【基于BIM技术的装配式建筑施工成本控制探析案例7700字（论文）】

基于BIM技术的装配式建筑施工成本控制分析案例目录TOC\o"1-2"\h\u18170摘要 131745第一章引言 217971第二章相关理论 2240582.1装配式建筑 2238082.2成本控制理论 2206152.3BIM技术 36426第三章装配式建筑建造成本分析 3141103.1装配式建筑建造阶段成本构成 346843.2装配式建筑与传统现浇建筑建造成本对比分析 419394第四章BIM技术在装配式建筑成本控制的应用 5159554.1BIM技术应用于装配式建筑成本控制的体系 5189364.2基于BIM的装配式建筑各阶段建造成本控制 6318544.3BIM技术应用于装配式建筑成本考核 89870第五章基于BIM的装配式建筑工程项目成本控制案例分析 8242175.1项目概述 8251935.2存在问题 996195.3基于BIM技术的装配式建筑成本控制 914582结论 1119995参考文献 13摘要在国家的大力推进下，装配式建筑的应用越来越广泛。但在广泛应用的同时，弊端也不可避免的显现出来。虽然相较于传统建筑方式，减少了现场施工的大量环节，同时减少了工人的雇佣费用，但是装配式建筑不同于传统现浇建筑，其建筑成本控制不适合采用传统的方法进行控制，其成本控制需要各个阶段的逐个进行。基于此，本文系统阐述了BIM技术在国内的使用情况与发展现状，并深入剖析了BIM技术未来能够在装配式建筑建设成本管理中起到重要的影响，并分析了BIM技术应用于装配式建筑成本控制的体系和各阶段的建造成本控制，并在此基础上，通过对一个装配式建筑项目的案例剖析，运用BIM技术对其进行成本控制、降低工程造价，并对BIM使用在设计阶段的可能性进行检验。关键词：装配式建筑；BIM；建造成本；成本控制第一章引言在十九大上提出的推进生态改革，打造一个美好的中国。目前中国房屋建造行业施工项目主要采用的方案是现浇混凝土，其实际施工环境脏乱差，肉眼可见建筑废弃物大肆堆放。作业工地噪声大、扬尘严重等问题，造成—定的社会环境污染影响，与目前国家倡导的“绿色发展”思想相违背。现代工业技术在装配式建筑中与生产工艺一体化，在生产车间进行生产、加工、养护，然后通过专业的车辆将其运送至工地，并根据具体情况，从多种施工方案中进行组合。目前环保、节省资源的最好方法就是装配式建筑，它减少了手工作业，改善了房屋的标准化和质量，节约了许多资源，具有多种优点，可以在环保压力下，实现市民对居住质量和舒适度的美好愿景。BIM是指在工程项目的整个生命周期中基于工程项目的三维建模，通过项目数据建立和运用达到实现项目的设计、施工和运营。有效地将BIM融入于建筑成本控制进程之中，是信息业、制造业和建筑业三产业之间的深度融合。BIM为其美好发展未来带来了曙光，使其施工工艺更加智能化、造价更加精细，从而有效地提升其施工效率，大大地提高其施工质量，从而弥补其在建设过程中存在的弊端。第二章相关理论2.1装配式建筑将预制构件在作业空间上组装起来的建筑物叫做装配式建筑。《装配式混凝土建筑技术标准》对装配式建筑与其他建筑结构的区别进行了界定，它将由结构系统、外部维护系统、内部系统及设备和管道系统四个系统组成，且其主体部件均由预制构件组成，并将其定义为装配式建筑。2.2成本控制理论成本控制是指实施控制的对象在其权限之内，在生产前制订管理目标和相关标准，并根据计划、标准监督生产过程中的实际支出，并对出现的偏差进行调节，以确保达到目的。“成本”与“控制”构成了成本管理，成本是在经营过程中需要投入的价值，而控制则是一个纠正和调整的过程。成本控制的内容很广泛，包括生产、销售、研发、人力、质量、危机等全过程。根据自身的特点，实现全过程成本控制，并在某些关键环节进行成本控制。2.3BIM技术“BIM”是查理斯·伊斯曼教授于1975年出版的一份报告中所提到的建筑信息模型的简称。美国BIM协会对其作出的定义是:BIM是一个为各方人员整合信息、分享资源的交流平台，在施工过程中，参与方可以随时利用BIM平台对自己的数据进行处理，并对数据信息进行实时的更新和分享。利用BIM技术构建的立体、可视化数据模型，涵盖了项目的整个生命周期，并对项目的成本、进度等进行实时监测和调节。通过对BIM的实时控制分析，可以看出，BIM是—种创作进程，它并不是最终的成果。第三章装配式建筑建造成本分析3.1装配式建筑建造阶段成本构成3.1.1生产阶段与传统的建筑相比，预制构件厂房的前期建设投资、水电费、部分构件的人工费、原料费、构件仓管费、交通运输费用等都是不可避免地额外费用。当前，我国许多装配式建筑预制构件工厂存在着设备不完善、生产率低、生产技术不成熟、没有形成大规模的生产、对零部件的防护等问题。在此基础上，要实现预制件的精确制造，必须加大对其的投资。3.1.2运输阶段预制件运输对道路有严格的要求，如道路狭窄或不平整，无法达到运输的需要，部件工厂与场地之间的距离直接影响运输成本和运输时间，构件无法按时到达，将导致工地窝工。汽车加载方案的不合理会导致运量的增加，而如果不能很好的控制车速，就会导致部件的损伤，从而提高运输费用。3.1.3施工阶段装配工程往往是多方进行，预制件量大、专业操作杂、沟通困难。在构件进入作业现场后，要对其构件规格、构件数量、构件位置等进行及时、精确的统计与安排，造成了管理工作的繁重。吊装作业所选择的起重机型号比常规结构的起重机要大，这最终产生额外的设备使用费用。如果出现位置空间失误或运输线路不合理等问题，则会导致构件的损伤；再者，施工器具因使用预制件而减少，墙面抹灰等作业量也比传统工程较少，作业工地工作人员的需求也较传统工地少，但对从业人员的素质有较高的标准，而且需要合理地安排工作，减少使用人数。3.2装配式建筑与传统现浇建筑建造成本对比分析比较了两个具有相似施工时期和施工特征的施工实例，对两种施工方法的造价进行了客观的分析和计算。这两座房子都是六层高的平房，—座是拼装式施工的装配式建筑，一座是传统式施工的现浇式建筑，两座建筑的位置都很靠近，因此运输距离的成本几乎可以忽略不计。表3.1某住宅楼装配式与现浇式造价对比表（单位:元/㎡)序号分部工程装配式建筑造价现浇式建筑造价成本差1土建工程201313117022装饰工程10691079-103给排水工程4050-104电气工程867795消防工程4141.5-0.5合计32492558.5690.5从表3.1可知，现浇房屋的单方成本高于装配式房屋，涉及建筑主体多项工程。以下是两种不同模式的具体分析：表3.2某小区装配式建筑与传统现浇式建筑土建造价对比序号分部工程装配式建筑现浇式建筑成本差1桩基工程5.145.1402砌筑工程81169-883钢筋混凝土工程426493-674预制构件1095010955屋面防水工程7982-36抹灰工程93157-647门窗工程130.2130.8-0.68其他工程265273-8合计2174.341309.94864.4从表3.2可以看到，装配式建筑工程的土建费用高于现浇混凝土建筑工程，其中最大的部分是预制件的造价，所以必须寻找―种降低其造价的途径。预制件在装配式结构修建中占据了主要原料，其使用量大、造价高，受多种原因的制约，而预制件工厂前期建设投资大、品种规格多，是影响其造价的最大因素，但其造价高的另一个重要因素是构件未达到标准化设计，所以必须科学地对其进行归类，力求使其规范化、标准化。第四章BIM技术在装配式建筑成本控制的应用4.1BIM技术应用于装配式建筑成本控制的体系4.1.1BIM技术参与成本控制的管理在装配式建筑的整个生命周期中，BIM技术的运用要求有一个高效合理的组织和管理方式。企业的组织管理模式是企业成本控制体系的实施主体，它充分关系到企业成本控制的成败。由于其结构修建与传统的房屋建造工程存在区别，施工过程中涉及的单位较多，信息处理的操作也比较复杂，各单位的工作人员沟通起来也比较困难，所以必须运用BIM信息技术实现项目各方互通有无，达到信息共享、实时分享。负责BIM平台的团队需要具备较高的专业技术、较强的使命感、较灵活的沟通组织协调。BIMBIM业主结构工程师承包商建筑师材料供应商部品生产厂家设备工程师施工安装企业建筑师材料供应商部品生产厂家施工安装企业图4.1BIM信息技术共享平台和装配式建筑参与方关系图4.1.2BIM技术参与成本控制的流程成本体系控制过程是以预算价为基础，以预算价格为基准，以中标后的总承包价格为中心，以合同价格和目标利润为指标，将目标费用分解，并将其与目标成本进行比较，从而得出成本偏差。工程完工后，完成的结算总价将作为最后的费用，经过五个层次的层层管理，如图4.2成本控制递进图所示，可以进行有效的费用控制。调整调整预算价合同总价目标成本结算总价实际成本图4.2成本控制递进图4.1.3BIM技术参与成本控制的核心装配式建筑是我国修建行业业完成工业化和现代化的重要手腕，近年来，我国对其进行了积极的推动。当前，制约其发展倒退不前的一个根本要素是成本高：预制件成本高、施工工艺落后、缺乏专业施工人员等。除以上客观因素外，装配式施工与传统的施工方式在成本方面存在差异，各个环节都要涉及到各个领域，涉及到的人员众多、资料丰富、资料交流频繁、管理复杂。将BIM与第三者管理软件有机地结合在一起，实现一体化发展。因而，基于BIM的造价控制系统的要害在于：利用BIM技术建立平台，将装配式建筑的各企参与方在整个生命周期内协调管理，及时、高效地进行信息的交流与共享，从而达到对其建造各阶段成本的动态控制目标。4.2基于BIM的装配式建筑各阶段建造成本控制4.2.1生产阶段成本控制根据现场的实际情况，对设计阶段的结果实施补充和改进，最后得到各个型号的预制件制造工艺图纸。经过深入设计的BIM模型，其信息的丰富程度使得在工厂内进行产品制造时，其所包含的信息已与零件制造的精确程度相—致，从而工厂可以有效地在生产中获取产品所需要的信息。相比于传统的平面图，制造工艺人员往往无法理解设计者的设计意图，从而造成产品在制造过程中的一些细微之处产生变动，造成产品制造中发生预料之外的问题，从而造成预制构件产品制造过程中的误差。因为无法及时向设计者反馈问题的产生，造成生产过程中的延迟，给相关人员的沟通也会带来许多问题。在制造过程中采用BIM虚拟构件，依据工厂的设备状况，对模具进行三维建模，观察模具的尺寸、强度、预埋件的位置，可以根据问题实时对模具实施改动。由于BIM技术所能提供的模型信息非常的具体、可视和详尽，使得组件制造商可以在较短的时间内进行物资、资金、技术准备和设备的准备，而生产经理则可以通过组件中的信息，对原材料进行精确的采购和利用，形成规模化管理，从而可以实现节约成本。4.2.2运输阶段成本控制在运输过程中，根据具体情况要进行具体的规划，以BIM枝术为基础，通过BIM技术进行交通路线和道路状况的仿真模拟，确定最佳的运输路径，并依据BIM模型中的预制件属性来决定运输车辆和装载方案，并依据BIM平台上的实际零件制造进度和现场施工进度来安排零件的运送顺序，以防止窝工和二次搬运。在运输预制件时，必须对构件预设可行有效的保护，以避免构件不必要的损伤。部件运输可以基于运输起点和终点的地貌走势、道路状况择定运输路径。因BIM可视、模拟的性质，利用BIM技术在区域内的地形资料，建立其立体可视的立体平面模型，对运输目的地的初始地形进行高精度的模拟，并对运输过程进行虚拟仿真，以构件的情况选择运输方式，并根据运输目的地的交通位置和交通状况进行选择，从而确定合适的运输路径。基于BIM的构建运输阶段成本控制基于BIM的构建运输阶段成本控制BIM技术生成运输终点三维模型还原运输终点地形地貌行车时间最短行车路线最短动态规划并模拟车辆运行优化运输路线RFID技术对构件运输仓储环节实时监控图4.3基于BIM的构建运输成本控制4.2.3施工阶段成本控制项目施工阶段造价控制包括物料、作业人员、特种设备、预案变动等多多方面管理。在BIM中构建生成立体可视的工程进度规划，为工程作业人员查询物料提供了依据。采用BIM5D模式，查询各施工时期的工程量，并根据项目实地的具体状况，及时实施改进，确保物料的供货与施工进度相符。在施工现场，对工程的人员安排、机械设备的管理，要基于工程的实时进度和费用的变化，进行实时的调整，以达到对工程进度和资源进行全流程的监控，并对工程费用实施评估。在工程实施中，尽早找出问题，并将其上传到BIM平台，由相关负责人进行检查和纠正，并按照纠错计划，组织人、物有序的进场和出场。工程变更的原因有：不明晰的项目所需，不明确的清单项目，由于工地管理的不规范，造成预案变动管理的反反复复、因建筑单位的误解所致、失误的设计方案所致。对于装配式方案的实施，一旦发生变化，工程变更的程序十分复杂，按传统的程序，要进行工程量统计、签证、工程量和价格调整，同时还要与各方进行沟通，往往会造成结算滞后，从而影响到项目的资金周转[20]。以BIM参与项目变更的控制，主要包括工程量的精准计量及多任务的协调。首先，在前期的碰撞检测和施工仿真模拟中，可以大大减少项目的变化，并从根源上对变更的数量进行控制。BIM模型的可视化，可以清楚地显示变更前后的项目变动，以及由于项目变更引发的费用变动，从而能及时完成工程变更款的结算，掌握工程实际费用是否超出计划预算。4.3BIM技术应用于装配式建筑成本考核当下，许多装配式施工企业对工程事故责任的执行和业绩评价不到位，导致了工程费用控制的不完整。在组装工程施工过程中，根据BIM平台上的成本计划执行现状，对每个工作或相关部门进行定期的业绩打分，通过层层考核，通过以上考下等方式给予相应的奖励与惩罚，促进项目参与者更好地实现其自身的责任和价值。第五章基于BIM的装配式建筑工程项目成本控制案例分析5.1项目概述泰安市高速铁路新城，是一座由政府开发的经济型住宅,总建筑面积达到11.2698万平方米，房屋高度54米；地下停车场采用框架结构，地面建筑包括23个单体，均采用剪力墙结构，预制结构主要用于外墙板、外厅等，剩余部分为传统现浇建筑结构。鉴于本工程规模庞大，只对2号楼的成本控制进行了剖析。本案例建筑物结构具有如下特征：（1）本案例虫楼梯、阳台、叠层楼板、外墙板等均为预制件，经预制工厂加工后，直接运送到工地；（2）根据工业化的需要制作预制件，并经过检测和验收后进行装配；（3）因预制件的施工特性，采用了爬升式脚手架；（4）除地下部分外，现浇部分采用铝制模技术。本工程为响应国家生态建设的推进改革，将设计图纸进行了深度加工，预制件在制造、养护合格后，将其运送到工地，现场作业人员均受过专业的学习指导，熟悉现场安装，具有一定的工程经验。5.2存在问题5.2.1生产问题该实例在实际操作中，组件制造阶段的信息传输是采用传统的平面图，也就是二维图，生产工艺人员不能完全理解设计者的设计构想与意图，从而造成零件制造中出现设计者不可预料的—些问题，从而造成零件的制造误差，因为无法及时向设计者反馈，造成产品质量上的问题，造成产品质量的下降，从而影响产品的质量和费用。5.2.2运输问题该案例在实际运输中，仅注重运输路线、运输方案等方面的考虑，忽视了货物运输的特殊性，如预制件这样的运输产品，在运输中极易受到损伤，运输周期长，导致运输费用昂贵，不利于运输费用的控制。5.2.3施工问题该工程施工中由于施工现场管理混乱、施工阶段成本不明、施工单位理解错误、设计单位设计错误等诸多因素导致工程变更，并且各参与方沟通困难，信息交流存在阻碍，不利于施工阶段成本控制。5.3基于BIM技术的装配式建筑成本控制5.3.1生产阶段在构件制造阶段，BIM技术可以帮助解决设计者和技术人员之间看不见的交流问题，在技术交流中，通过BIM可以查看具体构件信息，方便施工人员快捷、高效的使用构件，便于对构件进行成本控制。其次，在工程实施中，若发生设计假定之外的变更，可以及时将BIM模型反馈到生产部门，既能避免构件的额外浪费，又能达成所希望的造价控制。最后，构件生产单位能够通过BIM技术的工程量清单计算功能，自动计量出必要的原材料使用量，并与供应商进行联系，从而达到设计、构件生产、材料供应等的无缝对接，不仅节省了工期，而且还能保证构件生产的安全使用，从而高效地控制了预定的成本。5.3.2运输阶段在构件运输阶段，可以通过BIM技术来实现构件制造企业与施工现场的协作，经BIM模型进行构件需求规划，由构件制造企业按计划将其运到工地，这样既能有效地防止因运营不及时导致工期延误，又能合理提高工程造价控制的预期效率。在运输的时候，除了使用BIM技术之外，还可以使用RFID技术，在零件制造的时候，同时每个零件都会有一个二维码，就像是超市里的产品一样，这种条形码中含有零件的信息，通过特殊的设备扫描，可以将零件的信息上传至BIM建模上，这样才能实时监测到零件的运送情况，如果在运送的时候出现了破损，可以根据受损的部位进行修复，防止因部件的损坏而影响到整个工程的实施。5.3.3安装阶段运用BIM技术可以动态管理工程造价，对工程费用的变化进行记录，并对其进行修正。首先，利用BIM的5D构建数字化构件，将工程按施工流程分为不同的阶段进行模拟施工、物资和成本计算，再根据工程的详细状况和施工实时进度，得到三种成本：一种是建造模型时的计划工作成本和已经完工的工程预算成本，另一种是实际工程的成本，通过比照找出进度与成本的迥异，并及时采取相应的对策，以实现成本管理。本项目采用以上的方法，比较了工程进度、工程预算成本（BCWS）、工程实际成本（BCWP）、工程完工的实际成本（ACWP），通过分析，可以清楚地看出，在一定时期内，工程进度超期、支出偏高，因此，项目经理必须尽早找出病症，分析症结，并采取例如采用新技术、新工艺等相应的补救措施，以期尽快消除成本影响，按时完成施工任务。表5.1案例项目1-18周三算对比周数24681012141618BCWS31062092412221533183721402435BCWP280510826105816761957219525302661ACWP291579867112014591678189722242295SPI0.900.810.880.861.081.051.011.03CPI0.970.860.940.941.141.151.151.131.15图5.1案例项目1-18周成本分析曲线从工程造价曲线上可以看到，工程在前8个星期就出现了进度慢、花销高的现象，这时，工程经理要对工程进度和超支的原因进行分析，并果断采取各种行之有效的措施以节省投资。由于工程的进展，到了第九个星期，费用已经有所节省，但是进度还是有所延迟，从第九个星期开始，项目的进度被提前，费用得到了节省。在这个时候，工程经理要主动分析进度提前、节约成本的原因，并落实解决办法，以保证工程进度的顺利进行。BIM在安装之前虚拟演绎，使技术人