基于BIM的全过程造价管理应用研究

陈安琪

湖北工程学院新技术学院

1 全过程造价管理发展现状

工程造价管理是以建设项目为研究对象，在项目实施的过程中为将造价控制在预期的计划内而在工程建设活动中所进行的对造价的控制、确定以及管理等工作。工程造价管理的核心是造价的控制，造价控制的核心是动态控制。传统的造价管理模式具有分离性、滞后性和区域的不平衡性。

不仅如此，我国目前的建筑市场还存在着部分混乱不堪的行为：建设单位擅自违规立项、报建报批以及招标，肆意肢解工程分包，强行要求施工单位不断垫资、拖欠工程款；施工单位串标、围标，恶意竞争以获取标的，更有甚者不惜牺牲工程质量而偷工减料，以此降低工程成本；政府相关行政部门、代理和中介机构有失公允，部分地区随意设定收费标准导致建筑市场鱼龙混杂，继而引发腐败行为。这些多方的失信行为都在一定程度上推升了工程造价成本[1]。

建筑行业的发展在社会变革中日新月异，全过程工程造价管理的概念应运而生。从投资决策阶段至竣工验收阶段，工程建设过程中的每个阶段都有其独立的侧重点，然而又非完全分割的。将各阶段建立成一条全过程的动态衔接链，跨越整个寿命期对工程造价进行贯穿式的管理，才能实现造价管理控制目标，从而最终实现投资控制总目标[2]。伴随我国工程造价管理暴露出的诸多现实问题，不断深入与完善全过程造价管理成为一种必然的趋势。

2 基于BIM的全过程造价管理的技术革新

2002 年，Building Information Modeling 这一新兴术语被美国建筑师协会自身建筑师杰里.莱瑟林（Jerry Laiserin）在《比较苹果与橙子》一文中首次提出，并逐渐得到业界人士广泛认可[3]。现今，BIM在全国范围已为业内人士所熟知。BIM时代的到来实现了将工程项目成本由设计的二维CAD图，做成三维、四维甚至N 维的工程项目成本模型，该模型的建立过程中收集整个工程项目的各类理论技术信息，再利用它帮助项目各参与方预见和解决设计、施工和运维中的各种潜在问题，帮助业主使整个项目各方面达到最优化从而获得最大的经济效益。BIM技术的革新与应用将打破原有的分离式造价管理模式，实现当下建筑业渴求的的全过程造价管理模式。

2.1 工具层面的革新

正是由于BIM 技术对建筑业作出的突出贡献，它被赋予了建筑业的第二次技术革命的高度评价[4]。建筑物的语言主要是以平面图、立面图和剖面图等不同视图来表述。CAD时代，设计方需要分别绘制不同角度的视图；而如今BIM 时代，不同的视图从同一个模型中即可得到。BIM 技术的革新不仅于此，当由于某种原因不得不改变模型中的一根梁或一堵墙的定义时，原有的CAD 时代设计师可能需要重复性地修改图纸；而三维的BIM模型中，设计师只需一次性在模型中修改相应的构件即可。这样有效地减少了设计师因重复操作而带来的繁重工作量，也能及时发现修改相应构件可能与其他整体发生的碰撞隐患（见图1）。

图1 某项目模型中的管道碰撞隐患

同时，设计师在项目建造的过程中需要做结构计算、热工计算、节能计算以及工程量统计等工作。不同专业的设计工作需要应用适合本专业的软件，而不兼容性会导致同一信息重复录入的弊端。而有了BIM 技术的支持就完全不需要担心这一问题，各BIM 软件均在开放的工业标准---IFC(Industry Foundation Class)标准下建立模型，不同应用程序之间可以完成数据的转换和共享，设计师们采用BIM 技术并通过网络将各自的设计理念整合到一起，实现协同设计，得到最终的数字化建筑（即建筑模型）。承载着各种图形及数据信息的BIM模型，实现了整个建筑的相关信息的参数化和集成化，实现了整个工程项目参与方的相互关联性。协同工作的范围逐步扩大，实现了从项目的规划到设计、施工及后期运营阶段的全过程联动，大大提升全过程造价管理的成本效益。

2.2 方法层面的革新

未来的建筑物将不再是简单的“建筑”和“结构”的加法，而是需要建筑元素多元化、建筑结构预制化、建筑功能人性化的现代科学理念，这一目标的实现就必须以水道、暖通、电气、节能、通讯、效果图等多工种技术的协调统一作为技术支撑。不仅如此，社会的发展提出了“绿色建筑”的新概念，环保设计的新鲜血液将逐渐渗入传统的建筑行业中，那么由此一来建筑师还需搭建“绿色建筑计算模型”，开始节材、节水、节地、节能以及有害气体排放量绿色建筑计算。

BIM技术的深入发展推动了建筑行业转入“量体裁衣”的新型模式转变。从项目的决策和招投标阶段开始，业主在确定设计单位和施工单位的同时，可利用BIM 模型统筹地掌握工程项目整体，结构设计师还能利用BIM模型进行结构计算，万一计算后需进行调整，还能把调整的信息在更新到BIM 模型中去。不仅如此，在机电设计、绿色建筑设计、工程造价都可利用BIM 模型解决本专业工作任务。设计和工程量统计工作由繁琐复杂变为清晰简便，各参建方可获取任何时间段内的工程量及造价成本。精细化造价管理的任务在不同阶段可量化实现，避免出现“三超”现象，实现业主和承包商双赢的结果。

2.3 成果层面的革新

追溯手工时代至CAD 时代，设计师成为了受益者；而跨越CAD 时代迈入BIM 时代，其中最大受益者则变成了业主。其获益主要表现在以下四个方面：一在工期成本，BIM系统中查错功能可预先减少返工量，将被动控制改为主动控制由此节约工期；二在经济成本，原有的项目成本计算都属于实际施工前期的尽量精确化，繁复的工作量使预算的误差率难以降低。BIM 系统可快速有效地建立符合要求的模型，并将各个构件物理化、几何化，那么这样原本就支持几何运算的软件便可完成实体扣减、细节修改。此外，导入造价软件的工程量与成本数据库可相关联形成最终报表，从成果层面上看实则事半功倍；三在管理成本，多项目协同合作进行工程管理是BIM 模式下的突出特点。目前，我国应用BIM 技术的工程项目已有很多，以中国博览会会展综合体工程为例，其总建筑面积为147万平方米，项目参与方人员众多。由于业主提出所有设计和施工方必须运用BIM技术的要求，项目自始即成立了BIM 工作室，各专业BIM 团队集中办公。该项目建成后反馈：正是由于BIM 技术的应用使90%的图纸错误被排除、60%的返工工程量被减少、施工进度被提前了10%左右。

3 基于BIM的全过程造价管理应用

3.1 BIM技术提升造价管理效率

造成全过程造价管理现状与目标之间差距的缘由是多种的：一是我国的工程造价管理机构部门多、层次复杂，不同机构的造价人员之间仍缺乏必要的沟通与协调；二是各地区建筑材料的品种与价格瞬息万变，仅靠地区发布的指导价是无法匹配即时的市场价格的；三是各地区经济发展的不平衡性迫使各省份均制定了不同的定额标准，因此建筑业的计价形式呈现着明显的区域性。

以BIM 技术作为造价管理的工作平台，管理者只需要将建筑模型中计算规则和价格提供给平台，半自动化的三维算量系统便可完成对造价信息的计算和分析。高效的BIM技术不仅能够取代传统的造价方法，同时也使每个企业得以建立属于自己的BIM企业数据库。这为以后企业开启新的建设工程项目而作出了大量的原始资源累积，这资源则包括时间、成本、质量三大核心资源。

3.2 BIM技术实现全过程的造价管理

建设工程项目不同于其他产品，其造价的形成是一个复杂且动态的确定过程（图2）。传统的造价管理中因粗略的数据分析、缺乏团队协作的工作环境、数据积累的困难严重阻碍了各层级管理者对于项目的精细化管理。这一现状时刻警醒着：如想符合当前建筑业对于工程项目成本控制分析和财务盈利能力的需求，就必须提高工程量基础数据计算的准确性，构建完整的全过程造价管理体系。

图2 工程计价的阶段组合性

3.2.1 决策阶段

投资决策阶段对造价控制的影响是至关重要的。业主需要对不同的投资方案进行技术、经济论证，比较后选择出最佳方案。借助BIM 技术，业主可在短时间内搭建起满足功能需求的模型。随之造价人员迅速计算出工程量、结合相应的造价软件和当前的市场价格信息，最终完成拟建项目的投资估算文件编制，充分发挥其协助建设单位决策、筹集资金和合理控制造价的指导性作用。

3.2.2 设计阶段

设计阶段对工程造价的影响程度可达到35%-75%。设计深度、资料详细程度都会直接影响设计概算的准确性。从前，繁重而复杂的设计工作加上不完整的设计资料非常容易导致计算结果的误差。而在BIM 时代中，设计人员仅需在投资决策阶段的BIM模型基础上进行修改，再利用相应的算量软件导入模型，便可快速得到准确的工程量文件。不仅如此，引入时间维的4D-BIM模型逐步推进设计深度，帮助设计人员进行虚拟的施工以便完善技术设计，尽可能降低后续施工隐患。

3.2.3 招投标阶段

BIM模型步入至招投标阶段，建设单位、招标代理机构等可根据BIM 模型编制标底文件，然后直接抽取工程项目的全部工程量，从而避免漏项或计算错误问题，还可减少不同主体之间的重复工程量计算。建设单位在发放招标文件时连同BIM模型和工程量清单一并发放至拟投标方，这样可以确保投标单位的设计信息的完整性、连续性。结合BIM技术的开发管理，招投标阶段的造价管理效率可被大幅提升，加强对整个招标投标过程公平、公开、公正性的监管，以此减少“围标”等违法行为的产生。

3.2.4 施工阶段

工程项目实际施工阶段的造价管理工作是最难以控制的，因为在施工过程是一个动态的过程，许多变动因素是无法预测的。而基于BIM 模型的施工进度计划管理、工程进度款的支付和工程变更、索赔事件的处理，都可以最大程度地帮助建设方实现建设项目利益的最大化。一则BIM技术可以有效建立精准的数据库，在模型中可根据实际进度对BIM 原有的数据库进行自动实时更新，造价人员还可在授权内对不同项目、时间、区域的工程量数据进行分类和统计，这样使所有参建方都能根据权限在BIM 模型中各取所需。不仅如此，及时更新的BIM 模型实际进度还可以作为建设单位把控现场施工进度，准确及时进行工程量计取和工程进度款支付的依据。二则分部分项工程施工前，利用BIM模型可确定不同时间节点上各阶段的施工成本，促使施工单位全面了解施工的重难点、实时调整施工方案，从而尽可能地避免实际施工后不必要的成本浪费。

3.2.5 竣工结算阶段

建设项目的竣工结算阶段，实际工作中经常因信息缺损、资料遗漏、现场签证不合理等原因而造成双方的矛盾。而应用BIM技术，施工单位运用BIM 原模型进行自动检查，进行工程量的提取和计算，力争实现尽量减少和造价人员之间对工程量的分歧。工程结算的速度得以加快，竣工结算的时间得以缩减，最终工程竣工结算实现了快速、全面，公平、合理的目标。

结语：建设项目的特殊性在于其工期长、参与人数众多、信息量巨大。传统的分离式工程造价管理模式不再适用于现代建筑工程造价管理的需求，利用BIM 模式可有效提升各个阶段的管理工作效率，搭建造价管理的全过程覆盖网络。使建设期间各阶段、各参与者之间的信息传递顺畅及时、共享共惠。时至今日，BIM应用于全过程造价管理还面临着诸多困难，但后续政府的介入、硬件软件的更新和行业意识的进步，都将推动其在全过程造价管理应用。