基于BIM技术的变电站成本控制及实现方法探讨

张颖

摘 要：变电站三维数字化设计是随着计算机技术的不断进步，随着人们对提高生产效率的迫切需求下产生的新鲜事物。将三维数字化设计与变电站工程造价控制相结合，提高变电站工程造价管理的质量与效率，是随着科技的进步，技经工作的一个新视角。本文着重探讨了基于BIM技术的三维数字化设计应用于变电站工程造价管理的意义和可实现性，进一步提出了实现的方法。

关键词：天BIM；成本控制；三维数字化设计

1 引言

一个变电站建设工程成功与否，其关键因素是信息在各方之间交换的有效性和效率，因此工程项目全生命周期内项目信息的建立、管理和共享是变电站全生命周期管理的重点工作。BIM的应用是一次飞跃，将传统图形化（2D）变为建筑信息模型化（3D），这无疑将会大幅度提高项目内信息共享的有效性和效率，最终实现变电站建设的集成管理。BIM技术在变电站设计中已经比较普遍，但应用于成本控制，却是目前新的领域。许多软件公司进行了尝试与开发，目前尚未有成熟的软件问世。

2 建筑信息模型（BIM-Building Information Modeling）

虽然，主流的造价软件都已兼容3D技术，但是使用中依然有诸多不足：利用设计信息的效率较低，缺少设计信息与造价转化的程序；造价与建筑构件之间关系表示不清晰，设计与造价专业间的接口缺少统一的规范的定义；施工图预算以手工及EXCEL算量为主，精确度不高，人为造成的误差较大。BIM技术的应用为上述问题的解决提供了可能。

BIM是智能化的造价程序，它基于三维数字技术，面向对象，将各类相关信息集成在内，是一个建筑设施的数字化表示。

目前，BIM技术在普通工民建的造价管理中已经有了初步的尝试，但在电力工程造价领域，由于其特殊的计算规则，复杂的专业知识还缺乏有益的尝试。

3 基于BIM 技术的三维数字化设计在变电站成本控制中的探讨

应用于变电站成本控制，BIM尤其独有优势“更快速，更准确，更灵活”。其采用的自动化算量方法可以快速给出造价，这非常有利于项目前期阶段的成本控制；其成本计算过程自动进行，可以避免人为失误的干扰；尤其可更好应对设计变更，可以快速准确的反应成本对设计变化的响应，更便于从经济性角度优化设计方案。

BIM技术已经在变电站设计中开始应用，并显现了不错的效果。目前应用于变电站设计的Bentley-Substation，是一种基于BIM技术的专门应用于变电站设计的三维数字化设计软件。随着能源需求量的飙升以及每年输电量达到数亿千瓦时，对配有日益复杂的监控和通信系统的新建变电站和改造变电站的需求也在迫使变电站提高设计效率。基于BIM技术的Bentley Substation 能使变电站设计速度加快高达30%，减少错误和返工加快可研估算到运营的项目可交付成果的周转。

但Bentley-Substation存在的缺陷就是还没能充分发挥BIM强大的工程信息共享平台的功能更好的实现变电站的全寿命管理，目前仅局限于变电站工程的初步设计，没有使设计与造价管理、工程进度控制达到完美结合，在施工图阶段，对于成本控制的应用尚有很大的开发空间。

将设计，进度和造价融为一体，并以三维视图的形式展现出来这一概念模型最早由Jan Tulke 与Jochen Hanff提出，其概念参见下图（图1）

由上图可知，BIM仅仅为模型提供了工程几何参数，而要靠工程组件实现设计与造价&进度的集成管理。

Bentley-Substation已经实现BIM建模的基本功能。如何在短期内将三维数字化设计软件中的BIM技术应用于造价控制，同时对将三维数字化设计软件的造价管理功能逐步完善提出以下三个设想：

（1） 依靠应用程序接口（API）连接 BIM软件和成本预算软件。通过API接口，将BIM软件中的工程量信息导入到造价软件中。工程师结合其他信息后，可以开始计算造价，从而实现变电站建设工程的计量与计价。与此同时，设计师可以根据计价结果，来反过来优化设计。设计与造价之间可以迅速转化，达到价值工程的最优化要求。目前的Bentley-Substation和各种计价软件缺少的就是一个有共同值定义的接口。

此种方式对软件开发商的要求较高，需要软件工程师同时与设计人员和成本控制人员进行充分的沟通，深入了解其需求。

（2）利用ODBC （ Open Database Connectivity）接口技术，使得BIM与开放式数据库之间可以进行信息交换，不同于API的是，这种方法要求造价工程师对BIM数据库有清晰的了解，可以从数据库中提取需要的信息，进行造价管理。在目前BIM技术应用于变电站成本控制的初级阶段，对于软件开发商的要求较低，比较容易实现。

相对而言，这种方式对造价师的要求较高，需要既有一定数据库知识又有丰富造价管理经验的综合型成本控制人员。人为因素较高，造价师数据提取的精度不同，对造价的控制会产生较大的影响。同时耗费较多的时间成本和人力成本。

（3）生成数字报表。BIM的具有自动算量的基本功能。BIM用数据库编辑项目基本数据，加工整理后导出各种所需的信息。在数学建模中直接展现出不同角度的平面图、立面图、剖面图、甚至三维效果图等，同时以报表的形式导出符合需要的非图形信息，例如工程量清单等，此类信息可以通过表格的形式来表现，对工程模型的进行修改都会同步、准确、全面地反映在这些表格中。可以更轻松导出各种图形和非图形数据，如工程量清单、三维效果图等。

对于变电站工程而言，三维数字化设计软件的土建工程量计算规则和安装工程量统计方法，和造价师工程师的要求有所不同。软件供应商可以修改输出规则，输出符合变电站计量要求的Excel表格。这种方法是目前比较容易实现的一种方法，但其局限在于只能将造价工程师从繁重的工程量计算工作中解脱出来，对于计价、变更管理及造价的动态控制没有太多帮助。

针对目前推行的全寿命周期的造价管理模式，将价值工程的理念，全过程造价管理的思想与BIM技术结合才能真正实现造价的全寿命周期动态管理。

4 小结

基于BIM技术的三维数字化设计程序是实现变电站全寿命周期成本管理的强有力的工具，以上提出的三种设想只是目前可以利用BIM技术提高变电站造价管理效率与质量三种设想。从长远来看要实现变电站全寿命周期成本的动态管理，还是需要造价工程师利用丰富的工作经验与三维数字化设计软件开发商合作，将变电站造价管理所需的信息赋值给BIM模型的工程组件，实现BIM的3D模型与工程造价控制的一体化，更加紧密的结合技术与经济，使设计达到最大优化。

随着三维数字化设计的逐步成熟，三维数字化设计的信息共享的完善，基于BIM模型的三维数字化设计软件将在变电站造价管理中应用范围更加广泛，从可研至竣工决算，从图纸工程量到签证变更的计算，都可以通过软件信息的共享来实现，真正实现变电站成本的全寿命周期动态管理。

虽然变电站的成本控制具有投资大，专业性强的特殊性，对于软件开发企业的要求更高，难度更大。但BIM技术应用于变电站造价管理是成本控制方式中一次革命性变革，对变电站精细化管理产生的实践产生巨大的价值。

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