谈超高层建筑建设成本控制的创新举措

谈超高层建筑建设成本控制的创新举措

唐成有 陶义

成都建工第四建筑工程有限公司 成都建工天府建设发展有限公司

摘要：随着城市建设的迅速发展，超高层建筑与日俱增，在保障安全质量的基础上，如何平衡建设项目的功能性、品质以及定位，并有效节约成本，已成为业界研究的核心议题。针对超高层建筑成本控制所面临的挑战和机遇，本文对未来发展方向进行了深入思考与探讨。文章结合超高层建筑的特点与成本构成，探讨了新的成本控制技术举措和实施方案，并以实际案例对人工智能及大数据优化、BIM正向设计、物联网技术、智能建筑机器人在施工过程中的作用进行了分析举证，本研究旨在通过对超高层建筑建设成本控制的措施的总结，技术创新的探讨以及经验的积累，为从事超高层建筑开发、设计、施工的企业提供核心竞争力，并为建筑行业从业者提供实践指导与学术启示。

关键字：超高层建筑 成本控制 人工智能 BIM正向设计 智能建筑机器人

1 引言

超高层建筑作为城市发展的标志，其建设投资和施工环节所需的成本控制对于企业的竞争地位和发展前景具有重要意义。有效的成本控制措施不仅有助于确保项目的顺利进行，实现企业的投资利益最大化，还能够使企业在激烈的市场竞争中脱颖而出，树立核心竞争力，实现高质量发展。超高层建筑以其技术复杂，体量庞大，成本高昂，建设周期长，施工难度大等特点而著称，一座超高层建筑的成本构成尤为复杂，涵盖土地成本、设计费用、建筑材料、施工设备、人工费用等多个方面，对建设成本都有重要影响。在超高层建筑设计阶段，投资成本扮演的角色起决定性作用，不仅是其投资额在本阶段的确定程度可达60%-70%,同时它对后续施工影响显著[1]。

近年来随着新型建筑技术及人工智能的广泛研究与应用，BIM正向设计、智能化管理、高性能建筑材料等技术逐渐应用于超高层建筑，有效提升了设计水平、施工效率和质量。要实现投资成本的节约，笔者认为需从设计和施工阶段着手，全面、全过程地实现节约措施。本文以实际案例出发，将上述几个方面与施工现场相结合，研究对超高层建筑的质量及成本控制产生的效果。

2 AI算法及大数据优化设计

人工智能的飞速发展为工程设计领域提供了解决问题的新手段，并推动了建筑行业往数字化转型发展。据相关统计，过往项目由于设计变更导致的施工延期，项目平均成本会增加20%，应用人工智能进行预测和规避，可以减少一半的设计变更，从而有效地节约成本。A项目在设计阶段，通过AI算法和大数据分析优化设计方案，减少材料浪费，并根据企业的过往的建筑数据进行分析和提炼，为设计师提供更加精准的设计建议，减少后续施工的材料浪费，同时人工智能可以通过大量数据分析提前预测结构稳定性问题、施工可行性问题等，从而在设计阶段避免潜在风险。该项目配合大数据优化设计方案，使项目减少20%的材料浪费[2]。

另一方面，利用智能物联网技术进行物资物流管理，确保施工阶段材料的及时送达，以减少工期延误。通过利用人工智能的仿真技术，在设计阶段就预测施工过程中可能出现的问题，从而避免这些潜在问题，减少设计变更，实现成本节约。本项目运用物联网，实现材料、设备、机械等全链条的选择、采购、储运和使用进行管理，从而有效的节约施工成本，实现节约投资的目标。物联网技术可以实现各个环节之间的实时信息传输和监控，提高了整个供应链的透明度和效率。

运用现代科技手段，使A项目施工效率大幅提升，这不仅加快了工程进度，还降低了人工成本。这充分展示了人工智能在施工阶段的巨大潜力，以及其对成本的显著降低。

3 基于BIM的虚拟现实模拟施工

BIM技术作为现代建筑业的重要科技手段，可以实现对建筑空间的精准管理，优化建筑布局，结合虚拟现实技术模拟施工过程，可以提前预见潜在问题，避免返工，进而降低施工成本。

A项目在设计阶段与BIM深度融合，在建设项目的方案阶段参与了方案比选和相关疏散模拟，以复核设计方案的合理性和安全性；在BIM正向设计下提高各专业间的协同深度，减少设计错、漏、碰、缺，以保证图纸的一致性；在地基施工阶段模拟了土方开挖路线，通过设置较多的下坑马道优化土方量大的施工特点，由于本项目的施工场地狭窄，对施工运输车辆进行转弯模拟分析，为实际施工提供最优路径指南；在塔楼核心筒预施工前，利用BIM技术搭建造楼机模型，对贝雷架平台、挂架、模板等进行整合及预拼装，辅助提高安装质量及效率。通过BIM模型与施工计划的集成，施工团队能够更好地理解设计意图和施工要求，从而减少施工过程中的错误和返工[3]。此外，BIM在施工进度模拟和资源管理方面发挥了重要作用，能够确保项目按时完成。BIM为施工团队提供了一个信息共享平台，促进了团队协作和沟通。随着施工现场管理的加强，安全事故率降低了5%，返工率减少了10%。

4 智能建筑机器人

为提高在较大工作面上的混凝土施工效率，A项目在地下室施工阶段采用了四轮激光整平机器人、履带磨平机器人、四盘地面抹光机器人三款智能机器人（图2），其优势和重点于在人机协作、智能控制，三款机器人的操作模块质量较轻，便于搬运和施工周旋；相较于人工成型的方式，采用智能机器人施工其施工效率明显提高，同时外观成型更加光滑平整，可以有效的维持稳定的工艺参数，保证表面平整度等混凝土成型质量，与传统施工相比，此项施工的劳动力成本节约高达90%，流水线生产效率提高10%，实现了传统工地的技术进化。两者综合优势见表1。

表1 智能抹平机器人的应用优势

5 结果与讨论

超高层建筑的建设成本控制至关重要，对于保障安全质量、平衡功能性、品质与定位，并有效节约成本具有重要意义。本文探讨了超高层建筑成本控制的挑战和机遇，并提出了所建项目的一系列创新举措。结合超高层建筑的特点与成本构成，本文分析了新的成本控制技术举措和实施方案，例如人工智能及大数据优化、BIM正向设计、物联网技术以及智能建筑机器人在施工过程中的应用。通过实际案例分析，展示了这些技术在超高层建筑建设中的有效性，包括减少材料浪费、提高设计精度、优化施工过程、降低劳动力成本等方面的成果，并最终实现超高层建筑项目的高质量发展。然而，这仅仅是一个起点，未来的发展需要依靠技术创新和管理升级来进一步降低成本，让建筑更实惠、更绿色、更加可持续。

6 展望

未来，随着科技的不断进步和建筑行业的发展，超高层建筑领域将继续迎来更多创新技术的应用和发展机遇。人工智能、大数据分析、物联网技术等将进一步深化在超高层建筑建设中的应用，为成本控制和项目管理提供更加智能化、精准化的解决方案。基于BIM的虚拟现实模拟施工技术将进一步完善，为建筑设计和施工过程带来更高效、更精准的管理手段。智能建筑机器人的发展也将继续推动施工效率的提升和人力成本的降低。建筑行业的数字化转型和智能化发展将进一步推动超高层建筑建设的现代化和高效化[4]。

综合来看，未来超高层建筑领域将面临更多挑战和机遇，通过持续的技术创新和经验积累，可以进一步提升超高层建筑项目的质量、效率和可持续性，并有效降低建筑成本，为城市发展和建筑行业的繁荣做出更大贡献。

参考文献：

[1]陈敏. 基于目标成本管理研究超高层建筑成本控制[J]. 理论探讨, 2024, 02：93-95.

[2]李建奎, 陈阳, 黄小星， 等． Adaboost算法的面部识别技术在智慧工地中的应用[J]. 单片机与嵌入式系统应用, 2021， 21(4):61-63,67.

[3]欧斌, 吴邦彬, 袁杰, 等. 基于LSTM的混凝土坝变形预测模型[J]. 水利水电科技进展, 2022， 42(1)：21-26．

[4]杜明芳. 绿色智慧建筑机器人典型产品设计及发展建议[J]. 中国建 设信息化,2022(16):32-34