建筑工程造价管理中的BlM技术应用研究

周桂香，蒋凤昌，董 杰

（1.泰州职业技术学院，江苏 泰州 225300；2.上海科瑞漫拓信息技术有限公司，上海 200092）

“工程造价”是建筑工程建设项目管理的关键指标之一，主要包括工程量统计和工程计价两项基本工作。由于建筑工程项目的规模越来越大、结构形式越来越复杂、新材料新工艺越来越繁多，导致工程量统计的工作量变得巨大，工程造价管理人员将在“工程量统计”方面花费大量的时间和精力。研究表明，传统的手工计算工程量要占据整个造价管理过程的50%～80%的时间[1]。

随着大数据和信息化技术在建筑业中的发展，BIM技术已逐步应用于建筑工程造价管理领域。上海市胸科医院科教综合楼为上海市第一批BIM试点项目中“设计-施工-运维”全过程应用BIM的项目，应用BIM技术进行了工程造价管理，相关BIM应用与研究成果可供类似工程借鉴。

1 工程概况

上海市胸科医院科教综合楼项目（图1）位于上海市徐汇区淮海西路，总建筑面积24208平方米，其中地上建筑面积18868平方米，地下建筑面积5340平方米；地上十三层，建筑高度约58米；三层地下室，深度至-10.3米。最初总投资估算控制在21754万元，后经法改委审批确定：批复的投资估算18596万元，批复的投资概算为18509万元。该项目是上海市“创双优”示范项目，对工程造价的管理控制非常严格，不允许突破上海市发改委的批价。因此，应用BIM技术进行造价管理，旨在达到预期的管理目标。

图1 综合楼的方案设计BIM

BIM技术的引入使工程造价软件发生了根本性的转变，从2D变成了3D，完成了工程量统计的自动化；由静态管理变成了动态管理，从3D转变成4D（3D+时间）进一步发展了5D（BIM+时间+造价），实现工程建设全过程造价管理的BIM信息集成与共享。

2 BIM造价管理的应用价值研究

BIM技术应用于建筑工程造价管理，首先实现信息集成，即将三维几何信息模型、施工进度、工程造价融为一体，形成BIM-5D模型，构建实时模拟和核算的BIM模型，形成强大的工程数据库[2]。实践研究表明，BIM在建筑工程造价管理中的应用价值主要包括以下五个方面。

2.1 显著提高工程量计算与统计的准确性

建筑工程BIM是一个几何尺寸精准、材料性能清晰、数据内容丰富的综合平台，借助这些信息，计算机可以自动地分类识别出建筑物中墙、梁、板、柱等构件的属性，根据BIM模型中有关各种构件的类型及所在区域（标段）、空间位置（楼层）统计出数量，实现自动分类。通过BIM-5D实时造价数据库，快捷而精确地汇总分析，将造价工程师从繁杂的工程量计算与统计中解放出来。并且动态更新BIM数据库中的造价数据，消除累计误差，显著提高造价数据与工程进展的匹配性，进一步提高工程量汇总分析的准确性。

2.2 保证建筑工程造价数据的时效性

基于构建实际造价BIM模型，实时监督各造价指标与数据的盘点工作，实时更新数据。从而实现BIM数据库随着施工的进展和市场的变化而动态调整，保证工程建设的各参与方均可分享实时的最新数据，避免造价指标与市场脱节的情况。

2.3 精细化控制设计变更

在BIM造价控制模型中，造价信息与三维几何信息进行了数据一致性关联，当发生设计变更时，修改几何信息模型，BIM系统将自动检测更改内容，并直观显示变更结果，统计变更的工作量，反馈给造价管理人员，及时反馈设计变更对工程造价的影响。变更的工程量计算精细，并在模型中详细记录设计变更其他信息。

2.4 提升方案选优的准确性和效率

在建筑工程多方案选优时，基于BIM-5D模型，可以快速建立将三维几何模型与人工、材料、机械等价格信息联合在一起，分析各个实施方案的任意部位、任何时间段的工程造价，快捷地实现分项比较，提升方案决策的准确性和效率。

2.5 多算对比分析

基于BIM-5D技术的应用，能够将模型、造价、流水段、工序和时间等不同维度信息进行关联和绑定，在建筑工程施工过程中，能够快速地从时间、工序、空间等维度进行分析对比，实现任意维度的统计、分析和决策，保证多维度成本分析的高效性和精确性，实现成本控制的有效性和针对性。

3 全过程造价管理的流程框架

建筑工程的造价管理贯穿于整个项目的全生命周期，在工程建设的不同实施阶段都必然涉及至造价管理。基于工程实践，构建BIM-5D模型造价管理的流程框架（见图2）：BIM算量模型→模型算量→方案优化→施工模拟→变更管理→采购管理→计量支付→成本动态分析→工程核算。

图2 BIM-5D模型造价管理的流程框架

3.1 招投标阶段的BIM造价管理

在招投标阶段，由于赶进度，传统的造价管理通常仅能精确核算建筑工程的重点单位工程，或重点分部工程进行的核算，其他部分估算成份较多，偏差较大，风险也较大。应用BIM技术进行造价管理，在前期招标清单编制过程中，将工程量清单直接载入BIM模型。在发售招标文件时，就可以将含有工程量清单的BIM模型一并发放到投标单位，保证了设计的完备性和连续性，可获得良好的BIM造价管理效果。

3.2 施工阶段的BIM造价管理

施工阶段的造价管理，充分应用BIM技术的可视化和参数化特性，进行动态的工程量进度计量、工程款精准支付、变更管理。施工单位基于信息共享的BIM模型，及时准确编制各类资源配套计划。可以实现不同区段（标段）、不同楼层、不同部位的工程量动态核算和BIM造价控制。

3.3 竣工阶段的BIM造价管理

建筑工程的结算数据基础为多次修改变更后的竣工图纸，同时还包括施工过程中形成的洽商签证、工程计量、价差调整等相关资料。传统的工程结算，资料多而杂、计算量大、时间长。BIM技术将众多的过程记录在BIM模型上，使得单据具备量、价、时间属性，大大提高了工程结算的效率和准确性。应用BIM云平台的数据记录与分析功能，在竣工结算阶段，可以更加快速地实现施工单位与投资监理核对工作量的进程，直接拿BIM平台所导出工程量与平台中所有反应的设计变更与对方审核，快速、准确、精细地实现项目竣工阶段的BIM造价管理。

4 医院项目造价管理实施

上海市胸科医院科教综合楼工程项目，基于BIM技术，建立造价的BIM-5D模型，以各WBS单位工程量人机料单价为主要数据进入造价BIM中，能够快速实现多维度的分析，从而对项目造价进行动态控制。

4.1 BIM提高设计图纸质量

（1）基于BIM模型的编辑功能，融入系统优化理念，优化建筑结构、装饰装修、水暖电管道等专业设计，提高设计质量，节约施工材料，从而提高经济效益。（2）基于BIM模型的可视化功能，对管线进行碰撞检测，减少以致避免“错漏碰缺”现象，进行三维管线综合，优化设计方案，提高设计图纸文件的质量，避免施工阶段的返工现象，从而节约工程的造价。（3）基于BIM三维漫游功能，实施建筑各部位的净高分析，优化设计，提高深化设计图纸文件的质量，减少现场因净高不足、影响使用功能等原因而造成返工和造价浪费。

4.2 BIM-5D减少造价管理的盲目性

通过BIM-5D施工模型，项目管理人员在施工之前提前预测建造过程中每个关键节点的施工现场布置、大型机械及措施布置方案，还可以预测每个月、每一周所需要的资金、材料、劳动力情况，提前发现问题并进行优化。

在BIM-5D模型中，将进度计划表和清单表导入，按照工序逻辑进行关联，软件会按照时间节点和施工工序关系对项目施工进度进行模拟，同时软件对项目的资金和物资消耗进行计算，生成对应的消耗量数字，减少了造价管理的盲目性。通过BIM-5D施工模拟，可以分析工程造价管理的工作重点和优化措施。

4.3 基于BIM的工程量计算

算量模型是基于BIM的工程造价管理的基础。目前造价人员建立算量模型通常采用两种方法：1）按照设计图纸或模型在工程量计算软件中重新建模；2）从工程量计算软件中直接导入设计模型数据。如图3所示，构建上海市胸科医院科教综合楼土建部分的BIM算量模型。算量模型建立后，各类构件的尺寸、型号、材料以及位置都被精确记录，因此，BIM软件可以快速将构件分类，实现工程量的自动计算。同时BIM可以快速、准确地输出固定形式的工程量明细表。

图3 综合楼土建部分BIM算量模型

4.4 基于BIM-5D的动态造价管理

造价管理和控制一直都是施工单位造价管理中的重点，同时也是难点。施工造价随着项目的变化而变化，静态的资源管理很难满足施工的动态变化，应用BIM模型集成3D模型、预算和工序之间关系的信息，构建BIM-5D数据库。

在胸科医院项目中，通过BIM技术将预算投入精确至每天，进行BIM-5D施工模拟，准确反映每个工序及其工程量。按照企业定额进行分析，预计当日现场人工投入数量以及工种情况，核算当日人工费等费用。同时随着BIM-5D模型的推进，现场各项费用的投入也清楚地体现在模拟中，可以明确的表示任何一个阶段所用的人工费、材料费、机械费以及施工费实现了动态的造价管理（表1）。并且，可以通过项目管理系统进行各业务板块运行过程的实际造价管理和控制，形成实际业务造价数据，及时输入BIM-5D模型中，就实现了收入、预算、实际造价的三个比对模型。

表1 BIM-5D模型动态造价管理

5 结语

通过对BIM技术在建筑工程造价管理中应用的研究，掌握了BIM-5D相关实施要点，并在上海市胸科医院项目中进行BIM造价管理的实践应用，获得良好的效果：工程总造价节省约1800万元，约节省10%。其中提前工期节省约400万元，优化图纸和施工方案节省约600万元，消除重大设计问题节省约500万元，优化连廊吊装施工方案约100万元，辅助工程量计算节省材料约200万元。

参考文献：

[1]马朝晖.施工准备阶段的成本预测与控制[J].铁路工程造价管理,2013(3):40-43.

[2]姜泓列.施工图设计阶段BIM模型的工程算量问题研究[J].山东工业技术,2017(2):101-102.