基于BIM技术的建筑工程施工成本控制分析

2021-06-30张明亮

工程技术研究 2021年9期

胡毅，张明亮

1.湖南省第六工程有限公司，湖南长沙 410000

2.湖南省建筑工程集团总公司，湖南长沙 410000

建筑工程施工管理中，成本控制是重要内容之一，尤其是施工阶段是成本发生与资源消耗的主要阶段，成本控制效果将直接关系到最终资金的使用情况。现阶段由于受工程复杂性、施工工期与现场环境的影响，施工成本控制难度较大。基于建筑业信息化改革浪潮的推进，在项目管理中引入BIM技术取得了较好的效果，提高了施工成本控制效率与精确性，文章主要围绕此展开分析。

1 建筑工程施工成本控制要求

建筑业在我国国民经济发展中地位显著，2020年上半年全国建筑业总产值为100840.12亿元，虽然受特大公共卫生事件的影响，同比略有下降，下降值为0.76%。从建筑企业盈利情况来看，盈利水平普遍较低，利润不高，此现象的产生原因主要是效率低下、管理粗放、信息化水平不高，此外施工阶段存的技术、管理层面的问题也必须得到重视。对于工程项目而言，施工阶段是相关费用支出的关键时期，若控制不力将导致整个项目收益受到影响。

基于现代信息技术的发展，尤其是建筑信息模型BIM的推广应用，在施工阶段成本管理中发挥着重要作用。BIM概念首次于1975年提出，直至21世纪获得了快速发展，在传统三维建筑模型基础上，融入时间信息形成3D（实体）+1D（进度）的四维建筑信息模型（BIM4D），进一步融入造价信息衍生得到五维建筑信息模型（BIM5D）。BIM5D模型在模拟施工、控制施工进度与成本方面效果良好，目前国内BIM5D软件包括广联达、鲁班、比目云等，国外有ITWO、YTWO Formative等，在促进建筑企业提质增效、增收减支、整体管理水平提升方面发挥着重要作用。

2 BIM技术在建筑工程施工成本控制中的应用优势

2.1 信息集成化

施工阶段是形成建筑实体的过程，大量资金支出，包括材料费、人工费、设备费用及施工措施费用等。整个施工过程中形成了大量的信息数据，成本核算、分析工作量巨大，在传统二维CAD图纸与半自动化算量条件下，极易出现重算、漏算等情况，成本控制效率低、误差大。应用BIM技术则可实现成本信息集成，从而更为快速、精确地计算相关费用使用情况，保证施工阶段成本控制的有效性。

2.2 施工可视化

建筑工程施工阶段往往一项成本费用需支出应用于多个成本项目，成本分解要求、难度均较大。此外，传统建造模式下，一旦出现设计变更情况，造价工程师则需花费大量精力进行计算分析，明确变更对成本的影响。通过应用BIM技术，可实现设计与成本软件一致性关联集成，直观展现施工现场、变更内容，优化成本计算过程、提高计算效率与结果的精确性。

2.3 统筹协调性

建筑施工作业中协调是首要问题，落实到成本控制领域，成本核算主要涉及施工、材料、仓储和财务等部门，任一环节出现问题均会影响最终的施工成本。传统成本核算中存在“信息孤岛”问题，通过构建BIM模型可统筹各部门、各参与方的成本信息，并实施相关汇总、拆分、扣减操作，对任一时间节点的成本数据进行估算，在发生设计变更、现场签证的情况下，呈现工程进度与成本状态。

2.4 施工模拟性

建筑工程施工阶段费用支出复杂，进出库管理、人工机械费用支付均面临时间差的问题，难以实现成本项目与数据进度、工序的精准对应。在此情况下，通过应用BIM技术可在招投标、施工阶段模拟项目进度、成本动态变化情况，并实现施工阶段成本控制流程的优化再造，基于BIM技术的施工成本控制流程如图1所示。

图1 基于BIM技术的施工成本控制示意图

3 基于BIM技术的建筑工程施工成本控制实例

3.1 工程概况

文章以某住宅工程第6标段为例展开分析。此标段施工内容为住宅小区建筑群，包括21栋小高层住宅楼、3座地下车库、2项人防设施、4项变配电设施，合同预算共计8.22亿元。

3.2 BIM模型构建

该项目BIM模型构建主要分两步骤进行，BIM5D信息库实现流程如图2所示。

图2 BIM5D信息库实现流程

步骤一：构建三维模型。该项目利用广联达软件构建各专业三维模型，整合后实施全专业三维模型碰撞检查，并生成检查报告；基于碰撞检查实施仿真穿行漫游检查，进一步识别软碰撞问题，如空间净高不足、构件间距不符要求等。检查无误后，在施工准备阶段落实可视化技术交底工作，防止因设计失误、理解偏差而出现额外成本支出。

步骤二：构建BIM5D模型。继续依托广联达软件平台集成成本信息、进度计划，将优化后的三维模型导入BIM5D软件，形成BIM5D模型。项目施工过程中，每日采集相关资源配置、工期进度、自检流转信息，整理形成实时成本信息，并上传至5D模型以在后期对其进行运算分析。

3.3 基于BIM技术的施工成本控制措施

（1）施工成本预测。①提取工程量。项目成本管理人员利用BIM5D模型信息数据库，直接读取第6标段工程量数据，并与广联达土建算量软件（GCL）提取与人工测算工程量信息对比，获取精准的工程量数据。②预测单价。以项目C30混凝土为例，BIM5D模型信息数据库内采集了2013～2017年每月C30混凝土历史文件，采用Matlab软件平台进行BP神经网络单价预测模型算法编程，通过归一化处理与模拟仿真，预测未来一定时段C30混凝土单价。采取同样的方法对施工阶段其他人工、材料、设备费用进行预测。③预测成本。基于上述工程量、成本预测结果，计算获得预测成本，并以此编制相关资源与成本计划，提高资金使用效率，减少设备闲置、材料库存等额外费用支出。

（2）施工成本控制。该项目利用BIM5D模型计算相关费用、编制成本计划后，利用改进型挣得值分析法计算获得BCWPC、BCWS、BCWP、ACWP四项基本参数指标，明确AP、PP、SV、CV、SPI、CPI等指标，通过偏差分析及时发出预警，会商后提出纠正措施。该项目于第52周为总成本与总成本偏差预测点，测算总成本偏差286万元，此为成本缩减数值，表明施工成本得到有效控制。