淺析基于BIM 的工程項目全壽命周期造價管理

翟穎

（西安培華學院，陜西 西安 710000）

自2009 年以來，建筑業(yè)增加值占國內生產總值的比例始終保持在6.5%以上，建筑業(yè)國民經濟支柱產業(yè)的地位穩(wěn)固。隨著我國經濟水平的不斷提高，建筑企業(yè)生產和經營規(guī)模的不斷擴大，工程造價管理工作越來越受到重視。工程造價的管理也從只關注施工階段和竣工結算階段的工程造價管理逐步轉向全壽命周期的工程造價管理。BIM 技術是建筑業(yè)具有創(chuàng)新性的里程碑式技術，被廣泛視為將顛覆建筑業(yè)傳統(tǒng)生產范式[1]。BIM 技術的出現(xiàn)，讓二維的圖紙變成了三維、四維甚至N 維的模型。BIM模型整合了建筑全壽命周期的各類信息，在其協(xié)助之下，工程造價管理將打破原有分離式造價管理模式，實現(xiàn)了各專業(yè)、各階段的工程造價管理整合，是當下建筑業(yè)渴求的全過程造價管理模式[2]。

1 全壽命周期工程造價管理

全壽命周期工程造價管理的概念是20 時期七八十年代由英美的相關學者和專家提出的。傳統(tǒng)的工程造價管理和全壽命周期的工程造價管理對比見圖1。所謂全壽命周期，指的是建設工程項目的決策階段（DM）、實施階段（PM）和使用階段（FM）[3]。其中，實施階段分為實施準備、設計和施工三個過程。全壽命周期的工程造價管理就是從建筑工程項目的長效經濟出發(fā)，全面、綜合考慮以上各階段的工程造價管理，以期實現(xiàn)全壽命周期內的最優(yōu)成本。

圖1 傳統(tǒng)造價管理與全壽命周期的造價管理對比

全壽命周期的工程造價管理從理論的提出發(fā)展至今，逐步形成了較為完善的理論和方法體系，其發(fā)展主要經歷了以下三個階段：①初步提出階段，主要指20 世紀70 年代。1974 年，A·Gordon 在《建筑與工料測量》季刊上發(fā)表了《3L 概念的經濟學》，在其文中首次提出了全壽命周期的工程造價管理。隨后，其他建筑師協(xié)會、學者也開始了相關的內容研究。②迅速發(fā)展階段，主要指20 世紀70 年代末-80 年代后期。全壽命周期的工程造價管理體系基本形成，并在造價管理的各位學者、工作者的努力下，取得了一系列的應用成果。③完善和繼續(xù)創(chuàng)新階段，主要是指20世紀80 年代后期至今。計算機和信息網絡的出現(xiàn)讓工程造價管理工作開始走向模型化和數(shù)字化，造價管理的理論和方法都有了新的進展。

我國的工程造價管理偏重于施工階段的工程造價管理，對于其他各階段的工作還有很多不足?，F(xiàn)階段我國工程項目管理的組織結構把開發(fā)管理、實施階段的業(yè)主方項目管理和物業(yè)管理分割開來，兩部分相對獨立，導致了在使用階段的造價管理工作難以和其他階段統(tǒng)一起來。同時，大部分的建設開發(fā)單位眼光還不夠長遠，還不能夠從全壽命周期的角度來考慮成本，對于建設項目可持續(xù)發(fā)展還處于概念化的階段。但是，根據(jù)相關資料顯示，項目使用階段占全壽命周期總成本的60%～66%，對全壽命周期的造價管理也有著極為重要的意義。隨著綠色建筑、可持續(xù)性發(fā)展的推進，全壽命周期造價管理的地位顯得越來越重要。通過合理的規(guī)劃設計，采用節(jié)能、節(jié)水的設施，環(huán)保的材料，加強可回收物的收集和儲存，在全壽命周期內造價最低的前提下，實現(xiàn)綠色環(huán)保、生態(tài)平衡，提高建設工程項目的外部效應[4]。

2 BIM 技術

BIM（Building Information Modeling）技術是建筑業(yè)信息化發(fā)展的主要技術之一。經過十多年全球范圍內的討論，BIM 已成為工程項目管理的核心技術。在過往的多個大型項目中，BIM 技術都展現(xiàn)了其優(yōu)越性，在進度管理、質量管理和費用管理方面發(fā)揮出巨大的作用。BIM 是建筑業(yè)轉型升級的必經之路。

在BIM 技術出現(xiàn)之前，設計師通過平面圖、立面圖和剖面圖來表達設計思想和成果。而如今，在計算機技術、互聯(lián)網技術的協(xié)助下，通過BIM 技術可以協(xié)同建立建筑信息模型，精準地將建筑設計的內容輸入模型中，形成三維立體的虛擬建筑產品。通過三維模型，可以提取各種視角的二維圖紙。立體的虛擬建筑產品比起二維CAD 圖紙更加直觀，通過碰撞檢驗，可以在模型中發(fā)現(xiàn)設計問題，在施工前就進行修正，減少了施工過程中返工的成本[5]。

在BIM 模型中，各構件的信息、特征都有記錄。工程量統(tǒng)計的工作不再需要造價師建模計算，而是在BIM 模型中進行提取和匯總，有利于節(jié)約人力和物力，節(jié)約時間，提高工作效率。BIM 模型對于數(shù)據(jù)的收集和整理，不僅有利于單個項目的造價控制，還在這個過程中集成了各項目的資料。足夠的項目資料形成了資料庫，能夠為建筑工程各方面的決策提供必要的依據(jù)和參考。

3 基于BIM 的工程項目全壽命周期造價管理措施

建筑工程項目造價的形成過程較為復雜，確定依據(jù)繁多，不同階段的計算方法均不同。傳統(tǒng)的造價計算方式和過程將各個階段割裂開來，重復的數(shù)據(jù)計算、統(tǒng)計讓造價師的工作異常繁重。如果有BIM 做支撐，造價管理的工作會變得更加便捷、高效。

3.1 決策階段

項目的決策和初步設計階段對工程造價的影響約為75%～95%，是對工程造價影響力最大的階段，也是實現(xiàn)造價節(jié)約最關鍵的階段。在這一階段，通過分析已建的BIM 模型、信息、成本，可以構建出更準確的擬建建筑模型。造價工作人員可以據(jù)此模型計算出更為準備的投資估算，為投資決策和資金籌措提供依據(jù)。

3.2 設計階段

設計階段所占用的工程造價雖然只有1%～3%，但是這一階段對工程造價的影響卻高達35%～75%。傳統(tǒng)的設計分專業(yè)制二維圖紙，需要依賴有經驗的設計師或施工員在大腦中對圖紙進行整合，以此來檢查圖紙是否有錯誤。BIM 技術的引入規(guī)避了二維視角下信息不直觀，各張圖紙或各專業(yè)圖紙互相矛盾的問題。可以通過模型整合，把各專業(yè)設計師建筑的模型整合到一起，使用碰撞檢測功能去發(fā)現(xiàn)問題，進而由各專業(yè)設計師討論、修正圖紙。圖紙更加準確，造價才能更加準確。

由于設計階段的工作量大而復雜，工程造價的計算錯誤或疏漏是常會出現(xiàn)的問題。基于BIM 設計階段的工程造價管理，免去了照著二維圖紙去計算工程量的過程，只需將BIM 模型導入相應的軟件中，軟件從模型提取工程量，再進行設計概算或施工圖預算的編制與審查。

3.3 招投標階段

在招投標階段，招標人要完成工程量清單、招標控制價的編制和審查，投標人要完成投標標價的編制和審查。依托于BIM 模型，招標人可以自動提取工程量清單，免去了人工計算的繁瑣過程。從可視化的BIM 模型中，各類資源及其用量更加明確，招標控制價也更加準確。投標人從以往的工程模型中積累相關數(shù)據(jù)，在投標時將新建工程的模型和數(shù)據(jù)庫相結合，一方面可以精準的計算工程量，和工程量清單中的數(shù)據(jù)形成對比；另一方面可以根據(jù)企業(yè)自身情況合理報價，避免為中標報低價，最終損害自身利益。

3.4 施工階段

在施工階段，可以將BIM 三維模型與動態(tài)施工組織結合起來。

（1）通過將BIM 模型中的構件信息和價格信息與進度計劃相結合，建立資金使用計劃。施工過程中，可以實時、動態(tài)地將施工形象進度與模型中的進度計劃相對比，反映進度進展情況。亦可將資金使用計劃和成本核算部門統(tǒng)計的計劃相對比，反映資金使用情況。

（2）可以在模型中分類別提取工程量，經統(tǒng)計、計算后用于采購。例如，利用相關軟件1：1 建立施工現(xiàn)場布置模型。施工現(xiàn)場往往是需要布置監(jiān)控攝像頭的，但是攝像頭的視野需要反復調試。利用BIM 施工現(xiàn)場布置模型，在模型中設置攝像頭及其相關數(shù)據(jù)，模擬個攝像頭的安裝位置和視野范圍。據(jù)此，可統(tǒng)計出相關設施的規(guī)格、數(shù)量，便于材料部進行精準采購。

（3）根據(jù)BIM5D，在模型中設置施工進度，可以快速提取工程量。提高了算量的精度和效率。相關數(shù)據(jù)用于結算，減少了成本核算部門的工作量。

（4）產生升級變更后，可以快速地對模型進行調整，進而對工程量、工程進度、資金使用計劃等一系列文件進行調整。

3.5 使用階段

使用階段主要涉及各種設備、設施的使用和維護。利用BIM 技術，可以在模型中添加各種設備、設施的位置、型號等信息。企業(yè)對于設備、設施等資產的記錄更加精確和詳細，同時對于維護費用的統(tǒng)計計算也更加準確。項目與項目之間依據(jù)此可以進行對比分析，優(yōu)化使用階段的各項方案。根據(jù)BIM 技術，對每日能耗、維護成本、維修費用進行記錄和分析，建立數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)與建設單位、設計單位、施工單位的共項，為其他工程的投資、設計和施工提供參考。BIM 技術還可以用于運營中，例如，可以將BIM 模型與AR 相結合，遇到緊急逃離情況時，可以啟動AR 系統(tǒng)識別各處的危險等級，一方面據(jù)此在BIM 模型中規(guī)劃出合理、安全、快速的逃生路線，減少人員傷亡；另一方面為搶險救災提供線路和數(shù)據(jù)，實現(xiàn)快速搶險，減少財產損失。

4 結論

建設工程項目全壽命周期的造價在各階段都有其管理的必要性和意義，全壽命周期的造價管理是工程造價管理發(fā)展的必經之路。BIM 技術可以在模型中集成建筑信息。這種信息的集成使得在決策階段、設計階段、招投標階段、施工階段和使用階段的造價管理都有了數(shù)據(jù)基礎。在此之上，工程的設計、計量、計價、預算、決算有變得更加準確和便利。基于BIM 技術的全壽命周期造價管理提高了工程造價的準確性，提升了工程造價管理工作的效率。本文在研究的過程中，僅對BIM 技術在各工程各階段工程造價管理工作中應用的方式和可能性進行了討論，未能在實際案例中進行應用，也就未能提供實際工程應用BIM 技術前后工程造價管理工作的變化。在日后的研究中，應對此方面展開進一步的論證。