BIM技術(shù)在項目設(shè)計階段成本控制中的應用

黃光播

摘 要：目前，在項目設(shè)計階段應用BIM技術(shù)，可以對建設(shè)項目工程進行更全面的分析，有效存儲和交換施工中各相關(guān)領(lǐng)域生成的重要數(shù)據(jù)，形成全新的施工協(xié)作運營模型。同時，業(yè)主、施工部門、咨詢部門也可以使用BIM模型協(xié)調(diào)項目，減少不必要的重復運營程序和成本浪費。文章就BIM技術(shù)在項目設(shè)計階段成本控制中的應用進行簡要分析。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);項目設(shè)計階段;成本控制

中圖分類號：TU201 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1064（2021）05-061-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.05.029

1 BIM技術(shù)在成本控制中的優(yōu)勢

BIM技術(shù)中，計算機輔助設(shè)計用于執(zhí)行建設(shè)項目成本管理的特定任務，包括施工圖設(shè)計檢查、施工現(xiàn)場布置、各領(lǐng)域交叉施工等，并凸顯五方面優(yōu)勢。

第一，屬于預管理的BIM技術(shù)可以在審查工程圖時及時發(fā)現(xiàn)高程和位置偏差等問題，利用BIM技術(shù)可對建設(shè)項目建造三維模型信息，執(zhí)行不同的管線綜合和碰撞檢查。BIM技術(shù)的應用大大減少了返工情況，為建筑成本管理奠定了良好基礎(chǔ)。

第二，BIM技術(shù)支持數(shù)據(jù)容量成本的動態(tài)監(jiān)控，意味著可以按時計算項目所有工程量。BIM技術(shù)團隊可以在現(xiàn)場安裝攝像頭，實時監(jiān)控項目并收集數(shù)據(jù)，避免出現(xiàn)手動測量錯誤，在減少檢查次數(shù)的同時節(jié)省資金投入[1]。

第三，我國工程量的計量規(guī)則沒有統(tǒng)一標準，給建設(shè)項目數(shù)據(jù)處理帶來不便。例如，有很多選項可以重疊同一組件的相同部分，傳統(tǒng)操作方法工作量大，數(shù)據(jù)處理不夠精確。使用BIM技術(shù)和計算機技術(shù)則可以精確處理各種數(shù)據(jù)信息，減少員工的工作量，提高數(shù)據(jù)的處理效率和正確率，減少由于數(shù)據(jù)處理失誤而造成的成本損失。

第四，BIM技術(shù)可以計劃可用資源。施工前，各方已完成對項目所用材料的調(diào)查和準備工作。施工中，工程師對材料進行預置，這可能會造成項目建設(shè)材料浪費。使用BIM技術(shù)對施工周期、成本等進行預算，通過實時動態(tài)監(jiān)控施工過程，可以形成系統(tǒng)的施工網(wǎng)絡，進而合理分配資源、降低成本。

第五，在施工過程中，由于地質(zhì)和圖紙設(shè)計等問題，很容易出現(xiàn)變更或索賠問題，而成本管理人員進行完全清算時，會由于清算間隔時間較長而導致清算錯誤，造成成本浪費。BIM技術(shù)可自動計算和匯總清算數(shù)據(jù)，及時生成報告，從而簡化工作量，縮短施工時間，同時保證了計算結(jié)果的準確性[2]。

2 項目設(shè)計階段成本控制中存在的問題

2.1 成本控制影響因素多

建設(shè)項目的成本控制至少要經(jīng)過概算、預算、結(jié)算等階段，每個階段的造價依據(jù)均不相同，既是依據(jù)項目本身所產(chǎn)生的費用，也要考慮其他各項費用，這對造價人員的專業(yè)能力和應用BIM技術(shù)的能力要求較高。

2.2 數(shù)據(jù)傳遞不夠暢通

建設(shè)項目中相當數(shù)量的風險是由于信息溝通不及時、不暢通、不對等造成的。項目建設(shè)相關(guān)部門通過互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)組建信息交流平臺，使各平臺之間建立有效對接，通過數(shù)據(jù)變更達到團隊之間傳遞的有效性和實效性，從而實現(xiàn)精細化管理和成本控制。

2.3 設(shè)計和造價功能不能完全對接

在BIM技術(shù)推廣之前，我國大部分建設(shè)項目已經(jīng)實現(xiàn)“電算”，即造價人員依據(jù)已有項目圖紙，運用算量軟件進行建立工程量模型，再將工程量模型導入計價軟件進行計價、取費，形成預算書。對于成本控制而言，推廣BIM技術(shù)引發(fā)的最大變革就是設(shè)計人員建立的模型，其本身就包含工程量信息，即參數(shù)化建模，如果造價人員能夠直接獲取和使用這個模型，將大大節(jié)約造價人員的時間和精力，但這是理想狀態(tài)。目前，使用BIM設(shè)計軟件的重點仍然是便于設(shè)計人員進行項目創(chuàng)作和圖紙生成，BIM設(shè)計軟件與國內(nèi)現(xiàn)有造價軟件的對接存在斷層，也存在設(shè)計人員建立的信息完整的模型，由于造價人員對新技術(shù)的不適應、不熟練，導致技術(shù)更新難以達到成本控制的初衷。

3 BIM技術(shù)在成本控制中的應用

3.1 項目設(shè)計前期

項目設(shè)計前的環(huán)節(jié)主要是指項目決策階段。BIM項目模型庫為決策提供直觀具體的依據(jù)，增強決策的科學性，為建設(shè)單位提供成熟的建設(shè)計劃和部署方案。此外，BIM模型庫也為投資估算和概算提供依據(jù)，為項目的全方位評估創(chuàng)造條件。項目決策是影響造價的首要因素，其促使項目建設(shè)企業(yè)要積極主動地應用BIM技術(shù)，建立科學有效的BIM模型庫[3]。

3.2 項目設(shè)計階段

由于建筑行業(yè)企業(yè)和技術(shù)人員對BIM技術(shù)的掌握和推廣程度各不相同，導致BIM技術(shù)在進入項目建設(shè)階段的時間也不同。由此，BIM技術(shù)在設(shè)計階段的應用分為反向設(shè)計和正向設(shè)計兩種。

反向設(shè)計在建筑設(shè)計領(lǐng)域被稱為“翻?！?，即利用CAD相關(guān)軟件，完成施工圖紙設(shè)計，并在已完成的施工圖紙基礎(chǔ)上，利用BIM設(shè)計軟件，建立模型，實現(xiàn)模型的參數(shù)化。究其原因是很多設(shè)計人員對BIM技術(shù)的掌握不夠熟練，BIM設(shè)計團隊沒有形成，而政策和企業(yè)要求建設(shè)項目運用BIM技術(shù)，只能先利用已掌握的技術(shù)完成施工圖紙，再鉆研BIM技術(shù)在項目中的應用。這是BIM初學者的必經(jīng)之路。但是，這種設(shè)計思路和方法極易造成BIM技術(shù)與實際項目脫節(jié)，指導施工和造價的圖紙依然是傳統(tǒng)的二維圖紙，BIM技術(shù)并沒有真正地應用于實際項目。沒有實踐的BIM技術(shù)，其功能是有限的，對技術(shù)人員在BIM應用方面的提升也是有限的，沒有達到BIM技術(shù)在建設(shè)項目全生命周期中的應用的目的。因此，BIM技術(shù)應該進入“正向設(shè)計”的新的階段。

正向設(shè)計借助BIM技術(shù)展現(xiàn)建筑設(shè)計圖形，從設(shè)計的第一步開始落實BIM技術(shù)的三維可視化設(shè)計，設(shè)計過程不需要借助CAD圖紙，最終的設(shè)計成果直接從BIM設(shè)計軟件（如Revit）中導出并交付使用。正向設(shè)計的三維模型中內(nèi)置的構(gòu)件信息，可以被其他專業(yè)協(xié)同設(shè)計人員讀取，便于交流和協(xié)同設(shè)計;可以流向施工單位，便于施工單位進行施工前期準備和施工進度模擬;也可以流轉(zhuǎn)給造價人員，便于統(tǒng)計工程量，進行預決算和竣工結(jié)算。實踐表明，運用BIM技術(shù)進行正向設(shè)計，同一項目設(shè)計耗時要比只采用CAD進行二維設(shè)計時多一倍，這無疑會增加設(shè)計成本[4]。

實現(xiàn)BIM正向設(shè)計，最大的受益方不僅是設(shè)計階段，而付出最多的是設(shè)計階段。因此，要想激發(fā)設(shè)計單位進行BIM正向設(shè)計的動力，項目各參與方都要在利潤分配上認可并支持設(shè)計人員的工作。對于各專業(yè)設(shè)計人員來說，BIM技術(shù)在項目設(shè)計階段關(guān)注的重點和面臨的問題各不相同。對于結(jié)構(gòu)工程師來說，BIM的信息化和構(gòu)件的標準化是重點。如果是現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，混凝土、鋼筋、縱筋和箍筋用量、錨固方法、鋼筋排布方式、保護層厚度等底層參數(shù)繁多，BIM技術(shù)對結(jié)構(gòu)設(shè)計的便利性則大打折扣。標準化是將零散的數(shù)據(jù)分類打包，如果裝配式技術(shù)得以推廣并大范圍應用，構(gòu)件的標準化促使結(jié)構(gòu)工程師只需要關(guān)注剛度、截面承載力、延性、構(gòu)件連接等參數(shù)，構(gòu)件的幾何尺寸可以根據(jù)構(gòu)件的剛度直接確定，大大減少了結(jié)構(gòu)設(shè)計師的工作量。對于設(shè)備工程師來說，雖然現(xiàn)有BIM設(shè)計軟件在建模方面比CAD具有明顯優(yōu)勢，但是很多專業(yè)并不適用，在標注方式復雜、聯(lián)動性差、出圖方式不完善等方面存在短板。BIM正向設(shè)計在設(shè)備專業(yè)是很難大規(guī)模實現(xiàn)的，幾十萬平方米的項目尤其如此，地下室用正向設(shè)計的方法出圖，點位太多，BIM設(shè)計軟件完全達不到導線橋架的出圖表達要求[5]。

3.3 項目設(shè)計后

項目設(shè)計階段完成施工圖成果交付后，設(shè)計任務并沒有完結(jié)，項目標準改動，工程招投標階段的技術(shù)規(guī)格，施工單位不按圖施工，以修改設(shè)計的方式減少成本，以及其他變更，都可能導致設(shè)計階段的延續(xù)。而利用BIM技術(shù)對工程建設(shè)進度進行追蹤記錄，能夠保證進度順利推進，縮短建設(shè)工期，降低建設(shè)成本。利用BIM技術(shù)設(shè)計的參數(shù)化模型，在處理變更時優(yōu)勢也很明顯。BIM技術(shù)的協(xié)同和聯(lián)動，會讓各參與方及時獲取變更信息，縮短時間，提高交流效率，節(jié)約成本。

4 結(jié)語

經(jīng)過近十年的發(fā)展，BIM技術(shù)逐步趨向成熟。對整個建設(shè)項目而言，運用BIM技術(shù)建立的參數(shù)化模型提高了管理和工程質(zhì)量，起到了降本增效的作用。然而，在項目設(shè)計階段，BIM技術(shù)雖然在一定程度上促進了項目的優(yōu)化和溝通的有效性，但是，增加了設(shè)計企業(yè)對設(shè)計硬件和軟件的投入，以及設(shè)計師的時間和精力的投入，因此，在建筑行業(yè)推廣BIM技術(shù)的同時要加強管理和分配制度方面的改革。

參考文獻

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[2] 陳桂香，麻倬領(lǐng)，王軍，等.大型復雜工程中BIM與精益建造集成應用模式研究[J].施工技術(shù)，2018，47（20）：121-124.

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