建筑工程成本控制中BIM 技術的運用

朱孝楷

（青島華瀾發展集團有限公司，山東 青島 266000）

0 引言

對于建筑工程而言，施工管理過程較為復雜，具有系統性的特點，且施工管理成效與施工成本相關，決定著工程參與方的經濟效益。然而一直以來，我國建筑行業對施工成本的控制效果較差，其根本原因在于技術落后，而在施工成本控制中引用BIM 技術，可基于建筑信息的共享實現精細化管控施工成本，從而提高工程經濟效益。現階段，BIM 技術已廣泛應用于建筑工程項目中，在信息化發展背景下，相關行業人員有必要深入探究這項技術的應用，以推動行業發展。

1 BIM 技術概述

BIM 技術屬于建筑信息模型技術，基于BIM 技術構建的建筑信息模型，涵蓋所有建筑信息與參數，其可通過三維數字方式管理建筑信息數據庫，從而實現建筑工程模型化。BIM 技術具有諸多優勢，包括造價精準性、造價協調性、造價模擬性以及造價可視化等。其中，造價精準主要體現在基于BIM 技術的四維模型構建上，通過這一模型可直觀展示并管理工程量與材料等，從而顯著提高施工管理水平，保證預算精準度。造價協調性主要體現于基于模型構建高效解決工程參數之間的矛盾，從而避免變動工程設計方案，提高工程施工效率。造價模擬性主要體現在基于時間維度構建三維模型來描述立體事物，并應用四維形式對工程施工過程予以模擬，從而保障施工順利開展，對施工進度進行有效控制。造價可視化主要體現在基于BIM 技術將工程施工流程與細節直觀呈現出來。

現階段，BIM 技術在我國建筑行業已得到認可并廣泛應用，基于BIM 技術構建的建筑模型可存儲工程設施尺寸、材料使用以及施工過程的所有信息，并通過模型之間的關聯性，對構件存在的問題進行自動檢測，實現信息共享，避免信息孤島問題的出現，保證工程各參與方信息的順暢流通，從而提高施工成本管理水平。基于BIM 技術的多專業軟件，如圖1 所示，可通過協同作業集合、分析大量建筑數據，進而實現資源的合理配置、施工工序的優化，達到控制施工成本的目的[1]。

圖1 BIM 技術核心軟件

2 BIM 技術在建筑工程成本控制中的應用分析

2.1 工程決策階段

在建筑工程成本控制中，BIM 技術的應用主要是在構建三維模型的基礎上，利用成本與時間數據的優勢，建立五維信息模型。基于此，在建筑工程施工決策環節，可應用BIM 模型預先模擬建筑工程項目施工，進而了解施工成本的具體信息，為工程決策提供數據支撐。通過虛擬方式對比工程施工方案，在相同條件下合理分配資源，可達到優化工程決策的目的，進而科學計價。實際上，BIM 屬于建筑工程的數字標識，可對建筑相關數據進行有效存儲，從而在工程施工全過程操作、轉換數據信息。通常情況下，工程各參與方在決策階段需要簽署各種合同文件，而基于BIM 技術實現工程可視化，可幫助各參與方深入了解工程情況。一方面，BIM技術可快速進行工程核量，不僅能縮短簽署合同文件的時間，還能有效提高商務標成標率；另一方面，在簽署合同文件時，基于BIM 技術可完成數據庫的搭建，以精準顯示工程各階段的施工量與需要的進度款等，便于工程責任主體在工程決策階段對施工成本予以控制。

2.2 工程設計階段

在工程決策階段明確施工目標后，需要對工程整體進行設計，具體在于以建筑工程為對象、以施工目標為基準開展工程編制，以此設計針對工程施工的指導文件。在工程設計階段，相關設計人員需要在分析工程特點與工程合同要求的基礎上，設計工程施工方案，合理調配工程施工中的設備材料、人員資金，選擇合適的施工方法，明確施工時間與空間安排，并保證方案具有較強實用性且經濟合理。對于工程項目而言，工程設計階段較為重要，設計本質上是對工程施工的安排，屬于以實現工程各參與方共同目標為目的的保障手段。通常情況下，建筑工程存在一定差異性，且其施工具有一次性特點，在以往工程設計中，往往習慣參照過去經驗，缺少精準的數據作為支撐，在工程施工開始前也不會預先模擬，所以在工程施工環節經常出現諸多問題，特別是在成本管理中存在較多不足之處，這說明工程設計的重要性。而基于BIM 技術的應用，在工程施工設計與部署階段可實現三維可視化，便于工程參與方在施工開始前處理可能出現的問題，防止后續整改、返工，進而對施工成本予以有效控制。同時，利用BIM 技術構建信息平臺可實現工程信息的共享，保證信息順暢流通，便于工程各責任主體在探討與審核后確定終版設計方案，防止由于人為失誤導致成本增加現象。應用BIM 技術，可通過圖片、動畫的形式對工程施工進行模擬（圖2），快速反饋其中存在的問題，并合理設計施工方案，基于數字施工對實際工程施工加以指導，優化施工工序，可有效控制施工成本[2]。

圖2 基于BIM 技術的施工排磚模擬

2.3 工程施工階段

2.3.1 復核工程量

在工程施工過程中，應用BIM 技術控制成本，重點在于精準復核工程量。BIM 模型具有信息完備性優勢，其結合工程量算法，利用基于BIM 技術的工程量計算軟件，可有效提高結果精準性。而在這一過程中，需要準確記錄模型內構件的相關信息，便于一鍵獲得正確的計算數據。同時，BIM 技術的可視化功能，還可防止漏項問題的發生。例如，在混凝土計算時將相關信息提前輸入其中，基于BIM 技術的應用，可對信息數據進行有效辨別，結合系統計算規則對混凝土相關工程量進行計算，并依據混凝土特性與構件種類，自動劃分工程量類型。使用BIM 技術復核工程量，不僅能顯著提高復核效率，還能確保復核結果準確，使復核過程變得更為智能，便于工程參與方對施工成本予以精準分析。

2.3.2 分析工程偏差

在工程施工成本控制中，工程偏差分析屬于延續工作。基于BIM 技術的五維優勢，可全面分析施工進度偏差、成本控制偏差出現的原因以及工程整體盈虧情況，從而進一步增強對施工成本的控制效果。BIM 技術的五維功能可通過IDE 維度將成本控制細化為分項、構件以及不同專業，便于掌握工程施工中可能出現的成本超支問題，并從源頭上分析問題成因，指出工程施工成本管理的難點，以動態方式對成本進行控制。

2.3.3 對比成本數據

在工程施工過程中，通常需要結合施工進度開展核量、報價等工作，這一過程往往涉及施工成本數據的匯總與對比。以往工程施工階段主要應用二維平面圖紙比對成本數據，這要求相關人員具有較高專業水平，由于信息僅可從平面圖紙中獲取，因而對比成本數據的難度較大。但基于BIM 技術的應用，可實現五維數據庫的構建，能精準記錄工程施工各環節的全部信息，便于相關人員快速獲取對比成本數據時需要的有用信息，不僅能有效保證對比效率，還能提高分析結果的精準性。

2.3.4 工程變更

應用BIM 技術處理工程變更，需要確保成本信息的完整、全面，以此精細化管理成本控制。而為實現這一目的，在工程施工開始前，應通過模型構建，在BIM模型中導入二維圖紙上的信息，并建立對應的五維數據庫，設置獨立的工程變更模塊，實現對工程變更過程可能出現問題的有效解決，以此進行成本控制。例如，在工程施工中出現變更后，相關人員需要采集數據信息并上傳數據庫內，進而自動更新BIM 五維模型，這種方式可控制工程變更對成本造成的影響[3]。

2.4 工程竣工階段

在工程全生命周期中，竣工階段屬于對總成本予以確定的關鍵時期，尤其在以往工程成本控制過程，竣工階段始終是難點環節，相關人員需要利用二維平面圖紙計算施工各環節的成本數據，從而確定工程總成本，整體工作量龐大，不僅需要消耗大量計算時間，且由于人為因素極易導致計算結果失準，待計算完成后也需要對總成本數據進行反復核算。此外，以二維平面圖紙形式計算較為復雜，如果保存不當出現圖紙丟失問題，會為工程帶來嚴重影響[4]。所以在建筑行業快速發展的背景下，BIM 技術廣泛應用于竣工成本結算中，通過數字化信息模型，能以三維形式明確顯示存有問題的信息，并在五維數據庫中迅速獲得有用的數據，實現對數據的自動計算，以此獲得工程總成本。

3 BIM 技術在建筑工程成本控制中的應用實例

3.1 工程概括

本工程屬于綜合樓建筑，建筑高度為108m，占地面積與建筑面積分別為2 萬m2、5.1 萬m2。其中，地上設有23 層，地下設有1 層，地上還建有3 層裙房，建筑整體使用核心筒結構框架。本工程參與方較多，且對工程設計提出較高要求，建筑管線布設較為復雜，涉及大量協調工作，如果應用以往施工管理方法難以滿足要求，較易出現施工延誤情況，從而加大施工成本支出，所以本工程決定應用BIM 技術來管理施工。

3.2 組織架構

本工程施工管理引用BIM 技術，具體組織架構如下圖3 所示。通過BIM 協調員與項目部聯系人的設置，強化溝通效果。本工程主要使用魯班軟件實現對BIM技術應用框架的搭建，進而建立PDS 系統，在BIM 模型中導入全部工程信息與造價數據，以此構建基礎數據庫。

圖3 本工程項目組織架構

3.3 成本控制

3.3.1 工程信息關聯

PDS 系統會將工程信息全面記錄于基礎數據庫中，便于相關人員獲取與工作相關聯的資料數據，結合施工環節的簽證單、工程變更單、技術核定單等，對PDS系統中的BIM 模型進行動態更新，以確保數據精準。

3.3.2 工程預算統計

依據工程CAD 圖紙構建BIM 模型，進而實現概預算模型數據的建立。基于此，在數據庫中設定施工相關參數，可得到工程進度、工程量、施工成本信息，以此制定成本控制方案，并通過預警指標的設置，對施工成本進行管控。在應用BIM 模型反查構件的基礎上，運用基礎數據庫對參數區域予以明確，從而實現框圖出價，以此為依據審核、確定進度款。

3.3.3 材料過程控制

本工程基于基礎數據庫對實物量、材料消耗量等進行快速拆分，并對土建工程量、鋼筋工程量以及工程造價予以自動統計。結合不同層、不同構件、不同鋼筋型號等對工程量統計加以劃分，基于此，合理制定工程采購計劃，設定領料標準，以嚴格控制施工材料使用情況，避免浪費[5]。

3.4 成效分析

在明確工程量、工程造價結算控制線的基礎上，以不同分區、不同施工階段以及不同時間段的方式對數據進行統計，并實行三算對比，防止少算、錯算、漏算問題的發生。通過構件數據開展多專業碰撞檢查，發揮可視化功能對工程進度予以優化，降低施工過程中不必要的資源損耗。本工程基于BIM 技術的應用管理進出庫施工材料，通過指導采購、控制領料、優化下料的途徑，有效管控材料使用。

4 結語

在工程施工中應用BIM 技術，可顯著提高工程成本管理效率，并基于準確數據支撐成本控制工作的開展。本文重點分析BIM 技術在建筑工程決策階段、設計階段、施工階段以及竣工階段的具體應用，并以實際工程為例探究基于BIM 技術的成本控制方法，進而通過成效分析，得到這項技術可有效控制施工成本的結論。總之，基于BIM 技術的應用，可提高工程經濟效益，促進建筑行業發展。