建筑工程造價管理中的BlM技術應用研究

周桂香，蔣鳳昌，董 杰

（1.泰州職業技術學院，江蘇 泰州 225300；2.上海科瑞漫拓信息技術有限公司，上海 200092）

“工程造價”是建筑工程建設項目管理的關鍵指標之一，主要包括工程量統計和工程計價兩項基本工作。由于建筑工程項目的規模越來越大、結構形式越來越復雜、新材料新工藝越來越繁多，導致工程量統計的工作量變得巨大，工程造價管理人員將在“工程量統計”方面花費大量的時間和精力。研究表明，傳統的手工計算工程量要占據整個造價管理過程的50%～80%的時間[1]。

隨著大數據和信息化技術在建筑業中的發展，BIM技術已逐步應用于建筑工程造價管理領域。上海市胸科醫院科教綜合樓為上海市第一批BIM試點項目中“設計-施工-運維”全過程應用BIM的項目，應用BIM技術進行了工程造價管理，相關BIM應用與研究成果可供類似工程借鑒。

1 工程概況

上海市胸科醫院科教綜合樓項目（圖1）位于上海市徐匯區淮海西路，總建筑面積24208平方米，其中地上建筑面積18868平方米，地下建筑面積5340平方米；地上十三層，建筑高度約58米；三層地下室，深度至-10.3米。最初總投資估算控制在21754萬元，后經法改委審批確定：批復的投資估算18596萬元，批復的投資概算為18509萬元。該項目是上海市“創雙優”示范項目，對工程造價的管理控制非常嚴格，不允許突破上海市發改委的批價。因此，應用BIM技術進行造價管理，旨在達到預期的管理目標。

圖1 綜合樓的方案設計BIM

BIM技術的引入使工程造價軟件發生了根本性的轉變，從2D變成了3D，完成了工程量統計的自動化；由靜態管理變成了動態管理，從3D轉變成4D（3D+時間）進一步發展了5D（BIM+時間+造價），實現工程建設全過程造價管理的BIM信息集成與共享。

2 BIM造價管理的應用價值研究

BIM技術應用于建筑工程造價管理，首先實現信息集成，即將三維幾何信息模型、施工進度、工程造價融為一體，形成BIM-5D模型，構建實時模擬和核算的BIM模型，形成強大的工程數據庫[2]。實踐研究表明，BIM在建筑工程造價管理中的應用價值主要包括以下五個方面。

2.1 顯著提高工程量計算與統計的準確性

建筑工程BIM是一個幾何尺寸精準、材料性能清晰、數據內容豐富的綜合平臺，借助這些信息，計算機可以自動地分類識別出建筑物中墻、梁、板、柱等構件的屬性，根據BIM模型中有關各種構件的類型及所在區域（標段）、空間位置（樓層）統計出數量，實現自動分類。通過BIM-5D實時造價數據庫，快捷而精確地匯總分析，將造價工程師從繁雜的工程量計算與統計中解放出來。并且動態更新BIM數據庫中的造價數據，消除累計誤差，顯著提高造價數據與工程進展的匹配性，進一步提高工程量匯總分析的準確性。

2.2 保證建筑工程造價數據的時效性

基于構建實際造價BIM模型，實時監督各造價指標與數據的盤點工作，實時更新數據。從而實現BIM數據庫隨著施工的進展和市場的變化而動態調整，保證工程建設的各參與方均可分享實時的最新數據，避免造價指標與市場脫節的情況。

2.3 精細化控制設計變更

在BIM造價控制模型中，造價信息與三維幾何信息進行了數據一致性關聯，當發生設計變更時，修改幾何信息模型，BIM系統將自動檢測更改內容，并直觀顯示變更結果，統計變更的工作量，反饋給造價管理人員，及時反饋設計變更對工程造價的影響。變更的工程量計算精細，并在模型中詳細記錄設計變更其他信息。

2.4 提升方案選優的準確性和效率

在建筑工程多方案選優時，基于BIM-5D模型，可以快速建立將三維幾何模型與人工、材料、機械等價格信息聯合在一起，分析各個實施方案的任意部位、任何時間段的工程造價，快捷地實現分項比較，提升方案決策的準確性和效率。

2.5 多算對比分析

基于BIM-5D技術的應用，能夠將模型、造價、流水段、工序和時間等不同維度信息進行關聯和綁定，在建筑工程施工過程中，能夠快速地從時間、工序、空間等維度進行分析對比，實現任意維度的統計、分析和決策，保證多維度成本分析的高效性和精確性，實現成本控制的有效性和針對性。

3 全過程造價管理的流程框架

建筑工程的造價管理貫穿于整個項目的全生命周期，在工程建設的不同實施階段都必然涉及至造價管理。基于工程實踐，構建BIM-5D模型造價管理的流程框架（見圖2）：BIM算量模型→模型算量→方案優化→施工模擬→變更管理→采購管理→計量支付→成本動態分析→工程核算。

圖2 BIM-5D模型造價管理的流程框架

3.1 招投標階段的BIM造價管理

在招投標階段，由于趕進度，傳統的造價管理通常僅能精確核算建筑工程的重點單位工程，或重點分部工程進行的核算，其他部分估算成份較多，偏差較大，風險也較大。應用BIM技術進行造價管理，在前期招標清單編制過程中，將工程量清單直接載入BIM模型。在發售招標文件時，就可以將含有工程量清單的BIM模型一并發放到投標單位，保證了設計的完備性和連續性，可獲得良好的BIM造價管理效果。

3.2 施工階段的BIM造價管理

施工階段的造價管理，充分應用BIM技術的可視化和參數化特性，進行動態的工程量進度計量、工程款精準支付、變更管理。施工單位基于信息共享的BIM模型，及時準確編制各類資源配套計劃。可以實現不同區段（標段）、不同樓層、不同部位的工程量動態核算和BIM造價控制。

3.3 竣工階段的BIM造價管理

建筑工程的結算數據基礎為多次修改變更后的竣工圖紙，同時還包括施工過程中形成的洽商簽證、工程計量、價差調整等相關資料。傳統的工程結算，資料多而雜、計算量大、時間長。BIM技術將眾多的過程記錄在BIM模型上，使得單據具備量、價、時間屬性，大大提高了工程結算的效率和準確性。應用BIM云平臺的數據記錄與分析功能，在竣工結算階段，可以更加快速地實現施工單位與投資監理核對工作量的進程，直接拿BIM平臺所導出工程量與平臺中所有反應的設計變更與對方審核，快速、準確、精細地實現項目竣工階段的BIM造價管理。

4 醫院項目造價管理實施

上海市胸科醫院科教綜合樓工程項目，基于BIM技術，建立造價的BIM-5D模型，以各WBS單位工程量人機料單價為主要數據進入造價BIM中，能夠快速實現多維度的分析，從而對項目造價進行動態控制。

4.1 BIM提高設計圖紙質量

（1）基于BIM模型的編輯功能，融入系統優化理念，優化建筑結構、裝飾裝修、水暖電管道等專業設計，提高設計質量，節約施工材料，從而提高經濟效益。（2）基于BIM模型的可視化功能，對管線進行碰撞檢測，減少以致避免“錯漏碰缺”現象，進行三維管線綜合，優化設計方案，提高設計圖紙文件的質量，避免施工階段的返工現象，從而節約工程的造價。（3）基于BIM三維漫游功能，實施建筑各部位的凈高分析，優化設計，提高深化設計圖紙文件的質量，減少現場因凈高不足、影響使用功能等原因而造成返工和造價浪費。

4.2 BIM-5D減少造價管理的盲目性

通過BIM-5D施工模型，項目管理人員在施工之前提前預測建造過程中每個關鍵節點的施工現場布置、大型機械及措施布置方案，還可以預測每個月、每一周所需要的資金、材料、勞動力情況，提前發現問題并進行優化。

在BIM-5D模型中，將進度計劃表和清單表導入，按照工序邏輯進行關聯，軟件會按照時間節點和施工工序關系對項目施工進度進行模擬，同時軟件對項目的資金和物資消耗進行計算，生成對應的消耗量數字，減少了造價管理的盲目性。通過BIM-5D施工模擬，可以分析工程造價管理的工作重點和優化措施。

4.3 基于BIM的工程量計算

算量模型是基于BIM的工程造價管理的基礎。目前造價人員建立算量模型通常采用兩種方法：1）按照設計圖紙或模型在工程量計算軟件中重新建模；2）從工程量計算軟件中直接導入設計模型數據。如圖3所示，構建上海市胸科醫院科教綜合樓土建部分的BIM算量模型。算量模型建立后，各類構件的尺寸、型號、材料以及位置都被精確記錄，因此，BIM軟件可以快速將構件分類，實現工程量的自動計算。同時BIM可以快速、準確地輸出固定形式的工程量明細表。

圖3 綜合樓土建部分BIM算量模型

4.4 基于BIM-5D的動態造價管理

造價管理和控制一直都是施工單位造價管理中的重點，同時也是難點。施工造價隨著項目的變化而變化，靜態的資源管理很難滿足施工的動態變化，應用BIM模型集成3D模型、預算和工序之間關系的信息，構建BIM-5D數據庫。

在胸科醫院項目中，通過BIM技術將預算投入精確至每天，進行BIM-5D施工模擬，準確反映每個工序及其工程量。按照企業定額進行分析，預計當日現場人工投入數量以及工種情況，核算當日人工費等費用。同時隨著BIM-5D模型的推進，現場各項費用的投入也清楚地體現在模擬中，可以明確的表示任何一個階段所用的人工費、材料費、機械費以及施工費實現了動態的造價管理（表1）。并且，可以通過項目管理系統進行各業務板塊運行過程的實際造價管理和控制，形成實際業務造價數據，及時輸入BIM-5D模型中，就實現了收入、預算、實際造價的三個比對模型。

表1 BIM-5D模型動態造價管理

5 結語

通過對BIM技術在建筑工程造價管理中應用的研究，掌握了BIM-5D相關實施要點，并在上海市胸科醫院項目中進行BIM造價管理的實踐應用，獲得良好的效果：工程總造價節省約1800萬元，約節省10%。其中提前工期節省約400萬元，優化圖紙和施工方案節省約600萬元，消除重大設計問題節省約500萬元，優化連廊吊裝施工方案約100萬元，輔助工程量計算節省材料約200萬元。

參考文獻：

[1]馬朝暉.施工準備階段的成本預測與控制[J].鐵路工程造價管理,2013(3):40-43.

[2]姜泓列.施工圖設計階段BIM模型的工程算量問題研究[J].山東工業技術,2017(2):101-102.