張鵬

摘要：近幾年互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在各行業(yè)中的滲透朝著更加縱深的方向發(fā)展，各行各業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+的發(fā)展態(tài)勢(shì)處于良好的狀態(tài)，在這樣的背景下建筑信息化也步入到更加新的格局中，從宏觀的建筑行業(yè)管理，到微觀的建筑設(shè)計(jì)，再到建筑施工企業(yè)的部門(mén)管理，都可以有效地發(fā)揮信息技術(shù)的效能。本文關(guān)注的是BIM協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)方案在建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用，分析其在建筑方案經(jīng)濟(jì)性分析中的價(jià)值，并且探討應(yīng)該如何更好地發(fā)揮BIM協(xié)同設(shè)計(jì)在建筑方案經(jīng)濟(jì)性分析中效能的問(wèn)題，希望可以確保建筑信息化的發(fā)展程度朝著更加理想的方向進(jìn)展。

關(guān)鍵詞：BIM協(xié)同設(shè)計(jì);建設(shè)方案;經(jīng)濟(jì)性分析

傳統(tǒng)的建筑工程設(shè)計(jì)工作，是依靠人力來(lái)開(kāi)展的，經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)向模式傾向嚴(yán)重，很顯然處于當(dāng)前的發(fā)展新形勢(shì)下，僅僅依靠這樣的方式去進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)方案的確定，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。在此方面可以嘗試將BIM協(xié)同設(shè)計(jì)方案納入其中，以確保建筑方案經(jīng)濟(jì)性分析朝著更加精細(xì)化的方向發(fā)展和進(jìn)步，因此，樹(shù)立正確的價(jià)值觀，確保將其貫徹執(zhí)行到建筑工程經(jīng)濟(jì)分析實(shí)踐中去，顯得尤為必要。

一、BIM協(xié)同設(shè)計(jì)在建筑方案經(jīng)濟(jì)性分析中的價(jià)值分析

（一）BIM協(xié)同設(shè)計(jì)的內(nèi)涵和特點(diǎn)

這里提及的協(xié)同設(shè)計(jì)，可以將其看作一種基于網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)溝通交流機(jī)制，也可以看作為設(shè)計(jì)流程的組織管理模式。也就是說(shuō)，在BIM技術(shù)架構(gòu)中，確保形成協(xié)同性的設(shè)計(jì)格局。詳細(xì)來(lái)講述，BIM協(xié)同設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括：基于CAD文件之間的外部參照，可以使得不同工種之間的數(shù)據(jù)能夠進(jìn)入到可視化共享的格局;可以借助網(wǎng)絡(luò)即時(shí)消息和視頻會(huì)議的方式，使得設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)成員之間的交互處于跨地域跨空間的狀態(tài)，便于更好地進(jìn)行成果交流，方案評(píng)審和設(shè)計(jì)變更工作;在網(wǎng)絡(luò)資源庫(kù)的建立背景下，設(shè)計(jì)人員可以獲得更加統(tǒng)一性的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，引導(dǎo)實(shí)際的設(shè)計(jì)行為朝著更加合規(guī)的方向發(fā)展;在網(wǎng)絡(luò)管理軟件的幫助下，確保項(xiàng)目組成員以特定的角色滲透其中，這樣成果會(huì)展現(xiàn)出實(shí)時(shí)性和唯一性的特點(diǎn)，這對(duì)于引導(dǎo)設(shè)計(jì)流程管理朝著理想方向發(fā)展而言，是很有必要的;結(jié)合設(shè)計(jì)行業(yè)的特殊性，開(kāi)發(fā)出更加多的協(xié)同工作軟件。需要看到的是協(xié)同是BIM的核心所在，同一個(gè)構(gòu)架元素，只要完成一次輸入，各種工種共享元素?cái)?shù)據(jù)就能夠從不同角度，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)構(gòu)件元素的生成，這不是簡(jiǎn)單的文件參照，而是給與協(xié)同設(shè)計(jì)提供了底層支撐，對(duì)應(yīng)協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)含量的提升有很大效用。

（二）BIM協(xié)同設(shè)計(jì)在建筑方案經(jīng)濟(jì)性分析中的價(jià)值分析

建筑方案經(jīng)濟(jì)性分析的初衷，是確保實(shí)際建筑設(shè)計(jì)方案有著比較高的性價(jià)比，能夠?qū)崿F(xiàn)建筑企業(yè)有限資源的優(yōu)化配置，繼而實(shí)現(xiàn)成本管理效率和質(zhì)量的不斷提升。尤其是對(duì)于當(dāng)前的建筑企業(yè)而言，在建筑方案經(jīng)濟(jì)性分析方面的投入，會(huì)成為其項(xiàng)目管理素質(zhì)的重要權(quán)衡指標(biāo)之一，需要引起高度重視。BIM協(xié)同設(shè)計(jì)有可視化的特點(diǎn)，可以將建筑設(shè)計(jì)方案中各個(gè)方面資源消耗情況以可視化的方式呈現(xiàn)出來(lái)，并且在提出對(duì)應(yīng)修改意見(jiàn)之后，可以自動(dòng)生成對(duì)應(yīng)的成本管理方案，也就是BIM協(xié)同設(shè)計(jì)可以使得建筑工程師、暖通工程師、造價(jià)工程師一起進(jìn)行設(shè)計(jì)工作的優(yōu)化和協(xié)同，由此站在更加全生命周期的角度，去選擇更加理想的經(jīng)濟(jì)方案，繼而確保建筑工程在施工之前就能夠進(jìn)入到成本管控的狀態(tài)[1]。

二、基于BIM協(xié)同設(shè)計(jì)的建筑方案經(jīng)濟(jì)性分析

（一）結(jié)合工程實(shí)際情況，建立初步模型

以某設(shè)計(jì)院新建辦公類建筑工程中圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造工程為例，在此過(guò)程中需要使用Revit系列軟件，這種軟件的特點(diǎn)在于：參數(shù)化模型特點(diǎn)明顯，大數(shù)據(jù)承載能力比較強(qiáng)，很適合在建設(shè)項(xiàng)目全生命周期中進(jìn)行使用。以此為基礎(chǔ)，進(jìn)行建模工作，設(shè)計(jì)人員和后期運(yùn)營(yíng)人員都是設(shè)計(jì)院的，這樣可以更加全面地考量生命周期成本的問(wèn)題。以BIM協(xié)同設(shè)計(jì)機(jī)制為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)模型的構(gòu)建，希望可以對(duì)于建造成本和運(yùn)維成本實(shí)現(xiàn)全面控制和管理。詳細(xì)來(lái)講述，主要的步驟為：建筑工程師團(tuán)隊(duì)會(huì)初步設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)方案，以圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造為例，對(duì)于外墻選擇的是水泥砂漿，礦渣空心磚和水泥砂漿找平;對(duì)于內(nèi)墻使用的是建筑保溫砂漿，輕骨料連鎖砌塊和水泥砂漿;對(duì)于地面采用的是水泥砂漿，鋼筋混凝土和超細(xì)無(wú)機(jī)纖維保溫噴涂;屋面采用的是水泥砂漿，改性瀝青卷材防水，找坡層，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)層和外墻抹灰;窗戶使用的是斷橋鋁合金真空和真空玻璃。在結(jié)構(gòu)層編輯的時(shí)候，可以依照墻體的做法，確定插入選項(xiàng)，定義不同層次的功能，材質(zhì)，厚度，并且還可以進(jìn)行順序的調(diào)整，在建筑模型詳細(xì)設(shè)計(jì)參數(shù)被納入之后，就可以得出初步的設(shè)計(jì)方案，由此建筑信息模型就完成了[2]。

（二）關(guān)注能耗和成本，進(jìn)入初始方案的分析狀態(tài)

在建筑設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)估的過(guò)程中，需要關(guān)注能耗的問(wèn)題，需要關(guān)注成本的問(wèn)題，因此這兩個(gè)維度也成為初始方案經(jīng)濟(jì)性分析的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在此過(guò)程中BIM協(xié)同設(shè)計(jì)可以很好地發(fā)揮自身的效能，因此必須要確?？梢杂行У膶⑵涫褂眠M(jìn)去。

1.初始方案能耗分析

基于上述信息管理模型，使用BIM協(xié)同設(shè)計(jì)方案，建筑師團(tuán)隊(duì)會(huì)在此基礎(chǔ)上建立BIM模型，這個(gè)模型可以與能耗軟件實(shí)現(xiàn)兼容，這樣可以使得模型的功能朝著更加有效的方向發(fā)展，實(shí)際的使用價(jià)值也可以迅速轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)效益。建筑工程師團(tuán)隊(duì)在完成實(shí)際建筑信息模型構(gòu)建之后，暖通工程師還需要參與其中，對(duì)于實(shí)際建筑設(shè)計(jì)方案多方面的性能進(jìn)行評(píng)估[3]。在能耗分析的過(guò)程中，建模往往需要消耗很長(zhǎng)的時(shí)間，為了規(guī)避此方面時(shí)間的消耗，可以讓暖通工程師直接將之前建筑師使用的信息模型導(dǎo)出，以通用文件格式就可以，在此基礎(chǔ)上使用能耗分析軟件Ecotect來(lái)進(jìn)行動(dòng)態(tài)能耗模擬分析，在此軟件的幫助下，熱環(huán)境分析功能可以得到很好的發(fā)揮，由此得出的總體建筑全年總能耗為655 045千瓦小時(shí)。與當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)進(jìn)行探討之后，確定實(shí)際電價(jià)之后，最終初步設(shè)計(jì)方案每年的能耗費(fèi)用為32.87萬(wàn)元。

2.初步方案的成本分析

在對(duì)于初步方案的能耗進(jìn)行分析之后，接下來(lái)就需要對(duì)于初步方案的成本進(jìn)行分析。從理論上來(lái)講述，BIM技術(shù)的核心在于解決建設(shè)項(xiàng)目全生命信息在各個(gè)專業(yè)，各個(gè)階段之間的流轉(zhuǎn)和共享。在協(xié)同設(shè)計(jì)的過(guò)程中，造價(jià)工程師需要將建筑信息模型作為基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)不同明細(xì)表的建立，這樣可以迅速的了解實(shí)際初步設(shè)計(jì)方案的成本情況。以窗明為節(jié)點(diǎn)，造價(jià)師關(guān)注的字段有寬度參數(shù)，高度參數(shù)，面積參數(shù)和合計(jì)參數(shù)，在排序方面是以類型升序的方式來(lái)進(jìn)行的。在這樣的造價(jià)分析的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)初步設(shè)計(jì)方案中存在成本考慮不完善的問(wèn)題，主要集中體現(xiàn)在只考慮了改變外保溫和采取性能好的窗戶，設(shè)定土建成本不會(huì)發(fā)生變化，此時(shí)可以依照工程量，對(duì)于外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的投資規(guī)模進(jìn)行界定，最終的成本為286.45萬(wàn)元[4]。

三、發(fā)揮BIM協(xié)同設(shè)計(jì)在建筑方案經(jīng)濟(jì)性分析中的效能

結(jié)合上述對(duì)于初步方案的能耗和成本分析，發(fā)現(xiàn)存在對(duì)應(yīng)的遺漏點(diǎn)，接著以BIM協(xié)同設(shè)計(jì)機(jī)制為基礎(chǔ)，對(duì)于建筑方案進(jìn)行優(yōu)化，繼而選擇更加理想的設(shè)計(jì)方案。本次工程中，團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)優(yōu)化方案的設(shè)計(jì)，如下為實(shí)際的選擇過(guò)程：

（一）實(shí)現(xiàn)優(yōu)化方案能耗的分析

建筑工程師以協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)為基礎(chǔ)，將優(yōu)化后的建筑信息模型上傳到共享平臺(tái)上，暖通工程可以直接進(jìn)行軟件導(dǎo)入，就可以將第二個(gè)方案和第三個(gè)方案的能耗信息呈現(xiàn)出來(lái)。接著對(duì)于兩個(gè)優(yōu)化的方案進(jìn)行比較，其中第二個(gè)方案采暖負(fù)荷比較低，在夏季變化處于比較小的狀態(tài)，全年總能耗比初始方案降低了18.23%，方案三注重陽(yáng)光間的使用，增加了夏季制冷負(fù)荷，能耗比方案一降低34.23%，相當(dāng)于每年可以節(jié)省21.23萬(wàn)元。

（二）實(shí)現(xiàn)優(yōu)化方案成本的分析

使用Revit軟件對(duì)于實(shí)際方案模型進(jìn)行修改，其關(guān)鍵點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目信息的修改，工程量明細(xì)表軟件也有自動(dòng)生成的功能，可以很快的統(tǒng)計(jì)出對(duì)應(yīng)的變更結(jié)果，使得人工重新統(tǒng)計(jì)浪費(fèi)的人力物力得到了控制。對(duì)于造價(jià)師而言，需要對(duì)于優(yōu)化后的兩個(gè)方案進(jìn)行對(duì)比，確保統(tǒng)計(jì)出工程量，然后步入比較的狀態(tài)。

（三）對(duì)于方案全生命周期經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行對(duì)比

除了上述兩個(gè)因素，還需要對(duì)于不同方案的全生命周期經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行對(duì)比。在此過(guò)程中需要將關(guān)注點(diǎn)放在如下幾個(gè)方面：其一，確定實(shí)際的計(jì)算公式。初步投資直接取外圍結(jié)構(gòu)造價(jià)計(jì)算結(jié)果，運(yùn)行費(fèi)用以年度能耗費(fèi)用為基準(zhǔn)，使用折舊費(fèi)公式來(lái)進(jìn)行計(jì)算，年度維修費(fèi)用占據(jù)折舊費(fèi)的10%，殘值依照公式來(lái)衡量，費(fèi)用年值需也需要依照公式來(lái)計(jì)算。其二，選擇最優(yōu)方案，依照上述公式可以得出初步投資、年運(yùn)行費(fèi)用、折舊費(fèi)用、年維修費(fèi)用、經(jīng)營(yíng)成本、殘值、費(fèi)用年值等參數(shù)的界定，然后進(jìn)行橫向比較，最終發(fā)現(xiàn)方案三的費(fèi)用年值是最低的，因此建筑師決定選擇方案三作為全生命周期內(nèi)最經(jīng)濟(jì)的方案[5]。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在建筑設(shè)計(jì)方案經(jīng)濟(jì)性分析的過(guò)程中，要使用更加先進(jìn)的技術(shù)手段，這樣才能夠確保實(shí)際的分析效果和質(zhì)量處于更加理想的狀態(tài)。BIM協(xié)同設(shè)計(jì)機(jī)制，可以使得實(shí)際的結(jié)果迅速的可視化，不同專業(yè)參與人員可以迅速的反饋對(duì)應(yīng)的信息，在實(shí)際信息交互中，實(shí)現(xiàn)平面圖，實(shí)現(xiàn)立體圖，實(shí)現(xiàn)刨面圖中更加微觀信息的解讀，這樣可以使得實(shí)際的溝通成本得以降低，使得實(shí)際的設(shè)計(jì)效益和質(zhì)量朝著更高的方向發(fā)展。當(dāng)然，要想切實(shí)發(fā)揮BIM協(xié)同設(shè)計(jì)在實(shí)際建筑方案經(jīng)濟(jì)性分析中的效能，還需要確保具備良好的軟件硬件設(shè)備環(huán)境，確保對(duì)應(yīng)的工程師都能夠熟悉實(shí)際的協(xié)同系統(tǒng)，繼而更好地參與其中，發(fā)揮其在提升建筑設(shè)計(jì)方案經(jīng)濟(jì)性分析中的積極效能。

參考文獻(xiàn)：

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[2]曾旭東，周鑫，張磊.BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)階段的正向設(shè)計(jì)應(yīng)用探索[J].西部人居環(huán)境學(xué)刊，2019，34（6）：119-126.

[3]李良琨.基于可持續(xù)性的BIM+VR技術(shù)在住宅建筑方案設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[D].邯鄲：河北工程大學(xué)碩士論文，2020.

[4]王祥偉.BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)階段應(yīng)用研究[D].青島：青島理工大學(xué)碩士論文，2018.

[5]代蕓.BIM技術(shù)在建筑方案設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[D].西安：西安建筑科技大學(xué)碩士論文，2017.

作者簡(jiǎn)介：張 鵬（1983—），男，山東東明人，大學(xué)本科，2006年7月畢業(yè)于山西財(cái)經(jīng)大學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)，經(jīng)濟(jì)師，主要從事工程經(jīng)濟(jì)研究。