BIM技術在項目設計階段成本控制中的應用

黃光播

摘 要：目前，在項目設計階段應用BIM技術，可以對建設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領域生成的重要數據，形成全新的施工協作運營模型。同時，業主、施工部門、咨詢部門也可以使用BIM模型協調項目，減少不必要的重復運營程序和成本浪費。文章就BIM技術在項目設計階段成本控制中的應用進行簡要分析。

關鍵詞：BIM技術;項目設計階段;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技術在成本控制中的優勢

BIM技術中，計算機輔助設計用于執行建設項目成本管理的特定任務，包括施工圖設計檢查、施工現場布置、各領域交叉施工等，并凸顯五方面優勢。

第一，屬于預管理的BIM技術可以在審查工程圖時及時發現高程和位置偏差等問題，利用BIM技術可對建設項目建造三維模型信息，執行不同的管線綜合和碰撞檢查。BIM技術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。

第二，BIM技術支持數據容量成本的動態監控，意味著可以按時計算項目所有工程量。BIM技術團隊可以在現場安裝攝像頭，實時監控項目并收集數據，避免出現手動測量錯誤，在減少檢查次數的同時節省資金投入[1]。

第三，我國工程量的計量規則沒有統一標準，給建設項目數據處理帶來不便。例如，有很多選項可以重疊同一組件的相同部分，傳統操作方法工作量大，數據處理不夠精確。使用BIM技術和計算機技術則可以精確處理各種數據信息，減少員工的工作量，提高數據的處理效率和正確率，減少由于數據處理失誤而造成的成本損失。

第四，BIM技術可以計劃可用資源。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材料浪費。使用BIM技術對施工周期、成本等進行預算，通過實時動態監控施工過程，可以形成系統的施工網絡，進而合理分配資源、降低成本。

第五，在施工過程中，由于地質和圖紙設計等問題，很容易出現變更或索賠問題，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技術可自動計算和匯總清算數據，及時生成報告，從而簡化工作量，縮短施工時間，同時保證了計算結果的準確性[2]。

2 項目設計階段成本控制中存在的問題

2.1 成本控制影響因素多

建設項目的成本控制至少要經過概算、預算、結算等階段，每個階段的造價依據均不相同，既是依據項目本身所產生的費用，也要考慮其他各項費用，這對造價人員的專業能力和應用BIM技術的能力要求較高。

2.2 數據傳遞不夠暢通

建設項目中相當數量的風險是由于信息溝通不及時、不暢通、不對等造成的。項目建設相關部門通過互聯網數據組建信息交流平臺，使各平臺之間建立有效對接，通過數據變更達到團隊之間傳遞的有效性和實效性，從而實現精細化管理和成本控制。

2.3 設計和造價功能不能完全對接

在BIM技術推廣之前，我國大部分建設項目已經實現“電算”，即造價人員依據已有項目圖紙，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技術引發的最大變革就是設計人員建立的模型，其本身就包含工程量信息，即參數化建模，如果造價人員能夠直接獲取和使用這個模型，將大大節約造價人員的時間和精力，但這是理想狀態。目前，使用BIM設計軟件的重點仍然是便于設計人員進行項目創作和圖紙生成，BIM設計軟件與國內現有造價軟件的對接存在斷層，也存在設計人員建立的信息完整的模型，由于造價人員對新技術的不適應、不熟練，導致技術更新難以達到成本控制的初衷。

3 BIM技術在成本控制中的應用

3.1 項目設計前期

項目設計前的環節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，增強決策的科學性，為建設單位提供成熟的建設計劃和部署方案。此外，BIM模型庫也為投資估算和概算提供依據，為項目的全方位評估創造條件。項目決策是影響造價的首要因素，其促使項目建設企業要積極主動地應用BIM技術，建立科學有效的BIM模型庫[3]。

3.2 項目設計階段

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

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

正向設計借助BIM技術展現建筑設計圖形，從設計的第一步開始落實BIM技術的三維可視化設計，設計過程不需要借助CAD圖紙，最終的設計成果直接從BIM設計軟件（如Revit）中導出并交付使用。正向設計的三維模型中內置的構件信息，可以被其他專業協同設計人員讀取，便于交流和協同設計;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;也可以流轉給造價人員，便于統計工程量，進行預決算和竣工結算。實踐表明，運用BIM技術進行正向設計，同一項目設計耗時要比只采用CAD進行二維設計時多一倍，這無疑會增加設計成本[4]。

實現BIM正向設計，最大的受益方不僅是設計階段，而付出最多的是設計階段。因此，要想激發設計單位進行BIM正向設計的動力，項目各參與方都要在利潤分配上認可并支持設計人員的工作。對于各專業設計人員來說，BIM技術在項目設計階段關注的重點和面臨的問題各不相同。對于結構工程師來說，BIM的信息化和構件的標準化是重點。如果是現澆結構，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繁多，BIM技術對結構設計的便利性則大打折扣。標準化是將零散的數據分類打包，如果裝配式技術得以推廣并大范圍應用，構件的標準化促使結構工程師只需要關注剛度、截面承載力、延性、構件連接等參數，構件的幾何尺寸可以根據構件的剛度直接確定，大大減少了結構設計師的工作量。對于設備工程師來說，雖然現有BIM設計軟件在建模方面比CAD具有明顯優勢，但是很多專業并不適用，在標注方式復雜、聯動性差、出圖方式不完善等方面存在短板。BIM正向設計在設備專業是很難大規模實現的，幾十萬平方米的項目尤其如此，地下室用正向設計的方法出圖，點位太多，BIM設計軟件完全達不到導線橋架的出圖表達要求[5]。

3.3 項目設計后

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

4 結語

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

參考文獻

[1] 張亮，于曉明，陳淵鴻.基于輕量化桌面云技術的BIM系統研究與應用[J].施工技術，2018，47（21）：118-122，148.

[2] 陳桂香，麻倬領，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，2018，47（20）：121-124.

[3] 劉劍興，賴睿智，劉中福，等.基于BIM技術的項目級協同管理平臺應用實踐[J].磚瓦世界，2019（10）：51.

[4] 陳國強.BIM技術在項目設計階段成本控制中的應用探討[J].城市建設理論研究（電子版），2019（9）：123-125.

[5] 徐啟哲，劉赟.加強內部審計質量控制的對策研究[J].山東省青年管理干部學院學報，2009（6）：117-119.