基于BIM 和IPD 模式下的建筑施工造价管理

肖 博

（营特国际工程咨询集团有限公司，山东 济南 250100）

0 引言

随着工程建设向着精细化设计施工、绿色建筑的方向发展，在确保工程品质的基础上，提升建筑工程项目的施工效率，节约施工费用，成为建筑工程施工各方管理者的主要努力方向。随着 BIM 技术的发展，BIM 技术在国内的应用越来越广泛。IPD 模型是一种基于互信的新的项目开发方式，它是指在项目开发过程中，所有项目的参与者都要协同合作，共享信息，将项目的总体目标放在最大化，并共同承担风险。BIM 在现有的经营方式下，其应用的成效并不十分明显。究其原因，在于传统的 BIM 技术的经营管理方式不能为其提供一个合适的工作条件。通过调查，可以看出，IPD 模式倡导的是，在建设过程中，让项目的各个重要参与者尽快地投入到工作当中，构建起一种相互信赖的关系，让双方一起进行协作，实现双方的信息分享，让双方共担风险，分享利益，让 BIM 技术能够更好地展现出它的高水平[1]。从这一点可以看出，BIM 技术是一种新型的建筑学前沿技术，它为 IPD 模型的应用奠定了基础；IPD是一种新的经营方式，它为 BIM 技术的运用创造了一个很好的生态系统，支持了 BIM平台上的信息在 IPD项目中的透明化。将 BIM 与 IPD 相结合，对建筑工程施工成本进行全程控制具有重大意义[2]。同时BIM 技术是一项以IPD 为基础的信息共享平台的先进技术；而IPD 作为一种新型的管理方法，可以为BIM 技术的推广和使用提供一个很好的应用环境。BIM 技术与IPD 模型的结合，对于工程项目成本管理的实施有着十分重要的理论意义和现实意义。

1 以BIM 与 IPD 为基础的协作管理系统

1.1 系统构建

从 BIM 项目交付方式的特征开始，在 IPD 模式下，设计仅仅是对设计的安全性和工程建设速度进行了关注，忽视了施工的可能性和预算，施工方也只是想着尽可能获得利益，从而造成了施工与设计相分离的情况。各个参与者之间的信息交换完全依赖于客户，而设计方并没有对其进行建设的可能性进行任何的思考，尽管在设计过程中会应用BIM，但是因为建设和设计相分离的问题，并不能够充分地展现 BIM 的应用价值[3]。此外，IPD 模式经常采取的是一种传统的交易型合同，这样更利于业主对工程的投资进行控制，而这样的合同也只是能够充分地将 BIM 的功能和特征充分地展现出来。IPD 模式中，总包和业主之间通常是签署的是一个固定单价的合同，因为项目的前期成本和投资并不清楚，还要将 BIM 软件购置成本、BIM 人员培训成本、BIM 咨询成本等因素纳入考量，从而增加了总承包人对成本的控制的困难，从而直接造成了 BIM 的利用效果不佳。IPD 模式对从概念到交付运营的整个生命周期进行 BIM 的管理，能够将 BIM 技术的功能和管理应用到整个生命周期中。

1.2 BIM 与IPD 结合优势

BIM 技术在IPD 中的应用，其核心是将各个参与者和所有的资源和信息整合起来。而在传统的造价管理方式中，各个部门分工明确，彼此独立，各个部门的主管沟通都是相对的，而且是分散的。经常会因为某个环节的失误而使工程在一个较长的时间内陷入停顿。IPD 模型可让各主体在前期造价管理就能及时介入，各方合作，共享信息，互信合作，确保整个项目的信息透明化，并通过 BIM 技术实现对所有的信息进行整合；它的应用范围涵盖设计、施工、运营和维护等各个环节，使 BIM在信息整合方面具有极大的优越性。在项目前期，采用IPD 技术和 BIM 技术在全过程工程造价方面上相结合，在前期的工程造价预算中，各方在前期就介入，形成了深入的沟通和协作；通过群策群力，使工程的整体设计品质得到了很大的提升，能够从多个维度为工程规划的各个层面提供意见，并从多个层面上探讨工程的问题并进行相应的处理。所有的参加者都提供了工程造价预算方案，并利用 BIM 系统进行了初步的工程造价预算和碰撞测试，从而在设计过程中及早地发现和处理问题[4]；为了节约费用、缩短工程时间、减少返工次数，确保工程进度，IPD 模型所提倡的跨部门、跨系统的协作，以及以 BIM 技术为基础的 IPD 协作造价管理，可以使各部门之间的工作职责更加清晰，工作节点的分布更加贴近现实。相对于常规的传递方式，各个参与者之间的权力和责任更为明确，各方在 IPD 模型的推动下，形成了一个共同的利益联盟。这种组织形式加强了各方的相互关系，使得各方能够自由交流、平等地参加，从而实现了项目造价管理的最佳化；降低了各方面的利益矛盾，增强了各参与主体对整体利益的信心和责任心。

2 案例分析

2.1 项目概况

某工程共建设10 栋住宅建筑及地下车库，其中：4 栋28层，3 栋18 层，2 栋17 层，1 栋17+1 层，总户数1 429 户；地上建筑面积160 150m2，地下建筑面积40 563m2，总建筑面积200 713m2；建筑密度14.7%，容积率2.9，绿地率36.5%，停车位1 278 个。两栋六层商业楼，地下一层停车场，总建筑面积6 307m2。建筑密度35%，容积率1.2，绿地率20%，停车位76 个。

2.2 设计阶段

在建筑工程建设前期，对现场进行勘探钻样，编写勘察资料，进一步构建立体的现场布局模式；对工地进行科学、合理的计划，并制订详细的现场施工实施计划。运用BIM 技术进行施工场地内的生活区、办公区、场地交通布置；并利用BIM 软件对施工现场进行3D 仿真布局，以形成一个整体的立体平面布局。

采用 BIM 模型对建筑工程进行仿真，逐步优化场地布局，以防止施工中的相互影响；BIM 软件可以仿真施工车辆进场状况，合理优化施工场地的临时路面，确保路面的畅通；合理安排物料堆场、加工棚的位置，有效地降低场地的二次输送；合理安排临时建筑的平面位置，以提高建筑的使用效率。图1为 BIM 的三维场布，发现BIM 技术在场地模拟布置具有极大优势，可清晰反映场地位置与施工动态。采用 BIM 三维场布，可使建筑面积利用率增加8%，二次运输费降低170 000 元，施工管理效率提高7%，消除了17 个安全隐患，有效降低施工准备阶段的工程造价。

图1 综合教学楼项目三维场布图

2.3 管线优化设计

在建筑工程进行管道安全、功能实现、施工工艺的优选、合理布置，解决界面问题等是BIM 设计主要的研究内容。以原有设计模式为依据，利用BIM 技术确保机电设备功能的完整性和安全性，确保各专业管线和设备在布置区域内规范美观，且接口设计合理并能够适应运行和维修的需要；同时确定各个设备的布局是否合理，安全可靠，经济可行，净高度是否符合业主的功能分区。如图2 所示，该图为16-18 轴线的机电布局，高压电缆和喷头从左边的墙壁进入，消防通道在右边，所有的管道都在梁下。机电管道按照“沿墙靠梁”的原则排列，管道原则上与横梁平行排列，不得竖向排列，以防止交叉；在遇到交叉时，根据转弯原理进行避让，同时应对检修孔的位置进行合理的规划，方便维修，不留下盲区。

图2 综合教学楼管线局部图

2.4 净高检测

利用 BIM系列的 Navisworks的辅助管理软件进行3D漫游。综合建筑大楼的地下车库有一间车库，其设计层高4.8m，结构梁高0.7m。利用3D 漫游功能的检验和剖析，计算了梁的高度、设备管道和通风管道长度等情况下，发现地下车库高度达不到规范要求，小于3m。在意识到这个问题后，基于IPD 模式条件下各个专业的设计师和技术人员都开始商议，利用 BIM 技术精确地发现存在的问题，并给出了相应的改进措施。改进措施为：将管道的位置换到梁的下部；线管的高度应控制在0.5m之内，电管、水管和通风管均布置在梁的上端，并控制管道安装的空间在0.5m 以内，经BIM 设计优化后房间净空达到3.6m，满足规范要求。

3 BIM 在施工阶段的成本控制

建筑工程全过程造价的形成是一个动态的过程，要实现工程造价的实时监控和控制，就必须对工程造价进行实时、动态的监控。采用改进的赢得值理论与 BIM 模型软件相结合，实现了工程造价的实时、动态的控制。

该节是对IPD 模式工程建设期的全过程造价控制进行了探讨，通过对工程造价的综合分析，使得全过程工程造价管理更能满足实际工程的需要。为便于研究，本节中有关的成本参数默认设置为建设阶段。

表1 2021 年6～9 月进度-成本数据

表2 CV、SV、CV-a 等值变化

建筑工程总承包期限为24 个月，选取了2021 年6～9 月的工程造价资料，分半个月进行分期，共4 个月，分8 个阶段。根据2021 年6～9 月的进度和费用资料，对流程的控制进行了以下的分析：其中 CV、SV、CV-a、SV-a分别表示费用偏差、进度偏差、费用偏差预算、进度偏差预算。

第一阶段观测资料表明：CV＜0、SV＜0，表明前期投入过多，进度缓慢；对于总承包公司所制定的指标中CV-a＜0、SV-a＜0，说明项目进展缓慢，费用超支。

第二到三阶段观察发现：二、三期阶段预算费用为136.80万元，第三阶段工程预算费用131.40 万元，而在这一时期，由于施工单位管理不善，任务完成率不高，在第二段观和第三段观分别达到93.48%、89.40%，都低于100%。且在第一到第三阶段，发现费用偏离率 CV/BCWP 值出现了2%以内的负偏差，到了第四个阶段则出现了逐步反转；而由于总承包单位所设定的工作预算费用均低于计划工作的预算费用，合同总费用偏离系数CV-a/BCWP-a在第一到第六个阶段的偏离值为1%～4%，到了第八个阶段，则出现了反转。

自第四阶段开始，总承包单位决定将原先的计划工作费用从920 000 元减少到840 000 元；与此同时，公司管理层也加大了对施工现场的管理控制，确保降低施工费用，节约成本。

在第一、四个阶段中，SV 总是低于0，总工期落后，费用负偏差逐步减小；从第4 到第6 阶段，已经有了明显的好转。说明工程出现偏差后，所采取的纠正措施起到了积极的效果。在前期控制策略得到了很好的执行，虽然项目的进展偏离仍然呈现出负，但CV 的正偏差却在逐步增加；在承包商制定的准则中，CV-a＜0、SV-a＜0 意味着工程承包计划的利润率在目标值以下，为了保证工程的效益，必须采用更为有效、合理的控制措施[6]。

八月份，由于气候因素的影响，计划第五、六阶段的计划工作费用都设定在84 万元，到了九月份，由于天气较冷，第七阶段计划工作的费用为131.40 万元，第八阶段为136.80 万元。通过上述各环节的反复思考与归纳，并持续进行实时的控制计划，使项目的实施速度逐渐提高，实际完工率已超出预想。

在八到九月份（第五到第八个阶段）的各个监控阶段，总合同费用的偏差和费用的偏差都是正的，这反映出在减少前期累计的整体偏差的同时节约了费用。到了第五阶段，总费用偏差已经超过了1%，与总承包的利润水平还有很大差距，在进行了多次的调整之后，最终的结果是正的。

4 结论

本文主要介绍 IPD 模式下 BIM 技术在建筑建设成本各个阶段的协调管理模式及实施步骤和方法，将BIM 与IPD 模式结合，可以极大节约建筑造价，且利用改进后的赢得值，可以将部分工程造价从920 000 元减少到840 000 元，同时可以将不同施工阶段的工程效率提高，保证不同阶段的工程按时完工。