一种工业厂房结构方案工程造价对比测算方法与流程

本发明涉及建筑工程造价管理，特别是涉及一种工业厂房结构方案工程造价对比测算方法。

背景技术：

1、随着工业厂房建设规模的不断扩大和结构形式的多样化，如何在设计阶段科学准确地进行不同结构方案的造价对比，成为制约项目投资效益的关键因素。

2、传统的造价测算方法主要存在以下局限性：

3、数据孤立性：现有造价测算多依赖单一历史数据或定额标准，缺乏对实时市场价格的动态响应能力。如钢材价格波动10%时，钢结构厂房总造价波动可达4%-5%，但传统方法难以及时反映这种变化。

4、对比片面性：常规方法多侧重于初期建造成本比较，忽视全生命周期成本分析。对于工业厂房而言，运营能耗、维护费用和使用寿命等因素对总体经济性影响显著，但现有技术缺乏系统性的集成评估手段。

5、主观依赖性：现行造价测算过程严重依赖造价工程师的个人经验，导致不同方案间的对比基础不统一，结果可信度降低。特别是在处理新型结构体系（如装配式钢结构、组合结构等）时，经验缺失进一步加剧了测算偏差。

6、综上所述，现有基于bim的工程造价方法多聚焦于单一项目的工程量提取或造价核算，尚未形成面向多方案比选的系统性造价对比测算框架。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明采用的技术方案为一种工业厂房结构方案工程造价对比测算方法，所述方法包括如下步骤：

2、s01、获取目标工业厂房的至少两个备选结构方案的bim模型数据，对所述bim模型数据进行构件识别与分类处理，提取各构件的几何参数和材料属性参数，并根据提取的参数进行工程量自动统计，得到各备选结构方案的分项工程量清单；

3、s02、获取实时市场价格数据和历史价格数据，根据所述分项工程量清单和所述实时市场价格数据计算各备选结构方案的当前造价，并根据所述历史价格数据对材料价格进行趋势预测，得到各备选结构方案的动态造价预测结果；

4、s03、根据所述动态造价预测结果，选取多个敏感因子分别进行单因素扰动分析，计算各敏感因子对总造价的敏感度系数，并对各敏感因子进行多因素联合概率模拟分析，得到各备选结构方案的敏感度矩阵；

5、s04、基于预设的全生命周期多维度造价对比指标体系，根据所述分项工程量清单、所述动态造价预测结果和所述敏感度矩阵，计算各备选结构方案在各指标类别下的评分，对各指标类别的评分进行加权汇总，得到各备选结构方案的综合评分，输出各备选结构方案的多维对比结果。

6、作为优选的，所述步骤s01中所述得到各备选结构方案的分项工程量清单，包括以下步骤：

7、s11、按构件类型对所述bim模型数据中进行分类识别，得到数据清单；

8、s12、基于所述数据清单从每个构件的ifcproductdefinitionshape中提取几何参数和材料属性参数；

9、s13、根据提取的所述几何参数和所述材料属性参数，按所述构件类型分别计算各构件的工程量；

10、s14、将计算得到的各构件的工程量按专家知识库中的编码规则自动归类，生成分项工程量清单，并对所述分项工程量清单进行总量校验、逻辑校验和人工比对校验，输出校验后的分项工程量清单；

11、其中，所述构件类型包括钢柱、钢梁、钢屋架、混凝土基础、混凝土柱、混凝土梁、混凝土板、屋面板、墙板和门窗；

12、所述几何参数包括截面尺寸、长度和跨度，所述材料属性参数包括钢材等级和混凝土标号；

13、所述工程量包括钢材重量、混凝土体积和围护构件面积。

14、作为优选的，所述步骤s13中所述根据提取的几何参数和材料属性参数，按构件类型分别计算各构件的工程量，包括：

15、对于所述钢构件，根据截面尺寸和长度计算单根钢构件的体积，将所述体积乘以钢材密度得到单根钢构件的重量，统计同类型钢构件的数量并计算总重量；

16、对于所述混凝土构件，根据截面尺寸计算单件混凝土构件的体积，统计同类型混凝土构件的数量并计算总体积；

17、对于所述围护构件，根据跨度、柱距和檐高计算屋面板面积和墙板面积；

18、对于所述钢结构连接节点，自动识别并单独统计螺栓数量和焊缝长度。

19、作为优选的，所述步骤s02中所述得到各备选结构方案的动态造价预测结果，包括以下步骤：

20、s21、实时获取当前市场中材料明细中对应材料的实时价格数据，将所述分项工程量清单中的各项工程量与对应的材料的实时价格相乘，汇总得到各备选结构方案的当前造价；

21、s22、从市场价格平台获取各类主要材料过去3至5年的月度价格序列，对每类材料价格分别建立arima时间序列模型，利用所述arima模型对材料价格进行短期趋势预测，得到各材料在未来3至6个月的月度预测价格及置信区间；

22、s23、在所述历史价格数据的基础上引入影响因子，构建lstm神经网络模型，利用所述lstm神经网络模型对材料价格进行中长期趋势预测，得到各材料在未来6至24个月的预测价格及置信区间；

23、s24、根据所述短期趋势预测结果和所述中长期趋势预测结果，计算材料价格变化对各备选结构方案总造价的影响值，输出各备选结构方案的动态造价预测结果。

24、作为优选的，所述步骤s03中所述得到各备选结构方案的敏感度矩阵，包括以下步骤：

25、s31、以任一备选结构方案的基准造价为基准，选取多个敏感因子，所述敏感因子包括跨度、柱距、檐高、钢材价格、混凝土价格和吊车吨位；

26、s32、对每个敏感因子分别按预设变化幅度进行逐项扰动，保持其他敏感因子为基准值，计算每个敏感因子变化后的总造价变化率，将所述总造价变化率除以对应的敏感因子变化率，得到各敏感因子的敏感度系数，对所有敏感因子的敏感度系数进行排序，输出敏感性排序结果；

27、s33、定义各敏感因子的概率分布类型和分布参数，对各敏感因子进行随机抽样，每次抽样得到一组敏感因子取值，根据该组敏感因子取值计算对应的总造价，重复执行多次模拟，得到总造价概率分布；

28、s34、根据所述总造价概率分布计算各敏感因子对总造价方差的贡献占比，结合所述敏感性排序结果和所述贡献占比生成各备选结构方案的敏感度矩阵。

29、作为优选的，所述步骤s04中所述全生命周期多维度造价对比指标体系包括初期建造成本指标、运营维护成本指标、长期效益指标和环境效益指标，其中：

30、所述初期建造成本指标的计算方式为总造价除以建筑面积，权重系数为0.4；

31、所述运营维护成本指标的计算方式为采暖能耗费用、照明能耗费用和通风能耗费用之和，权重系数为0.3；

32、所述长期效益指标的计算方式为初期投资除以年节约费用，权重系数为0.2；

33、所述环境效益指标的计算方式为材料生产过程中的碳排放量与施工过程中的碳排放量之和，权重系数为0.1。

34、作为优选的，所述步骤s04中所述对各指标类别的评分进行加权汇总，得到各备选结构方案的综合评分，具体为：综合评分=0.4×初期建造成本指标评分+0.3×运营维护成本指标评分+0.2×长期效益指标评分+0.1×环境效益指标评分。

35、作为优选的，所述步骤s04中所述输出各备选结构方案的多维对比结果，包括：

36、生成各备选结构方案在各指标类别下的对比表格；

37、生成各备选结构方案的综合评分排序；

38、将各备选结构方案的bim模型与对应的造价数据进行三维模型联动展示。

39、本发明至少具有以下有益效果：

40、1、通过bim模型数据自动提取，将工程量计算误差从传统方法的5-8%降低到1-2%，大幅提高测算可靠性。特别是对于复杂节点（如钢结构连接节点、基础配筋等），自动化算量避免了人工疏漏。

41、2、传统方案造价对比需要5-7个工作日，本发明将其缩短至2-3小时，效率得到大幅提升，且针对多方案比选，时间优势更加明显。

42、3、全生命周期成本分析涵盖了从建设到运营的全过程经济性评估，避免了短期成本优化导致的长期运营负担。