随着我国城市化进程不断深入, 城市建设和旧城改造项目正轰轰烈烈地进行。城市中许多早期遗留的旧厂区建筑, 已不能发挥原有使用功能, 但它们充满历史印记, 更是工业文化的见证与传承。在世界范围内, 众多国家对旧厂区进行改造与利用, 对其赋予新的功能, 使其焕发新的生命意义。近年来我国一、二线城市旧厂区改造项目也产生了许多成功范例, 但是实施过程中暴露出随意拆除、资源浪费、环境污染等问题。在此背景下, 引入BIM技术对旧厂区改造项目的施工方案及改造成本进行审核与控制不仅具有技术意义也包含重要的文化意义。

近几年国外学者也开始将研究视角转向BIM技术在旧厂区改造中的具体应用。由于旧建筑经过数年的使用, 在改造过程中不完整、陈旧或支离破碎的建筑信息占主导地位, 阻碍了改造和解构项目的规划, 运用BIM技术后, 可实现软件模块自动进行信息采集、三维重建、目标检测、建筑库存生成和优化项目规划并通过3D建筑模型和建筑库生成建筑重构信息。随着BIM技术自身的发展, 4D模型应运而生 (3D+时间维度) , 其在重建案例中应用广泛。在整个改造项目生命周期内, BIM技术中的质量控制模型和信息管理模型都需要对设计、施工和维护阶段进行监控, 保障改造项目的成功实现。国内关于旧厂区改造的研究主要集中在技术、环境、艺术、功能设计等角度的旧厂房利用, 但是对于BIM技术如何应用于旧厂区改造项目以及旧厂区改造项目成本分析与控制等问题, 仅在项目实施阶段得到分析与考量, 在学术领域甚少被学者深入研究。

项目成本控制作为一项专业性、技术性很强的工作, 是决定工程建设项目投资效果的重要因素, 也是决定建设项目能否顺利实施的关键因素。近年来, BIM技术逐步在建筑业得到推广与应用, BIM技术的成本控制可实现施工过程中工程量的动态查询, 人、材、机等资源的动态管理和工程成本的实时监控, 减少了工程预算超支现象的发生, 且5D技术在施工阶段的应用, 让工程项目各参与方达到利益最大化。特别是基于B1M技术的建筑工程预算软件迅速发展, 包括:Success Estimator, Innovaya Visual Estimating以及Vico Estimator, 使得我国建筑工程成本管理水平有了巨大的飞跃。

旧厂区改造项目具有明显的特殊性与异质性, 已有研究偏重于旧厂区改造的设计策划、施工管理等内容, 有关成本管理及控制的研究偏少。加之我国不同地区、不同行业的造价消耗定额都不相同, 这也造成了旧厂区改造项目成本在不同省份不同行业间差异巨大。因此运用BIM软件的优势有效提升旧厂区改造项目成本控制水平, 并根据旧厂区改造项目的特异性进行BIM模型适应性改造是顺应我国建筑业发展, 推进旧厂区改造项目成本控制水平的必要途径。

国外旧厂区改造从设计、建设到运营已经形成了成熟的产业链, 由旧厂区改造而成的文化创意园区也产生了明显的聚集效应。近十年来我国旧厂区改造项目发展得如火如荼, 尤其在许多省市制定了针对性较强的扶植政策后, 旧厂区改造项目在数量及质量上都有了较大飞跃。但是在拆除改造过程中, 也暴露出许多问题。第一, 我国对于旧厂区的改造技术仍处于比较初级的阶段, 一些旧厂区改造项目仅仅是简单的拆除和重建, 难以实现保护历史、传承文化的目的。第二, 每项旧厂区改造项目都有较强的特殊性, 可参考的案例较少, 因此实施过程中, 从设计成本到建造成本以及后期运营管理费用都存在较大的不确定性, 项目产出效率低, 这也导致了部分旧厂区改造项目未达到最初的设计初衷。

伴随着经济全球化、信息化的到来, 工程项目的产出效率与我国建筑及其相关产业的繁荣紧密相关。但目前的工程管理理念与生产技术远远满足不了我国建筑行业对成本控制的需求, 唯有改革才能引发工程成本控制方式的巨大改变, 实现我国建筑业的长期发展。传统的旧厂区改造项目造价控制大多是依据预算定额和静态图纸来计算建设成本, 在实施过程中会出现较多变更及联系单, 使得改造项目的成本控制较为粗放, 难以精细化, 不能体现项目各参建方的共同意图, 这也造成了项目信息较孤立, 难以及时信息共享, 进一步导致旧厂区改造项目的整体计划目标和实际目标相差较大, 使得“三超”现象 (概算超估算、预算超概算、结算超预算) 普遍存在。而BIM技术的发展能够很好地解决以上问题, 基于BIM技术的旧厂区改造项目成本控制实际上是一个不断修改方案的过程, 最终实现花最有效的钱创造最大价值的目标。

建筑信息模型 (BIM) 为建筑物整个生命周期的管理与控制提供了机遇与挑战, 它的应用提升了建筑业的能源效率、生态效率与经济效益。BIM的应用可贯穿建筑物的整个生命周期, 自项目建议书阶段始至设计、施工、竣工验收终, 都有BIM的用武之地。近年来BIM模型在成本控制方面有了更深入的发展, 模型内结合了4D时间与5D成本建模, 同时还可实现项目参建方共享成本信息与数据, 形成BIM集成项目交付方法。BIM为项目成本管理者提供的时间、数字工具可实现工程成本自动化计量, 大大减少了花费在算量上的时间, 提供了更高的附加值和更复杂的成本管理服务, 能显著提升项目成本控制效率, 具体效果体现如下:

第一, 快速准确高效地计算工程量。传统项目工程量的计算过程枯燥繁琐, 容易出现计算错误, 一般规定误差在±3%以内都为合理。应用BIM技术可以在项目设计阶段就快速准确地计算出工程量, 生成建设成本并反馈给设计方, 使项目的成本在设计阶段就能够得到有效控制。第二, 便于制定合理的施工计划。BIM技术的信息集成平台能使各项目参与方获得工程量和工程项目的时间信息, 清楚地掌握项目任何时间的工作量、价格以及所需人、材、机的成本费用。第三, 自动生成设计变更工程量及费用。传统模式下, 一旦出现图纸变更, 不仅需要修改图纸及相关构件, 工程量也需进行相应修订, 易增大计算误差。而在BIM模型中, 只需将模型稍作改变, 与之相应的工程量便自动生成, 且可把变更前与变更后的数量及价格信息及时反馈给建设、设计、施工等相关单位。

建筑风格与建筑设计创意对于旧厂区改造项目而言至关重要, 因此在规划设计阶段设计方常常会提出若干不同方案供甲方选择, 但是项目的实施阶段则只能选择一个最优方案。而引入BIM技术后, 可完成数据模拟与项目优化等, 进而达到加快项目实施时间、节约成本的目的。可采用软件为:Revit、Navisworks、Lumion等。

(1) 施工方案可视化应用。 (1) 在选择最佳方案时, 项目投资者首先使用BIM模型视图功能直观了解方案的布局、视觉、照明、安全、人机工程学、声学、纹理、颜色和规范的符合性。 (2) 对各备选方案微小部分进行详细审查, 快速找出项目中存在的冲突, 通过数据和仿真分析, 识别不同方案的优缺点, 并帮助项目投资者快速准确地进行备选方案的选择。

(2) 施工方案模拟与优化。备选方案确定后, 运用BIM技术模拟实施已选方案, 通过软件的漫游功能带领项目决策者及各专业参建人员在建筑物中行走, 全方位观察建筑物细部构造, 提前发现多专业之间的碰撞点, 规避返工、节省资金投入。

旧厂区改造项目由于其结构的特殊性及年代性, 在实施过程中容易出现修改图纸、施工变更、造价调整等问题, 利用BIM的可视化特性、模拟分析能力、数据集成平台以及检查系统可以快速完成方案的选择与优化, 在提高项目实施效率的同时, 更能够节约人工、材料、机械设备等物资的损耗, 降低建造成本。

施工阶段是整个旧厂区改造项目最核心的环节, 也是施工材料与建设成本的高度动态化过程。随着改造项目规模不断扩大及复杂性增强, 项目管理变得异常复杂, 因此必须编制详细合理的施工组织设计, 以便后续工作顺利开展。引入BIM技术, 可使施工方案更具针对性, 同时将项目所有信息都集成在可视化模型中, 能够直观反映整个项目的施工情况。可使用的软件为:Revit、Bentley Architecture、Vico以及广联达BIM5D等。

(1) 运用BIM技术自动生成施工进度计划。 (1) 确定适用于进度计划的基础模型。 (2) 完成进度单元的界定及不同层级进度单元的识别工作, 通过基础模型导出IFC格式, 并将进度单元进行划分。 (3) 估算各进度单元人工、材料、机械等资源的分配情况及工作持续时间。 (4) 根据施工过程中各进度单元的逻辑关系, 确定资源分配顺序及工作顺序。 (5) 生成BIM施工进度计划表。在编制施工方案的过程中, BIM技术可对旧厂区改造项目的施工过程进行完整的动态模拟, 准确掌握项目的施工过程, 合理布置场地, 进行项目资源和质量的统一管理, 提高施工进度计划的准确性, 缩短项目建设工期, 进而保证项目造价的可控性。

(2) 结合移动终端进行可视化施工交底。将已生成的项目三维可视化模型, 导入移动终端设备, 对工人进行可视化技术交底。相比文字、口授交底, 三维可视化交底能够避免由人工理解误差而造成的质量风险与安全隐患, 降低施工成本。

运用BIM建立5D可视化模型, 能够直接生成项目的施工进度计划表、成本分析表, 对旧厂区改造项目的整体进度与成本进行控制。在施工过程中, 通过BIM技术的动态化系统管理, 将施工进度计划与现场施工实际情况进行对比, 及时调整工程中的偏差, 有效降低施工变更, 保证工程造价的准确性。同时, 利用BIM模型的信息集成平台, 旧厂区改造项目各参建方可实现实时沟通、信息共享, 随时查看工程变更情况、及时决策, 把其影响控制在可控范围内。此阶段适用软件有Revit、广联达BIM5D与鲁班BIM系统等。具体做法如下:

(1) 进度管理。 (1) 首先将已生成的三维模型加入时间要素生成施工进度信息模型, 结合现场施工资源准备情况进行前期施工保障资源分析。 (2) 在施工过程中综合分析处理导入系统的各项资料, 动态管理施工进度和施工方案, 组织好施工队伍交叉流水作业, 严格执行进度记录与校核, 及时发现问题调整误差, 实现实际进度与预期进度的一致性。保证工程进度的精准控制, 减小工期延误风险, 降低工程成本。

(2) 严格控制成本管理。 (1) 基础工程量计量及价格生成。此阶段包含两大主体, 投资方委托的中介咨询公司以及承包商。将项目基础数据及图纸导入系统新建项目, 完成清单关联及清单匹配, 根据土建工程、钢筋工程、安装工程等专业建立各专业可视化模型, 自动生成工程量清单并可结合项目所在地信息价及市场价输出工程报价及进度款结算清单。 (2) 结合成本数据库及进度数据库建立BIM优化模型, 在项目施工过程中, 定期对比施工预算及施工图预算的工程量偏差, 并分析偏差原因, 及时制定纠偏措施并实施。 (3) 在施工阶段, BIM软件还可根据施工进度计划生成材料需用计划表、分包单位材料一览表等, 供完成材料领用复核及分包单位限额领料, 从细节工作控制项目成本。 (4) 到达结算周期点时, 在系统内完成工程进度款的申请、审核与支付、分包合同的结算、三算对比以及最终的工程结算。

(3) 基于云端的信息集成平台。 (1) 相关成本及进度数据实时上传项目云平台, 项目各参建方根据相应权限进入系统, 可查看项目数据, 完成项目资料调整、修改、申请、审核等职责。 (2) 大数据核对。项目BIM建模完成后, 可直接到云服务器上自动检索类似的工程数据, 进行云指标对比, 查找漏项或偏差比较大的项目。

施工阶段BIM模式成本管理如图1所示:

随着BIM技术的持续完善与深度发展, BIM技术在项目成本管理中的作用与优势日渐突出。方案评选阶段, 通过BIM技术模拟旧厂区改造项目备选方案, 从中选择最优方案, 并生成相关成本数据;改造项目施工方案编制阶段运用5D模型, 准确掌握项目人、材、机与施工时间节点的匹配数值, 缩短工期、降低成本。进入施工阶段, 通过BIM的可视化5D模型建立施工动态模拟模型, 提早发现冲突之处并修改, 及时将改造项目变更情况录入, 生成施工进度计划表、成本分析表, 保证项目信息的完整性与准确性。综上所述, BIM是旧厂区改造项目成本控制的重要手段, 能够有效提升旧厂区改造项目成本的准确性与可控性。