BIM技术在EPC项目中的成本控制研究

邹方舟 徐立双 丁丙寅 董震 房晨

摘  要：工程量数据作为BIM数据中一项基础且重要的信息，是投资估算、初步设计概算以及各类工程限额设计控制指标的计算基础，而这些计算都在EPC全流程成本控制管理中起到至关重要的作用。基于BIM技术提高EPC项目设计-商务工程量计算工作的效率对优化成本控制管理具有重要意义。文章通过BIM技术在工程造价工作上的辅助应用，透过效率数据的分析挖掘，对基于BIM技术的开发和应用在EPC模式下的項目成本控制提供了新的工作思路。

关键词：BIM;限额设计;EPC

中图分类号：TU17      文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2020）20-0098-04

Research on Cost Control of BIM Technology in EPC Project

ZOU Fangzhou，XU Lishuang，DING Bingyin，DONG Zhen，FANG Chen

（East China Branch of China Construction Science and Technology Group Co.，Ltd.，Shanghai  200120，China）

Abstract：As a basic and important information in BIM data，engineering quantity data is the calculation basis for investment estimates，preliminary design estimates，and various engineering quota design control indicators，and these calculations play a crucial role in the entire EPC process cost control management. Improving the efficiency of EPC project design-business engineering quantity calculation based on BIM technology is of great significance for optimizing cost control management. Through the auxiliary application of BIM technology in project costs work，and the analysis and mining of efficiency data，the article provides a new working idea for the development of BIM technology and the project cost control under the EPC mode.

Keywords：BIM;quota design;EPC

0  引  言

传统工程承包采用“设计+施工总承包（DB）”的模式，该模式使得建筑业的价值链条处于割裂的状态，特别是设计，施工，采购等环节间长期分离，许多工程项目被人为拆分成若干碎片，由于参与各方很难良好地协同合作，常常造成工程进度、成本和质量不尽如人意的现象，资源浪费严重，且最后责任认定困难，损失无人承担。为了解决这一弊端，工程总承包（EPC）模式应运而生，可以有效减少工期，节省建设成本，提高参与各方的利润[1-5]。

成本控制是贯穿整个EPC流程的关键工作，为了有效控制成本，采取限额设计是EPC项目节省成本，提高施工效率的重要手段，因此，在前期设计过程中，施工、采购技术人员都需要参与其中。同时需要在设计阶段考虑建筑、工艺流程等是否可行，还会从施工的难易程度以及功能的优劣等多方面进行衡量，这对EPC模式下的设计工作提出了更高的要求。要打通EPC模式中各个环节，就必须打通各个环节之间的信息壁垒，做到信息共享，而BIM技术的应用对于信息的收集，管理，共享起到了至关重要的作用，各方数据在同一BIM模型中进行整合和赋值为建筑全生命周期的信息应用提供了极大的便利。虽然现阶段BIM理念已经得到了广泛的推广，特别是在EPC模式下所承建的工程项目中施工安装阶段逐步得到广泛应用，但由于我国国情的影响，BIM技术在商务造价领域的被接受程度还是颇有不足。众所周知，商务造价在EPC模式下的项目成本控制起到了关键作用，同时也会影响最终设计，所以BIM技术能否起到提高工程造价管理效率的作用，具有很大的研究空间和价值。在实际工程项目中，BIM信息化模型的精确建立，对于EPC工程全过程中成本控制环节，特别在工程造价环节，BIM技术相较于传统工程造价计算过程是否为工作提供了便利，提高了整体效率，需要进行科学的研究，笔者由此抛砖引玉，探索一种基于BIM信息化技术的高效成本管理的工作方式。

1  现阶段存在的问题

1.1  软件工具差异

主流BIM建模软件不是专为造价工作开发，构建的模型需要录入造价需要的信息，但造价人员对此不熟悉，现有模式的建模人员又大多不具备造价知识。在BIM设计工程师和造价工程师对互相工作不熟悉的情况下，理想状态用一个模型解决所有问题，必定会增加额外的学习成本和各种工作惯性带来的阻力。

1.2  模型可信度

大部分建设单位对BIM软件的工程造价出量的输出结果还不太认可，主要原因在于现阶段BIM建模人员绝大部分为非专业设计师，对造价工程师而言模型可信度不够。

1.3  缺乏相关研究

国内部分工程造价软件已经采用三维建模加数据录入的工作模式，其实已经属于BIM软件，比如广泛使用的广联达GTJ和斯维尔算量软件。但熟悉BIM的造价人员相对较少，从事将造价工作融入多专业协同工作和工程项目全生命周期数据应用的研究人员缺乏，导致工程造价工作依旧孤立在外。

2  基于BIM技术的新型工作模式在实际项目中的工程造价应用

2.1  工程概述

中建科技集团有限公司是全球最大的建设投资企业——中国建筑股份有限公司的全资子公司，是开展绿色、智慧、装配式建筑投资和REMPC五位一体绿色建造商，是中建建筑工业化业务的投资平台、产业平台和技术平台，是中国建造绿色发展引领者。而中建科技湖州工厂作为中建科技华东分公司全自动化装配式构件生产基地，属于中建科技自建项目，由中建科技华东分公司旗下设计团队全流程自行设计，建造的具有创新性，先进性，前瞻性的绿色智能化工业建筑。

湖州工厂工业化建筑产业园项目是一个由五个单体组成的集工厂、研发大楼、配套大楼功能为一体的新型工业化建筑项目。本次研究案例选择该项目中的研发大楼，该大楼为7层预制混凝土框架结构，结构设计考虑采用大跨度预制预应力钢筋桁架板搭配预制预应力叠合梁协同工作，项目目标是建造以EPC模式下工业化预制构件体系支撑的快速建造节能、环保的新型建筑。

2.2  BIM模型设计软件选用

BIM技术应用的理想状态是在同一套基础模型下继承并展开应用，根据BIM模型需要，本项目分为建筑、结构、设备三个专业进行不同软件的设计应用，其中建筑与设备专业设计采用Autodesk公司的Revit系列软件进行设计建模，而结构专业由于有限元计算的特殊性，目前市场上主流的BIM设计软件在结构计算方面的开发还不太成熟，因此本次结构设计采用YJK系列结构设计软件进行设计计算，再通过软件进行模型转换生成Revit模型文件，最后通过建筑、结构、设备三个专业的设计模型整合得到最后可用于造价计算的BIM基础模型，如图1所示。

由于土建成本占整个建设成本的大部分比例，并且土建的计算与展示比较直观且具有典型意义，本次研究聚焦于研发楼的土建工程量，本文受限于篇幅，仅展示一层结构数据进行论述，图2为YJK导入Revit后的一层结构模型。

2.3  BIM模型与造价软件的出量方法

根据YJK结构设计软件对案例结构的设计计算，得到用于连接工程造价软件的BIM数据模型，工程造价阶段将采用三种方法对案例BIM模型进行应用及案例分析。

2.3.1  用广联达GTJ软件建模算量

使用广联达GTJ软件建立算量数据表模型的具体步骤如下：

（1）针对该项目的设计模型导出二维DWG图纸，将DWG格式的图纸通过广联达GTJ的“CAD图纸导入”功能，实现由二维模型向三维模型转变的交互式衔接。再运用“CAD识别”等系列功能，在广联达GTJ软件中，建立构件，将构件的工程信息同步录入，建立广联达GTJ模型。

（2）通过在设计模型中考虑广联达GTJ软件可识别的命名规则对模型构件进行命名，以此提高导出模型在广联达GTJ软件中对构件的识别率。Revit软件中通过广联达插件导出GTJ2文件，用广联达GTJ模块打开该GTJ2文件并对模型构件识别进行设置，最终生成广联达GTJ可算量的数据模型。

2.3.2  直接使用Revit明细表功能出量

通过YJK结构计算模型导出得到Revit模型，根据国家或地方BIM规范中对命名规则的要求对模型构件进行命名修改。同时调整好模型构件之间的剪切关系，如图3所示，在建立好三维模型后根据命名分类导出明细表从而生成工程量。

2.4  BIM出量结果及量差

选取湖州工厂综合楼一层框架结构的柱、梁和板构件，得到广联达GTJ算量体积、Revit三维模型导入广联达GTJ转换模型算量体积以及基于Revit模型明细表算量体积这三种方式，对它们得到工程量进行比较分析，研究工程量产生偏差的原因，数据对比如表1所示。

Revit三维模型输出明细表中柱、梁及板构件的体积工程量分别为81.460 m3，88.240 m3及27.980 m3，GTJ體积工程量分别为81.726 m3，88.546 m3及28.494 m3，三者量差为0.260 m3，0.310 m3及0.510 m3，误差率为0.32%，0.35%及1.80%，属正常误差范围。以GCL体积计量结果为基准，将GTJ体积与GTJ转换模型体积算量量差进行对比分析，GTJ转换模型的算量之结果分别为81.426 m3，88.246 m3及28.494 m3，三者量差为-0.034 m3，0.060 m3及0.000 m3，误差率为0.04%，-0.07%及0.00%，均属正常误差范围。

业内，广联达GTJ早已被认定为权威性的计量软件，在广联达GTJ中，只要工程量扣减规则等设置好之后，机算出来的量是真实的工程量。而在Revit中有的地方需要人为手工扣减，难免会有遗漏失误。广联达GTJ模型和Revit三维模型生成明细表之算量产生的误差多来源与此。同样是Revit模型，原模型和导出模型文件产生误差的原因是由于模型数据文件在导出时产生了部分数据丢失，所以导致了图形构件信息的误差。

2.5  基于BIM技术的工作量指标对比分析

通过表2中的工作量数据统计对比可以看出，初步设计阶段设计人员基于BIM参数化设计（正向设计）并考虑到工程算量的命名标准、参数设定和扣减关系的情况下，各专业进行参数化BIM模型的建立工作量比普通模型建立之工作量要多出11.0%～12.5%，这个阶段的模型精度较粗，相对应概算可应用的价值有限。但基于BIM参数化设计的模型依然可以给造价人员提供算量上的便利，此时的造价工作量比通过初步设计图纸外加经验判断所计算出的项目概算节省33.0%。

施工图阶段，由于对BIM参数化模型精度要求的提高，在同样考虑到工程算量命名标准、参数设定和扣减关系的情况下，施工图BIM模型的建立时间普遍增加，为16.7%～17.8%，与此同时，商务造价人员的工作量由于BIM模型的精确建立，利用BIM导出的GTJ模型比基于施工图建立商务模型来计算工程量，可将工作量节省至53.8%。

由此可见，BIM参数化设计和造价标准的总工作量会增加5.6%，但在商务造价的工作效率值上则有显著提高。考虑团队磨合、新型工作模式的熟练程度和未来软件优化，总体效率必然会进一步提高。

3  结  论

本文通过实际工程中用BIM技术，体现了基于BIM技术的新型工作模式在EPC项目工程造价应用中的优势，利用BIM协同化及参数化的特质，使建筑实体与模型关联，有效的提升建筑模型的精细化管理，为工程造价工作提供更加可信和便利的信息基础。同时，在该案例的分析中发现，得益于Revit软件的开放性，虽然各专业计算软件数据化结构尚未成熟，但已经可以实现部分专业计算软件建模的参数化、可视化，以及部分与BIM平台的兼容性和继承性，打破部分数据信息壁垒所造成的设计-造价之间互相反馈协作延时过长，使得在成本管理的效率相对低下，充分实现了工程造价主动控制。因此，在EPC模式下，基于BIM技术考虑工程造价与设计协同合作的环境下，提高协同效率，加强工程造价管理，优化设计是降低工程总造价的核心。依托互联网大数据，BIM共享信息是指导经济采购、控制采购造价的重要手段。随着BIM技术的不断发展、EPC总承包管理模式的不断完善，融合BIM技术预控工程造价将会凸显其利用价值，获得明显的效益。

参考文献：

[1] 秦瑜.设计院EPC总承包项目的造价控制 [J].福建建筑，2010（2）：130-131.

[2] 李鶴龄.BIM技术在项目实施阶段造价管理中的应用 [D].兰州：兰州交通大学，2016.

[3] 赵妍.试析基于BIM的EPC项目成本控制策略 [J].科技展望，2015，25（35）：47.

[4] 杜开明，钱婷亭.利用BIM技术提升企业EPC项目管理水平 [J].重庆建筑，2014，13（11）：73-75.

[5] 张建平，李丁，林佳瑞，等.BIM在工程施工中的应用 [J].施工技术，2012，41（16）：10-17.

作者简介：邹方舟（1986—），男，汉族，重庆人，工程师，硕士，研究方向：建筑产业信息化在企业管理中的应用。