BIM 技術在施工成本控制中的應用研究

洪穎

（蘇州綠原城鄉建設有限公司，江蘇 蘇州 215031）

1 引言

隨著建筑行業的發展和技術的不斷進步，建筑信息模型（Building Information Model，BIM）技術作為一種新型的建筑設計與管理工具，逐漸在建筑領域中得到了廣泛應用[1]。BIM技術以其全面、準確、高效的特點，在建筑項目的各個階段都能提供重要的支持和幫助，包括設計、施工、運營與維護等[2]。在施工過程中，成本控制是至關重要的。有效地控制成本可以降低施工企業的成本，提高企業的競爭力和盈利能力。然而，在建筑施工過程中，成本控制一直是一個非常重要且具有挑戰性的問題。傳統的成本控制方法往往依賴于人工估算和人工跟蹤，容易出現信息不準確、重復勞動和延誤等問題。而BIM 技術的應用為施工成本控制提供了全新的思路和方法[3]。基于此，研究提出BIM 技術在施工成本控制中的應用分析，并構建基于BIM5D 模型數據庫的成本控制體系，期望提升各單位協同工作的效率，降低施工各階段的成本造價。

2 BIM 技術在施工成本控制中應用的現狀

目前，BIM 技術在我國工程項目中的應用大多處于設計階段，因此，其應用推廣仍有待加強。但BIM 技術應用的推廣還存在多方面的阻礙，主要表現在以下方面：（1）學習成本高，BIM 技術對計算機硬件的要求高，資金不足的中小企業難以更新合適的硬件設施；（2）BIM 技術人才缺乏，BIM 技術人才的培養需要大量的時間和精力，同時，BIM 技術專業人才需要掌握堅實的理論基礎和豐富的實踐經驗，并且擁有良好的協調和決策管理能力，多方面的原因導致BIM 技術專業人才的缺乏；（3）相關信息集成軟件的缺乏，項目各階段的數據和資料的數量較大，包括項目的前期設計、招標、工程合同和進度計算等，導致BIM 技術應用困難。

綜上，BIM 技術的推廣和應用需要加強專業人才的培養，同時增強建設單位的信息建設意識，重視企業信息數字化建設，提升企業軟硬件設備，構建完備的規范和體制和專業的BIM 應用團隊。

3 BIM 技術在施工階段成本控制中的應用

工程項目的成本控制影響項目的收益，從項目的招標到竣工階段都離不開工程成本控制。成本控制需要考慮項目不同階段的特點，在施工階段，需要根據施工內容和進度等對資源進行合理安排，將成本控制落實到每項工作。

在施工前期準備階段，通過應用BIM 技術的可視化和可優化等功能，可以共享各專業的施工信息，并且BIM 技術的設計圖為三維圖紙，便于技術人員和施工人員理解，能夠減少信息傳遞錯誤，從而提高施工效率和準確度；三維可視化BIM 模型能夠對施工過程進行模擬分析，提高施工的可行性，進一步提高預算編制的準確性；招標和評標確定后，進入合同簽訂階段，三維可視化BIM 模型的準確性和數據傳遞效率能夠促進各參建方的溝通，盡量避免合作過程中的風險；應用BIM 技術的三維可視化功能，可以保證施工進度和質量達到預期標準，進一步提升成本控制的效果；BIM 技術能夠將施工進度和三維模型進行關聯，提高工程進度和資源安排的合理性。

施工階段成本控制中，BIM 技術的優勢是直觀、準確，通過數據庫模型與進度計劃、成本計算的聯系，實現動態且多維度的成本控制，具體體現在成本跟蹤、資源優化配置、方案優化以及成本分析方面。BIM5D 數據平臺可以對不同的施工合同進行分解，檢測不同施工節點的成本，保證合同條目的規范性和數據清晰合理；BIM5D 數據平臺通過模擬施工過程，結合預算定額和軟件分析，可以自動計算出資源的用量和成本，用以指導施工現場管理；BIM 技術下的專業模型數據集成和虛擬施工過程能夠實現傳統施工方案的優化，向技術人員直觀地展示施工中的問題和矛盾，并提供合理的優化建議，降低施工返工發生的概率，進一步降低施工的成本；成本分析時，BIM5D 信息模型能夠根據月報量和計劃進度計算出相應范圍內的工程量，以及簽證、變更和索賠的結算值，提高結算過程的清晰度和工作效率。

施工竣工結算階段，傳統的竣工整理和審核工作十分煩瑣，造成的施工信息遺失或錯誤會影響項目的收益。BIM 數據平臺通過信息的整合，各個結算信息的錄入等，有助于施工信息資料獲取，減小了審核的難度，縮短了審核時間，提高了結算審核工作的效率。BIM 技術下的項目工程量可由軟件自動計算，各個階段技術人員輸入的信息數據與工程量相關聯，竣工階段的工作量審核效率也因此提高。BIM 數據庫的來源是施工各個階段的數據集成，有助于提升竣工結算的準確性，減少竣工結算的時間，以實現竣工階段工作效率的整體提升。

4 基于BIM5D 模型數據庫的成本控制體系構建

BIM 模型中引入施工進度計劃便形成BIM4D 模型，用以實現虛擬施工和進度的管理，其優勢是可以直觀展示施工工序及時間節點，有助于隱蔽問題的發現和進度計劃的優化。BIM 模型中加入關聯施工進度和成本信息，便形成BIM5D 模型，有助于技術人員對實際成本的把握，判斷成本的超支情況，將成本和進度緊密結合，提高成本控制的科學直觀性。BIM5D 成本模型集成如圖1 所示。

圖1 BIM5D 成本模型集成

BIM5D 成本模型集成包含模型的導入和調整，預算文件的關聯等，用以累計各施工階段的工作量，比較實際消耗與預算之間的差別，為實際成本控制提供數據支持。BIM5D 模型數據庫包含模型信息，以及進度和成本信息，同時涵蓋項目管理和質量安全等相關信息，信息之間的關聯能夠提高施工管理的效率。BIM 技術、掙得值法以及循環方法結合后，可以利用工作分解結構構建目標成本，同時完成各級目標和計劃的關聯，工作分解結構的實行基礎是建筑工程量清單，通過模型數據的導入和施工模擬，可以實現動態成本監控。施工前可計算出項目預算成本，施工過程中計算出實際成本，結合實際的進度進行實時調整，以及各時間節點的成本檢查和偏差分析，以此形成基于BIM5D 模型數據庫的成本控制體系。

5 基于BIM 技術的成本控制應用實例

5.1 項目概況

某市的農貿市場項目，建筑總面積為17 640 m2，占地面積為4 804 m2，建筑層數為地上5 層、地下2 層，其功能是農貿市場、商業配套和社區醫療等相關服務用房。建筑總高度為24 m，采用框架型建筑結構，抗震等級為7 度，耐火等級為二級，預期使用年限為50 年，項目總投資22 000 萬元。

項目重難點包含5 個方面：其一是建設工程質量要求高，該項目被選為該市的重點建設項目，作為農貿市場的地標建筑；其二是施工現場總平面布置難度大，該項目離周邊居民樓和軌道交通較近，現場施工場地受到限制，大型設備的布置和進出困難較大，不合理的布置會帶來許多隱患；其三是設備管線多且系統配置復雜，農貿市場不同業態功能需求多樣化，不同設備的管線布置和預留孔需要滿足后期安裝的需求，避免返工帶來的經濟損失；其四是各參建單位多以及協調管理難度較大，工程承包土建、安裝和市政景觀等多個方向，各專業人員在現場施工的穿插增加了安全施工和管理的難度；其五是綠色環保要求高，施工現場的揚塵、噪聲和廢氣水等處理需要滿足環保要求。

5.2 基于BIM5D 數據平臺的成本控制體系應用

該項目的三維模型在設計階段已經構建完成，技術人員在此基礎上對BIM5D 數據平臺進行搭建，以滿足項目施工管理的需求，實現成本控制。各部件的空間關系通過BIM 模型進行展示，為設計、監理、造價、施工人員的優化調整提供便利。BIM5D 數據平臺在三維模型的基礎上關聯進度和成本數據，以實現物資、圖紙、質量和安全等信息的實時監控，結合模型數據的更新，減少設計的變更，達到縮短工期和成本控制的效果。工程數據通過BIM5D 數據平臺實現實時監控和統計，結合施工計劃的模擬，避免偏差的出現，實時施工成本資金曲線如圖2 所示。

圖2 實時施工成本資金曲線

圖2 中，實時施工成本資金曲線是用來展示實際的施工成本支出情況，而在1～20 周的時間段內，由于前期準備工作和施工活動需要一段緩沖期，因此，沒有產生實際的施工成本支出，所以，在曲線中未提供這部分時間段的數據。實時施工成本記錄周期為1 周，通過施工成本的實時檢測以及計劃成本，可以計算出施工過程中的超支和盈余情況。可以看到BIM5D 數據平臺下，項目施工成本得到有效控制，成本盈余在200～400 萬元區間內浮動，說明BIM5D 數據平臺下的成本控制效果較好。

6 結語

BIM 技術應用下，大型建筑以及復雜建筑的信息傳遞和資源整合，有助于施工成本的控制。BIM 技術的特點是可視化和可優化等，BIM 技術下的成本控制有助于施工各個階段的造價控制，將進度成本和三維模型進行關聯，提高工程進度和資源安排的合理性。BIM5D 信息模型能夠根據月報量和計劃進度，計算出相應范圍內的工程量，以及簽證、變更和索賠的結算值，提高結算過程的清晰度和工作效率。BIM 數據庫的來源是施工各個階段的數據集成，有助于提升竣工結算的準確性，減少竣工結算的時間。工程數據通過BIM5D 數據平臺實現實時監控和統計。項目分析中可見，成本盈余在200～400 萬元區間內浮動，說明BIM5D 數據平臺下的成本控制效果較好。