BIM技術在施工階段的成本控制應用

1、BIM技術在施工階段的成本控制應用摘 要：我國建筑行業(yè)發(fā)展迅速，但資源浪費較為嚴重。施工階段是資源消耗和成本形成的主要階段，因此應特別重視施工階段的成本控制。介紹了bim概念及其特點，針對目前建設項目在施工成本控制中存在的問題，分析了應用bim技術進行成本控制的優(yōu)勢，研究了bim技術在施工階段成本控制中的應用。關鍵詞：建筑信息模型 施工階段 成本控制中圖分類號：f426.92 文獻標識碼：a文章編號：1004-4914（2016）01-072-02當前，我國建筑行業(yè)發(fā)展迅猛，促進了經濟的快速發(fā)展。據(jù)國家統(tǒng)計局發(fā)布的2014年國民經濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報，2014年建筑業(yè)增加值為44725億元，占

2、國內生產總值比重為7.03%，達到改革開放以來的新高度。但從建筑業(yè)的利潤來看，2014年建筑業(yè)產值利潤率僅為3.91%1，盈利能力比較弱。解決建筑業(yè)效率低和浪費嚴重的問題迫在眉睫，施工階段是建設項目資源消耗和成本形成的主要階段，該階段支出的成本占用了項目成本的絕大部分，因此必須特別重視施工階段的成本控制。目前我國建設項目施工成本的管理存在效率低下，只重視事后控制，不重視事前預測、計劃和事中檢查、調整，忽視質量成本和工期成本等問題。而bim作為信息化時代的最新產物，其核心是一個數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫由計算機通過三維模型而形成，涵蓋項目全部建筑信息，且在項目實施過程中對這些信息進行動態(tài)調整。bim和算量

3、軟件進行結合，準確調用數(shù)據(jù)庫中相關數(shù)據(jù)，實現(xiàn)自動化算量，多部門共同分享，進而為施工企業(yè)節(jié)約成本，增加利潤。目前，對使用bim技術在施工階段進行成本控制的研究尚在初始階段，因此應積極推進bim技術在施工階段的發(fā)展，發(fā)揮bim優(yōu)勢解決成本控制中存在的問題。一、bim簡介1.bim概念。建筑信息模型（building information modeling，bim）起源于美國查克?伊斯曼（chuck eastman）博士在20世紀70年代提出的建筑計算機模擬系統(tǒng)（building description system），bim是一種新型的工作模式，是將數(shù)據(jù)轉化為信息，并將信息共享給所有的項目參與方

4、，從而進行建設活動的過程。美國國家bim標準nbims對bim的定義是：“bim是一個設施（建設項目）物理和功能特性的數(shù)字表達；bim是一個共享的知識資源，是一個分享有關設施的信息，為該設施從概念到拆除的全生命周期中的所有決策提供可靠依據(jù)的過程；在項目不同階段，不同利益相關方通過在bim中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自職責的協(xié)同作業(yè)。”22.bim特點。（1）可視化。bim技術的核心是一個數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫是通過三維模型形成的，而三維模型具有可視化的特性，因此bim技術的可視化是顯而易見的。bim 模型帶有幾何信息和屬性信息，同樣可視化指的是幾何信息和構建屬性的可視化3。所以，b

5、im技術不僅可以進行建筑設計、碰撞檢測、施工模擬、避災路線分析及生成效果圖的展示，還能夠將構件屬性（如材質、體積、接觸面積、相互關系）更直觀的展現(xiàn)在我們面前?？梢暬僮鳛轫椖繄F隊進行的一系列分析提供了方便，有利于提高生產效率、降低生產成本和提高工程質量。（2）協(xié)調性。工程項目建設施工牽涉到不同參與方、不同專業(yè)，協(xié)調尤為重要。信息協(xié)調一致，信息傳導的損耗低，可避免實際建設過程中可能出現(xiàn)的信息沖突和丟失現(xiàn)象。bim可以將各專業(yè)的信息集中在模型中并進行關聯(lián)，使項目各參與方通過bim模型清楚全面地了解項目，通過bim信息平臺對存在的問題進行協(xié)調處理，改變了過去點對點的溝通模式，增加協(xié)調效率，節(jié)約成本。

6、（3）模擬性。bim的結構是一個復合結構，不僅包含數(shù)據(jù)模型，可反映圖形和數(shù)據(jù)，而且包含行為模型，將二者關聯(lián)結合賦予數(shù)據(jù)意義，可模擬真實行為。bim技術的模擬性不僅是指建筑物模型的建立，還包括節(jié)能模擬、日照模擬等。在招投標和施工過程中可以進行施工模擬，優(yōu)化施工方案，控制項目成本。在運營過程中可以進行消防疏散、地震逃生等災難處理方式的模擬。（4）優(yōu)化性。信息、復雜程度及時間限制著建設項目的優(yōu)化。建筑工程一般工程量大、時間緊迫，有些現(xiàn)代建筑物更是非常復雜，參與人員的能力不足，會出現(xiàn)考慮不周的情況。而bim數(shù)據(jù)庫涵蓋項目全部建筑信息，bim及其配套的優(yōu)化工具通過修改前后的形象對比，能輕松地做到優(yōu)化項目

7、4。（5）可出圖。bim技術通過對建筑物的可視化展示和協(xié)調、模擬、優(yōu)化后，將經過完善后的綜合管線圖、預埋套管圖、碰撞檢查報告及合理改進方案等提供給業(yè)主。二、施工階段應用bim進行成本控制的必要性在施工階段進行成本控制是，根據(jù)成本計劃建立目標成本，然后收集信息采取措施對項目支出進行嚴格監(jiān)督，若發(fā)現(xiàn)超出允許范圍的成本偏差，及時糾正偏差，使實際成本不斷向目標成本接近的過程。如圖1所示。51.傳統(tǒng)施工成本控制的弊端。目前建設項目在施工成本控制中存在的問題有：輕視事前、事中控制；數(shù)據(jù)共享和協(xié)同工作不被重視；成本數(shù)據(jù)更新不及時；精細化管理難以實現(xiàn)；技術落后導致工期成本和質量成本增加。2.應用bim進行成本

8、控制的優(yōu)勢。（1）快速算量，提升精度。傳統(tǒng)算量方法，需匹配圖紙構件所對應的工程屬性，明確不同構件的計算規(guī)則，所以利用傳統(tǒng)方法進行工程量計算時費時易錯。而由bim設計的三維模型在設計過程中就進行了構件屬性的匹配，且bim算量軟件融入了計算規(guī)則，實現(xiàn)了算量自動化，不僅提高了算量效率，而且算量結果更加客觀、所得數(shù)據(jù)更加準確。（2）合理計劃，減少浪費。無法快速、準確地獲取工程數(shù)據(jù)來制定資源計劃是精細化管理難以實現(xiàn)的根本原因。6而管理人員使用bim技術可以快速精確地獲取基礎數(shù)據(jù)，制定精確合理的資源計劃，減少資源浪費，減輕倉儲壓力，降低成本。 （3）優(yōu)化方案，提高質量。在項目前期，通過bim技術把各專業(yè)圖

9、紙進行整合，在統(tǒng)一平臺經過碰撞檢查，可發(fā)現(xiàn)設計中存在的錯誤，進而優(yōu)化設計方案，減少施工階段由設計造成的返工，同時優(yōu)化管線排布、優(yōu)化凈空。而且通過bim可視化和模擬性，對施工工序、場地布置等進行動態(tài)模擬，進行施工方案的評選優(yōu)化。施工方案、管線排布方案經過優(yōu)化用于施工交底，可提高工程施工質量，節(jié)約成本。（4）虛擬施工，有效協(xié)同?；赽im三維模型引入時間因素，即bim四維技術，可進行虛擬施工，進而可以隨時、直觀地進行實際進展與施工計劃的對比，使各參與方全面了解項目實施情況，實現(xiàn)有效協(xié)同工作，提高效率，降低成本。（5）加快結算，減少成本。bim模型數(shù)據(jù)更新及時、數(shù)據(jù)清晰，利用bim技術可以準確拆分、

10、統(tǒng)計工程量，加快施工過程中工程進度款結算；竣工結算時，通過調取bim數(shù)據(jù)庫中的相關資料，可縮短準備時間，加快結算進度，減少時間成本。三、bim在施工階段成本控制中的應用1.施工準備階段。（1）優(yōu)化施工組織設計。施工組織設計是指導工程施工的綱領性文件，一般包括工程概況、施工部署及施工方案、施工進度計劃、施工平面圖、主要技術經濟指標等五項基本內容。將施工方案和bim模型進行集成，應用bim技術對項目的重要環(huán)節(jié)、關鍵部位進行模擬，分析、優(yōu)化施工方案；將施工進度計劃和bim模型集成后，通過進度模擬可提高其可行性；應用bim模型建立反映臨建、設備間立體關系的三維場地平面布置，參照施工進度計劃，形象模擬各

11、階段現(xiàn)場情況，檢查、修改臨建布置，使現(xiàn)場平面布置滿足動態(tài)變化需求，資源配置更合理，從而避免浪費，節(jié)約成本。（2）輔助圖紙會審。通過bim模型及其碰撞檢查，輔助進行圖紙會審，對凈空、管線布置等細節(jié)問題進行優(yōu)化，減少返工，縮短工期，控制成本。（3）指導施工成本計劃的編制。將bim三維模型與進度信息、成本信息通過關聯(lián)整合形成5d模型，從而對施工過程中各個階段的相關需求量進行計算、模擬、優(yōu)化，指導勞動力、材料和機械計劃的建立，提高成本計劃的精確性，降低成本。2.施工實施階段。（1）多維多算對比。多算對比是及時發(fā)現(xiàn)項目問題，降低項目費用，控制項目成本的有效手段。目前，多算對比是從三個維度時間、工序、空間

12、位置，對項目計劃成本與實際成本進行對比分析。只分析其中一個維度是不夠的，比如項目一個時間段的總體狀況良好，實際成本低于計劃成本，但可能存在實際成本高于計劃成本的子項工序，因此需要將項目實際成本按工序進行拆分。而且，項目施工通常是不同施工段同時進行，所以還要按照空間區(qū)域進行成本對比和分析。利用bim模型可快速、精確地進行不同維度的多算對比?；赽im三維模型引入時間因素，可對任意時間段的實際成本和預算成本進行對比，直觀判斷該階段盈虧情況從而及時采取糾偏措施；將bim模型和施工工序進行結合，按照具體工序對成本進行對比，有利于及時發(fā)現(xiàn)、處理問題，實現(xiàn)成本精細化管理。（2）動態(tài)成本管理。在bim三維模

13、型基礎上增加時間維度和造價維度建成bim-5d模型，使用該模型在施工過程中實時跟蹤項目進展，動態(tài)展示資金使用情況，及時統(tǒng)計、匯總規(guī)定時間段的實際成本，與預算成本、計劃成本進行三算對比，若發(fā)現(xiàn)成本超支情況，及時采取有效糾偏措施，避免項目投資失控，實現(xiàn)成本的有效動態(tài)管理。（3）改善變更管理。在施工過程中，工程變更的發(fā)生是在所難免的。工程變更經常會引起項目工程量的變動及項目進度的變動等問題，這些問題都可能造成實際施工成本與計劃成本發(fā)生較大出入（主要是實際施工成本的增加），所以，必須高度重視和重點控制變更對項目成本產生的影響。7在發(fā)生工程變更時，使用bim-5d技術進行變更管理，因bim模型信息具有關

14、聯(lián)性，工作人員只需將變更構件在bim模型中進行修改調整，整個模型中與之關聯(lián)的部位都會自動更新，而且由于bim模型的共享協(xié)同能力，各參與方之間傳輸交換信息的時間大為減少，從而可快速計算變更工程量，準確確定變更費用，減少成本浪費，有序管理變更造價。（4）快速結算工程進度款。進度款結算，一般是由施工單位根據(jù)已審批下來的工程形象進度，計算出本階段完成的工程量，套用相應的綜合單價，算出工程款，向建設單位提出支付申請。8由于bim模型可將工程數(shù)據(jù)以建筑構件為載體進行存儲、分析，所以利用bim模型可快速完成工程量拆分。而且bim模型根據(jù)施工現(xiàn)場進度及時更新數(shù)據(jù)庫，因此造價人員利用bim技術可實時、精確地匯總

15、某一階段的工程量，快速編寫該階段的工程計量申報表。建設單位可以通過bim共享平臺迅速審核其數(shù)據(jù)的準確性，提高工程進度款的結算效率，減少時間成本。（5）真正實現(xiàn)限額領料。限額領料是控制現(xiàn)場材料使用量從而降低項目成本的有效方法，定額的確定是其關鍵工作。利用bim技術，根據(jù)數(shù)據(jù)庫中以往同類項目的詳細數(shù)據(jù)可快速、精確地計算施工任務的材料消耗量，相關人員通過共享平臺對數(shù)據(jù)進行審核，下達限額領料單，實現(xiàn)限額領料。四、結語目前，我國已經步入信息化時代，建筑業(yè)信息化是大勢所趨。bim技術作為一種信息化技術，正在推進建筑業(yè)的信息化發(fā)展。在建設項目施工階段引入bim技術進行成本控制可以節(jié)約成本，提高工作效率，增強

16、施工企業(yè)的管理水平和盈利能力。上文所述應用只是bim技術在成本控制應用中的一部分，隨著bim的推廣普及和技術創(chuàng)新，bim技術在施工階段成本控制中的應用會逐漸增多，在施工階段質量和安全管理中的應用也會逐漸發(fā)展。注釋：1住房和城鄉(xiāng)建設部計劃財務與外事司，中國建筑業(yè)協(xié)會.2014年建筑業(yè)發(fā)展統(tǒng)計分析j.工程管理學報，2015，29（3）：1-122何關培，王軼群，應宇墾.bim總論m.北京：中國建筑工業(yè)出版社，20113胡鉑.基于bim的施工階段成本控制研究d.武漢：湖北工業(yè)大學，20154王雪青，張康照，謝銀.基于bim實時施工模型的4d模擬j，廣西大學學報（自然科學版），2012，37（4）：815-8195李