浅析大型公共工程项目应用BIM技术的必要性

●刘珺函 李瞳辉

浅析大型公共工程项目应用BIM技术的必要性

●刘珺函 李瞳辉

大型的建筑工程项目投资规模大，技术复合度高，所利用的资源多，具有很大的技术与经济的风险性，因此这类工程的工期一般很长，而且由于工程的不确定性经常造成工程延期拖长。由于没有大力推行BIM模型，使得BIM技术在国内发展速度十分缓慢，很多政府筹资建造的大型项目不能从中获益。文章以杭州国际博览中心为例，强调BIM技术在国内推广的必要性，最终提出克服关键阻碍因素、促进中国建筑业BIM引进和应用的方案。

大型工程项目 BIM 经济效益 必要性

一、引言

大型建筑工程项目是指投资规模巨大的工程项目，相比较普通的工程项目而言，大型工程项目有更加复杂繁多的工序，也需要更多的人力物力等资源，因此对各个施工环节的协调控制，尽可能以低成本高效率最优的调配整个工程中的有限资源就显得格外重要。

由于大型工程的不确定性，按照传统方法调整工期资源配置并不适用。大型工程项目的复杂性使传统方法从单一角度上检视问题和错误，并逐步修改的方法显得十分笨拙。由于其复杂与可变性，站在宏观角度，进行统一的调配，也就是应用现有BIM技术，才能更好地完成计划整体的调整。

二、什么是BIM技术

图1

BIM就是建筑信息模型Building Information Modeling的简称，用通俗的话来讲就是很多软件共同作用下的构建出的虚拟模型。为了创造更大的经济利益，现如今，BIM软件经过不断的发展，已经分化为几个不同的类别，软件数目达到几十个之多。但是，BIM在国内的应用还是少之又少。2012年，建筑协会做了一个这样的统计（见图1）。

通过这几年的统计图表，我们可以看到，从2009年开始，认识BIM的人逐渐增多，但真正认识BIM价值并加以利用的人还并不是很多。到2012年，熟练掌握BIM技术的人仅占行业人群中的21%。反观国外的情况，BIM技术在国外发展已经十分成熟，而在国内才刚刚起步，这其中很大的一部分原因就是因为政府没有对这项技术有足够的重视，没有大力推广，在一些国家级别的大型项目上为了节约一些可见的成本而忽略了不应用BIM带来的隐形成本。

三、BIM技术的价值

BIM的价值体现在如下四个方面，一是提高工作效率；二是提高建筑质量；三是节约成本；四是便于管理。下面，就对以上四个方面进行逐个阐述，以证明BIM在建设中的必要性。

首先，BIM让设计、建造、管理在同一个平台下工作，构成建筑工程的集成管理环境，可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率、大量减少风险。针对BIM的很多步骤，进行主体一体化。

其次，碰撞检验。这个检验在应用BIM之前很多东西是很难想象的。BIM中的碰撞检查是针对整个建设周期中的多专业协同设计,将不同专业的信息模型进行协调审查。通过碰撞分析有助于建筑设计、结构设计、电气设计、暖通设计、给排水设计等各专业团队及时发现问题和解决矛盾,优化工程设计,减少在项目实施过程中错误和返工可能性，大大的节约了工期与成本。

第三，成本方面。斯坦福大学曾经调查研究了一些2005年到2007年的实际项目，并从以下几个方面进行了分析，第一个就是BIM的投入，第二个就是应用BIM带来的直接成本节省，第三个就是BIM产生的应用，还有最后一个是BIM的ROA投资回报率。单看直接节省成本这一部分，一些项目获得了26倍的回收率，最少的也是在2倍左右，还有的达到了300多倍。所以对BIM来说各种项目回报是不一样的。但是从整体来看都是正回报，不是负回报，这是BIM对成本方面的一个价值。

美国佛罗里达大学Patrick Suermann博士等人在2007年对美国国家BIM标准（NBIMS）委员会的105个委员就BIM对工程施工6个关键指标（质量控制、按时完工、成本、施工安全、单位造价、单位人工时完成量）的影响情况进行了调研，共收回50份有效问卷（见图2）。

图2

按数量从高到低排列结果分别为90%认为对质量控制有改进价值、90%认为对按时完工有改进价值、84%认为对总体成本有改进、76%认为对单位人工时完成量有改进价值、70%认为对单位造价有改进价值、46%认为对施工安全有改进价值。

而进一步对施工单位进行BIM对这6个指标的影响程度的调查竟不约而同的与上述结果相符：BIM对工程质量的影响程度在90%以上，其余5个指标的数字分别为按时完成88%，单位人工时完成量86%，单位造价80%，成本80%，安全54%。

美国的工程不论工程进度、工程成本、施工质量比我们的好应该是不争的事实，主要原因是美国对BIM推广及应用比我们国家要重视的多。根据McGraw Hill的统计资料，北美建筑业BIM应用的普及率从2007年的28%上升到了2012年的71%，较我国2012年BIM的普及率25%相差甚远。

四、BIM技术推广上遇到的阻碍

首先，从施工单位的角度来看，在现行的招投标程序下，报低价是最容易中标的方法。然后在施工过程中，通过业主的设计问题、合同问题等方面，要求工程变更与索赔，以寻求更高的利润。但是，如果应用了BIM技术，一是成本上无法保证一个低价，不中标的风险加大，这对于施工单位是惨痛的损失。二是所有可能遇见的问题全部可以使业主方提前发现，施工单位无法要求索赔，减少所获的利润。三是业主方会经常要求改动图纸，这会使已经做好的计划全部推翻，必须重新建模，重新碰撞检验，全过程预览，发现并改动新发现问题。所浪费的时间，有可能造成工期延误等巨大损失。

其次，从业主方的角度来看，虽然从各方向上看BIM对业主方产生的价值增益是最多的，但是使用BIM技术造成成本增加是业主最不愿意看到的。现在建筑业还在发展阶段，行业尚不规范，绝大部分的公司运作都是通过贷款——获利——还款的形式对资金进行快速周转，而BIM的高成本有可能使得业主方获利减少甚至入不敷出而导致资金链断裂。

最后，我国不规范的行业制度不适合BIM的发展。BIM技术会造成行业整个信息的公开透明化，使得各个参与方的灰色收入大大减少，因此整个行业对于BIM是不敞开接受的。BIM需要高成本，操作BIM的人员需要高学历与高技术，我国建筑业中，挂靠现象十分严重，很多公司实际上并没有那么多的技术人员，因此BIM无法得到充分的应用。

五、政府推行BIM的优势及必要性

目前，建筑行业还没有真正进行到完全的市场化，政府在行业调整推进作用中发挥了很大一部分作用。2014年，政府逐步加大对房地产行业的治理，逐步使行业走向市场化、规范化。因此，目前，由政府通过大型的公共项目来推广BIM的实施是一个很好地时机。规范化就是要公开、透明化，BIM技术的广泛使用必然会造成这样一个结果。

同时，很多决策者（业主）没有看到BIM显性成本背后巨大的隐性利益，政府通过在大型工程中应用BIM技术，将难度大、耗时长、问题多的工程用最少的成本与时间建设出来是对BIM优势的充分证明，以促使BIM在各建设工程中应用。

目前,中国房地产市场正在接受着不小的考验,政府也在逐步将市场规范化、透明化、市场化。现在由政府领头，推广BIM技术，势必会加速规范化的趋势，减少各参与方的灰色利润，从而将成本控制。BIM带来的利益是十分可观的，在保证工程质量的前提下大大的提高了工作效率，抑制了烂尾工程的增加，真正实行有计划的采购，节约材料，从而减少项目资金风险，提高项目利润。也防止了业主资金链断裂，导致工程无法正常进行对各参与方所带来的损失。

实行BIM技术有利于政府对各工程项目全方位的监控，减少了在监控、抽查等方面的资金和人力投入。

六、总结

我国在大规模发展BIM技术方面还有很大的改进空间，但是由于经济体制、法律体制不健全等原因，使得中国BIM发展受到了重重阻碍。根据国内外BIM文献研究和专家访谈，从技术、经济、操作、法律等方面总结出建筑业BIM发展普遍存在的阻碍因素共41项，根据重要程度排序前11项依次为：没有充分的外部动机、国内缺乏BIM标准合同示范文本、不适应思维模式的变化、对于分享数据资源持有消极态度、缺乏国产的BIM技术产品、没有政策部门和行业主管部门颁发的BIM标准和指南、基于BIM的工作流程尚未建立、BIM项目中的争议处理机制尚未成熟、缺乏能够保护BIM模型的知识产权的法律条款和措施、聘用BIM专家和咨询需要额外费用、国内缺乏对于BIM技术的研究。

为了推动BIM技术在我国的发展，首先应该发挥由政府带动建筑市场变化的优势，所以建议政府在大型公共项目中率先规定使用BIM技术，并要求项目参与方具有一定的BIM应用实力。为了有效地实施BIM项目，政府的行业主管部门首先需要研究制定BIM标准和指南，建立BIM应用的框架，规范BIM市场的管理。政府颁发的标准和指南可为企业和个人提供具体的BIM应用指导。只有政府应用BIM技术带来可视化的效益，并且通过运用BIM而逐渐使得与BIM相关的法律成熟，建立起BIM的工作流程，自主开发出BIM技术核心软件，降低应用成本，才能使BIM技术在中国得到大规模的推广。

[1]何关培.BIM和BIM相关软件[E].土木建筑工程信息技术,2010 (12)

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[4]杨科，康登泽，车传波，徐鹏.基于BIM的碰撞检查在协同设计中的研究[A].土木建筑工程信息技术,2013(8)

[5]潘佳怡.中国建筑业BIM发展的阻碍因素分析[A].工程管理学报,2012(26)

（作者单位：四川大学 四川成都 610064）

（责编：纪毅）

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