BIM 技术在项目设计阶段成本控制中的应用

吴力，胡立群，唐克静

(湖北工业职业技术学院，湖北 十堰 442300)

1 BIM 技术的概念和特性

1.1 BIM 技术的概念

经过10 年左右的发展，BIM 技术在中国建设领域逐步推广普及。这项技术贯穿于项目建设的整个过程，不仅可以在设计阶段进行有效的参数化建模，而且可以将模型信息在项目建设的后续阶段进行传递，实现模型信息的集成和共享。

1.2 BIM 技术的特性

在项目建设之初，BIM 技术可以建立形象直观且信息完整的仿真建筑模型，有效地对建筑环境进行模拟，生成各项分析报告，供项目管理者进行决策和交流。施工阶段，设计者利用BIM 技术将深化后的模型转变为二维图纸进行导出，以指导施工，施工单位可以利用设计阶段的建筑模型，进行场地布置和施工进度模拟等，以提高管理效率，确保项目安全。

2 项目设计阶段成本控制中存在的问题

2.1 成本控制影响因素多

建设项目的成本控制至少要经过概算、预算、结算等阶段。每个阶段造价依据均不相同，不仅仅是依据项目本身所产生的费用，而且需要考虑其他各项费用，这对造价人员的专业能力和对BIM 技术的应用能力要求较高。

2.2 数据传递不够畅通

建设项目中相当数量的风险是由于信息沟通不及时、不畅通、不对等导致的。项目建设相关部门缺少信息交流平台，或是各平台之间不能有效对接，造成设计变更、实际施工之间的数据无法在整个建设团队之间实现有效传递和实时共享，造成浪费，无法实现精细化管理和成本控制。

2.3 设计和造价功能不能完全对接

在BIM 技术推广之前，我国大部分建设项目已经实现“电算”：即造价人员依据已有项目图纸，运用算量软件进行建立工程量模型，再将工程量模型导入计价软件进行计价、调差、取费，形成预算书。BIM 技术的推广，对于成本控制而言，最大的变革就是设计人员建立的模型，本身就带有工程量信息，即参数化建模，如果这个模型能够直接被造价人员获取和使用，将大大节省造价人员的时间和精力。但是，这是理想状态。目前，所开发的BIM 设计软件，重点仍然是便于设计人员进行项目创作和图纸生成，BIM 设计软件与国内现有造价软件的对接仍然存在断层。也存在设计人员建立的信息完整的模型，由于造价人员对新技术的不适应、不熟练，导致技术的更新难以达到成本控制的初衷。

3 应用BIM 技术进行项目设计阶段成本控制的优势

3.1 便于方案优化，提高工程质量

在应用BIM 技术进行项目设计之初，建设项目总设计师再给各专业工程师分配任务的同时，也会提供统一的项目样板，以便各专业工程师在同一项目样板中进行设计，最终，实现项目的各个专业模型有效的集成整合。通过碰撞检测，使大部分冲突在设计阶段得到化解，提高工程质量，减少返工，降低成本。

3.2 实现快速算量，提升计量精度

在传统的计量计价过程中，造价人员需要阅读相应的设计图纸，找到图纸中各材料的属性，结合计算规则，手动建模算量。BIM 技术的参数化建模，使各构件在设计的过程中，完成属性与构件的匹配，甚至部分BIM 算量软件内置了计算规则，不仅使计算更快捷，而且数据准确度也得到大幅提升。

3.3 便于精准结算，减少项目成本

项目设计阶段的成本控制，是建设项目合同实施阶段成本控制的重要环节。重视项目设计阶段BIM 技术的应用是前提，利用BIM 技术建立参数完整正确的模型是保障。实现BIM 技术在项目设计阶段的完全应用，为后期支付进度款，进行项目结算提供了依据和助力，使各参与方利润更透明，减少了项目建设成本。

4 BIM 技术在项目设计阶段成本控制中的应用

4.1 项目设计前

项目设计前的环节主要是指项目决策阶段。BIM 项目模型库为决策提供直观具体的依据，增强决策的科学性，为建设单位提供成熟的建设计划和部署方案。此外，BIM 模型库也为投资估算和概算提供依据，为项目的全方位评估创造条件。众所周知，项目决策是影响造价的首要因素，这促使项目建设企业要积极主动地应用BIM 技术，建立科学有效的BIM 模型库。

4.2 项目设计阶段

由于建筑行业企业和技术人员对BIM 技术的掌握和推广程度各不相同，导致BIM 技术在进入项目建设阶段时间也不同。这使得BIM 技术在设计阶段的应用有分为“反向设计”和“正向设计”两种。

（1）反向设计。反向设计就是建筑设计领域所称的“翻模”，即先利用传统CAD 相关软件，将施工图纸设计完成，再在已完成的施工图纸基础上，利用BIM 设计软件，建立模型，实现模型的参数化。究其原因，是因为很多设计人员对BIM 技术的掌握不够熟练，BIM 设计团队没有形成，而政策和公司要求建设项目运用BIM 技术，只能先利用已掌握的技术完成施工图纸，再钻研BIM 技术在项目中的应用。这是BIM 初学者的必经之路。但是，这种设计思路和方法，极易造成BIM 技术与实际项目脱节，指导施工和造价的图纸，依然是传统的二维图纸，BIM 技术并没有真正的应用于实际项目，只是用于达到学习和响应国家政策的目的。没有实践的BIM 技术，所发挥的功能是有限的，对技术人员在BIM 应用方面的提升也是有限的，没有达到BIM 技术在建设项目全生命周期中的应用的目的。因此，在跨越BIM 技术在设计阶段的应用的初级阶段之后，BIM 技术应该进入“正向设计”的新的阶段。

（2）正向设计。借助BIM 技术，从BIM 软件的三维坐标开始，展现建筑设计图形，设计的第一步开始，就开始落实BIM 技术的三维可视化设计，设计的开始和中途，都不需要借助CAD 图纸，最终的设计成果直接从BIM 设计软件（如Revit）中导出并交付使用。正向设计的三维模型，内置的构件信息，可以被其他专业协同设计人员读取，便于交流和协同设计；也可以流向施工单位，便于施工单位进行施工前期准备和施工进度模拟；也可以流转给造价人员，便于统计工程量，进行预决算和竣工结算。实践表明，运用BIM 技术进行正向设计，同一项目设计耗时要比只采用CAD 进行二维设计多一倍，这无疑会增加设计成本。实现BIM 正向设计，最大的受益方不仅仅是设计阶段，而付出最多的是设计阶段。因此，要想激发设计单位进行BIM 正向设计的动力，项目各参与方都要在利润分配上认可并支持设计人员的工作。

BIM 技术在项目设计阶段，对于各专业设计人员来说，关注的重点和面临的问题也各不相同。

对于结构工程师来说，BIM 的信息化和构件的标准化是重点。如果是现浇结构，混凝土、钢筋、纵筋和箍筋用量、锚固方法、刚劲排布方式、保护层厚度等底层参数繁多，BIM技术对结构设计的便利性就大打折扣。标准化就是将许多个零散的数据分类打包，如果装配式技术得以推广并大范围应用，构件的标准化促使结构工程师只需要关注刚度、截面承载力、延性、构件连接等上层参数，并且构件的几何尺寸可以根据构件的刚度直接确定，不需要考虑承载力和延性。这就大大减少了结构设计师的工作量。

对于设备工程师来说，虽然现有BIM 设计软件在建模方面，相比CAD 有明星优势，但是，很多专业并不适用，水电方面是明显的短板，没有完备的族、标注方式复杂、联动性差、出图方式不完善等都决定了，BIM 正向设计在设备专业是很难大规模实现的，几十万平方的项目尤其如此，地下室用正向设计的方法出图，点位太多，BIM 设计软件完全达不到导线桥架的出图表达要求，需要画一步调整一步，费时费力。

4.3 项目设计后

项目设计阶段完成施工图成果交付后，设计任务并没有完结。项目标准改动、工程招投标阶段的技术规格，施工单位不按图施工，以修改设计的方式减少成本，以及其他变更，都可能导致设计阶段的延续。利用BIM 技术设计的参数化模型，在处理变更时优势也很明显。BIM 技术的协同和联动，会让各参与方及时获取变更信息，缩短时间，提高交流效率，节约成本。

5 结语

BIM 技术经过近10 年的发展，逐步趋向成熟。运用BIM技术建立的参数化模型，对整个建设项目而言，提高了管理和工程质量，起到了降本增效的效果。然而，对于项目设计阶段，虽然在一定程度上促进了项目的优化和沟通的有效性，但是，对于设计单位，设计师的时间、精力投入倍增，设计企业对设计硬件和软件的投入也大大增加。这要求建筑行业在注重BIM 技术推广的同时，也要在管理和分配上进行与时俱进的改革。