BIM技术在建筑外墙工程成本管理中的应用分析

牟香兰 李清华 芦志远

传统的成本管理模式下，一般由项目工程师根据实际情况制定项目施工图预算，以便控制生产要素的消耗量。施工现场的复杂性难免会产生以下成本管理问题：一是施工图预算编制受图纸设计深度、丈量尺度、经验方法以及人为主观性等影响导致工程量统计偏差较大。二是成本管理局限于控制而不注重开辟新的盈利点。三是施工进度与资源匹配的时效性低，导致施工过程中无法做出预判。四是现场管理松散、安全质量管理失控、安全事故以及拆改返工等成本管理风险项多。五是现场管理主观性强，与公司各业务条线沟通效率低下，企业经营者无法掌控工程现场情况。

1 工程成本管控的要点

工程成本管理的重点主要在投标阶段与施工阶段。投标阶段应根据招标图纸自行核算工程量，以确保工程成本的准确性，最大程度提升中标率及避免标前亏损。施工准备阶段要编制成本控制计划，施工阶段主要从施工方案、资源投入、加强培训和技术交底、工程质量安全、工程签证、相关索赔、提高管理效率等方面落实成本计划、核算成本、成本差异分析以及制定纠偏措施。

施工企业成本管控的思路是开源节流。开源是改变发展方向，主动优化施工方案以寻求新的盈利模式；节流则是控制材料浪费、劳动力资源投入等。面临复杂多变的工程现场，依赖传统主观的管理模式已无法满足工程成本精细化管控的需求，必须建立客观时效的工程绩效体系方可实现成本目标。因此，建筑行业数字化转型是实现开源节流的必经之路，而建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技术则成为企业数字化转型赋能的必然选择。

2 BIM 技术的优势

BIM 技术是建筑的三维表达，核心是通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。

BIM 技术的特性是具有可视化、协调性、仿真性、优化性、可出图性和信息完备性。BIM 模型不仅包含了二维图纸中所有的位置、长度等信息，还包含了二维图纸中没有的材料等信息。利用BIM 技术强大的数据库支撑，通过计算机识别模型中的不同构件及几何与物理信息（时间维度、空间维度等），对各种构件的数量进行汇总统计。这种基于BIM 技术的算量方法大幅度简化了算量工作，减少了人为因素造成的计算错误，节省了大量的人力和时间。研究表明，工程量计算时间在整个造价计算过程占到了50%～80%，而运用BIM 算量节省近90%的时间，误差也控制在1%内。

使用BIM 模型可以完整表达拟建建筑的各类信息。通过一套完整的BIM 模型可构建出项目施工的各个细节，不仅包括传统CAD 图纸表达的平面、剖面、立面和节点等，还可表达出建筑平面、剖面以及三维等任意角度的细节视图，大大提高沟通效率。同时，利用BIM 技术进行碰撞检查，提前发现图纸中的错、漏、碰、缺，能够极大地减少碰撞带来的返工，提高施工效率。

当前技术条件下，以BIM 为核心的平台、插件及软件等已在工程的各项工作中得到应用。BIM 协同管理平台以BIM为核心实现项目全过程的集成办公；BIM 5D 实现建筑工程进度、资源投入模拟，可以提前准备建设资源，保证工程顺利实施。各类插件的应用不仅实现了传统建筑工程的安全、质量管理，同时在方案模拟、商务管理以及资料存档方面也发挥了十分重要的作用，极大减少了工程建设管理过程中可能出现的数据错误、资料丢失和信息重复等问题[1]。

3 BIM 技术赋能成本管理的必要性

3.1 全国统一大市场的驱动

随着中共中央、国务院发布《关于加快建设全国统一大市场的意见》，从强化市场基础制度、推进市场连通以及打造统一的要素市场等多方面要求加快建设高效规范、公平竞争、充分开放的全国统一大市场，提高企业自身的管理能力和盈利水平，从而让企业更加注重服务、提供高质量产品。

要素市场原材料价格的上涨、劳动力资源的匮乏已严重挤压建筑行业利润，成为企业营业收入增长、规模扩张的障碍。唯有转变发展方向，方能在统一大市场的浪潮中站稳脚跟。

通过BIM 技术研发外墙材料实现标准化、模块化，有利于加快建筑的工业化进程，在工厂实现量产以降低成本、减少现场施工工序，并缩短施工周期，降低质量通病及现场劳动力投入，不仅提高了企业的核心竞争力，实现了业务发展的开源，还解决了传统建筑业劳动力紧缺的痛点，实现了用工成本节流。

未来的建筑行业趋势是“数字建筑+智能建造”。数字建筑是建筑产业转型升级的核心引擎，数字化是基础，在线化是关键，智能化是目标。只有通过软件和数据打造数字化的生产线，才能把建筑行业提升到现代工业级精细化水平，而BIM在其中发挥着重要的纽带作用[2]。

3.2 管理提效需要场地数字化

传统建筑业材料和人工成本愈发透明，工程成本控制的重点在于管理，而管理的关键要素是人。因人员流动、企业文化、文化程度以及经历不同导致管理方面存在诸多痛点。要使管理团队快速磨合、高效投入生产，就必须规范制度标准体系，考核工程绩效。企业绩效管理已成为标配，如今绩效的概念已应用在工程项目管理中，但量化考核目标是项目绩效管理的难点。

面对复杂多变的现场环境，进度与资源匹配的时效数据是管理者控制成本、进行纠偏的重要依据。在传统的进度与资源匹配方面，主要依赖项目经理统筹，存在信息不对称、更新不及时、主观依赖以及不透明等问题，造成资源与进度不匹配，如仓储占用、资金占用、工效低等，直接影响企业盈利。

如何让工程绩效落地、有效反馈进度与资源的匹配是管理成本能否降低的关键。制度的执行要靠信息化手段去落实，进度与资源匹配的可视化、时效性要求对场地进行数字化赋能。BIM 技术具备参数化、可视化、仿真性等优点，建立基于BIM 的协同管理平台不仅可实现工地无纸化办公，还可实现“人、机、料、法、环”的智慧物联，为管理决策提效[3]。

4 BIM 技术在成本管理之中的应用

4.1 投标成本核算

企业经营的目标是盈利，随着内循环的到来，建筑业竞争日益加剧。在多数项目评审为低价中标的情况下，如何快速准确地核算成本以提高中标概率，并在中标后最大程度获取盈利是投标阶段考虑的关键。投标阶段往往时间紧任务重，难以做到精细化，因此传统的管理模式通常是边施工边发现问题。这样就给后期施工带来一系列不可避免的商务争议，尤其是合同清单漏项、特征描述不符的问题，造成施工成本难以收回，甚至亏损的局面。

利用BIM 5D 平台中数据的多维度整理和统计功能，投标阶段用发包人提供的招标文件进行粗略建模，导出工程量清单与招标清单进行对比，并整理工程量清单，筛选不合理清单项，查找清单漏项，对问题清单项进行答疑澄清，以确保工程成本的准确性[4]。

建立企业自有的BIM 5D 平台，利用BIM 参数化特征，将已有的项目相关特征项与对应的成本数据进行整理形成大数据，为投标阶段的成本核算做出更精准的指导。

4.2 外墙材料产业化

传统的建筑外墙工程由土建结构墙体、保温、砂浆和面层等多道工序组成，高端项目的外墙为石材或铝板，甚至涉及动火作业，成本风险较大。住宅项目的开发商追求高周转，要求外墙工程施工快、效果好，这必将推动外墙材料产业化。

建筑工业化是建筑工程发展的必然趋势，“双碳”目标必将加快建筑产业化进程。在工业化浪潮下，尽快完成企业数字化转型才能为企业盈利带来下一个风口。工业化的前提是产品标准化，利用BIM 技术将外墙体系按构件为单位进行模块化处理，实现产品标准化、一体化[5]。对于复杂的节点，利用BIM 技术进行模拟，通过虚拟现实技术（Virtual Reality，VR）进行交底，控制现场装配质量。

4.3 资源组织与进度的匹配

通过BIM 5D 应用将模型与时间、资源等建设项目相关条件结合起来，进行建筑施工方案模拟，对工程项目成本做出精准预测。建立精确的BIM 模型，利用BIM 明细表或BIM 计量工具精细列举每个构件的用量、位置和参数信息，能够大大提高精确性，从源头控制材料的浪费问题。同时，利用BIM 算量准确预测项目经营效益、管理效益，结合进度规划，模拟预测不同时间段的资金和资源需求情况能够很好地结合施工程序及工程进度周密安排材料采购计划这样不仅能够保证工期与施工的连续性，而且能利用好活动资金、降低库存、减少材料的二次搬运。材料员根据工程实际进度能方便地提取施工各阶段的材料用量，在下达施工任务书中附上完成该项施工任务的限额领料单，作为发料部门的控制依据，实现对各班组限额发料，防止错发、多发、漏发等无计划用料，从源头上做到材料“有的放矢”，减少施工班组的使用浪费。

4.4 工程质量精细化管理

在现场质量管理中，因平面图纸表达不直观造成施工缓慢，因图纸的错、漏、碰、缺造成拆改返工等都间接影响工程成本。利用BIM 技术的可视性进行专业技术交底，结合VR 设备进行工序模拟，让施工人员充分了解每一道工序的具体要求，确保品质控制，实现工程质量控制的良好应用，做到一次成优；利用BIM模型的协调性，根据建筑、结构特点降低专业间的错、漏、碰、缺，减少返工拆改，杜绝资源浪费。深化后的模型通过专业软件进行渲染，出具效果图供建设单位挑选，确定施工样板的最优方案，减少因前期评估不足造成的多次整改。

4.5 商务管理

商务管理是成本控制的关键，对于大型综合体项目或者单体较多的项目，一旦工程变更与签证过程中的工程量核对不及时，则会产生成本控制风险。在投标阶段的模型基础上进行深化或者使用施工下料精准的模型，均可快速提取变更前后的工程量差异，与建设单位进行及时有效的沟通确认，从而控制成本风险。

将合同预算和成本预算文件导入BIM 5D 平台，进行清单匹配和关联，通过合约视图查看选定范围内合同预算和成本预算对比的工程量、单价及总价。实时录入项目实际成本，形成合同收入、预算成本和实际成本的对比，以清单、资源等不同维度得出盈亏和节超值，定期进行损益分析。通过软件记录完成情况、现场签证情况，可以快速统计已完成部分的清单工程量，完成向建设单位的进度款申请及分包工程量的审核。

4.6 云协同管理平台

4.6.1 信息管理应用

搭建基于BIM 技术的云协同管理平台用于工程管理，并与企业办公自动化系统、企业资源计划（Enterprise Resource Planning，ERP)系统实现账号统一。协同管理平台以项目为单位，根据工程项目管理需求实行权限管理，进行项目数据自动整理储存。功能模块包括模型预览、计划管理、质安管理、审批管理、资料归档以及项目看板等功能，实现了项目的进度管理、质量管理、安全管理、成本管理、合同管理和信息管理。审批管理模块提供了表单、流程自定义等定制化服务，为项目管理提效，实现无纸化办公[6]。

4.6.2 进度管理应用

将项目的深化设计计划、材料采购计划以及施工计划汇总导入协同管理平台计划管理模块。各条线责任人根据线上计划组织资源完成各个计划节点后，通过平台提交相关标准的证明资料进行审批，实现绩效考核。通过平台统计及预警功能，每月通报计划的执行情况，并对即将启动计划进行预警提醒。

4.6.3 质安管理应用

平台具备大数据分析功能，轻量化模型可通过平台数据模型训练，实现快速审图与质安点的自动标注。质量通病、安全隐患的排查通过协同平台的质安管理模块进行定期指派任务，责任工程师通过系统下派的工单，按时到指定部分进行拍照上传并回复，以确保现场质量安全可控。平台看板提供各项目进度、质量、安全以及成本等数据统计，通过大数据分析为企业经营决策提供依据。

5 结语

作为建筑数字信息的承载者，BIM 技术通常用于深化设计与方案模拟。本文重点研究BIM 在成本管理方面的应用，旨在引出BIM在企业经营发展中的作用。全国统一大市场的推进必将加速建筑业的数字化转型，施工企业要转变发展方向，不仅要通过科技手段加强精细化管理，还要抓住建筑工业化风口，挖掘BIM技术在成本管理中的应用，加大新技术、新材料的研发力度，只有这样才能使企业在市场竞争中立于不败之地，实现长效发展[7]。