更低。因此，與傳統(tǒng)建筑相比，首先由于其龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)導(dǎo)致建筑總成本增幅顯著;第二，由于設(shè)備分項(xiàng)工程數(shù)量增加，其建筑成本結(jié)構(gòu)發(fā)生根本變化，由土建占主導(dǎo)轉(zhuǎn)向設(shè)備和安裝占主導(dǎo);第三，由于分項(xiàng)工程結(jié)構(gòu)顯著改變，以及各子系統(tǒng)的高度集成化、交互化，施工工序延伸，復(fù)雜程度顯著增加，對(duì)施工組織的系統(tǒng)統(tǒng)籌提出了較高要求，從而也增加了更多的人工成本;第四，在運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段，由于較高的系統(tǒng)化、科技化，智慧建筑的日常運(yùn)營(yíng)與維護(hù)的難度相對(duì)較大，費(fèi)用相對(duì)較高，并且呈逐年遞增趨勢(shì)。據(jù)美國(guó)建筑業(yè)發(fā)展中心統(tǒng)計(jì)，智慧建筑的運(yùn)營(yíng)維護(hù)費(fèi)用高出普通建筑6倍，如果沒有智能化的輔助措施，智慧建筑的維護(hù)難度很大。

BIM技術(shù)是以三維模型為基礎(chǔ)，根據(jù)建筑項(xiàng)目數(shù)據(jù)信息所建立的可視化模型系統(tǒng)，尤其對(duì)于管線系統(tǒng)等比較復(fù)雜的方面，BIM技術(shù)可以更加直截了當(dāng)?shù)貙⑵湔宫F(xiàn)出來(lái)。BIM是一種應(yīng)用與工程設(shè)計(jì)管理的數(shù)據(jù)信息化工具，通過(guò)參數(shù)模型整合項(xiàng)目的各種數(shù)據(jù)信息，形成集成、可控的建筑信息數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，讓工作人員對(duì)施工組織、成本控制、運(yùn)營(yíng)維護(hù)進(jìn)行全方位掌控。BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于，它縱向上可以對(duì)建筑設(shè)計(jì)、施工組織、后期維護(hù)進(jìn)行全方位系統(tǒng)化、智慧化分析，優(yōu)化程序，控制成本，防控風(fēng)險(xiǎn);橫向上可以為項(xiàng)目建設(shè)五大主體的協(xié)同工作提供更優(yōu)方案，例如在設(shè)計(jì)時(shí)就可以提前與業(yè)主和施工企業(yè)會(huì)商，統(tǒng)籌考慮解決各方需求和技術(shù)要求，從而提高收益和利潤(rùn);在局部節(jié)點(diǎn)上，BIM技術(shù)通過(guò)可視化，可以準(zhǔn)確展現(xiàn)個(gè)復(fù)雜節(jié)點(diǎn)，從而降低施工失誤的幾率，提高施工效率，減少返工，節(jié)約成本。因此，BIM技術(shù)在節(jié)約建設(shè)成本，縮短建設(shè)工期、提高項(xiàng)目的收益等方面成效顯著。目前，在建筑行業(yè)，尤其是智能建筑的施工中BIM技術(shù)已經(jīng)得到了更廣泛的應(yīng)用。

二、BIM技術(shù)在智慧建筑施工成本控制中的應(yīng)用

（一）在設(shè)計(jì)規(guī)劃階段的應(yīng)用

在建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段，BIM技術(shù)可以通過(guò)模擬數(shù)據(jù)信息的手段發(fā)揮協(xié)調(diào)作用，通過(guò)設(shè)計(jì)虛擬施工過(guò)程來(lái)檢查各施工部門以及各專業(yè)之間的交叉項(xiàng)以及碰撞點(diǎn)等。各施工部門提取施工過(guò)程中所需的設(shè)計(jì)參數(shù)和信息，整合上傳，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以在設(shè)計(jì)時(shí)統(tǒng)籌考慮施工工序和施工技術(shù)的要求，在各設(shè)計(jì)專業(yè)之間優(yōu)化協(xié)調(diào)，通過(guò)設(shè)計(jì)來(lái)優(yōu)化施工組織，減少施工難度，提高安全保障，從而降低成本。利用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)可視化三維模型構(gòu)建，使靜態(tài)的平面圖變成動(dòng)態(tài)的可視化3D模型，這樣可以對(duì)局部節(jié)點(diǎn)和裝飾效果等易出現(xiàn)沖突方面及時(shí)檢查發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，避免返工造成損失。BIM技術(shù)可以準(zhǔn)確獲得工程量，這樣在設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)項(xiàng)目預(yù)算會(huì)更加精準(zhǔn)，在減少設(shè)計(jì)人員人工輸入?yún)?shù)的工作量的同時(shí)還可以降低計(jì)算的失誤率。在工程安裝的設(shè)計(jì)階段可以使用BIM技術(shù)進(jìn)行過(guò)程模擬，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)解決施工中各類管道、設(shè)備的安裝難題。例如，位徐州飛虹新型裝配式鋼結(jié)構(gòu)保障性住宅項(xiàng)目，就運(yùn)用了BIM技術(shù)模型對(duì)采光耗能、鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)模型的建立，預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)清單管理以及施工進(jìn)度模擬器等進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)，其安全智能防護(hù)體系性能優(yōu)越，抗震防火能力顯著提高，建造成本反而比同類項(xiàng)目更低。此外，BIM技術(shù)還可以為業(yè)主提供不同的設(shè)計(jì)方案及預(yù)算，讓業(yè)主進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)了各方面共同參與，各環(huán)節(jié)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，全方位降低成本。

（二）建筑施工階段的應(yīng)用

智慧建筑施工階段建筑成本控制的難點(diǎn)主要體現(xiàn)在，施工工序不銜接，窩工，易出錯(cuò)返工，材料濫用和浪費(fèi)等方面。因?yàn)橄揞~領(lǐng)取材料的措施和只有少部分人了解成本預(yù)算情況的原因，導(dǎo)致在施工過(guò)程中材料使用執(zhí)行困難。在使用了BIM技術(shù)的施工過(guò)程當(dāng)中，經(jīng)過(guò)BIM整合以及計(jì)算過(guò)后的數(shù)據(jù)可以讓相關(guān)的管理人員快速準(zhǔn)確獲得項(xiàng)目的各種基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)等，為企業(yè)指定的成本預(yù)算打好數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。材料員以及施工人員在施工過(guò)程中的領(lǐng)取材料、成本控制等也可以以BIM技術(shù)所提供的數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。這樣在施工過(guò)程中就會(huì)減少材料的浪費(fèi)以及濫用的情況。在智能建筑的施工過(guò)程中，多運(yùn)用三維碰撞檢查技術(shù)、構(gòu)建虛擬建筑工程以及數(shù)據(jù)的協(xié)調(diào)管理等等。在進(jìn)行碰撞檢查時(shí)， 施工人員可以在管線、土建部分安裝監(jiān)控設(shè)備， 并進(jìn)行碰撞檢查， 并維修或更換施工設(shè)備， 降低施工中失誤、疏漏發(fā)生的概率。在管線的設(shè)計(jì)與安裝時(shí)由于工作量比較大，因此BIM技術(shù)可以保證施工工作更有效率。在構(gòu)建虛擬建筑的過(guò)程中，虛擬建筑設(shè)計(jì)技術(shù)能夠?qū)ㄖこ淌┕きh(huán)境、信息等進(jìn)行分析整理， 并以科學(xué)的方法還原相關(guān)信息， 管理人員能夠通過(guò)這一技術(shù)了解其中存在的問(wèn)題， 并優(yōu)化建筑工程設(shè)計(jì)方案， 達(dá)到先實(shí)驗(yàn)后建設(shè)的目的。應(yīng)用BIM技術(shù)還可以將施工階段分為不同階段進(jìn)行處理，使施工過(guò)程具有模塊性，施工人員按照施工模塊進(jìn)行施工，降低施工中失誤的出現(xiàn)。此外，由于有些智慧建筑的施工工作需要審批部門的審批，應(yīng)用BIM技術(shù)能發(fā)揮其信息化優(yōu)勢(shì)，快速傳輸審批文件，提升審批的效率，推動(dòng)建筑施工工程的穩(wěn)定運(yùn)作。

（三）運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段的應(yīng)用

建筑工程竣工后進(jìn)行定期維護(hù)和科學(xué)的運(yùn)營(yíng)管理，能夠有效延長(zhǎng)項(xiàng)目使用壽命，降低運(yùn)營(yíng)成本，減少安全隱患。運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段的成本管理對(duì)項(xiàng)目的維護(hù)管理質(zhì)量起著重要作用。通過(guò)BIM技術(shù)管理人員可以制定科學(xué)的管護(hù)方案，減少人工和耗材，降低維修費(fèi)用;可以編制科學(xué)智能的物業(yè)管理系統(tǒng)和組織架構(gòu)降低人力、能耗和物資成本，減少安全隱患，從而提高項(xiàng)目收益率。此外，對(duì)于建筑的結(jié)構(gòu)性損傷、材料老化和自然災(zāi)害，可以用BIM技術(shù)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的安全性以及耐久性的測(cè)控，再結(jié)合環(huán)境數(shù)據(jù)，測(cè)算管控風(fēng)險(xiǎn)成本。山東技術(shù)體驗(yàn)中心就在其首層構(gòu)建了一套基于BIM技術(shù)的能源管理中心，將整個(gè)樓宇的智能管控裝置連接到一起，自動(dòng)調(diào)節(jié)關(guān)閉各種非必要耗能，節(jié)能成效顯著。

三、結(jié)語(yǔ)：

隨著科技發(fā)展，建筑智慧化將是主流趨勢(shì)之一。智慧建筑的高度系統(tǒng)化、集成化、智能化要求施工技術(shù)必須智慧化、數(shù)字化才能適應(yīng)新形勢(shì)的變化。BIM技術(shù)不僅能夠全方位的降低施工成本，還能全面優(yōu)化施工組織，使建筑施工更加科學(xué)智慧，必將促進(jìn)我國(guó)智慧建筑施工業(yè)更好更快發(fā)展。

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