BIM 技术在智慧建筑工程造价管理中的应用

王晓云

（甘肃晋达建筑装饰工程有限责任公司，甘肃 张掖 734000）

1 研究背景及意义

建设项目工程具有体量大、建设周期长、工程成本投资高以及多种不确定性等特点，因此，其在施工时，对于全过程造价的管理和控制难度较大，并且各个参建单位或者企业之间的沟通及时性较低，信息的共享水平较差，导致工程建设成本不断增加，三超问题时常发生。有效实现建设项目工程造价全过程的精细化管理和控制，能够实现项目施工所需人力、物力和财力的合理调度和分配，以此降低建筑工程项目的总成本，同时提高工程的施工质量和经济效益，降低经济损失。因此，建设项目工程造价全过程控制对于工程的施工进度、造价控制等均具有重要意义。

2 建设项目工程造价全过程控制

2.1 建筑项目工程概况

为了研究建设项目工程造价全过程控制方法，本文以地区的办公建筑项目工程为例展开相关研究和分析。该建筑楼层总数为7 层，整体结构为地下2 层、地上5 层，地下为停车场和地下室，地上为办公区域。建筑总高度为22 m，建筑总面积为9 420.5 m2，建筑的基底层面积为1 533.6 m2。该工程属于框架式结构设计，建筑的整体均为2 级抗震结构，该地区的年平均温度为15 ℃左右。

2.2 基于BIM 的建设项目工程造价全过程控制方法

本文结合建设项目工程的全过程造价控制需求，为实现工程整个生命周期中的造价全面管理，构建基于建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）的建设项目工程造价全过程控制方法。方法的整体结构见图1。

图1 建设项目工程造价全过程控制方法框架

该方法利用BIM 在建设项目工程中能够参与建筑整个生命周期的优势和特点，构建建设项目工程的BIM；结合数字化技术[1]，为构建的三维模型提供与实际工程吻合的数据信息，以此可极大程度提升建设项目工程的信息化水平，实现工程各个参与方之间的信息交换和共享。

2.3 建设项目工程造价全过程控制内容

基于BIM 技术进行建设项目工程造价全过程控制时，整个控制过程可分为5 个阶段，第一个阶段为投资决策阶段，第二个阶段为建筑造价成本阶段，第三个阶段为招投标阶段，第四个阶段为施工阶段，第五个阶段为竣工结算阶段。各个阶段的详情如下所述。

1）投资决策阶段：该阶段对于造价全过程的精细化管理和控制效果存在直接影响[2]，在该阶段中，需要对建筑项目工程进行BIM 数据分析，并将分析结果和财务分析工具进行关联后，进行与财务相关的参数调整，以此保证投资决策方案的合理性以及投资效益的最大化。投资估算过程中，需利用BIM技术构建建筑项目工程的BIM，采用计价软件对工程造价进行大致估算后，并保证估算结果的误差在10%以内，以此确定建设工程项目。

2）建筑造价成本阶段：该阶段是以构建的建筑项目工程的BIM 为基础，并且通过BIM 技术对该模型的参数和信息进行调整[3]，以此保证模型结果与实际建筑信息的吻合，确保模型的计算精准性。

在该阶段中，建设方和设计方均可通过构建的BIM 进行信息的交互和共享，并且可通过该模型对工程项目的详细情况进行沟通、调整和优化，以此提升造价数据的精准性，进而保证建筑项目工程造价全过程的控制效果。

3）招投标阶段：该阶段主要包含招标底价确定和投标文件两个部分，前者是由招标方自己编制的，也可委托有资质的第三方编制，该编制结果必须保证标底价在概算的投资范围内。在造价全过程控制中，依据BIM 进行造价的精细化管理，以此向招标方提供建筑工程项目的所有工程量相关信息，确保不会存在漏项。在上述内容的基础上，形成的招标文件更加科学、合理[4]。

4）施工阶段：建筑项目工程在实际施工过程中，会存在一定的突发因素以及无法预判因素。例如，施工材料价格上涨、人工费用变化、工程调整或者变更等。在构建的BIM 中，能够对建筑的不同结构部分进行查看，例如该结构的设计和造价等。与此同时，能够以工程进度为参考，对各个施工进度所需物资的采购情况进行查看和控制，以此制定详细的租金分配和劳动量的方案；可通过BIM 对工程中可能发生的调整和索赔情况进行全面管理，极大程度减少施工阶段中不必要的纠纷。

5）竣工结算阶段：该阶段也是建筑项目工程造价全过程控制的最后阶段，该阶段能够通过构建的BIM 对建筑工程量、价格等数据进行检验和查看，全面掌握工程的建设信息[5]。

2.4 基于BIM 技术的建设项目工程造价全过程控制实现

本文采用BIM 技术进行建设项目工程造价全过程控制时，充分考虑建设工程造价在控制过程中项目标价、经济利润、施工管理体系等因素对控制结果的影响，对这些影响因素进行分析，并构建建筑工程造价约束组织结构，其表达式为

式中：A 为建筑工程造价约束组织结构的集合；a为影响工程造价的某一个特定因素；n 为集合中元素的数量（此处为影响工程造价的因素的总数）。

建筑工程的实际成本感知信息表达式为

式中：C 为建筑工程实际成本的感知信息集合；c为建筑工程中某一具体成本项的实际成本值；m 为实际成本感知信息的数量。

建筑工程材料的聚簇属性权重表达式为

式中：W 为建筑工程材料聚簇属性权重的集合；w为建筑工程材料中某一属性的权重；p 为建筑工程材料属性的数量。

本文在进行建设项目工程造价全过程控制时，以建筑质量提升、建筑工程成本最小、效益最大为目标，构建工程造价效益分析模型，其计算公式为

式中：Q 为工程造价效益分析模型的结果；f（0）为初始状态下的控制函数值；f（xj）为在某一特定状态xj下的控制函数。

本文采用造价效益表示造价控制的信息流，以此构建造价效益的线性预测评估数据，其表达式为

式中：N 为信息特征的维度。

在建筑工程的最优成本约束下，完成建筑工程可靠性指标构建，并对各个随机变量UN相关关系展开分析。如果N 满足k 个建筑工程效益贡献权重的统计分布情况，则可计算建筑工程效益特征密度函数，其计算公式为

式中：φk为工程造价测量矢量；qk为材料成本；Vk为应力比矩阵；εk和均为观测噪声。

在上述内容的基础上，利用BIM 技术完成建筑工程造价效益预测的约束均衡设计，并通过该技术构建建筑质量量化分析状态方程，其计算公式为

依据BIM 可获取工程造价的观测值，并利用高斯迭代算法计算建筑工程质量效率阈值，获取建筑工程最低预算成本阈值。为提升建设工程的造价全过程的控制精度，并提高建设工程在施工过程中的施工效益，依据构建的BIM 进行工程造价效益分配，并计算该分配的聚类速度，其计算公式为

式中：uij为造价消耗，对应第i 个施工内容中的第j 个施工点；Ni为成本权重，对应第i 个施工内容。

通过BIM 技术可获取建筑工程造价指标和经济性指标的效益扩散模型，建设项目工程BIM 的联系度计算公式为

式中：aFi、bFi、cFi均为不同施工内容的造价效益。

由于建设项目工程造价效益模型会受到多种因素的影响，因此通过BIM 计算最大成本阈值和最低效率阈值结果，通过式（7）计算建筑的质量状态；在此基础上，依据式（8）计算工程造价的效益分配聚类速度，将该结果和工程造价全过程效益分配结果实现建设项目工程造价全过程控制。

3 实验结果分析

3.1 造价全过程控制结果分析

建设项目工程造价全过程中控制的主要目的是降低工程造价成本，因此分析该建设项目工程在不同的施工过程中，工程造价的支出结果，并将该结果与预期造价结果进行对比，以此判断本方法的控制效果，测试结果见表1。

表1 工程造价的支出结果

由表1 结果可知：在规划、设计、施工、竣工以及运行5 个施工过程中，采用本文方法对建设项目工程造价全过程进行控制后，工程造价支出结果显著低于预期的造价结果。因此，本文方法的控制效果良好，可显著降低建设项目工程全施工过程中的造价支出，实现投资效益最大化。

3.2 施工效率控制结果分析

施工效率是影响建设工程造价成本的主要因素，因此，为进一步分析本文方法对于建设项目工程造价全过程的控制效果，文中获取该建设项目工程在不同施工过程中的施工效率结果，并将该结果与预期结果进行对比，见表2。

表2 施工效率控制结果

由表2 结果可知：在规划、设计、施工、竣工以及运行5 个施工过程中，本文方法对造价进行全过程控制后，可显著提升不同施工过程中的施工效率，这一提升主要得益于本文方法是以建筑项目工程的BIM 技术为核心，实现了工程施工阶段的精准控制。通过BIM 技术，可实现各个施工单位之间的及时交互和沟通，及时完成工程施工进度的调整，提高施工效率。

4 结束语

在建设项目工程建设过程中，为了降低造价成本、提升施工效率并提高工程经济效益，本文深入研究建设项目工程造价的全过程控制方法，以某建设工程为例，深入探讨了该控制方法的实际应用，通过该方法成功实现了对工程全过程的精准控制。对控制结果进行相关分析后，确定本方法的控制效果良好，不仅能够实现造价的全过程控制，降低造价支出，还能显著提升施工效率，展现出优异的应用性能。