BIM技術在建筑工程成本控制中的應用

王俊平　陳英杰　魏敬徽　朱磊　董睿成

摘要：文章在研究了傳統建筑中材料管理、信息共享、工期質量管理對成本控制的影響以及BIM技術在建筑工程成本控制中的應用的基礎上，結合工程案例對BIM技術在工程量計算、建筑材料管理、工期進度管理、工程變更問題中的應用進行了研究。結果表明：BIM技術在建筑工程成本控制中的應用有效地降低了成本，提高了建筑管理水平，加快施工進度節約工期，加快我國建筑業信息化發展。

Abstract： Based on the research in the traditional building materials management， information sharing， the influence of time limit for a project quality management of cost control， and the BIM technology application in the construction project cost control， on the basis of combination with the engineering case of BIM technology in the calculation of quantities， construction material， time limit for a project progress management， the application of the engineering change problem is studied. The results show that the application of BIM technology in the cost control of construction projects effectively reduces the cost， improves the level of construction management， speeds up the construction progress to save the duration， and accelerates the development of china's construction industry information.

關鍵詞：BIM技術;建筑工程;成本控制

Key words： BIM technology;construction works;cost control

中圖分類號：TU17? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）35-0230-03

0? 引言

建筑信息模型（Building Information Modeling，簡稱BIM），是建筑行業在快速發展的信息化和數字化時代的重要產物。BIM技術的應用很大程度上解決了以往建筑業高能耗、重污染、低效率的問題[1]。據統計我國建筑業平均產值利潤率在3.5%左右[2]，成本高效率低，施工過程中成本控制效果不明顯，但BIM技術的應用解決了施工過程中成本控制的問題。劉敬娜[3]針對施工階段存在的建筑成本管理問題，提出了在施工階段基于BIM技術施工企業對成本管理問題的解決辦法，對建筑項目成本的降低、成本管理水平的提高都起到了顯著的作用。根據美國斯坦福大學整合設施工程中心對32個項目的總結，使用BIM技術能夠通過發現和解決沖突降低10%的合同價;將造價估算控制在3%以內，并且估算耗費時間縮短80%;消除40%的預算外變更;項目工期縮短7%，能夠及早實現投資回報[4]。本文通過分析傳統建筑成本控制存在的問題，結合BIM技術信息共享性、模擬性、可視化等優點，對項目在施工中的成本進行有效控制。

1? 建筑工程項目傳統成本控制中存在的問題

1.1 信息更新不及時，缺乏動態成本控制

施工過程是多專業共同作業的復雜過程，在傳統施工中各專業只負責自己的相關工作，彼此之間缺乏溝通，使得信息難以共享，信息獲取速度慢，實時性低，協同工作受到阻礙。同時因為信息不全面在施工中材料的領取管理比較混亂，不能準確獲得材料的使用信息，在采購時憑借經驗估算材料的采購數量，當采購數量多于需求量時會增加運輸費、存儲費，增加了庫存成本;反之會增加二次購買的路費和運費，還有可能會因為缺少材料導致工期延誤，使占總成本60%的材料采購費得不到有效的控制。

因為每個施工階段所用材料、人工、機械等不同，價格也不同，在傳統的成本管理中信息閉塞，各種信息得不到及時更新，對成本信息了解不及時，無法做到動態控制;在傳統施工中只注重施工進度趕工期，盲目加大勞動力、材料、機械、成本等的投入，無法做到成本的投入和施工進度結合分析，常常導致超支現象發生，最終導致項目總成本增加。

1.2 進度、質量難以控制

在施工過程中僅憑經驗對工期的把握程度是不夠的，部分管理者在前期對施工進度不夠重視，進度監控不力，造成工期延誤，使得間接成本增加，如果工期被拖延的時間較長，還可能引起直接成本的增加，最終導致總成本增加。還有為了提高利潤在施工中忽視了工程的質量，導致在竣工交付時因質量達不到驗收標準，無法進行工程決算，造成損失成本增加，即使在檢查驗收時能蒙混過關，若在后期的使用過程中因質量問題發生了事故，公司可能要承擔巨額賠償，還有企業信譽的丟失，嚴重的還可能承擔相關法律責任。

2? BIM技術在建筑工程成本控制中的應用研究

2.1 資源管理對成本的控制

建筑施工成本的控制取決于人工、材料、機械設備和資金使用計劃安排是否合理，所以在施工中需要制定合理的施工組織計劃，對材料的消耗量和人員的安排進行有效的控制，雖然現在的工程成本控制有健全的限額領料和手續審批制度，但管理人員僅憑經驗管理效果不理想。而基于BIM3D+進度+成本的BIM-5D技術可以編制材料需用計劃，管理人員根據每個階段的需要從模型中提取材料用量信息，再結合物聯網技術將二維碼或者RFID標簽植入材料中，與BIM模型數據之間相結合實現透明實時管理，從而真正實現了限額領料，更好地控制成本。

2.2 進度管理對成本的控制

BIM-5D技術可以隨時提供施工進度和資源信息的情況，管理者可以對任意一個時間段的施工進度和成本進行分析，根據分析的結果，對施工成本和施工進度進行合理管理。同時通過BIM5D模型獲取的工程量和預算信息可以及時進行進度款申報，能夠更好地加強對施工過程成本的控制[5]。當趕工期時，BIM-5D技術可以提前對施工進度進行模擬，對施工難點和重點采取相應的措施。同時對工作人員、資金、材料和機械設備等進行調整并合理組織安排制定計劃，做到在實際施工中及時對成本、進度進行偏差分析[6]。利用BIM技術對施工進度計劃、勞動力等進行反復優化，減少在施工中遇到各種沖突。BIM技術的應用可以提高彼此之間的協同工作，保證對施工進度的精準控制，降低工期延誤的風險[7]，加快施工進度進程。

2.3 工程變更對成本的控制

在建筑中使用BIM5D動態成本管理模型，將模型與圖紙相關聯，當工程發生變更時，將變更的信息輸入到模型中，相關的工程量就會隨之發生改變，然后根據工程量的變化，在模型中找到相應的構件，就可以確定變更后的價格[8]。BIM5D技術的應用不在需要按照傳統手工方式計算工程量的變化以及變更后的價格，在構建建筑模型時為構件制作編碼，就能夠實現工程量與造價信息動態鏈接[9]，簡化了預算人員的工作量。

3? BIM技術在某科技研發中心工程施工階段成本控制的應用

新疆烏魯木齊市某科技研發中心工程位于烏魯木齊市天山區。建筑用地面積為11814.9m2，總建筑面積為61935.18m2，其中地上建筑面積為43575.21m2，地下建筑面積為18423.08m2，地下二層，裙房23.6m高地上四層。南塔樓地上高為60.05m，北塔樓高為79.55m，框架剪力墻結構，其建筑模型如圖1所示。

3.1 BIM技術在工程量計算中的應用

從成本預算到成本核算，從物資管理到動態成本管理，都是以工程量為基礎，因此工程量的計算對成本控制至關重要。在新疆某科技研發中心工程中將Revit軟件建立的模型與廣聯達土建算量軟件結合，統計出所需要的每一時間段或施工段的工程量。在新疆烏魯木齊市某科技研發中心工程中根據建立好的基坑模型如圖2，利用Revit場地功能計算出土方、噴漿等相應工程量。如表1所示。

新疆某科技中心基坑土方開挖是一個不規則的圖形，人為計算土方的工程量比較困難。在BIM軟件中土方工程量的計算利用三維模型進行不規則實體減扣計算，并依據本地區土方工程量計算方法，計算出開挖土方工程量為142879.329m3，利用BIM軟件進行土方計算減少了人為計算造成的誤差，提高了算量的精準性，減少了在計算工程量或統計資源所需的時間。

3.2 BIM技術在建筑材料管理中的應用

BIM技術在完成工程量的統計之后可以按照樓層或其他的分類方法輸出項目的工程計量計算書[10]，還可以提供各種數據進行對比分析。以本工程第5層的柱墻、梁板混凝土量為例如表2。

在工程實際施工中根據預算量、BIM量對施工現場的材料用量進行精確控制，通過與現場實際澆筑量進行對比統計出損耗情況，找出損耗量較大的部位。新疆某科技中心工程在實際施工中發現梁板的損耗率比墻柱的損耗率大，技術人員根據這種情況制定了墻柱、梁板混凝土專項施工方案。利用專項施工方案施工后發現梁板的損耗率大幅度降低，降低了44.1%;墻柱的損耗率降低了23.4%。通過對預算量、BIM量以及實際量進行對比，發現BIM所提取的工程量更有利于我們對建筑材料的控制，達到節約成本的目的。

3.3 BIM技術在工期進度中的應用

在本工程施工時建立BIM3D模型+進度+成本的BIM-5D施工模型，利用該模型對施工過程進行模擬。通過模擬找出施工過程中作業沖突問題，并進行施工優化。其中碰撞問題是影響工程工期的重要因素，尤其是管綜排布方面，而BIM技術模擬性的應用為工程解決了碰撞問題，避免了由于碰撞問題造成的工期延誤。在本工程中利用BIM技術對地下室車庫管廊綜合排布進行檢查，如圖3所示。發現消防管道與排水管道發生碰撞，通過對管道的排布進行優化，把消防管道進行翻彎避讓排水管道，避免了碰撞的發生。通過BIM技術的碰撞檢查實現了對管綜的優化排布，不僅使排布美觀，而且減少了管道的翻彎，提前解決了碰撞問題避免了返工，加快施工進度提高施工質量，也降低了成本。

3.4 運用BIM過程中解決的工程變更問題

新疆某科技研發中心在運用BIM的過程中解決的圖紙變更問題如圖4所示。BIM技術在重要的結構和機電問題上表現突出，在解決重要問題上結構問題有41件，機電問題有50件，分別占重要問題的30%和36%;一般專業間協調問題應用最多達到88件問題，占一般問題的45%。由圖4分析得出，通過施工模擬和方案模擬可以對施工組織設計的科學性及專項施工方案提出優化建議，減少錯誤的發生，將變更信息上傳平臺進行保存，避免了紙質文件丟失造成的損失。針對本工程規模大、工程復雜、工期緊，涉及多個專業交叉流水施工的特點，采用BIM技術進行技術交底以及施工模擬，極大程度上幫助施工人員理解施工方案、施工工藝，避免了施工過程中的返工。

4? 結論

通過對新疆烏魯木齊某科技研發中心工程研究，結果表明了BIM技術在建筑成本控制中具有顯著作用，解決了建筑工程項目傳統成本控制存在的信息更新不及時、動態成本無法控制、工期質量對成本控制的影響等問題，工程在建造過程中降低了成本，明確了成本的支出和規劃，減少了建筑成本超出項目預算情況的發生。BIM技術的應用推動了建筑行業向低能耗、綠色環保、高效發展，合理有效控制成本，促進建筑業穩定、長遠發展。

參考文獻：

[1]高敏，郝生躍.我國建筑業BIM應用影響因素研究——基于因子分析法[J].工程管理學報，2019，33（04）：38-42.

[2]朱海龍，唐元文.基于BIM的工程項目施工階段成本動態控制研究[J].價值工程，2016，35（24）：71-74.

[3]劉敬娜.基于BIM的建設工程項目施工階段成本管理研究[D].濟南：山東大學，2017.

[4]拾秋月，王軍，方繼濤.BIM技術在施工階段成本控制中的應用研究[J].建筑經濟，2016，37（12）：65-67.

[5]石焱.基于BIM的項目實施階段造價管理模式研究[J].工程管理學報，2018，32（04）：149-153.

[6]薛建英，譚萍，孟繁敏.BIM與掙值法在施工進度及成本控制中的應用研究[J].建筑經濟，2019，40（06）：115-119.

[7]沈蕾，陳戎，史東杰.基于BIM技術的舊廠區改造項目成本控制研究[J].建筑經濟，2019，40（02）：65-68.

[8]靳蕭夷.BIM技術在工程造價管理中的應用研究[D].長春：吉林建筑大學，2017.

[9]韓雪，汪振雙，伊爽.初步設計階段的BIM造價協同管理模式研究[J].工程管理學報，2019，33（02）：19-24.

[10]袁榮麗，朱記偉，楊黨鋒，趙欽.基于BIM技術的建筑工程三維算量應用研究[J].工程管理學報，2017，31（02）：106-110.