曹璐琳 李希勝 沈 琳

(1.南京林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院，南京210037;2.南京林業(yè)大學(xué)研究生院，南京210037)

1 引言

建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)是利用數(shù)字模型對建設(shè)項目進行設(shè)計、施工和運營的過程，可以為設(shè)計和施工提供相協(xié)調(diào)的、內(nèi)部保持一致的、并可進行運算的信息[1]，它是以“三維數(shù)字技術(shù)”為基礎(chǔ)，集成了建筑工程項目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型[2，3]。在歐美等發(fā)達國家，BIM技術(shù)的理論研究、軟件開發(fā)和實際應(yīng)用都取得了較大的成功。將BIM技術(shù)與精細化管理、設(shè)計優(yōu)化、綠色建筑、項目全壽命周期評價等相結(jié)合，出現(xiàn)了 Lean-BIM，Smart-BIM，BIM-based LCA，Green-BIM等研究及應(yīng)用分支。在國內(nèi)，雖然BIM發(fā)展還處于起步階段，但國家“十一五”科技支撐計劃與“十二五”建筑信息化發(fā)展綱要中都已將BIM技術(shù)納入研究內(nèi)容，同時建設(shè)部“十二五”規(guī)劃已將建筑信息化作為重點工作之一[4]，一些重點項目諸如奧運村空間規(guī)劃及物資管理信息系統(tǒng)、上海世博會中國國家館、天津港國際郵輪碼頭、國家體育館等的規(guī)劃、設(shè)計、成本及施工管理均率先采用了BIM技術(shù)[5]?？偟膩碚f，BIM的應(yīng)用主要以設(shè)計階段為主，在方案可視化、參數(shù)化設(shè)計及設(shè)計方案優(yōu)化等方面取得了較好的效果，而在施工階段實現(xiàn)4D和5D是目前研究和實踐的熱點，在重點工程上有成功的應(yīng)用案例，受技術(shù)影響及其他原因，BIM大面積推廣尚不成熟[6]。

項目經(jīng)濟評價是項目可行性研究的主要內(nèi)容，如何快速準(zhǔn)確獲得評價所需基本信息，并對數(shù)據(jù)進行科學(xué)分析和處理，是確保評價準(zhǔn)確性和科學(xué)性的基礎(chǔ)。BIM對于建設(shè)項目在可行性研究階段技術(shù)和經(jīng)濟可行性論證提供了幫助，提高了其論證結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性[7，8]。并且，在項目前期利用 BIM有利于方案比選的可視化、集成化、動態(tài)化，提高決策質(zhì)量。

2 概念設(shè)計與Revit體量模型

建筑設(shè)計按過程可以劃分為概念設(shè)計(CDConcept Design)、擴初設(shè)計(DD-Development Design)、施工圖設(shè)計(CD-Construction Design)三個階段[9]，概念設(shè)計是建設(shè)項目設(shè)計過程中的第一階段，房地產(chǎn)項目可行性研究階段的工作主要是對概念設(shè)計方案進行技術(shù)經(jīng)濟論證。Revit概念體量可以非常快捷地創(chuàng)建出復(fù)雜的體量模型，不但滿足概念設(shè)計階段充分考慮建筑產(chǎn)品功能、形式、建筑風(fēng)格多樣化的要求，并且所建立的模型具有可視化、階段化、信息化的特性[10]，可從所建模型中提取關(guān)于方案比選和經(jīng)濟評價的有效信息，動態(tài)、形象展示方案變化情況，為科學(xué)決策提供評判依據(jù)。隨著設(shè)計逐步深化，Revit體量模型本身也不斷發(fā)展并被賦予更多的信息。在概念設(shè)計階段，Revit可以創(chuàng)建靈活多變的自由形體，提取建筑面積、體積等比較宏觀的建筑信息;在擴初設(shè)計階段，其設(shè)計內(nèi)容根據(jù)項目的類型不同而有所變化，體量模型可以作為圖元或族載入到項目中，對模型進行方案設(shè)計，使其更加完善，并且與后期設(shè)計無縫連接;在施工圖設(shè)計階段，要求繪制出正確、完整和盡可能詳細的建筑、安裝圖紙，體量模型可以在Revit中進一步發(fā)展，將模型逐步轉(zhuǎn)化為建筑實體[3，11]，可以獲取更多更詳盡的構(gòu)件信息。Revit體量模型這種良好的拓展性和可延續(xù)性，完美地將概念設(shè)計、擴初設(shè)計和施工圖設(shè)計聯(lián)系起來，貫穿始終，有效避免出現(xiàn)信息冗余及頻繁的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和傳遞，是有別于 Archicad、Sketchup等三維設(shè)計軟件的根本特性。

3 房地產(chǎn)項目經(jīng)濟與體量模型的關(guān)系

項目可行性研究是我國建設(shè)項目基本建設(shè)程序必不可少的階段[12]，項目的經(jīng)濟評價是項目可行性研究的主要內(nèi)容，主要包括項目的財務(wù)評價和國民經(jīng)濟評價兩個層次，而其中項目的財務(wù)評價又是基礎(chǔ)和關(guān)鍵，其具體關(guān)系和流程如圖1所示。

從圖1中可以看出，財務(wù)評價關(guān)鍵的經(jīng)濟要素是成本和收益，其成本、收益及主要經(jīng)濟評價指標(biāo)的計算表達式如公式(1～4)所示[12]。

公式中，CI表示現(xiàn)金流入，CO表示現(xiàn)金流出，ic表示基準(zhǔn)收益率，t表示經(jīng)濟計算期。

在項目可行性研究階段，Revit可以為業(yè)主提供3D概念體量模型，對建設(shè)項目方案進行經(jīng)濟評價與分析，將項目的技術(shù)基礎(chǔ)和經(jīng)濟目標(biāo)實現(xiàn)有效整合，有利于項目投資目標(biāo)的實現(xiàn)[13，14]。Revit體量模型包含了進行經(jīng)濟評價所需的工程數(shù)量信息，如建筑面積、體積等基本信息，沒有包含內(nèi)置的成本收益價格信息，因此需要收集單位成本和收益的數(shù)據(jù)并進行科學(xué)估測，在Revit中創(chuàng)建共享參數(shù)和計算公式，實時生成建設(shè)項目成本收益的估計[3]。Revit體量模型的關(guān)鍵優(yōu)勢在于其參數(shù)化設(shè)計的特點，突破了以往2D模型難以修改和同步的瓶頸，運用3D平臺直接設(shè)計，相關(guān)設(shè)計信息在不同視圖及明細表中實現(xiàn)自動關(guān)聯(lián)，方便項目各參與方之間的交流與協(xié)調(diào)[15，16]，Revit體量模型提取的信息與經(jīng)濟評價的關(guān)系如圖2所示。

圖1 房地產(chǎn)項目可行性研究及財務(wù)評價流程圖

圖2 Revit體量模型與房地產(chǎn)項目經(jīng)濟評價的關(guān)系

4 實例應(yīng)用

4.1 項目概況

該項目為南京河西新城住宅地塊，位于南京市建鄴區(qū)河西新城板塊，具體情況見表1。

4.2 體量模型建立

Revit體量模型具有階段化建模的功能，對不同的設(shè)計方案按項目集合進行管理。按照以下三個步驟設(shè)計兩種方案的體量模型:(1)確定項目地形圖和建筑紅線;(2)繪制建筑體量，確定建筑初步形態(tài);(3)繪制附屬設(shè)施，合理布置項目總平面圖，詳見圖3和圖4。兩種方案的占地面積、建筑面積和停車位個數(shù)基本相同，不同點在于它們的建筑布局，方案1由四幢16層住宅用房和兩幢5層商業(yè)用房組成，而方案2由四幢混合性用房組成，1層為商業(yè)用房，1層以上為住宅用房，打造住宅商業(yè)一體化，另外，方案2建有市民廣場，且更注重綠地建設(shè)，兩種方案的不同技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)見表2。

4.3 基本經(jīng)濟要素預(yù)測

4.3.1 單位成本/收益計算

本文分別從南京市土地儲備中心、《房屋建筑工程技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)》和House365等資料庫中搜集了近五年與該項目類似的15個樣本的基本技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)，它們都位于南京市建鄴區(qū)河西新城板塊，并且物業(yè)類型都是住宅與商業(yè)，數(shù)據(jù)具備一定的可參照性，將15個樣本的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)按平均處理可預(yù)測出該項目的成本收益指標(biāo)，如表3所示。

表1 南京河西新城項目概況

表2 不同的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)

圖3 南京河西新城項目方案1

圖4 南京河西新城項目方案2

4.3.2 項目成本收益計算

在估算項目單位成本收益的基礎(chǔ)上，可以利用Revit體量模型生成相關(guān)明細表，通過提取明細表關(guān)鍵字段、設(shè)置共享參數(shù)和創(chuàng)建計算公式等工作，從而完成成本收益的計算。方案1明細表建立的具體過程為:首先，確定明細表的類別為體量樓層明細表;其次，根據(jù)房地產(chǎn)項目投資成本的表達式確定明細表字段，其中，除標(biāo)高、樓層面積和樓層體積以外的明細表字段均自定義生成，分別通過設(shè)定參數(shù)類型和創(chuàng)建計算公式添加字段，輸入公式時需要保證輸入字段的有效性和計算單位的一致性，見圖5;最后，生成成本明細表，見圖6，收益明細表的生成過程與之相類似，見圖7。

圖5 創(chuàng)建公式

表3 南京河西新城項目成本收益指標(biāo)

圖6 方案1成本明細表

圖7 方案1收益明細表

4.4 經(jīng)濟指標(biāo)計算

將體量模型成本和收益明細表導(dǎo)出為.csv格式文件，用 excel打開編輯，利用 excel自帶的函數(shù)可以求得 NPV1= ￥3291.73萬元(ic=12%)，IRR1=13%;方案2的經(jīng)濟指標(biāo)為 NPV2= ￥ -593.89萬元(ic=12%)，IRR2=12%。因此，從經(jīng)濟分析的角度來看，該項目最終選擇方案1。項目建成后，不僅可以帶來可觀的投資回報，取得顯著的經(jīng)濟效益，同時也會對當(dāng)?shù)匕l(fā)展產(chǎn)生積極的影響。

5 結(jié)論

BIM平臺下的Revit體量模型可以根據(jù)設(shè)計深度的不同提取不同詳盡程度體量模型的工程數(shù)據(jù)，結(jié)合成本、收益等技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)進行科學(xué)估算的工作，可以對項目進行科學(xué)的經(jīng)濟評價，為項目方案比選和決策提供依據(jù)，其優(yōu)越性和潛在優(yōu)點體現(xiàn)在兩個方面:其一，體量模型以三維視圖顯示方案變化，使方案比選更加直觀;其二，體量建模分階段設(shè)計的功能體現(xiàn)了建設(shè)過程的集成化，尤其是人為劃分的設(shè)計階段實現(xiàn)了整合，有助于集成設(shè)計的推廣和實施。

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