基于BIM的全生命周期造价管理应用和示范

何 溪

（上海建科造价咨询有限公司， 上海 200032）

1 工程造价管理和BIM现状

工程全生命周期造价管理是在整个工程建设过程中，全方位地对项目成本进行预测、分析、监督、优化等的过程，在满足质量、进度要求的前提下进行资源配置，降低工程成本。目前我国传统的造价管理模式存在以下局限性。

(1)难以实现过程管理，成本不能细化到不同时间、不同构件、不同工序的层面；

(2)造价分析功能弱，数据粒度过粗，软件导出的工程量清单无法实现基于空间、时间等维度的统计和分析；

(3)项目群、企业级管理能力缺失，没有形成企业级造价分析的系统和技术；

(4)难以与业主、设计、施工、运维等参建单位实现数据共享与协同；

(5)数据积累困难，工程造价基础数据没有总结和存储，不能在企业内进行共享。

BIM 即建筑信息模型，自 2002 年提出后，迅速在全球范围内得到工程建设行业的广泛仍可，已经被誉为建筑业变革的革命性力量。目前 BIM 已经由初始的 3D 模型加上时间维度和成本维度而成为 5D 模型，并且还将继续向着 6D、7D，甚至 nD 的方向发展。BIM 利用数字建模技术，提高项目设计、建造和管理的效率，并给采用该模型的建筑企业带来极大的新增价值，为提高建筑业生产力、增加专业沟通、减少资源浪费提供了技术支持。

随着 BIM 技术的发展和成熟，可以说，上述造价管理的行业局限性将会得到根本性的改善。BIM 5D 技术是造价管理实现精细化和全过程的强大技术支撑，通过创建 5D 模型，录入、存储、管理、共享、运用相关信息，数据精度可以达到构件级，造价管理的内容和成果将在投资决策、规划设计、招投标、施工、竣工结算等各阶段全面升级，实现造价管理在建设全过程的价值提升。BIM 5D 的出现是整个工程管理行业转型升级、发生革命性变革的重要支撑力量，具有广阔的应用前景。

2 基于BIM的全过程造价管理

BIM 技术在建筑成本控制中，主要通过应用三维信息技术进行虚拟仿真、工程量计算、造价管理等，提高造价效率，促进工程量和资金的有效管理。基于 BIM 的全过程造价管理让业主、设计单位、施工单位、监理、造价咨询单位在各个阶段能够实现协同工作，更准确地预见施工成本与建设进度，解决了阶段割裂和专业割裂的问题，避免了设计与造价控制环境脱节、设计与施工脱节导致的频繁变更。

通过 BIM 可以方便实现多次定价，在项目各阶段快速实现估算价格、概算价格、投标控制价、合同价和结算价。

在估算价格阶段，造价工程师从 BIM 模型获取较为粗略的工程量数据，这些粗略的工程量数据应与造价数据库内存储的造价指标相结合，从而得到较为准确的项目投资估算。

在概算价格阶段，可以从 BIM 模型获得工程的各种参数和细化的工程量，两者结合，再查询概算指标，可以得到准确的设计概算。使用 BIM 5D 工具的这个过程是很迅速的，造价工程师与设计人员配合进行不同设计方案的经济性论证，从而共同进行限额设计和价值工程分析。

在施工图预算价格阶段，导入设计提供的施工图模型然后修正，或者由造价咨询单位构建模型，该模型是准确而全面的，精确到每一项需要计算的构件，软件能够自动计算准确的工程量。然后造价工程师进一步运用 BIM 5D 工具完成套项和组价工作。

在招投标阶段，招标控制价的编制方法与施工图预算相同，另外 BIM 5D 还能够提供智能回标分析等功能。部分软件公司提供的自动检查和云检查功能还能够提示工程量清单的漏项。

在合同价格阶段，此时的 BIM 5D 模型是进行施工过程造价管理，尤其是变更管理和结算价格的基准。

在施工阶段，BIM 模型记录了施工进度、材料价格和设计变更等各种信息，为价格审核和进度款审核提供基础数据。5D 工具通过识别和处理这些信息，可以按照施工进度提取工程量，也可以按照变更部位提取工程量，并且组价。这些功能都是三维可视的，造价信息与模型构件相关联，在报表的相应位置也可以反查三维模型。

在竣工结算价格阶段，BIM 5D 工具带来了根本性的改变。结算审核不再是重新计算竣工图纸，也不再需要在堆积如山的资料里整理签证和变更资料，因为一切结算所需信息都已包含在经过动态修正的 BIM 模型中。造价工程师只需校对各版本模型相对应的施工状态，即可快速出具结算审核报告。基于 BIM 的建设项目全过程造价管理的模式示意(见图1)。

3 案例研究

3.1 案例1：上海张江集电港B区3-6研发总部2号研发楼

3.1.1 工程概况

上海张江集电港 B 区 3-6 研发总部项目，项目总共包括11 个单体，地上建筑面积 92 961.6 m2，地块地下建筑面积38 617.9 m2，其中 2 号研发楼地上建筑面积 17 208 m2。本次示范案例以 2 号研发楼地上部分及整体地下室为示范。

3.1.2 BIM技术在项目中的应用点

(1)三维展示。采用 BIM 建模来宣传展示，能给观者空间的感受。依据设计图纸，建立三维模型，形象地展示场地内建筑物的形状以及内部设备管线的布置情况，不仅能有更好的直观感受，而且还能为后续开发建立模型基础。例如，地下模型(如图 2 所示)。

(2)碰撞检查。设计师进行二维设计时，由各个专业工程师分开设计，这样不同专业之间的错漏容易互相影响，从而造成施工的不便和成本的增加。传统情况下，工程师通过图纸来判断碰撞情况，工作任务大，而且复杂部位难以判断。因此通过各个专业三维模型检查，能更好地发现设计存在的问题，从而对出现的问题提前准备，节约成本，避免延误。

(3)快速算量，提升效率。根据 BIM 技术多个设计人员协同工作，建立适用于造价管理的模型，计算机根据指定的规则来计算构件工程量，能够提升效率，更快出量。

(4)进度款拨付。采用 BIM 造价软件，对模型构建中的属性定义中添加好不同的施工段，在 BIM 进度计划中定义好其开始和结束时间，执行轴网命令下面的“布施工段”命令；然后再用“刷施工段”命令将对应关系刷新一下最后计算。

针对某个施工段的工作量可以在报表中点击“按进度”，然后在“统计”中选择需要查看的时间段，就会出对应的工程量了。

(5)多算对比。对账功能：根据对账的具体需求，能够人工设置临时的工程量计算规则，实现同类构件工程量的自动计算和统计分析。

(6)变更管理。工程在进行过程中并不是一成不变的，2号研发楼项目在施工过程中也有较多变更。采用 BIM 技术，对工程中存在的变更，建立变更单进行统一管理，同时在模型中进行体现，删除或者添加构件，并对变更进行分析，进行前后对比。这对变更的管理非常有利，还能避免工程时间太长，导致资料缺失，因此更有利于造价的管控。

3.1.3 项目小结

在上海张江集电港 B 区 3-6 研发总部项目中，BIM 管理以造价单位为主体、BIM 造价软件为媒介，主要应用在项目预算阶段、进度款支付、变更管理与竣工结算环节。BIM 模型中具有庞大的专业信息数据，并可以通过软件对数据进行管理，快捷准确地开展计算，还能通过三维可视化将各个专业进行协同，避免各个专业的冲突。

3.2 案例2：中博会幕墙

3.2.1 工程概况

工程选址于上海市虹桥商务区规划范围内，项目总用地约 85.6 ha，建筑面积约 147 万 m2，总投资约人民币 150 亿元。项目法人上海博览会会展有限公司按照“一流场馆、一流配套、一流管理”的目标，在上海建设一个最具规模、最具水平、最具竞争力的世界级大型展览场馆。该项目 2011 年12 月正式开工，2014 年 9 月 A0、B0 竣工并投入使用，2015年全面完工。

图1 基于BIM的建设项目全过程造价管理模式示意图

图2 2号研发楼地下室整体模型图

3.2.2 BIM技术在项目中的应用点

(1)三维直观，出图便捷。BIM 模型最为显著的效果就是三维直观，可视性强，所有的建筑表皮幕墙、结构梁柱、设备管道都以三维方式分图层置于一个 BIM 模型中，便于各专业人员的协调沟通。三维显示后，各个部分的冲突问题能够直观显示，便于设计人员修改。

此外，BIM 模型是三维模型，但是也能通过剖切工具得到不同标高的平面图以及不同轴线的剖面图及立面图，并且较少有图纸不能完全对应的问题。

(2)异形幕墙的应用。异形建筑幕墙，也就是特殊形状的建筑幕墙，主要是为了整体形态呈现特殊的效果而制作的。由于其表面形态各异，因此幕墙设计难度较大，设计与制作的衔接也较为困难，因此成本也相应提高。在施工过程中，又因为幕墙造型的特殊使得工程难度较大。异形幕墙图纸的信息量较大，传统的二维软件较难满足其需求，因此需要借助 BIM 技术。

一方面，BIM 技术可以优化异形幕墙的设计，降低成本。BIM 技术主要通过模型的参数化设计，计算最合理的幕墙设计方案。另一方面，BIM 技术可以辅助施工，节省开支。制作好的幕墙构件到现场之后，如果用 BIM 软件事先进行预安装，合理安排异形幕墙施工计划以及安装工作顺序，那么将大大减低返工的可能性，并更能规避施工中安全风险，在保证幕墙质量的同时降低工程成本。

(3)专业协同，信息管理。传统模式下，由于技术的限制，各个专业人员只能通过会议或者是图纸来进行各专业交流。一旦需求发生改变，那么各个部分仅能及时修改各自负责的内容，因此设计总成果延迟，导致后续工作也有了一定延迟。在 BIM 工作模式下，各个专业都在一张图上进行设计工作，目的是构建各专业模型的综合体，各个专业的改动都在这个唯一的模型上得到体现。因此，各专业人员能了解其他专业的情况，造价人员也能通过设计模型的改变及时对工程量进行修改，从而保证工程进度。

幕墙设计结束后，BIM 模型中已经有了工程的基本信息，在施工过程中，材料准备、进度安排、人员调整不断改变，信息不断被增加、修改、丰富、调用，完成整个生命周期的信息集成。业主能够根据这些信息，掌握幕墙工作的进行，而各方也可以调用相关信息，更好地完成项目目标。

3.2.3 项目小结

中博会幕墙工程是各个单位集体采用 BIM 技术的结果。BIM 技术应用于项目的设计、施工和竣工阶段等环节，整合了幕墙工程庞大的信息数据，并通过数据进行系统化管理，将各个点形象化、直观化，创造协同合作的模型基础。

从中博会项目可以看出，BIM 能更好地促进项目目标的达成，并能形成专业信息数据，是今后建筑发展的趋势。在今后的发展中，BIM 不仅仅会应用于异形幕墙或者是异形的建筑，它将会发展到建筑工程的各个方面，在工程建设里发挥举足轻重的作用。

4 结 语

BIM 技术的实施，使得工程每一步工作的前进均可控，在该项目中真正做到“事前预控”和“事中控制”，最终保证工程的顺利实施。BIM 不仅仅是造价单位应用的一种软件，它的侧重点在于各单位、各专业的协同合作，促进项目的顺利进行。BIM 对各单位的协同是今后 BIM 发展的趋势，相应的法律法规也会日趋完善，未来 BIM 将由采取统一的数据格式和可以互换的数据格式，从而实现 BIM 的最大效应。

[1]Chuck Eastman,Teicholz Paul,Sacks Rafael,etc. BIM handbook[M].USA:John Wiley&Sons Inv,2010.

[2]张树婕.BIM在工程造价管理中的应用研究[J].建筑经济,2012(2).

[3]王广斌,张洋,谭丹.基于BIM的工程项目成本核算理论及实现方法研究[J].科技进步与对策,2009(21).

[4]彭德艳.浅论基于BIM的工程项目全寿命周期造价管理[J].长沙铁道学院学报:社会科学版,2013(1).

[5]韩学才.BIM在工程造价管理中的应用分析[J].施工技术,2014(18).