基于BIM的裝配式建筑造價(jià)精益控制研究

嚴(yán)偉偉

(南京高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇 南京 210019)

1 BIM行業(yè)目前發(fā)展現(xiàn)狀分析

目前,國(guó)內(nèi)有少數(shù)企業(yè)建立了BIM+裝配平臺(tái),搭建了全生命周期的BIM系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)和施工系統(tǒng)的深入應(yīng)用。裝配式建筑與傳統(tǒng)粗放式發(fā)展模式的最大區(qū)別不是現(xiàn)場(chǎng)鑄造和工廠預(yù)制,而是從傳統(tǒng)制造業(yè)向以工業(yè)化、信息化、智能化為代表的工業(yè)化4.0。這就要求建筑施工企業(yè)轉(zhuǎn)變自身的發(fā)展理念,建立相應(yīng)的管理和技術(shù)體系,才能避免“畫(huà)老虎不防狗”的尷尬局面。BIM系統(tǒng)下的裝配式建筑的建造非常重要。目前施工項(xiàng)目施工中常用的施工方法是裝配式。安裝組合、混凝土澆筑和注漿錨桿可以根據(jù)施工圖紙?zhí)幚淼较鄳?yīng)位置,使高質(zhì)量的施工項(xiàng)目可以在短時(shí)間內(nèi)輕松快速施工,大大縮短了施工時(shí)間,但施工期間施工成本較高,需要施工單位予以重視。通過(guò)有針對(duì)性的手段,可以從源頭上降低裝配施工的施工成本,保證工程的高質(zhì)量施工。

2 BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)是一種建筑信息模型,適用于施工期間的管理。它要求建設(shè)單位在建設(shè)項(xiàng)目過(guò)程中,對(duì)項(xiàng)目的所有信息數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和整理,然后建立建筑信息模型。最后,通過(guò)數(shù)字化的信息模擬,可以掌握施工期間的所有信息,對(duì)信息進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,可以確保施工高質(zhì)量、安全、低成本、快速進(jìn)展。這樣就可以構(gòu)建集成管理環(huán)境,控制影響項(xiàng)目有效施工的風(fēng)險(xiǎn),促進(jìn)項(xiàng)目質(zhì)量和效益的提高,技術(shù)在工程建設(shè)中的應(yīng)用,可以分析和共享與施工有關(guān)的所有信息,并為項(xiàng)目全生命周期的施工管理提供依據(jù)。

3 裝配式建筑及其項(xiàng)目施工成本控制現(xiàn)狀

由預(yù)制構(gòu)件在現(xiàn)場(chǎng)組裝而成的建筑稱為裝配式建筑。一般來(lái)說(shuō),只要房子的各個(gè)部件都可以預(yù)制件,運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝,類似于樂(lè)高搭建。早在20世紀(jì)初,配套建筑的安裝就引起了人們的興趣,但這項(xiàng)技術(shù)直到20世紀(jì)60年代才最終實(shí)現(xiàn)。這項(xiàng)技術(shù)一旦發(fā)展起來(lái),就在建筑領(lǐng)域得到了廣泛的發(fā)展。它已成為建筑業(yè)不可或缺的重要建設(shè)模式。隨著城市化的快速發(fā)展,建筑標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越高,裝配式建設(shè)項(xiàng)目的數(shù)量也越來(lái)越多。與傳統(tǒng)的建設(shè)項(xiàng)目不同,組裝建設(shè)成本更高。

3.1 缺乏完善的工程造價(jià)預(yù)算

由于國(guó)內(nèi)組裝施工行業(yè)起步較晚,在施工實(shí)踐中存在一些問(wèn)題。對(duì)于裝配施工企業(yè)的成本估算,仍然是按照傳統(tǒng)的施工方法在施工過(guò)程中產(chǎn)生的材料成本、施工成本和人工成本的運(yùn)行。有必要結(jié)合匯編建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施計(jì)劃,生產(chǎn)過(guò)程的組件工廠運(yùn)輸計(jì)劃、現(xiàn)場(chǎng)建造、裝配計(jì)劃應(yīng)詳細(xì)和完善成本預(yù)算,成本的動(dòng)態(tài)控制,在項(xiàng)目的實(shí)施應(yīng)當(dāng)改進(jìn)。

3.2 缺乏有效監(jiān)督

在裝配施工項(xiàng)目施工過(guò)程中,零部件制造商應(yīng)提前對(duì)零部件進(jìn)行加工制造。制作完成后,運(yùn)抵施工現(xiàn)場(chǎng),由施工單位進(jìn)行后續(xù)施工,增加了裝配施工項(xiàng)目的成本。完成階段在控制施工項(xiàng)目完成階段的成本時(shí),工作人員需要整合與施工項(xiàng)目有關(guān)的所有數(shù)據(jù),以便準(zhǔn)確計(jì)算施工中使用的成本。但是,以往的工作依賴人力,導(dǎo)致工作質(zhì)量差,竣工結(jié)算結(jié)果精度不高。

4 基于BIM技術(shù)的裝配式施工項(xiàng)目的施工價(jià)值

由于裝配施工式比較復(fù)雜,機(jī)械化程度也比較高。因此,在施工過(guò)程中,施工現(xiàn)場(chǎng)的管理是非常重要的。然而,BIM技術(shù)用于裝配式建筑工程的施工中,主要是通過(guò)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的模擬和模擬來(lái)有效地控制整個(gè)施工過(guò)程。近年來(lái),隨著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和城市化水平的不斷推進(jìn),傳統(tǒng)的施工技術(shù)和管理模式已經(jīng)不能滿足當(dāng)代施工的需要;與此同時(shí),BIM技術(shù)在我國(guó)得到了廣泛的應(yīng)用,并取得了顯著的成效。其高效的信息傳遞效率和可視化的建筑模型大大縮短了建設(shè)周期;特別是結(jié)合預(yù)制模塊,創(chuàng)造了一種新的施工方法。在這樣一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程中,結(jié)合BIM數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)可以有效地解決預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)過(guò)程中的各種問(wèn)題。在目前的BIM技術(shù)應(yīng)用中,以裝配設(shè)計(jì)為基礎(chǔ),利用現(xiàn)有軟件實(shí)現(xiàn)更新設(shè)計(jì)?；贜aviswork015軟件,設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)模型、現(xiàn)場(chǎng)模型和施工項(xiàng)目方案等,在施工模擬動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)中生成時(shí)間和屬性,施工人員可以提前了解施工細(xì)部,也可以對(duì)施工細(xì)部有更好的了解。在預(yù)施工模擬過(guò)程中,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)層預(yù)制進(jìn)行了分析。在施工模式選擇過(guò)程中,仿真設(shè)計(jì)可以避免不合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。以防滲系統(tǒng)為基礎(chǔ)的信息系統(tǒng)可以保證方案的合理性,追求更加科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕ひ?實(shí)現(xiàn)整體有效預(yù)設(shè)。模塊化定價(jià)的配額基礎(chǔ)應(yīng)該注意的是,當(dāng)給三級(jí)模塊的成本信息,三級(jí)模塊是一樣的配額項(xiàng)組裝建筑工程消耗定額,以及配額消費(fèi)額度的組裝采用建筑工程,如配額項(xiàng)列、梁、板、墻體和立柱中安裝有預(yù)制混凝土構(gòu)件。在裝配施工過(guò)程中,將三維技術(shù)轉(zhuǎn)化為5D技術(shù)形式。在模擬和創(chuàng)新中,可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)資源的合理處理。在動(dòng)態(tài)建設(shè)規(guī)劃階段,采取適當(dāng)?shù)姆绞絹?lái)控制資金和資源。在模擬中發(fā)現(xiàn)了計(jì)劃中的不足之處,并采取適當(dāng)?shù)姆椒皶r(shí)解決。在當(dāng)前的資源管理中,創(chuàng)新管理是關(guān)鍵。在管理階段可以實(shí)現(xiàn)的是不斷優(yōu)化管理和控制,在資源整合階段合理評(píng)價(jià)經(jīng)營(yíng)過(guò)程。圖1所示為BIM和裝配式建筑的有效結(jié)合效果圖。

圖1 BIM和裝配式建筑的有效結(jié)合效果圖

5 裝配式建筑施工常見(jiàn)問(wèn)題

在預(yù)制裝配式建筑施工中常見(jiàn)的問(wèn)題主要有人員知識(shí)儲(chǔ)備不足、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備不完善、專業(yè)技術(shù)人員缺乏等,各種問(wèn)題的發(fā)生阻礙了預(yù)制裝配式建筑的質(zhì)量發(fā)展,所以需要特別注意這些問(wèn)題。

5.1 預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)質(zhì)量問(wèn)題突出

如果施工方在施工過(guò)程中需要對(duì)預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行更換,那么對(duì)整個(gè)預(yù)制建筑的順利進(jìn)行有著非常重要的影響。預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)變化往往會(huì)導(dǎo)致整個(gè)施工項(xiàng)目的延誤或存在施工風(fēng)險(xiǎn)。預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)質(zhì)量是整個(gè)預(yù)制建筑最基本的質(zhì)量保證。預(yù)制構(gòu)件在生產(chǎn)過(guò)程中如果出現(xiàn)問(wèn)題,會(huì)影響整體施工效果。預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)過(guò)程是復(fù)雜的,需要經(jīng)過(guò)很多工序。如果在生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、運(yùn)輸過(guò)程中存在一定的影響,就會(huì)導(dǎo)致預(yù)制裝配式建筑質(zhì)量不達(dá)標(biāo),降低整體質(zhì)量。

5.2 信息管理水平低

目前我國(guó)預(yù)制裝配式建筑的管理還比較傳統(tǒng),各個(gè)施工部門(mén)和專職人員之間的合作程度不夠高,影響了預(yù)制裝配式建筑在溝通過(guò)程中的質(zhì)量提升。在裝配式建筑施工中,需要所有參與方的配合,以確保構(gòu)件在生產(chǎn)、運(yùn)輸、組裝等階段具有更好的效果。

5.3 裝配式建筑的質(zhì)量管理

裝配式建筑的質(zhì)量管理存在很多問(wèn)題,傳統(tǒng)的質(zhì)量管理方法已經(jīng)不能滿足當(dāng)今建筑工程的更高需求,而B(niǎo)IM技術(shù)的集成解決了更多的問(wèn)題,具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。BIM技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用不僅可以控制資金成本,節(jié)約資源,而且可以保證項(xiàng)目的實(shí)施進(jìn)度,實(shí)現(xiàn)建筑工程的穩(wěn)定性和耐久性。將BIM技術(shù)融入裝配式建筑質(zhì)量管理中,可以避免傳統(tǒng)管理中存在的許多問(wèn)題,促進(jìn)管理質(zhì)量的有效提高,實(shí)現(xiàn)對(duì)工程質(zhì)量的合理控制。

6 BIM的裝配式建筑造價(jià)精益控制研究

6.1 裝配式建筑與精益施工一體化

整合精益建筑與裝配式建筑發(fā)展的關(guān)系。首先,工藝構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化詳細(xì)施工圖為工廠加工構(gòu)件提供了科學(xué)依據(jù),提高了裝配施工的標(biāo)準(zhǔn)符合性;對(duì)整個(gè)施工過(guò)程進(jìn)行可追溯的管理,為業(yè)主裝修、物業(yè)管理提供真實(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù);準(zhǔn)時(shí)采購(gòu)制度和現(xiàn)場(chǎng)有限資源配置強(qiáng)化了供應(yīng)鏈管理;流程的模塊化構(gòu)建促進(jìn)了市場(chǎng)的專業(yè)化細(xì)分,為小微企業(yè)的生產(chǎn)創(chuàng)造了條件,引導(dǎo)經(jīng)營(yíng)者向產(chǎn)業(yè)工人轉(zhuǎn)變。建設(shè)對(duì)提升產(chǎn)業(yè)鏈質(zhì)量和增長(zhǎng)發(fā)揮了重要引領(lǐng)作用。其次,根據(jù)“精益施工”的詳細(xì)施工圖和模塊化順序,預(yù)埋、預(yù)留施工更加精準(zhǔn),現(xiàn)場(chǎng)拼裝、吊裝更加精準(zhǔn),“小時(shí)級(jí)”過(guò)程控制充分符合拼裝施工的一致性。最后,自下而上工藝水平跨水作業(yè)與裝配式施工、吊裝同步進(jìn)行。模塊化標(biāo)準(zhǔn)施工方法為裝配式建筑的干、濕操作提供了參考,將大大提高裝配式建筑的生產(chǎn)效率。很多人認(rèn)為精益建設(shè)是一種完全不同的方式,沒(méi)有混合的地方。其實(shí)真正了解精益施工的人都知道,其應(yīng)用覆蓋了整個(gè)建筑行業(yè),甚至可以在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等其他工程領(lǐng)域借鑒。其不僅適用于現(xiàn)場(chǎng)鑄造,而且適用于組裝型。要實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)的現(xiàn)代化和可持續(xù)發(fā)展,必須從建筑業(yè)的全產(chǎn)業(yè)鏈和全生命周期考慮體驗(yàn)?zāi)Ｊ降目尚行?。不能分割不同環(huán)節(jié),片面發(fā)展。這是“精益建設(shè)”的核心價(jià)值,也是“精益建設(shè)”的必經(jīng)之路。

6.2 制定相關(guān)流程和信息集成體系

借鑒國(guó)內(nèi)其他企業(yè)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),不斷制定和完善相關(guān)流程和信息整合機(jī)制,協(xié)調(diào)各企業(yè)之間的關(guān)系,有效整合各類信息,BIM深度設(shè)計(jì)制圖標(biāo)準(zhǔn):BIM深度設(shè)計(jì)制圖標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)嚴(yán)格按照我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定,按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)制圖可有效減少后續(xù)工作差錯(cuò)的發(fā)生;在裝配式建筑詳細(xì)設(shè)計(jì)中,圖紙應(yīng)顯示各裝配式構(gòu)件的詳細(xì)設(shè)計(jì)圖紙,減少詳細(xì)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和范圍。根據(jù)我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)情和常見(jiàn)風(fēng)格,建立相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)和模板文件圖,減少重復(fù)和不匹配的工作,提高BIM技術(shù)深入設(shè)計(jì)的工作效率。車間裝配式建筑是在現(xiàn)場(chǎng)組裝過(guò)程中使用預(yù)制構(gòu)件建造的建筑。與普通建筑不同的是,它不僅保證了施工質(zhì)量,而且節(jié)省了建筑的資源和勞動(dòng)力,節(jié)省了施工時(shí)間,不受氣候條件的限制。在裝配施工的過(guò)程中,為了保證預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)和信息的準(zhǔn)確性。同時(shí),在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)過(guò)程中,可以直接從BIM技術(shù)構(gòu)建的模型中檢索相關(guān)信息和數(shù)據(jù),從而進(jìn)一步保證模型建造和生產(chǎn)的準(zhǔn)確性。

6.3 建立基于BIM技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用管理系統(tǒng)

各類施工企業(yè)需要根據(jù)實(shí)際情況和不同側(cè)重點(diǎn),將整個(gè)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)鏈整合起來(lái),才能有效避免失誤。在這種發(fā)展趨勢(shì)下,就要求施工管理人員充分分析BIM技術(shù)和裝配式建筑的特點(diǎn),準(zhǔn)確把握BIM在裝配式建筑中不可替代的優(yōu)勢(shì)。如今,在國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過(guò)程中,裝配式建筑與BIM技術(shù)相結(jié)合的施工模式是符合當(dāng)今需求和利益的。但目前,預(yù)制建筑技術(shù)和BIM技術(shù)在實(shí)際施工項(xiàng)目中很少使用。技術(shù)人員和政府相關(guān)部門(mén)仍需努力改善裝配式建筑的整個(gè)供應(yīng)鏈,降低施工成本。在施工管理過(guò)程中,結(jié)合實(shí)際施工的生產(chǎn)方式和操作形式,在后續(xù)預(yù)制構(gòu)件的深入設(shè)計(jì)中,仍然需要明確設(shè)計(jì)方案和操作維護(hù)措施?？紤]到預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)效率、污染和二次回收,促進(jìn)整個(gè)預(yù)制建筑行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展是當(dāng)務(wù)之急,這就要求整個(gè)預(yù)制建筑行業(yè)在科學(xué)和實(shí)踐的基礎(chǔ)上持續(xù)進(jìn)步。對(duì)于施工過(guò)程中所收集數(shù)據(jù)的管理,BIM模式也可用于視覺(jué)驗(yàn)收功能。在操作這個(gè)可視化功能時(shí),可以移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)建筑來(lái)查看,包括建筑信息等。同時(shí)可以根據(jù)需求設(shè)置一些監(jiān)測(cè)點(diǎn),這些監(jiān)測(cè)點(diǎn)的功能是存儲(chǔ)實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)。并進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)檢測(cè),從而提高工程監(jiān)理水平。

7 結(jié) 語(yǔ)

基于BIM的裝配式建筑造價(jià)精益控制研究對(duì)工程造價(jià)有很大的影響,因此，在實(shí)際的發(fā)展過(guò)程中有必要從分析整個(gè)施工過(guò)程入手,建立在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中成本控制的概念,這有利于綠色建筑的發(fā)展和新型工業(yè)化的推進(jìn)。

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