BIM应用技术对工程造价管理的影响.pdf

（建筑信息模型）BIM 技术在建筑工程领域的广泛应用，对工程造价管理产生了深远的影响。从决策设计阶段、概预算阶段到施工阶段，BIM 技术为工程造价管理带来了许多优势。首先，在决策设计阶段，BIM 技术能够为项目团队提供更全面、更准确的信息支持，从而在一开始就有效地降低了潜在的成本风险。其次，在概预算阶段，BIM 技术通过将 BIM 模型与造价软件集成，可以实现对材料、人工成本的自动提取和计算。还可以与供应商和承包商的数据库进行连接，实现对市场价格和实际成本的实时更新，使得概预算更加准确和可靠。最后，在施工阶段，BIM 技术可以提高施工过程的协调性和效率，从而减少工程变更和返工情况的发生，进一步控制工程造价。因此，BIM 技术应用在工程造价管理中的影响极为显著，从决策设计阶段到概预算阶段，再到施工阶段，均能够提供更准确、全面的信息支持，并通过集成各种分析工具和软件，实现对成本的精确管理。关键词：建筑信息模型应用技术；项目管理；工程总价管理一、简介我国现行的工程造价管理方式以清单计价为主，这种传统的工程造价管理方式给管理人员带来了快速出价的便利。但是，经过现阶段的应用，传统的工程造价管理仍然存在一些问题，较为典型的是采用清单列项、定额组价的方式使工程造价与市场价格相脱节，使得实施单位在拿到工程造价数据时出现了数据延后的情况。同时，新工艺、新做法的实施体现了这种工程造价管理方式的不足。为了实现与市场的紧密结合，采用建筑信息模型（BIM）技术从设计阶段开始进行构件信息的市场单价及供应商选择等信息的管理，有助于施工过程阶段的工程造价数据市场化工作的推进。运用 BIM 技术的目的是使建筑物、构筑物按照决策和设计阶段的规划，有效地完成建筑物、构筑物的修建及资产交付使用。所以，在这一过程中，需要构建模型并且结合模型关联建筑物或构筑物修建过程中的信息和信息处理的流程直至交付使用，加强项目各参与方的信息云共享，从而达到建筑物或构筑物全寿命周期的项目管理。在这个过程当中，BIM 技术的运用体现了提高协同工作效率和限制生产资源浪费的优势。二、BIM 应用技术案例运用BIM 技术的运用，提高了人工、材料、机械等费用计划在项目前期的编制效率和准确性，而在项目施工过程中，前期制定的人工、材料、机械等费用计划将进一步提高施工过程中的成本计划、采购计划、风险管理、成本控制的实施效率。关于风险管理，在决策阶段应该对发承包模式、BIM 技术的应用程度、全生命周期的成本管控、绩效管理的办法进行思考。虽然以往的 DBB 模式在三方的权利、责任、利益上分配更明确，但是导致前期的成本增加、建设单位管理费用增加、建设周期延长。在优化 EPC 总承包管理模式与装配式建筑结合中，应该突破决策者的固定思维模式。在顶层设计中，从更新设计概念的角度出发，将 EPC 总承包管理模式在建筑的全生命周期中进行更全面、更综合的融合。然后，在决策中采用头脑风暴法、清单法、图解法、德尔菲法搭建更全面、可验算的风险预测模型，积极、有效地规避项目运行中的风险，使其发挥 EPC 总承包管理模式在设计、采购施工集成化管理方面的优势。按照 EPC 总承包管理模式的特征，将风险因素分解在工作集中。这个工作集是项目的组织机构和工程任务的集成。在这个包含了具体工作任务及相应组织机构的工作集中进行风险评价，然后提出决策阶段的应对措施。关于决策阶段的风险因素，来源于内部风险和外部风险，分别表示与项目内部和外部因素相关的来源。内部因素来源可以追溯的四个宏观层面为管理水平、技术水平、竞争程度和财务自由度。管理水平的风险体现在项目流程的相互作用与协调上的风险，表现为组织、信息、反馈控制系统。技术水平的风险涉及两个方面，分别是技术能力及规划能力。与竞争相关的风险表现为市场潜在同等竞争者的数量。财务自由度的风险表现在项目资金的流动性及资本的可用性上。外部风险包括关于物质交付约定的风险、各里程碑事件完成时间的风险、市政水电供应的风险、政治形势的风险、采购市场结构风险、项目的复杂性及创新水平带来的风险、劳动力稳定性带来的风险。在某实例工程中，利用工作集分解的方式，分析了决策阶段可能的风险因素后，识别了 53 个风险。以此，在不同的层次当中制定了 16 个战略规划、15 个技术标准定义、22 个施工阶段，再根据工作集分析和分配每一项风险。通过决策阶段的风险分析，在集中注意力规避风险的运行中，降低了决策阶段52%的风险。对某学校项目在全生命周期中的 BIM 技术的应用进行探索和研究，发现了 BIM 在全生命周期成本领域对客户和项目收益能力的影响，更加清晰地了解到长期合理的绩效管理及设计、决策阶段是影响全生命周期成本的关键。该项目中试图通过BIM 技术在项目的设计阶段将 BIM 技术与物联网技术相结合，提升建筑工程项目中信息管理的能力。事实证明，最大限度地组织设计单位及各参与方以 BIM 技术为媒介，进行不同参与者的职能履行及协同工作，是降低项目启动成本的驱动因素。在如何对全生命周期成本进行评估的问题上，该学校项目将模型77总第238期/2023/5/学人问津生产、采购、自身属性的相关数据建立了 3D 数据库，并将该数据库信息嵌入了建筑构件预期寿命的数据，形成了包含寿命周期、生产采购数据、自身属性的“丰富型”3D 模型，以促进全生命周期的评估。该评估结果可以帮助业主了解后期维护建筑或者设备、设施的持续成本。同时，在 BIM 环境中，生命周期的数据是作为对象储存在 3D 模型当中的，这些数据可以立即提供给项目中的所有参与方，提升各参与方进行 BIM 协同的积极性，使生命周期的评估可以在整个设计、施工、运维阶段协作和动态进行。而生命周期的成本由项目的中央数据库驱动输出。由于数据可以直接从模型中访问，因此，不需要大量使用电子表格，使工程造价管理团队可以更好地对全生命周期成本进行计算。数据与模型的集中是向整体并有效的项目数据管理迈出的一大步。在项目的绩效管理中，BIM 应用技术也是提升管理能力的手段。绩效管理是项目管理和组织中不可分割的一部分，其作用是监测项目在成本、质量、工期上的推进、积极反馈和持续改进。有效的绩效管理应当整理项目运行各阶段的相关数据以提供给管理人员进行绩效考评。从 BIM 的角度来看，绩效管理效率的提升重点是信息管理，BIM 创建的数字环境生成的数据可以促进更有效的绩效管理。在不同的项目类型当中，绩效管理的方式是不同的，但是数据的测量、分析、审计是核心技能。BIM 技术在这三个环节中的应用表现为在设计、生产阶段的数字跟踪及监测技术运用。例如，在某高层建筑施工过程中采用了无线射频技术（RFID）标签。该标签将建筑构件的制造、供应和安装过程进行了跟踪，提供了有关进度的最新信息，以便在出现施工进度滞后的预警下提前采取预防措施，同时为绩效管理提供可测量的原始数据。这项 BIM 技术的应用加强了对项目的管控，强化了绩效管理的手段。项目管理的数字化发展也迫使管理者提升自身的素质能力，以了解管理项目需要什么信息，同时提高行业的技术能力。下面就某一项目，研究如何运用 BIM 技术提高成本计划编制的效率、BIM 技术运用在成本计划编制中的获益和挑战，以及项目设计阶段与设计公司协作使用 BIM 技术来改变成本计划编制的方式。（一）项目介绍该项目是一个改建医院项目，院方想增加重症监护室容量，所以通过增加两个新楼层（包括 24 小时手术室）来对重症监护室进行扩容。项目要先拆除原有屋顶，修建一个新的机房屋顶，并且增加一个具有供暖、通风、空调能力的设备间和重症监护室（包括 24 小时手术室）。该项目在设计阶段的主要挑战是，施工环境受限，该项目三面有较高的高层建筑，另一面是医院的车行通道，从而导致项目的设备和材料存储的空间受限。这些因素将导致项目设计阶段和建设过程的风险增加，进而导致成本费用增加的风险。（二）项目实施过程1.设计阶段首先，结构工程师运用结构建模软件，建立了项目的框架结构模型和钢结构模型，这个模型随后与设计团队的其他成员进行共享。建筑师在2007 年工作计划 C 阶段提供了初始概念设计图纸，这些图纸以 PDF 格式发布。结构工程师创建的钢结构模型与建筑师的设计图纸相结合，成为工程造价咨询企业进一步创建 3D 模型的基础。最终的 3D 模型将用于生产和通知成本计划过程。在整个设计过程中，BIM 技术起到了至关重要的作用，它实现了不同专业的设计团队在同一平台上共享信息和数据，促进了协同合作和有效沟通。首先，BIM 结构工程师利用 BIM 设计软件精确地创建了建筑框架的钢结构模型，并将其导出为可共享的 BIM 文件。这个 BIM 模型与建筑师提供的初始概念设计图纸相结合，为设计团队提供了一个统一的基础，确保设计的一致性和准确性。通过云端共享，结构设计模型能够与建筑、给排水、电气工程、采暖通风等专业设计成员共享，实现了跨专业的协同工作。在其他专业的建模过程中，工程造价咨询公司着重关注项目施工现场的布置、原有建筑物基础及主体构件的模型建立。通过 BIM 技术，工程造价咨询公司能够充分考虑施工场地布置对项目实施过程中措施费用的影响，同时分析原有建筑物的结构类型对改建方案的影响。这样的综合考虑有助于规避潜在的设计风险和施工风险，优化项目的成本和进度。2.概预算阶段在模型创建阶段，BIM 结构工程师为建筑模型的每个组件添加了专门针对工程造价管理需求的信息标签。这些信息标签包含了与成本相关的数据，使每个建筑组件都能够与清单工程量相联系，方便了工程造价的管理和计划。同时，BIM 技术解决了传统设计过程中信息不完整的难题，通过向模型中添加简单的块组件或成本组件，为造价工程师提供必要的数据。即使项目仍处于第二次初步设计阶段，且主要的机械和电气设计师尚未参与，BIM 技术仍能提供成本数据支持。然而，在 BIM 和模型开发过程中也存在一定的风险，即成本数据的准确性取决于设计和细节的先进性，以及模型的细节水平（LOD）。为了确保数据的准确性，BIM 结构工程师使用SMM7 标签对模型组件进行编码，并将其分组到工作分解结构和专门元素的工作包中，以更精确地控制成本。针对这些挑战，设计院可以将模型按照专业进行标记，并与市场信息价进行关联，以便将预算价格和施工进度计划与模型相连接。通过 BIM、5D 软件，提供材料明细表、分包工作内容明细表和施工进度模拟动画演示。对于关键措施工作，如模板和脚手架，可以创建特定的 3D 模型，以便对措施项目进行工程量和成本的计算。最终，标记已经关联了成本和工期时间的构件，可以生成相应的工程量和概预算书，以及相应的成本计划、成本控制措施和过程风险评价报告。BIM 技术在建筑设计和工程造价管理中的应用，通过信息标签、模型关联和成本控制措施的整合，实现更高效、更准确的成本管理和工程规划，有助于项目的成功实施和成本控制。3.施工阶段BIM 技术创建的模拟施工建筑模型较传统的施工现场管理方式有较多优势。首先，三维模型的使用使审查和检查建筑进度更加快速、方便，省去了烦琐的手动工作，节省了时间和人力资源。同时，BIM 技术的应用免去了手工算量的过程，使电子表格数据更易于整理和管理。这个过程也为项目工程造价管理人员创造了更多时间，使他们能够专注于成本规划过程。他们可以与专家和土方专业分包商进行商洽，通过建立劳动力、工厂和材料的资源分配，制定最优的资金使用规划，从而更好地控制成本和资源利用。78/总第238期/2023/5学人问津在施工管理过程中，施工人员可以通过手机端或平板端访问 BIM 云中的各专业模型。他们可以将施工过程中的质量、安全等问题标记在构件模型中，并上传至 BIM 云端，供工程部、技术部、质量部和安全部的主管人员查阅。随后，针对施工过程中的某构件或施工区域，下达整改通知书，以进行质量整改。而预算人员可以通过标记在模型中的实际采购价格，将施工过程的成本费用和采购数量与概预算阶段的成本计划和材料明细计划进行对比，从而避免资源浪费，进行项目的成本和利润分析。通过实时的模型反馈和数据比对，可以更好地控制施工质量、成本和资源利用，进而推动项目的顺利实施，取得更好的效益。4.运营维护阶段在建筑物的日常运营中，院方通过 BIM 云端系统可以轻松获取主体结构、安装工程、设备采购及服务等相关数据信息。这些信息包括产品的使用说明、保修期限、厂家信息及售后维修服务等细节。这种使用 BIM 技术的做法大大提高了物业管理的工作效率。院方无须手动查找资料或联系厂家，只需在云端平台上就可即时获取所有必要的信息，为建筑物的维护和保养提供了更加便捷、准确的依据。同时，通过 BIM 云端系统，能够实时跟踪设备的保修期限，及时安排维护工作，减少因设备故障而造成的停工损失，保障建筑物的正常运行和安全性。三、BIM 技术运用后的思考以上项目在设计、实施、交付的过程中，因为 BIM 技术的运用，提高了工作效率。下面结合以上案例，对比分析 BIM 技术运用的优势（表 1）。BIM 技术所涉及的不仅仅是 3D 模型的创建，也不仅仅是一种新技术的运用，它是一种以软件技术为载体、以 3D 模型创建集合的方式，将关于项目的信息和管理方式输入、输出的过程，是适应当前项目管理水平向精细化管理的协同管理模式。其协同管理的过程为，设计师在 3D 软件中创建建筑和机电模型并且在构件属性中添加市场单价供应商等设计数据，再根据BIM 模型计算建筑的能耗指标，最大程度上进行日照、风向、风速及能源消耗的模拟，已达到绿色建筑节能设计标准。在完成规划设计和正向设计后，造价师根据模型导出工程量，编制计价清单，规范信息输出标准的格式，以便信息兼容。在项目管理的过程当中，将各构件、设备的成本数据关联到 3D 模型中，进行对比控制。同时，在施工阶段，在 3D 模型中添加场地模型及场地运行路线。在最后的运营反馈阶段，将运营期的质量问题添加到 3D 模型中，进行运营跟踪和顾客反馈。四、结语BIM 技术的应用，提高了进度、质量、安全、成本检查的效率，减少了工程量计算的工作，自动获取项目的材料使用量明细，给预算人员更多的时间进行成本计划过程的核算和控制，加快招投标、成本计划、项目风险分析的工作进度。大多数 BIM 技术应用的项目显示，BIM 技术主要涉及的是数据在项目整个生命周期的收集、数据库的构造，以及数据的分析再利用情况。形成这样的经验数据库，可以为未来的项目决策设计、施工建造、交付运营提供更多经验数据的支持和服务。以高质量的 BIM 技术信息数据库为未来项目做出更明智的决策。因此，对于今后从事工程造价的人员来说，工程造价行业的工作不单单是计算量、计价、编制招投标文件、进行工程造价项目跟踪，还有熟悉 BIM 数据库的信息标准和相关协议。从数据中读取、解析下一个项目所需的技术，可以打破传统的工程造价管理在项目决策阶段没有成熟、标准的信息数据库可参考或无根据地进行项目决策“猜测”的窘境，从而减少项目的不确定性风险，提升项目的价值。参考文献：1 陈海琪.BIM 技术在建筑给排水设计中的应用以港珠澳大桥东人工岛主体建筑为例 J.中国港湾建设，2018（8）：44-48.2 陈哲淮，陈良志，钱原铭.BIM 和 VDC 技术在港口工程 EPC 项目投标中的应用 J.中国港湾建设，2018，38（11）：79-82.3 户志伟，税仕雄，王躬硕.基于 BIM 的计算机辅助建筑设计与施工管理研究 J.四川水泥，2017（1）：158.4 周仁君，余晓平，陈杰，等.基于物联网+BIM 的医院门诊大楼通风系统智慧管理平台构建 J.智能城市，2022，8（5）：42-44.作者简介：1.杜义莎，女，贵州贵阳人，本科，讲师，研究方向：工程造价；2.陈廷定，男，贵州贵阳人，本科，中级工程师，研究方向：智能弱电工程。表 1 BIM 应用技术与传统项目管理模式对比项目实施阶段传统管理模式BIM 应用后的管理模式设计阶段根据规范标准设计 2D 建筑、结构施工图纸，然后根据建筑工程、结构工程的2D图纸，设计项目其他专业的2D图纸（给排水、电气工程、智能建筑工程等专业）根据规范标准设计建筑工程、结构工程的 3D 模型，共享初步设计的 3D 模型，进行项目其他专业（给排水、电气工程、智能建筑工程等专业）的设计，形成一个包含建筑、结构、安装、其他工程的综合 3D 模型施工阶段根据 2D 图纸收集国家、地方规范做法，编制施工组织设计和施工方案至于安装工程施工过程中管线的走向定位，需要结合 2D 安装工程图纸和 2D 建筑工程图纸找到管线及器具位置。而施工过程各专业的碰撞位置，则要及时调整，增加了施工时间和变更费用根据综合 3D 模型收集国家、地方规范做法，编制施工组织设计和施工方案，深化设计，进行可视化交底。安装工程与土建工程的碰撞，可以通过综合 3D 模型提前检查、调整，减少施工变更，提高施工工效竣工结算阶段项目的预期目标利润可能会因为实施过程中的降效而变更、因索赔费用的增加而降低有效的协作关系、信息共享的 BIM 云平台，综合 3D 模型，提前检查各专业的碰撞，使项目成本、进度、安全、质量、环境目标在预期的可控范围内