基于BIM技术的建筑全生命周期的成本管理与应用

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(1.重庆市勘测院，重庆 400020；2.重庆市岩土工程技术研究中心，重庆 400020)

引言

工程项目自决策立项到运营维护的全生命周期中，涉及工程项目的各个要素、不同参与主体和工程管理的各个阶段，这对项目的信息集成和工程项目全生命周期的管理带来了诸多挑战。BIM作为一种多维模型的建筑信息集成平台和技术工具，集成了建筑物自设计到运营维护全生命周期的各种工程信息，在项目全生命周期的管理过程中发挥了越来越重要的作用。

1 BIM技术简介

BIM是BuildingInformationModeling(建筑信息模型)的简称，是一种以三维数字技术为基础，将建筑工程生命全周期内的各种相关信息加以整合并进行有效管理的一种全新设计模式[1]，它是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达。

BIM将包括设计信息、施工信息和运营维护信息在内的建筑物所具有的真实信息通过数据模型加以模拟仿真，这些信息不仅包括建筑几何形状信息、专业属性和状态信息，如构件的材料、尺寸、质量和工程进度、工程成本等数据模型，还包含与管理有关的非构件对象的行为模型和形状信息，例如空间、运动行为，用于模拟真实世界的状态和变化。BIM可以持续、即时地提供建筑物的质量状况、进度以及成本变化等信息，而且这些信息是完整、可靠、协调一致的。

2 BIM的应用价值

由于BIM模型蕴含着大量的工程信息，应用BIM系统平台，可以使与工程有关的更多的、更好的功能被开发应用。如设计方用来建筑分析、结构分析、能耗分析、照明分析、内外部气流模型、人流分析等，也可用于不同专业间的冲突碰撞检查等；业主可根据BIM模型进行质量控制、进度管理和成本管理；运营方引入BIM，模拟日常和紧急情况的处理方式，如高峰期电梯排队、地震人员逃生模拟和消防人员紧急疏散的情景，以便进行更好的规划布局。

BIM是对建筑进行全生命周期的数字化管理的软件，它在建筑物的设计、建造和运营管理的全生命周期内具有重要的应用价值。美国斯坦福大学整合设施工程中心(CIFE)根据32个采用BIM的项目，总结了使用建筑信息模型的以下优势：

(1)消除40%的预算外变更。

(2)造价估算控制在3%精确度范围内。

(3)造价估算耗费的时间缩短80%。

(4)通过发现和解决冲突，将合同价格降低10%。

(5)项目时限缩短7%，及早实现投资回报。

3 BIM技术在建筑全生命周期中的成本管理与应用

工程项目的成本管理不仅仅是某一个阶段的管理，而是贯穿于项目全生命周期的管理，并且成本管理也日趋复杂化、精细化，这就需要运用及时准确的海量工程基础数据信息。BIM的理念就是建立涵盖工程全生命周期的信息库，实现各个阶段、不同专业之间的信息集成和共享[2]，将建造、施工和运营维护等工程信息融入整个设计，设计师可通过BIM模型更好地进行方案的优化比选，施工方可以从模型中获得更多、更可靠的技术细节信息支持，业主可以通过BIM模型更有效率地开展工程项目管理，物业公司可以通过成熟的BIM模型开展设施维护与大修工作。

3.1 BIM技术在设计阶段的成本管理与应用

实现不同专业之间的信息共享和协同设计。通过BIM模型，各专业从中提取所需的设计参数与相关信息，这样就避免了传统设计中不同专业信息交流与沟通出现失真、歧义和错误等现象，提高了沟通效率和设计质量，节约时间成本。

实现建筑的仿真设计和智能设计。利用BIM虚拟模型，进行设计碰撞冲突检查，解决不同专业间的设计冲突问题，减少施工过程中的变更和返工成本。

实现建筑的可视化和优化设计。利用BIM模型，可进行能耗分析和绿色建筑设计，对设计方案、材料、设备和技术的选择是否符合绿色生态、节能环保的原则进行评估，并作出相应的优化。

BIM可快速地对各种构件进行统计分析汇总，从而大大减少造价人员繁琐的手工算量和潜在错误。造价人员通过BIM获得的准确的工程量统计用于前期实际过程中的成本估算和设计概算，同时也可为业主提供不同设计方案的选择或建造成本的比较。

3.2 BIM技术在建造阶段的成本管理与应用

在BIM这一以数据为核心的交流和协作平台上，项目参与各方的信息交流变得通畅、及时、准确，不受时间、地点的限制，每一次的信息变更、提供和交流均有据可查，这样不但可以提高参与各方获得信息的效率，降低获得信息的成本，同时可最大限度地降低信息的延误、失真造成的浪费、损失和返工。

BIM作为一个数据库平台，有利于数据存储和海量数据管理。在工程造价中，造价人员可根据构件类型、时间维度和空间维度进行及时准确的工程量统计分析。对于设计优化变更，BIM模型也即时对工程量进行动态调整，并清楚地显示设计变更对成本的影响。将工程自开工到竣工的全部造价数据资料存储在基于BIM系统的后台服务器中，造价人员可随时根据这些海量存储数据进行成本管理和分析，显著提高工程造价人员的工作效率。

实现工程进度款的快速计算。基于BIM模型，造价人员可根据三维图形分不同楼层、部位、构件并按时间进度，快速、准确、直观地进行进度款计算与审核，加快进度款的拨付，提高资金使用效率。

动态控制，优化进度管理。施工企业可利用BIM模型推行精益建设和精细化管理，通过快速准确地获得工程基础数据，支持造价、采购、库存和财务等的动态和精确管理，制定精确的人员材料计划，减少了资源、物流和仓储环节的浪费，降低采购成本。

3.3 BIM技术在运营和维护阶段的成本管理与应用

在建筑物运营使用寿命期间，建筑物结构设施和设备设施都需要不断地得到维护。因此，制定科学合理的维护方案将能提高建筑物性能，降低能耗，节约维修管理费用，进而降低总维护成本。BIM模型结合物业管理系统可以充分发挥数据记录和空间定位的优势，利用BIM数据库中丰富的工程信息，合理制定维护计划，以降低建筑物在使用过程中出现突发状况的概率。另外，针对建筑结构损伤、材料劣化及各种灾害破坏，利用BIM模型还可进行建筑结构安全性、耐久性分析与预测。对一些重要设备还可以跟踪维护工作的历史记录，以便对设备的适用状态提前作出判断。物业公司或业主如果能科学合理地利用这些信息，可以提高物业管理效率，提高建筑运营过程中的收益与成本管理水平。

参考文献：

[1] 面向可持续性设计的建筑信息模型[A].中国土木工程学会.工程三维模型与虚拟现实表现——第二届工程建设计算机应用创新论坛论文集[C].上海，2009.

[2] 刘照球，李云贵.建筑信息模型的发展及其在设计中的应用[J].建筑科学，2009，25(1)：96-99，108.