基于BIM技術的市政工程造價控制研究

管亞超

摘要：為了保證市政工程造價控制水平，本文首先總結了BIM技術在市政工程造價控制中的應用優勢，其次從安全性、功能適用性、可操作性等方面探討了常用的BIM技術軟件的特點。最后結合全生命周期造價管理理念，探討了BIM技術在市政工程投資規劃、設計、招投標、施工等階段造價控制中的具體應用，研究成果可為類似的市政工程造價控制提供科學的理論指導。

關鍵詞：BIM技術；造價軟件；全生命周期；造價控制

DOI：10.12433/zgkjtz.20232349

隨著城市化進程的持續推進，市政工程的建設規模不斷擴大，投資額不斷增加，項目復雜程度不斷提高，對建設質量的要求也更加嚴格。造價管理是市政工程項目管理的關鍵工作，其管理方法的優劣直接影響著項目的整體收益。如果對市政工程的造價控制不當，很容易出現“概算超估算、預算超概算、決算超預算”的問題。如何全方面、多層次地控制市政工程造價，已經成為各參建單位需要解決的關鍵問題 。因此，需要采用更加科學的手段提高造價控制效率和控制水平。國內外很多學者和工程技術人員開始重視BIM技術在市政工程造價控制中的應用，并取得了許多先進成果。但是，BIM技術在國內市政工程領域的應用起步較晚，相關理論尚不完善，缺乏統一的BIM技術規范指導市政工程造價文件的編制。因此，基于BIM技術進一步研究市政工程全生命周期的造價控制具有十分重要的意義。

一、BIM技術在市政工程造價中的應用優勢

（一）市政工程造價特點

市政工程是指建設在城市市區、鄉鎮等范圍內的各種建筑物、構筑物及設備，其造價控制難度大。市政工程造價具有以下特點：其一，復雜性。市政工程造價編制涉及的專業多，如道路橋梁工程、給排水工程、照明工程、綠化工程等，不同專業采用的計價規范和組價習慣不完全相同，導致各專業分部分項目工程的單價不同；其二，動態變化。市政工程建設周期一般較長，從設計圖紙交付到正常運營達數年。在此期間，人工、材料、機械等費用可能發生較大波動，從而影響工程造價。

（二）BIM技術控制工程造價的優勢

目前，市政工程采取靜態與動態相結合的造價管理模式，即各地區分別按其社會平均成本價格和平均勞動效率編制工程預算定額和消耗量指標，然后按月份或季度發布指導價。這種粗放式的管理模式，在市政工程中的適用性較差 。建筑信息模型（ Building Information Modeling，簡稱BIM技術）的出現，對提高市政工程的造價控制水平作出了巨大貢獻。BIM技術不單純指某一個設計軟件，而是以建模軟件為核心，多種軟件交互協作，如圖1所示。

BIM技術在市政工程造價控制中的優勢主要體現在以下幾方面：

1.造價數據共享

市政工程造價數據一般以Excel表格、Word文檔等為載體，在各專業人員之間傳遞。而市政工程建設期間，會積累大量的造價數據，給文件傳遞帶來了很大困難。BIM技術可以三維模型為載體，將項目的所有造價數據集成在一個數據庫中，項目各參建方實時查閱、更新、共享項目數據，以避免同一信息重復處理，減少信息傳遞過程中的誤差，大幅提高工作效率。

對于企業而言，如果把曾參與的各個項目的造價指標分類集成在BIM數據庫中，造價人員在編制新項目的造價文件時，可快速調取相似工程的指標，大幅節約造價文件編制時間。

2.工程量統計

廣聯達、魯班、清華斯維爾等軟件雖然能直接套取定額并計算工程造價，但相關工程量統計仍需人工參與。設計人員在面對日益復雜的市政項目時，統計的工程量可能會出現缺項、漏項等問題，甚至有數量級的誤差，這都會對造價控制產生不利影響。

在BIM技術模型中，可以給各個工程構件賦予物理及幾何屬性，自動完成工程量統計，并將統計結果導入造價軟件，從而使工程量與成本數據庫關聯，提高工程造價的準確性。

3.合理配置資源

市政工程施工時，技術人員只能根據經驗先對工程量初步估算，再分配人員、材料、機械等，具有較大的主觀性。而BIM模型則可以融入時間和成本因素，將造價控制定量化，以便合理制定資源計劃、配置資源。

二、BIM造價控制軟件比選

國外的BIM造價軟件（如Visual Estimating）已得到廣泛使用并取得了良好效果，但其工程量計算規則、施工方法等與國內差異較大，軟件中的很多參數無法直接應用。鑒于此，國內開發了廣聯達、清華斯維爾、魯班等造價軟件，不同造價軟件特性不同。造價人員應對各個軟件的安全性、功能適用性、可操作性等進行深入了解，再結合項目的具體特點選擇合適的造價控制軟件。

（一）安全性

廣聯達、清華斯維爾、魯班都有自動備份數據的功能，可避免意外條件下造價數據丟失。清華斯維爾和魯班的算量和計價軟件均有加密功能，廣聯達只有計價軟件能加密，存在一定的風險。從安全性分析，廣聯達軟件略差。

（二）功能適用性

各個軟件都在造價功能的基礎上，開發了獨具特色的功能，比如：廣聯達能對比檢查投標清單與招標清單的數據，錯誤的地方可修改，在很大程度上提高了投標效率；清華斯維爾算量軟件能把鋼筋和工程量整合在一起，并直接輸出鋼筋施工圖；魯班具有反查功能，當計價軟件和算量軟件對某構件的計算結果不一致時，能反查出構件在圖紙上的具體位置。

（三）可操作性

BIM造價軟件要想得到推廣應用，不僅要具備相應的功能，還要便于使用者學習和操作。廣聯達的操作界面簡單，但功能分區不明確；清華斯維爾能實現多任務切換功能，可同時操作多個項目；魯班在其操作界面布置了切換命令，用戶點擊后，可與CAD界面實時切換。同時，魯班還有線上服務功能，用戶在使用過程中遇到任何問題，可快速與專業人士溝通。從可操作性分析，魯班軟件最優秀。綜上，不同BIM造價軟件的歸納見表1。

三、BIM技術在市政工程造價控制中的應用

本文將市政工程全生命周期造價管理理念與BIM技術相結合，探討BIM技術在市政工程造價控制中的具體應用。

（一）投資決策階段的造價控制

投資規劃階段的造價控制是市政項目全生命周期造價控制的開始，是確保工程造價整體可控的前提。造價工程師在本階段的任務，是協助設計人員編寫項目建議書和可行性研究報告，編制投資估算文件。其中，最重要的就是投資估算文件，包括建筑安裝工程費、設備及工器具投資、工程建設其他費用、預備費以及貸款利息等。在投資規劃階段，依靠BIM技術可快速確定投資估算和投資方案，加快投資決策工作的推進。

1.基于BIM技術的投資估算

市政工程造價收集局限于Excel表格、Word文檔、PDF圖紙等格式，數據不易被查詢和共享，而BIM數據庫則可以對大量市政工程的歷史造價數據分類保存。造價人員在編寫投資估算文件時，可從BIM數據庫中篩選與擬建工程相似度高的BIM模型，快速完成工程造價估算工作，使擬建項目投資估算更接近實際。

2.基于BIM技術的投資方案

對多個投資方案進行造價比選，要考慮的影響因素較多。人工比選容易帶有主觀性和片面性，且比選速度慢，耗費時間長，無法保證比選結果完全準確。而利用BIM軟件，則可以建立不同技術方案的3D模型，并詳細展示其材料信息、施工方案、工程量信息、造價信息等。同時，通過BIM技術的5D模型（3D+工期+成本）模擬擬建項目的施工情況，實時反饋項目施工進度和成本，讓業主確定投資方案時有據可依，使投資決策結果更加科學。

（二）設計階段的造價控制

設計階段的主要工作是對投資決策階段的方案進行優化，并繪制圖紙用于工程施工。因此，市政工程圖紙的設計質量對造價控制起著決定性作用。利用BIM技術提升市政工程設計質量有兩種途徑：第一，直接利用BIM軟件設計；第二，將二維平面設計成果導入BIM軟件協同設計。

1.基于BIM技術的設計方案模擬

傳統的市政工程設計方案都是以平、立、剖面圖來表達，這對于簡單的項目是有效的。但隨著市政項目向集成化、規模化的方向發展，利用二維圖紙將設計方案展示給施工方時，可能產生誤讀，導致實際施工方案與設計方案不一致，造成大量設計變更，延誤工程進度，也使得工程造價不可控。引入BIM技術則可以很好地解決這一問題。BIM技術對工程中的每個構件建立3D可視化模型，使設計方案更加直觀，便于施工方讀懂圖紙。

2.基于BIM技術的協同設計

市政工程設計涉及的專業多，需要按主體和附屬專業分別設計，且設計周期長，各專業溝通不多，需要總體專業反復協調。BIM技術建模屬于參數化建模，各專業可以同時設計，實時協調，大大提高了不同專業設計人員的溝通效率，避免圖紙被反復修改。同時，業主方也能通過BIM平臺調取設計信息，對設計方案的深度、進度進行管控。

3.基于BIM技術的碰撞檢查

市政工程中的碰撞檢查有“硬碰撞”（不同構件間的直接碰撞）與“軟碰撞”（構件間距小于規范值）兩種，利用碰撞結果，可全方位消除構件沖突、設計錯誤等問題。相關研究表明，利用BIM技術對工程進行碰撞檢查，可消除約30%的設計變更，從而更好地控制工程造價。

（三）招投標階段的造價控制

市政工程一般是將造價人員編制的工程量清單作為項目招投標的計價依據。而工程量清單的編制時間長，耗費招投標雙方造價人員大量精力。利用BIM技術可以將設計模型轉換為算量模型，造價人員從模型中直接提取工程量并套定額，得出準確的工程量清單，在很大程度上降低漏量或重復計量的情況，使造價人員能投入更多的精力到分部分項工程指標分析、造價風險分析等方面。

（四）施工階段的造價控制

施工階段是市政項目由設計圖紙向實體轉化的階段，工序復雜且繁瑣，人員、材料、機械等消耗量大，需要投入的資金多，加強施工階段的造價控制很有必要。

1.基于BIM技術的造價預測

市政工程施工周期較長，工程所需的材料和人員價格受市場和政策影響。如果材料和人員單價波動較大，則難以對工程整體造價進行控制。BIM三維模型可以加上時間維度和成本維度，形成BIM 5D模型，將施工期間的各種不利因素考慮在內，預測工程造價的變化趨勢，以提升市政工程在施工階段的造價管理質量。

2.基于BIM技術的成本管理

雖然設計階段已經應用BIM技術對工程進行碰撞檢查，減少了工程變更。但是，現場施工環境復雜，不可預見的影響因素較多。一旦發生工程變更，施工單位不必再走繁瑣的變更申報流程，利用BIM技術將發生變更的原因、變更建議方案等上傳至BIM協同平臺。隨后，設計單位也會將變更后的圖紙和工程造價上傳至該平臺，以減少變更成本，節省施工工期。

四、結束語

本文分析了BIM技術在市政工程造價控制中的應用優勢、常用BIM造價軟件的特點，并探討了BIM技術在市政工程全生命周期造價控制中的實現方法，主要得到以下幾方面的結論：一是在市政工程造價控制中應用BIM技術，可實現造價數據共享、工程量快速統計、合理配置施工資源等功能；二是國外的BIM造價軟件在國內的使用性較差，建議從安全性、功能適用性、可操作性等方面對國內的BIM造價軟件進行綜合比選，再結合項目的具體特點選擇；三是BIM技術可融入全生命周期造價控制理念，對市政工程在投資決策、設計、招投標、施工階段的造價進行全方位、多層次的控制。

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