BIM 技術(shù)在施工成本控制中的應(yīng)用研究

洪穎

（蘇州綠原城鄉(xiāng)建設(shè)有限公司，江蘇 蘇州 215031）

1 引言

隨著建筑行業(yè)的發(fā)展和技術(shù)的不斷進(jìn)步，建筑信息模型（Building Information Model，BIM）技術(shù)作為一種新型的建筑設(shè)計(jì)與管理工具，逐漸在建筑領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用[1]。BIM技術(shù)以其全面、準(zhǔn)確、高效的特點(diǎn)，在建筑項(xiàng)目的各個(gè)階段都能提供重要的支持和幫助，包括設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營與維護(hù)等[2]。在施工過程中，成本控制是至關(guān)重要的。有效地控制成本可以降低施工企業(yè)的成本，提高企業(yè)的競爭力和盈利能力。然而，在建筑施工過程中，成本控制一直是一個(gè)非常重要且具有挑戰(zhàn)性的問題。傳統(tǒng)的成本控制方法往往依賴于人工估算和人工跟蹤，容易出現(xiàn)信息不準(zhǔn)確、重復(fù)勞動(dòng)和延誤等問題。而BIM 技術(shù)的應(yīng)用為施工成本控制提供了全新的思路和方法[3]?；诖耍芯刻岢鯞IM 技術(shù)在施工成本控制中的應(yīng)用分析，并構(gòu)建基于BIM5D 模型數(shù)據(jù)庫的成本控制體系，期望提升各單位協(xié)同工作的效率，降低施工各階段的成本造價(jià)。

2 BIM 技術(shù)在施工成本控制中應(yīng)用的現(xiàn)狀

目前，BIM 技術(shù)在我國工程項(xiàng)目中的應(yīng)用大多處于設(shè)計(jì)階段，因此，其應(yīng)用推廣仍有待加強(qiáng)。但BIM 技術(shù)應(yīng)用的推廣還存在多方面的阻礙，主要表現(xiàn)在以下方面：（1）學(xué)習(xí)成本高，BIM 技術(shù)對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的要求高，資金不足的中小企業(yè)難以更新合適的硬件設(shè)施；（2）BIM 技術(shù)人才缺乏，BIM 技術(shù)人才的培養(yǎng)需要大量的時(shí)間和精力，同時(shí)，BIM 技術(shù)專業(yè)人才需要掌握?qǐng)?jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并且擁有良好的協(xié)調(diào)和決策管理能力，多方面的原因?qū)е翨IM 技術(shù)專業(yè)人才的缺乏；（3）相關(guān)信息集成軟件的缺乏，項(xiàng)目各階段的數(shù)據(jù)和資料的數(shù)量較大，包括項(xiàng)目的前期設(shè)計(jì)、招標(biāo)、工程合同和進(jìn)度計(jì)算等，導(dǎo)致BIM 技術(shù)應(yīng)用困難。

綜上，BIM 技術(shù)的推廣和應(yīng)用需要加強(qiáng)專業(yè)人才的培養(yǎng)，同時(shí)增強(qiáng)建設(shè)單位的信息建設(shè)意識(shí)，重視企業(yè)信息數(shù)字化建設(shè)，提升企業(yè)軟硬件設(shè)備，構(gòu)建完備的規(guī)范和體制和專業(yè)的BIM 應(yīng)用團(tuán)隊(duì)。

3 BIM 技術(shù)在施工階段成本控制中的應(yīng)用

工程項(xiàng)目的成本控制影響項(xiàng)目的收益，從項(xiàng)目的招標(biāo)到竣工階段都離不開工程成本控制。成本控制需要考慮項(xiàng)目不同階段的特點(diǎn)，在施工階段，需要根據(jù)施工內(nèi)容和進(jìn)度等對(duì)資源進(jìn)行合理安排，將成本控制落實(shí)到每項(xiàng)工作。

在施工前期準(zhǔn)備階段，通過應(yīng)用BIM 技術(shù)的可視化和可優(yōu)化等功能，可以共享各專業(yè)的施工信息，并且BIM 技術(shù)的設(shè)計(jì)圖為三維圖紙，便于技術(shù)人員和施工人員理解，能夠減少信息傳遞錯(cuò)誤，從而提高施工效率和準(zhǔn)確度；三維可視化BIM 模型能夠?qū)κ┕み^程進(jìn)行模擬分析，提高施工的可行性，進(jìn)一步提高預(yù)算編制的準(zhǔn)確性；招標(biāo)和評(píng)標(biāo)確定后，進(jìn)入合同簽訂階段，三維可視化BIM 模型的準(zhǔn)確性和數(shù)據(jù)傳遞效率能夠促進(jìn)各參建方的溝通，盡量避免合作過程中的風(fēng)險(xiǎn)；應(yīng)用BIM 技術(shù)的三維可視化功能，可以保證施工進(jìn)度和質(zhì)量達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步提升成本控制的效果；BIM 技術(shù)能夠?qū)⑹┕みM(jìn)度和三維模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)，提高工程進(jìn)度和資源安排的合理性。

施工階段成本控制中，BIM 技術(shù)的優(yōu)勢是直觀、準(zhǔn)確，通過數(shù)據(jù)庫模型與進(jìn)度計(jì)劃、成本計(jì)算的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)且多維度的成本控制，具體體現(xiàn)在成本跟蹤、資源優(yōu)化配置、方案優(yōu)化以及成本分析方面。BIM5D 數(shù)據(jù)平臺(tái)可以對(duì)不同的施工合同進(jìn)行分解，檢測不同施工節(jié)點(diǎn)的成本，保證合同條目的規(guī)范性和數(shù)據(jù)清晰合理；BIM5D 數(shù)據(jù)平臺(tái)通過模擬施工過程，結(jié)合預(yù)算定額和軟件分析，可以自動(dòng)計(jì)算出資源的用量和成本，用以指導(dǎo)施工現(xiàn)場管理；BIM 技術(shù)下的專業(yè)模型數(shù)據(jù)集成和虛擬施工過程能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)施工方案的優(yōu)化，向技術(shù)人員直觀地展示施工中的問題和矛盾，并提供合理的優(yōu)化建議，降低施工返工發(fā)生的概率，進(jìn)一步降低施工的成本；成本分析時(shí)，BIM5D 信息模型能夠根據(jù)月報(bào)量和計(jì)劃進(jìn)度計(jì)算出相應(yīng)范圍內(nèi)的工程量，以及簽證、變更和索賠的結(jié)算值，提高結(jié)算過程的清晰度和工作效率。

施工竣工結(jié)算階段，傳統(tǒng)的竣工整理和審核工作十分煩瑣，造成的施工信息遺失或錯(cuò)誤會(huì)影響項(xiàng)目的收益。BIM 數(shù)據(jù)平臺(tái)通過信息的整合，各個(gè)結(jié)算信息的錄入等，有助于施工信息資料獲取，減小了審核的難度，縮短了審核時(shí)間，提高了結(jié)算審核工作的效率。BIM 技術(shù)下的項(xiàng)目工程量可由軟件自動(dòng)計(jì)算，各個(gè)階段技術(shù)人員輸入的信息數(shù)據(jù)與工程量相關(guān)聯(lián)，竣工階段的工作量審核效率也因此提高。BIM 數(shù)據(jù)庫的來源是施工各個(gè)階段的數(shù)據(jù)集成，有助于提升竣工結(jié)算的準(zhǔn)確性，減少竣工結(jié)算的時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)竣工階段工作效率的整體提升。

4 基于BIM5D 模型數(shù)據(jù)庫的成本控制體系構(gòu)建

BIM 模型中引入施工進(jìn)度計(jì)劃便形成BIM4D 模型，用以實(shí)現(xiàn)虛擬施工和進(jìn)度的管理，其優(yōu)勢是可以直觀展示施工工序及時(shí)間節(jié)點(diǎn)，有助于隱蔽問題的發(fā)現(xiàn)和進(jìn)度計(jì)劃的優(yōu)化。BIM 模型中加入關(guān)聯(lián)施工進(jìn)度和成本信息，便形成BIM5D 模型，有助于技術(shù)人員對(duì)實(shí)際成本的把握，判斷成本的超支情況，將成本和進(jìn)度緊密結(jié)合，提高成本控制的科學(xué)直觀性。BIM5D 成本模型集成如圖1 所示。

圖1 BIM5D 成本模型集成

BIM5D 成本模型集成包含模型的導(dǎo)入和調(diào)整，預(yù)算文件的關(guān)聯(lián)等，用以累計(jì)各施工階段的工作量，比較實(shí)際消耗與預(yù)算之間的差別，為實(shí)際成本控制提供數(shù)據(jù)支持。BIM5D 模型數(shù)據(jù)庫包含模型信息，以及進(jìn)度和成本信息，同時(shí)涵蓋項(xiàng)目管理和質(zhì)量安全等相關(guān)信息，信息之間的關(guān)聯(lián)能夠提高施工管理的效率。BIM 技術(shù)、掙得值法以及循環(huán)方法結(jié)合后，可以利用工作分解結(jié)構(gòu)構(gòu)建目標(biāo)成本，同時(shí)完成各級(jí)目標(biāo)和計(jì)劃的關(guān)聯(lián)，工作分解結(jié)構(gòu)的實(shí)行基礎(chǔ)是建筑工程量清單，通過模型數(shù)據(jù)的導(dǎo)入和施工模擬，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)成本監(jiān)控。施工前可計(jì)算出項(xiàng)目預(yù)算成本，施工過程中計(jì)算出實(shí)際成本，結(jié)合實(shí)際的進(jìn)度進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，以及各時(shí)間節(jié)點(diǎn)的成本檢查和偏差分析，以此形成基于BIM5D 模型數(shù)據(jù)庫的成本控制體系。

5 基于BIM 技術(shù)的成本控制應(yīng)用實(shí)例

5.1 項(xiàng)目概況

某市的農(nóng)貿(mào)市場項(xiàng)目，建筑總面積為17 640 m2，占地面積為4 804 m2，建筑層數(shù)為地上5 層、地下2 層，其功能是農(nóng)貿(mào)市場、商業(yè)配套和社區(qū)醫(yī)療等相關(guān)服務(wù)用房。建筑總高度為24 m，采用框架型建筑結(jié)構(gòu)，抗震等級(jí)為7 度，耐火等級(jí)為二級(jí)，預(yù)期使用年限為50 年，項(xiàng)目總投資22 000 萬元。

項(xiàng)目重難點(diǎn)包含5 個(gè)方面：其一是建設(shè)工程質(zhì)量要求高，該項(xiàng)目被選為該市的重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，作為農(nóng)貿(mào)市場的地標(biāo)建筑；其二是施工現(xiàn)場總平面布置難度大，該項(xiàng)目離周邊居民樓和軌道交通較近，現(xiàn)場施工場地受到限制，大型設(shè)備的布置和進(jìn)出困難較大，不合理的布置會(huì)帶來許多隱患；其三是設(shè)備管線多且系統(tǒng)配置復(fù)雜，農(nóng)貿(mào)市場不同業(yè)態(tài)功能需求多樣化，不同設(shè)備的管線布置和預(yù)留孔需要滿足后期安裝的需求，避免返工帶來的經(jīng)濟(jì)損失；其四是各參建單位多以及協(xié)調(diào)管理難度較大，工程承包土建、安裝和市政景觀等多個(gè)方向，各專業(yè)人員在現(xiàn)場施工的穿插增加了安全施工和管理的難度；其五是綠色環(huán)保要求高，施工現(xiàn)場的揚(yáng)塵、噪聲和廢氣水等處理需要滿足環(huán)保要求。

5.2 基于BIM5D 數(shù)據(jù)平臺(tái)的成本控制體系應(yīng)用

該項(xiàng)目的三維模型在設(shè)計(jì)階段已經(jīng)構(gòu)建完成，技術(shù)人員在此基礎(chǔ)上對(duì)BIM5D 數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行搭建，以滿足項(xiàng)目施工管理的需求，實(shí)現(xiàn)成本控制。各部件的空間關(guān)系通過BIM 模型進(jìn)行展示，為設(shè)計(jì)、監(jiān)理、造價(jià)、施工人員的優(yōu)化調(diào)整提供便利。BIM5D 數(shù)據(jù)平臺(tái)在三維模型的基礎(chǔ)上關(guān)聯(lián)進(jìn)度和成本數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)物資、圖紙、質(zhì)量和安全等信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控，結(jié)合模型數(shù)據(jù)的更新，減少設(shè)計(jì)的變更，達(dá)到縮短工期和成本控制的效果。工程數(shù)據(jù)通過BIM5D 數(shù)據(jù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和統(tǒng)計(jì)，結(jié)合施工計(jì)劃的模擬，避免偏差的出現(xiàn)，實(shí)時(shí)施工成本資金曲線如圖2 所示。

圖2 實(shí)時(shí)施工成本資金曲線

圖2 中，實(shí)時(shí)施工成本資金曲線是用來展示實(shí)際的施工成本支出情況，而在1～20 周的時(shí)間段內(nèi)，由于前期準(zhǔn)備工作和施工活動(dòng)需要一段緩沖期，因此，沒有產(chǎn)生實(shí)際的施工成本支出，所以，在曲線中未提供這部分時(shí)間段的數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)施工成本記錄周期為1 周，通過施工成本的實(shí)時(shí)檢測以及計(jì)劃成本，可以計(jì)算出施工過程中的超支和盈余情況。可以看到BIM5D 數(shù)據(jù)平臺(tái)下，項(xiàng)目施工成本得到有效控制，成本盈余在200～400 萬元區(qū)間內(nèi)浮動(dòng)，說明BIM5D 數(shù)據(jù)平臺(tái)下的成本控制效果較好。

6 結(jié)語

BIM 技術(shù)應(yīng)用下，大型建筑以及復(fù)雜建筑的信息傳遞和資源整合，有助于施工成本的控制。BIM 技術(shù)的特點(diǎn)是可視化和可優(yōu)化等，BIM 技術(shù)下的成本控制有助于施工各個(gè)階段的造價(jià)控制，將進(jìn)度成本和三維模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)，提高工程進(jìn)度和資源安排的合理性。BIM5D 信息模型能夠根據(jù)月報(bào)量和計(jì)劃進(jìn)度，計(jì)算出相應(yīng)范圍內(nèi)的工程量，以及簽證、變更和索賠的結(jié)算值，提高結(jié)算過程的清晰度和工作效率。BIM 數(shù)據(jù)庫的來源是施工各個(gè)階段的數(shù)據(jù)集成，有助于提升竣工結(jié)算的準(zhǔn)確性，減少竣工結(jié)算的時(shí)間。工程數(shù)據(jù)通過BIM5D 數(shù)據(jù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和統(tǒng)計(jì)。項(xiàng)目分析中可見，成本盈余在200～400 萬元區(qū)間內(nèi)浮動(dòng)，說明BIM5D 數(shù)據(jù)平臺(tái)下的成本控制效果較好。