基于BIM技术的市政工程造价控制研究

管亚超

摘要：为了保证市政工程造价控制水平，本文首先总结了BIM技术在市政工程造价控制中的应用优势，其次从安全性、功能适用性、可操作性等方面探讨了常用的BIM技术软件的特点。最后结合全生命周期造价管理理念，探讨了BIM技术在市政工程投资规划、设计、招投标、施工等阶段造价控制中的具体应用，研究成果可为类似的市政工程造价控制提供科学的理论指导。

关键词：BIM技术；造价软件；全生命周期；造价控制

DOI：10.12433/zgkjtz.20232349

随着城市化进程的持续推进，市政工程的建设规模不断扩大，投资额不断增加，项目复杂程度不断提高，对建设质量的要求也更加严格。造价管理是市政工程项目管理的关键工作，其管理方法的优劣直接影响着项目的整体收益。如果对市政工程的造价控制不当，很容易出现“概算超估算、预算超概算、决算超预算”的问题。如何全方面、多层次地控制市政工程造价，已经成为各参建单位需要解决的关键问题 。因此，需要采用更加科学的手段提高造价控制效率和控制水平。国内外很多学者和工程技术人员开始重视BIM技术在市政工程造价控制中的应用，并取得了许多先进成果。但是，BIM技术在国内市政工程领域的应用起步较晚，相关理论尚不完善，缺乏统一的BIM技术规范指导市政工程造价文件的编制。因此，基于BIM技术进一步研究市政工程全生命周期的造价控制具有十分重要的意义。

一、BIM技术在市政工程造价中的应用优势

（一）市政工程造价特点

市政工程是指建设在城市市区、乡镇等范围内的各种建筑物、构筑物及设备，其造价控制难度大。市政工程造价具有以下特点：其一，复杂性。市政工程造价编制涉及的专业多，如道路桥梁工程、给排水工程、照明工程、绿化工程等，不同专业采用的计价规范和组价习惯不完全相同，导致各专业分部分项目工程的单价不同；其二，动态变化。市政工程建设周期一般较长，从设计图纸交付到正常运营达数年。在此期间，人工、材料、机械等费用可能发生较大波动，从而影响工程造价。

（二）BIM技术控制工程造价的优势

目前，市政工程采取静态与动态相结合的造价管理模式，即各地区分别按其社会平均成本价格和平均劳动效率编制工程预算定额和消耗量指标，然后按月份或季度发布指导价。这种粗放式的管理模式，在市政工程中的适用性较差 。建筑信息模型（ Building Information Modeling，简称BIM技术）的出现，对提高市政工程的造价控制水平作出了巨大贡献。BIM技术不单纯指某一个设计软件，而是以建模软件为核心，多种软件交互协作，如图1所示。

BIM技术在市政工程造价控制中的优势主要体现在以下几方面：

1.造价数据共享

市政工程造价数据一般以Excel表格、Word文档等为载体，在各专业人员之间传递。而市政工程建设期间，会积累大量的造价数据，给文件传递带来了很大困难。BIM技术可以三维模型为载体，将项目的所有造价数据集成在一个数据库中，项目各参建方实时查阅、更新、共享项目数据，以避免同一信息重复处理，减少信息传递过程中的误差，大幅提高工作效率。

对于企业而言，如果把曾参与的各个项目的造价指标分类集成在BIM数据库中，造价人员在编制新项目的造价文件时，可快速调取相似工程的指标，大幅节约造价文件编制时间。

2.工程量统计

广联达、鲁班、清华斯维尔等软件虽然能直接套取定额并计算工程造价，但相关工程量统计仍需人工参与。设计人员在面对日益复杂的市政项目时，统计的工程量可能会出现缺项、漏项等问题，甚至有数量级的误差，这都会对造价控制产生不利影响。

在BIM技术模型中，可以给各个工程构件赋予物理及几何属性，自动完成工程量统计，并将统计结果导入造价软件，从而使工程量与成本数据库关联，提高工程造价的准确性。

3.合理配置资源

市政工程施工时，技术人员只能根据经验先对工程量初步估算，再分配人员、材料、机械等，具有较大的主观性。而BIM模型则可以融入时间和成本因素，将造价控制定量化，以便合理制定资源计划、配置资源。

二、BIM造价控制软件比选

国外的BIM造价软件（如Visual Estimating）已得到广泛使用并取得了良好效果，但其工程量计算规则、施工方法等与国内差异较大，软件中的很多参数无法直接应用。鉴于此，国内开发了广联达、清华斯维尔、鲁班等造价软件，不同造价软件特性不同。造价人员应对各个软件的安全性、功能适用性、可操作性等进行深入了解，再结合项目的具体特点选择合适的造价控制软件。

（一）安全性

广联达、清华斯维尔、鲁班都有自动备份数据的功能，可避免意外条件下造价数据丢失。清华斯维尔和鲁班的算量和计价软件均有加密功能，广联达只有计价软件能加密，存在一定的风险。从安全性分析，广联达软件略差。

（二）功能适用性

各个软件都在造价功能的基础上，开发了独具特色的功能，比如：广联达能对比检查投标清单与招标清单的数据，错误的地方可修改，在很大程度上提高了投标效率；清华斯维尔算量软件能把钢筋和工程量整合在一起，并直接输出钢筋施工图；鲁班具有反查功能，当计价软件和算量软件对某构件的计算结果不一致时，能反查出构件在图纸上的具体位置。

（三）可操作性

BIM造价软件要想得到推广应用，不仅要具备相应的功能，还要便于使用者学习和操作。广联达的操作界面简单，但功能分区不明确；清华斯维尔能实现多任务切换功能，可同时操作多个项目；鲁班在其操作界面布置了切换命令，用户点击后，可与CAD界面实时切换。同时，鲁班还有线上服务功能，用户在使用过程中遇到任何问题，可快速与专业人士沟通。从可操作性分析，鲁班软件最优秀。综上，不同BIM造价软件的归纳见表1。

三、BIM技术在市政工程造价控制中的应用

本文将市政工程全生命周期造价管理理念与BIM技术相结合，探讨BIM技术在市政工程造价控制中的具体应用。

（一）投资决策阶段的造价控制

投资规划阶段的造价控制是市政项目全生命周期造价控制的开始，是确保工程造价整体可控的前提。造价工程师在本阶段的任务，是协助设计人员编写项目建议书和可行性研究报告，编制投资估算文件。其中，最重要的就是投资估算文件，包括建筑安装工程费、设备及工器具投资、工程建设其他费用、预备费以及贷款利息等。在投资规划阶段，依靠BIM技术可快速确定投资估算和投资方案，加快投资决策工作的推进。

1.基于BIM技术的投资估算

市政工程造价收集局限于Excel表格、Word文档、PDF图纸等格式，数据不易被查询和共享，而BIM数据库则可以对大量市政工程的历史造价数据分类保存。造价人员在编写投资估算文件时，可从BIM数据库中筛选与拟建工程相似度高的BIM模型，快速完成工程造价估算工作，使拟建项目投资估算更接近实际。

2.基于BIM技术的投资方案

对多个投资方案进行造价比选，要考虑的影响因素较多。人工比选容易带有主观性和片面性，且比选速度慢，耗费时间长，无法保证比选结果完全准确。而利用BIM软件，则可以建立不同技术方案的3D模型，并详细展示其材料信息、施工方案、工程量信息、造价信息等。同时，通过BIM技术的5D模型（3D+工期+成本）模拟拟建项目的施工情况，实时反馈项目施工进度和成本，让业主确定投资方案时有据可依，使投资决策结果更加科学。

（二）设计阶段的造价控制

设计阶段的主要工作是对投资决策阶段的方案进行优化，并绘制图纸用于工程施工。因此，市政工程图纸的设计质量对造价控制起着决定性作用。利用BIM技术提升市政工程设计质量有两种途径：第一，直接利用BIM软件设计；第二，将二维平面设计成果导入BIM软件协同设计。

1.基于BIM技术的设计方案模拟

传统的市政工程设计方案都是以平、立、剖面图来表达，这对于简单的项目是有效的。但随着市政项目向集成化、规模化的方向发展，利用二维图纸将设计方案展示给施工方时，可能产生误读，导致实际施工方案与设计方案不一致，造成大量设计变更，延误工程进度，也使得工程造价不可控。引入BIM技术则可以很好地解决这一问题。BIM技术对工程中的每个构件建立3D可视化模型，使设计方案更加直观，便于施工方读懂图纸。

2.基于BIM技术的协同设计

市政工程设计涉及的专业多，需要按主体和附属专业分别设计，且设计周期长，各专业沟通不多，需要总体专业反复协调。BIM技术建模属于参数化建模，各专业可以同时设计，实时协调，大大提高了不同专业设计人员的沟通效率，避免图纸被反复修改。同时，业主方也能通过BIM平台调取设计信息，对设计方案的深度、进度进行管控。

3.基于BIM技术的碰撞检查

市政工程中的碰撞检查有“硬碰撞”（不同构件间的直接碰撞）与“软碰撞”（构件间距小于规范值）两种，利用碰撞结果，可全方位消除构件冲突、设计错误等问题。相关研究表明，利用BIM技术对工程进行碰撞检查，可消除约30%的设计变更，从而更好地控制工程造价。

（三）招投标阶段的造价控制

市政工程一般是将造价人员编制的工程量清单作为项目招投标的计价依据。而工程量清单的编制时间长，耗费招投标双方造价人员大量精力。利用BIM技术可以将设计模型转换为算量模型，造价人员从模型中直接提取工程量并套定额，得出准确的工程量清单，在很大程度上降低漏量或重复计量的情况，使造价人员能投入更多的精力到分部分项工程指标分析、造价风险分析等方面。

（四）施工阶段的造价控制

施工阶段是市政项目由设计图纸向实体转化的阶段，工序复杂且繁琐，人员、材料、机械等消耗量大，需要投入的资金多，加强施工阶段的造价控制很有必要。

1.基于BIM技术的造价预测

市政工程施工周期较长，工程所需的材料和人员价格受市场和政策影响。如果材料和人员单价波动较大，则难以对工程整体造价进行控制。BIM三维模型可以加上时间维度和成本维度，形成BIM 5D模型，将施工期间的各种不利因素考虑在内，预测工程造价的变化趋势，以提升市政工程在施工阶段的造价管理质量。

2.基于BIM技术的成本管理

虽然设计阶段已经应用BIM技术对工程进行碰撞检查，减少了工程变更。但是，现场施工环境复杂，不可预见的影响因素较多。一旦发生工程变更，施工单位不必再走繁琐的变更申报流程，利用BIM技术将发生变更的原因、变更建议方案等上传至BIM协同平台。随后，设计单位也会将变更后的图纸和工程造价上传至该平台，以减少变更成本，节省施工工期。

四、结束语

本文分析了BIM技术在市政工程造价控制中的应用优势、常用BIM造价软件的特点，并探讨了BIM技术在市政工程全生命周期造价控制中的实现方法，主要得到以下几方面的结论：一是在市政工程造价控制中应用BIM技术，可实现造价数据共享、工程量快速统计、合理配置施工资源等功能；二是国外的BIM造价软件在国内的使用性较差，建议从安全性、功能适用性、可操作性等方面对国内的BIM造价软件进行综合比选，再结合项目的具体特点选择；三是BIM技术可融入全生命周期造价控制理念，对市政工程在投资决策、设计、招投标、施工阶段的造价进行全方位、多层次的控制。

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