基于BIM技术的绿色建筑施工成本管理研究

李昊 许竞舟

【摘 要】伴随着我国经济的快速发展，建筑工程的规模逐渐扩大，同时其在工程项目的信息量也随之增加。但是，在整个绿色建筑项目中如何运用信息技术解决有关项目工程信息，合理安排施工工期，最大限度地降低成本，让成本控制在预算范围内，避免人为因素导致工程项目损失和工期延误，这些问题是值得建筑行业研究的课题，通过研究找出可以对整个建筑项目的全面信息进行管理的技术。目前，BIM技术的研究和试用为建筑行业点亮希望。文章分析了BIM技术及其特点，并对BIM技术应用在绿色建筑施工的成本管理方面进行了研究，通过对施工预算、材料、竣工及变更等成本管理工作进行探讨，期望能够为当前的绿色建筑施工的成本管理提供一定的参考或借鉴。

【关键词】BIM技术；绿色建筑；施工；成本管理

【中图分类号】TU723.3 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2017）11-0064-04

我国建筑行业在经济高速发展和社会需求加大的双重压力下，仍有大量大型工程项目不断开工建设，而大型绿色建筑项目所处的地理环境较恶劣，与之附加的各个工程较为复杂，这些情况都要求提高大型绿色建筑项目的工程管理力度和控制施工成本[1]。国外的一些发达国家在这方面采用了一种先进的、科学的工程信息管理理念，即建筑信息模型，简称BIM（Building Information Model）。在国内，BIM技术在部分大型项目的造价、设计、工程管理和施工中有所应用，其技术在实践当中提高了工程施工效率，取得了较好的效果。本文利用BIM技术对绿色建筑工程项目进行全面的管理，包括工程管理和施工成本控制，进而减少施工中的不必要开支，并促进BIM技术在我国工程项目中的广泛应用。

1 BIM技术及特点概述

1.1 BIM技术应用

为了适应社会的发展，建筑领域的发展也趋向于绿色建筑信息化。绿色建筑工程中使用的BIM技术可以全面地管理建筑工程信息，包括建筑前期的设计、筹划，以及建筑过程中的工程管理、施工成本的预算等[2]。此技术在我国工程建设工中并没有发挥很大的作用，也没有大幅度地提高建筑生产力。BIM技术的使用很大程度上是需要在施工现场进行的，如在现场辅助、跟踪、依靠3D扫描技術，并完成自身对此项目的实时更新，不断完善BIM技术模型。BIM技术在绿色建筑领域的应用可以及时地帮助工作人员处理紧急状况，防止工程项目中因人为因素造成财力、物力的损失和资源的浪费，打造绿色的建筑工程，最大限度地控制施工成本，提高工程施工效率。

1.2 BIM技术特点与优势分析

BIM技术的关键组成部分是在施工现场整个施工周期的实况和数据库。这是通过计算机的数字化技术建立的一个数据平台，让数据平台和工程项目在虚拟的建筑信息模型中对接，也就是此工程项目的所有实地信息的数据库。建造绿色工程需要考虑和涉及的因素多，实施起来也较为困难，将所有的信息放在同一个平台共享与交流，在交流的过程中会有参与方产生歧义，这在很大程度上为工程项目管理和节约资源控制成本增加了难度。BIM技术方便了整个工程项目的多方参与方浏览绿色工程的信息，可以真实地将工程施工现场所遇到的问题反映给参与方，可以促进项目的透明化管理和施工成本的调整，为绿色化工程提供便利[3]。图1为BIM成本动态管理平台。

2 BIM技术在绿色建筑施工成本管理中的应用

2.1 工程预算应用

2.1.1 传统工程预算方法的缺陷

工程的预算主要由工程计量和工程计价2个方法组成。利用工程策划图来控制施工过程所需的成本，并且利用图纸中所涉及的工程量进行预算。过去传统工程量计算的方法存在着复杂、善变、不确定和不准确的缺点，负责预计工程量计算的人员需要利用超过总预算时间的80%去完成。又由于各个地区之间地理环境的不同，致使计算的规则有所区别，就需要在不同地区利用不同的计算方法，这就加大了工程计算量。伴随着经济的发展和科技的不断进步，建筑领域产生了很多创新型建筑及大量与众不同的建筑，增加了建筑过程中的复杂性，导致工程量计算的难度呈直线增加。

2.1.2 BIM工程预算方法的优势与应用

BIM预算管理体制出台了具体解决方案，其中包括了四个阶段：第一阶段是BIM参数化模型；第二阶段是建立BIM算量模型；第三阶段是BIM算量分类汇总；第四阶段是建立BIM造价信息模型。

一是建立BIM参数化模型。这个软件包含了大量的工程清单计价规范，具有全国各个地区的定额计价标准，预算时节省了大量的时间，而且保证了计算的准确率。在位于不同省份地区进行预算时，可直接查找并利用当地的计算规则，能够使用计算机三维模式的实体扣除关系进行自动合算，这既节省了时间，又可以提高效率和准确率。BIM是一个建筑工程方面的综合软件，它实现了建筑业数据库的智能化和参数化，而且BIM中的数据是可运算的数据，利用计算机中的这些数据可以自动识别模型中的不同组成部件并进行数量统计，最后得出统计汇总表和预算软件集成数据，同时还可以储存预算的过程及结果以备后续工作再次使用。BIM拥有的以上特点，使得工程量计算变得快捷简单，准确性高，且可以拓展。

二是建立BIM算量模式。BIM的应用及技术在我国还处于较浅的阶段，目前只是将BIM应用到了设计和指导模拟施工阶段，对于评估造价环节还不能利用BIM进行工程量的提取。这其中有3个方面的原因，首先是现阶段设计出来的BIM模型不能够与实际计算所需要的数据相一致，两者之间存在着显著的差异，例如墙角内外搭建手架的设计。其次是在面对复杂系数较高的装饰设计时无法使用。最后是因为内置工程量计算规则与造价所需要的不一致。为了更好地解决这类问题，我国的软件开发商主要采用以下2种方法：一种是预计造价人员利用图纸重新进行模型建立并计算的工程量。此方法存在一定的局限性，尽管它支持二维AutoCAD图纸导入，但是在通常情况下对钢筋核算和精装修核算的识别度不太高。另一种是利用设计出来的BIM模型得出IFC模型，最终将符合BIM的IFC融入BIM当中，增加相应的计价信，并重新按规范设定工程量扣减关系，形成BIM算量模型。

三是建立BIM算量分类的汇总。在綠色建筑工程项目中，依靠人力对同一类构件信息进行汇总是非常烦琐、复杂的工作，其工作量也特别大。但BIM技术可以将各个构件的信息汇总，只要添加构件的尺寸、型号、材质等参数，通过对构建进行三维位置设计并标记，让位置和模型相对应，让计算机进行分类筛选，就可以提高汇总效率，并将一件烦琐的工作变得更简单。工程量自动汇总计算功能可以对不同构件进行信息识别并计算汇总，让这项复杂的工作变得简单、准确、透明。

四是建立BIM造价信息模型。BIM造价信息模型是在工程项目与成本相匹配的计量记价文件上形成的，可简称为CBIM或Cost-BIM。这种模型是以属性信息和项目信息相匹配为依据，把项目清单和对应的定额子项目中确定库中材料的基本价格和损耗量作为项目初期的工程量清单。此技术模型将造价的信息和设计的信息汇集，并自动修改更新造价。建立此模型的首要问题是工程计量是通过设计构件在BIM模型上表现出来，在没有解决此难题时，以往使用的是IFC交互文件导出BIM模型中的工程量信息数据，可用Cost-BIM将IFC文件导入，按照构件属性和匹配项目属性的特征值对定额子目和记价清单等项目进行自动编制。利用此方式建立BIM造价信息模型，既可以克服存在的问题，又可以提高造价编制工作的效率，同时在一定程度上提高了信息的精准性、规范性和一致性。此外，利用上述方法可以为以后的造价数据积累经验，减少造价编制的工作时间，提高工作效率。

2.2 工程材料管理

BIM技术在大型工程和异性结构项目的应用比较多，如幕墙、装饰、钢结构此类工程常利用BIM立体深化设计进行处理。一方面对构件的材料加工运输进行管理，可以提高工作人员安装构件的效率，减少材料和人力的浪费。另一方面是可以建立材料管理平台，可以实时监控施工过程中材料的使用情况，将材料从进厂到安装做到一体化服务，让材料和整个项目的运行相关联，实现动态管理。用BIM技术对材料使用预先做出估算，记录实际材料的用量，再将二者进行分析与对比，完善数据库，对工程项目成本控制进行具体分析，把材料进场进度和材料采购量的成本用成本控制理论挣值法进行分析。

BIM材料管理解决方案的数据库建立在材料分类管理、材料计划领用管理、材料施工交底3个方面[4]。一是材料分类管理，BIM技术是按照材料涉及的金额和数量，按高到少进行排序，材料积累比例依次排列，如资金占用额累积占比在0%～75%且材料数量占比为5%～20%的材料分为一类，称为甲类材料；资金占用累积占比为75%～95%且材料数量占比为20%～30%的材料另分一类，称为乙类材料；资金占用额累积占比在95%以上且材料数量占比为60%～80%的分为一类，称为丙类材料。其中甲种材料还包括建筑工程当中的混凝土、钢筋、模板等。因此，必须严格监控管理材料。二是材料的计划和领用管理。利用BIM技术对项目工程各周期材料使用情况及材料购买入库记录进行监看，随时查看库存记录与实际库存数量是否相同，并计算材料的损耗量，为下一阶段材料的购买提供参考，实现材料的最大化利用。采用封闭式的材料管理体系，做到绿色环保。为管理材料方便，可以在BIM构件功能上添加基本信息和时间属性以外的材料属性，例如将材料的名称、编码、分类等详细记录，既方便材料管理者管理，也方便实时查看某种材料的使用数量、库存多少，为下一次购买提供便利。通过BIM技术还可以输出材料汇总表、材料替换变更表、实际材料与计划材料的差距表等。这样可以在数据的基础上分析汇总，对工程施工过程中材料成本进行计算，并对具体情况进行分析处理。三是材料施工交底。经过BIM建筑信息化模型对工程项目的模拟检测后，明确施工设计的目的和拥有专业知识的前提下，按照优化的BIM模型把工程项目的技术工作者、材料管理者、施工人员对施工班组交底，这可以提前掌握施工具体情况和项目整天的施工数据，避免材料和人力、物力的浪费，降低材料损耗，打造绿色环保的建设工程项目。

2.3 工程结算管理

在绿色建筑工程项目建设中，工程的结算管理是十分重要的。工程竣工结算涉及范围大、技术性高，需要消耗的时间长，如果没有做好相关工作会导致工程项目的经济利益受损。如果将BIM技术应用到工程竣工结算环节中，就可以防止不必要的损耗，既能提高工程结算速度，又可以保证工程的结算工作顺利地进行[5]。而BIM技术在竣工结算当中相当于一种数据化的工具，能为工程结算提供基础数据，可以在很大程度上减少人工劳动成本，并且可以加快结算工程的时间，在已有的限定标准和计算规则下，BIM模型记录和存储工程数据信息，为以后导出数据做准备。与此同时，其技术模型在工程项目中不断完善数据，在施工过程有任何的变动可以及时反映在模型当中，导出工程量信息，完成和各专业的衔接，让各参与方了解结算工作和进行信息核实。

BIM技术可以代替以前陈旧老套的竣工结算方式，很好地避免了人为重复劳动对资料进行管理，人为管理不当导致数据资料的损坏和丢失造成的经济损失，并可以提高工作效率，有规律地存储资料、核实资料和共享资料，资料的完整为工程竣工结算提供了较大的便利。除此之外，BIM技术可以立体式地将工程的进度、工期、造价、合同、过程等环节在三维空间进行展示，让参与方可视化地参与信息查看和共享，并形成项目数据库，方便各个参与方利用数据库精确地在全县范围内建立数据信息空间模型。在竣工结算的审核过程中，可以借助BIM技术已有的模型进行仔细核对，若在审核全过程有管线材质的调整，可以查看BIM模型记录的数据进行单独核对，看是否有变动，有无更新等信息。利用更新之后的BIM数据信息导出绿色建筑的竣工结算表，按照先前合同的标准审核，确保结算审核正确。BIM技术为了更好地对绿色建筑进行工程竣工结算，从技术层面开始调整，尽量实现同一个项目实现共享，数据透明，统一标准，有多个输出口共享一个数据，减少参与方的争议，提高了项目结算的质量和效率。

2.4 工程变更管理

绿色建筑的工程变更管理至关重要，如果施工过程中设计图纸和实际施工情况不符，需要对原先的设计进行调整和更改，这就会间接地影响施工进度和工程量。对于施工企业而言，变更是工程项目的重要一环，有效的变更管理控制可以提高企业的效益，反之企业对变更管理控制不好，将给企业带来巨大的经济损失，这也是绿色建筑中要加强对工程变更的管理原因。以前，变更模式是按照合同的规定进行的，以合同的计价方式计算变更部分的预算，在不超过工期且施工、监理和建设三方参与者同意的情况下变更。变更主要关注以下幾个方面。一是索赔时间限制，施工方的时间是2个工作日，在这段时间内必须将变更后的可行方案交给监理和建设方，若是施工方没有在此段时间上交方案，就需要施工方按合同进行索赔；若是建设单位没有及时给予审核，施工方有权利催告，在催告后1周没有回应，默认为建设方同意赔偿。这也说明变更工程量和编制预算都是有时间限制的，必须按规定提交预算书。二是变更要明确。对于所变更的项目不仅要白纸黑字加附图，还需要指出变更前后的差别，尽量做到精细、清楚，且要形象、直观地展现在参与方面前，防止发生争执。

在变更管理方案中，使用BIM技术主要有以下3点。？譹？訛可视化的特点，可以让变更变得更清楚、简单，其技术的三维立体结构方便设计者设计，试用可用方案，在任意面切割，形象直观地展现出来，在复杂的管道工程中也可以清楚地体现管道交汇点，这是BIM技术独有的功能。？譺？訛协同共享的特点，在数据平台上各个参与方可以随时利用BIM模型进行查看并提出宝贵意见，有利于参与方相互沟通，提升管理水平，提高工作效率。？譻？訛拥有动态管理平台，以3D技术为基础的BIM技术模型在工期和造价上逐渐形成4D模型，还可以根据施工实际情况完善4D模型，形成动态管理平台，其对工期、质量、造价等进行动态管理。对于变更数据及时上报，并减少变更的可能性，从而降低成本，实现动态管理。

3 结语

总而言之，BIM技术将逐渐成为我们建设绿色建筑的核心技术，也是建筑领域发展的必然方向。BIM技术在建筑领域的广泛使用可以节约资源，促进社会生态和谐发展。在绿色建筑最主要的施工期，BIM技术为其奠定了良好的基础，BIM技术可以较好地管理建筑施工期，对于绿色建筑的建成有很大的帮助。即使我国在建筑领域BIM技术尚未发展完全，在实践过程中遇到了许多的困难，但只要对症下药，提高对BIM技术的重视程度并加以研究，培养BIM技术的专业人员，相信BIM技术可以在绿色建筑领域发展与壮大，成为我国绿色建筑行业的主流技术。

参 考 文 献

[1]姜腾腾.绿色建筑背景下基于BIM技术的建筑工业化发展机制研究[J].土木建筑工程信息技术，2015（2）：56-60.

[2]穆雪.中国建筑业BIM发展的阻碍因素及对策方案研究

[J].市场研究，2015（9）：122-123.

[3]张凤兰，郭朝晖，胡鸿志.绿色施工技术在重点工程中的应用[J].建筑技术，2016，47（6）：544-547.

[4]司傅睿，王辉.BIM技术在常州经纬大厦施工管理中的应用[J].建筑技术，2015，46（12）：1139-1142.

[5]张建新.建筑信息模型在我国工程设计行业中应用障碍研究[J].工程管理学报，2010（4）：387-392.

[责任编辑：陈泽琦]