BIM技术在全过程工程造价控制中的价值研究

唐洪泽

(招商银行股份有限公司南京分行 江苏 南京 210000)

引言

随着我国经济发展进入新常态，我国对建筑的能源消耗急剧增加。然而，如果建筑物设计、建造和操作得当，就可以节省大量能源。实现建筑节能的有效途径之一是利用BIM(Building Information Modeling)技术。BIM即建筑信息模型，是一个数据丰富的、面向对象的、智能的、参数化的设施数字表示，可以实现对多维度方向的信息集成，通过应用工程项目中的相关信息数据，实现了将建筑结构设计图纸由二维转变到三维的过程，构建了具有一定仿真性的三维模拟建筑模型，并且其中涵盖了建筑物全面信息。

BIM具有很好的协调性、整体性、可视性和易优化性，其可以提供适合各种用户需求的数据，还可以用来提取和分析信息，帮助设计师做出决策，对设计方案进行评估，有效地进行设计决策，改善工程造价控制的过程。BIM不仅可以提升建筑建设效率、节约建筑建设成本，还可以进一步确保建筑建设质量。将BIM技术应用到全过程工程造价控制中突显出了非常大的应用价值，有利于在整个建筑体系中实现工程造价的精细化管理，以实现成本控制上的最大化限制，为此，本文对其进行了详细分析。

一、过程工程造价控制过程中的主要问题

(一)全过程工程造价控制

全过程工程造价主要包括决策阶段、设计阶段、交易阶段、施工阶段、竣工阶段[1]等，如图1所示。决策阶段的工作主要为项目建议书、可行性报告的撰写，需要准确进行投资估算、项目经济性评价和项目融资方案分析等；交易阶段的工作主要为把经济技术结合，在时间、经济的限制内完成项目预定的所有功能，需要对设计和施工方案进行优选、进行投资限额的分配和优化、施工预算的审核和优化等；交易阶段的工作主要为选择合适的承包商和合适的合同价款方式，需要确定合同价额、选择评价方法、投标报价编制的审核等；施工阶段的工作主要为对变更索赔进行严格计量和控制；竣工阶段的工作主要为对竣工进行结算和核实，验证造价管理的效果。

图1 全过程工程造价的工作结构图

(二)决策阶段存在的问题

决策阶段是项目工况的起始环节，也是全过程工程造价的首要工作。决策阶段工作是否能做好，直接影响到工程造价工作覆盖面。决策阶段情况复杂，存在大量信息孤立阻断的问题，信息传递极易失真。此外，传统的决策阶段缺少信息集成化的处理，未能实现对信息的合理化整理，给信息交流带来了不便以及成本的额外增加。这样必然会导致决策效率低下，决策成本较高，很难适应全过程工程造价精细化管理的需求。

(三)设计阶段存在的主要问题

很多项目工程在追求速度的时候忽视了质量，导致很多环节并未按照计划以及施工图纸进行，非常容易出现问题。边设计边施工边修改，会打断工程的连续性，使工程预算与实际消耗产生很大的偏差，不利于工程的保质保量和以后的控制投资。在工程造价的设计阶段进行细化管理，有利于提高工程的决策质量，对于工程造价的后续阶段有良好的推动作用。

(四)招标阶段存在的问题

在项目工程中除了涉及到施工部门之外，还涉及到财务和审批部门，各个部门之间的协调沟通会极大的影响项目成本的进度。如果各个部门之间存在着矛盾，就会使项目工程的顺利完成存在极大的隐患。这样的话，在招标阶段专家就不能对投标商进行准确的判断，无法确认投标单位的价格以及投标单位是否可以达到招标方的要求，以至于建筑方无法选择出合适的招标单位，给全过程工程造价造成严重影响。

(五)施工阶段存在的问题

在全过程工程造价的施工阶段，可能出现以下两种问题。一方面，设计师可会突然的修改设计方案，从而原先的工程造价方案需要重新修订，这样会造成资源的浪费和后续工作的进行。另一方面，某些企业没有严格的按照拟定的设计方案进行实施，偷换材料和设备，给整个工程的质量保证和工程造价的准确度带来严重的影响。在这种情况下，同样不好对工程造价进行合理有效的控制。

二、BIM技术的发展

1974年，Chuck Eastman[2]在“建筑描述系统”的项目中提出了BIM的概念，他提出基于计算机对建筑进行描述有助于工程项目的可视化和定量分析。BIM技术源自面向对象的参数化建模技术，可以看作是一个虚拟过程，其中一个模型涵盖了工程的所有方面，并且它允许设计团队所有成员(所有者、项目经理、机械工程师、电气工程师、土木工程师、承包商，供应商和分包商等)在模型中进行合理有效地协作[3]。在《建筑信息模型应用统一标准》中，BIM被如下定义：BIM是指在项目实施全生命周期内，数字化表达其功能和物理特性，并进行设计、施工、运营的过程和结果的总称，其集成模型如图2所示。

图2 集成BIM模型[4]

BIM也称为n维建模技术[5]，是一种用于在整个工程周期进行管理的多维工具，可以分为3维BIM技术(作为对2维CAD技术在参数化建筑模型上的升级版)、4维BIM技术(考虑时间进程和施工阶段模拟)、5维BIM技术(着力于解决造价预算和估计问题)等。在1192-4英标中BIM技术被定义为0-3共4个等级，其中，0级仍然以2维CAD模型作为交流机制，但是在信息交流中并不遵循通用的标准和流程；1级在市场上最为常用，以2维或者3维数据格式作为交流介质，使用BS1192:2007中规定的数据共享的通用格式进行信息交流；2级在信息交流中使用通用的文件格式，但是在这种文件格式中包含了各方自己的CAD模型；3级被称为集成BIM，具有完全开源的特点，由新兴的IFC/IFD标准构建的“网络服务”来实现，并通过协作模型服务器来管理。

BIM在工程项目的全过程中的应用一直在不断发展[6]。在工程项目的原理图设计阶段，BIM允许对多个选项进行不同的整合分析，并使用照片-蒙太奇技术把真实图像和现有条件结合起来；在工程项目的细节设计阶段，BIM提供3维内外部模型、建筑能效模型、结构分析设计等功能；在工程项目的详细施工阶段，BIM提供4维时间进度安排，包括建筑系统的分析、生产车间和建筑图纸的生成等。总之，BIM技术在项目工程中的应用是十分全面的，并发挥着重要作用，随着BIM技术的发展的不端应用，项目工程的完成将变得更加智能和高效。

三、BIM在全过程工程造价控制中的价值与应用

(一)投资决策阶段的价值与应用

1.投资估算

将BIM技术应用到投资决策阶段，可以有效利用其优势，BIM能够随时被提取和使用，此种情况对于新建工程项目的投资决策阶段而言，BIM的应用可以为投资估算提供所需信息、数据资料等。通过调用BIM数据库中相似项目的详细数据，而后结合新建项目实际情况，在相似项目的数据基础上进行调整和修改，最终得到新建项目需要的资料，对工程量的计算工作起到辅助作用。最后，根据BIM数据库中的相关价格信息以及估算指标，比如人工、材料、机械等方面，进而高效完成新建项目的投资估算工作。

2.方案对比选择

BIM具有一定的可视化、模拟化优势，而在项目决策过程中可以充分利用此优势，以三维建筑实体模型的方式呈现出来，这样非常有利于决策者进行对比。以此同时，BIM可以结合新项目的方案特征，有效的将相似项目模型进行分离，根据需求进行提取、更改，而后实现一定的组合和创新等，最终得到理想的模型。通过BIM的应用，可以为决策者筛选方案提供有价值的参考。

(二)设计阶段的价值与应用

1.限额设计

在设计阶段，通过限额设计可以对施工图的设计以及控制项目投资支出起到重要作用。相比于传统概预算方法，可以有效利用BIM模型数据库，做到工程基础数据的准确快捷获得，同时可以根据相关的设计指标实施限额设计。BIM模型数据库可以实时、同步的计算并分析出对应项目的各个环节工程造价，不仅如此，也可以随时对各个部位以及构件进行调整和优化，在很大程度上提高了项目在技术以及经济方面的提升[7]。

2.碰撞检查

在BIM中还具有较强的碰撞检查功能，能够预测在实际施工过程中不同专业出现的碰撞矛盾，通过此功能的检查，可以极大的减少因设计变更导致的索赔成本，实现对工程造价合理控制的目的。根据相关调研发现，大部分企业都会出现由于设计图纸模糊、混乱等情况给项目投资造成一定的损失，而使用BIM技术，可以消除部分的不必要的预算外变更。

基于BIM技术的碰撞检查，可以有效避免出现不必要的变更与返工情况。在BIM三维模型的作用下，可以对土建与安装专业、机电与结构或钢结构，此类不同专业间的构件进行碰撞检查，经过碰撞检查后可以发现设计图纸中不合理的地方，做到及时修改和预防。通过有效的碰撞检查可以较好的设计中提前解决这些问题，从而有效避免出现在后期施工中设计变更，提高工程质量、避免出现返工，进而有效缩短工期，提高施工整体效率。

(三)招投标阶段的价值及应用

在招投标阶段，对于招标控制价以及投标报价而言，工程量的计算非常重要，但是在工程量计算过程中非常复杂繁琐，而将BIM技术应用其中，可以有效改善此种情况，使得计算更加快速准确，并且在很大程度上节约了人力、物力以及时间。通过运用BIM模型，可以极大的方便工程量的计算汇总工作，通过自动生成功能，可以随时查看、核实各个构建信息，改变了以往人工计算容易出现的失误等情况，可以有效确保数据真实准确性。无论对招标方还是投标方都带去了一定的应用价值。其中对于投标方而言，通过精准编制工程量清单，能够提升招标工程信息质量，确保信息准确，防止出现因遗漏，导致后续发生索赔和纠纷情况，而对于投标方而言，在BIM模型数据应用下，可以提高核算清单的效率，并实施对比，便于制定符合自己实际需求的投标策略，为企业获得利润提供基础准备。

(四)施工阶段的价值及应用

1.材料方面的控制

材料价格是影响工程造价的重要因素之一，所以为了提高对工程造价的有效控制，需要对材料进行合理控制。但如果在各个工程中对材料成本进行拆分，则会存在很大难度，无法实现对不同时期的成本进行对比，所以对于其中存在的问题不能及时发现。而将BIM模型应用到施工阶段，可以通过三维模型的方式将整体建筑展现出来，可以与工程详细信息进行有效整合，在模型中反映出成本、进度、材料等问题。在BIM技术作用下，可以促使施工单位在材料采购、进场等方面做好计划，并高效管理和控制材料使用、出入库等，从而有效实现对材料费的精确控制[8]。

2.成本方面的控制

工程造价的成本控制将影响整个项目的实施过程。将BIM技术运用到成本控制中，可以通过模拟演示，并结合BIM模型上的成本、时间方面的信息，将实际施工中的多项资源进行展示，比如人工、机械设备、资金等情况，通过此种方式可以将资源进行合理应用，同时也可以提高施工成本控制计划的编制与实施效率，对项目施工成本控制能力的提升具有重要作用。

3.工程变更和索赔

工程变更和索赔是施工阶段工程造价控制中的重中之重，主要是因为多数变更和索赔会对工程造价造成直接影响，导致造价增加。一旦发生工程变更，无论哪种情况都会给后期工程结算造成纠纷。但是在BIM模型的应用中，可以有效将变更前后的直观实体情况模拟出来，对审核变更方案带去了极大的便利。

四、结语

综上，BIM技术在全过程工程造价控制中起到了越来越重要的作用，在今后的造价行业进行工程造价控制时，为工程项目的整体效益带去不可限量的促进作用。加强与BIM技术在全过程工程造价控制中的应用有很大的社会价值和研究意义。