BIM 技術在項目設計階段成本控制中的應用

吳力，胡立群，唐克靜

(湖北工業職業技術學院，湖北 十堰 442300)

1 BIM 技術的概念和特性

1.1 BIM 技術的概念

經過10 年左右的發展，BIM 技術在中國建設領域逐步推廣普及。這項技術貫穿于項目建設的整個過程，不僅可以在設計階段進行有效的參數化建模，而且可以將模型信息在項目建設的后續階段進行傳遞，實現模型信息的集成和共享。

1.2 BIM 技術的特性

在項目建設之初，BIM 技術可以建立形象直觀且信息完整的仿真建筑模型，有效地對建筑環境進行模擬，生成各項分析報告，供項目管理者進行決策和交流。施工階段，設計者利用BIM 技術將深化后的模型轉變為二維圖紙進行導出，以指導施工，施工單位可以利用設計階段的建筑模型，進行場地布置和施工進度模擬等，以提高管理效率，確保項目安全。

2 項目設計階段成本控制中存在的問題

2.1 成本控制影響因素多

建設項目的成本控制至少要經過概算、預算、結算等階段。每個階段造價依據均不相同，不僅僅是依據項目本身所產生的費用，而且需要考慮其他各項費用，這對造價人員的專業能力和對BIM 技術的應用能力要求較高。

2.2 數據傳遞不夠暢通

建設項目中相當數量的風險是由于信息溝通不及時、不暢通、不對等導致的。項目建設相關部門缺少信息交流平臺，或是各平臺之間不能有效對接，造成設計變更、實際施工之間的數據無法在整個建設團隊之間實現有效傳遞和實時共享，造成浪費，無法實現精細化管理和成本控制。

2.3 設計和造價功能不能完全對接

在BIM 技術推廣之前，我國大部分建設項目已經實現“電算”：即造價人員依據已有項目圖紙，運用算量軟件進行建立工程量模型，再將工程量模型導入計價軟件進行計價、調差、取費，形成預算書。BIM 技術的推廣，對于成本控制而言，最大的變革就是設計人員建立的模型，本身就帶有工程量信息，即參數化建模，如果這個模型能夠直接被造價人員獲取和使用，將大大節省造價人員的時間和精力。但是，這是理想狀態。目前，所開發的BIM 設計軟件，重點仍然是便于設計人員進行項目創作和圖紙生成，BIM 設計軟件與國內現有造價軟件的對接仍然存在斷層。也存在設計人員建立的信息完整的模型，由于造價人員對新技術的不適應、不熟練，導致技術的更新難以達到成本控制的初衷。

3 應用BIM 技術進行項目設計階段成本控制的優勢

3.1 便于方案優化，提高工程質量

在應用BIM 技術進行項目設計之初，建設項目總設計師再給各專業工程師分配任務的同時，也會提供統一的項目樣板，以便各專業工程師在同一項目樣板中進行設計，最終，實現項目的各個專業模型有效的集成整合。通過碰撞檢測，使大部分沖突在設計階段得到化解，提高工程質量，減少返工，降低成本。

3.2 實現快速算量，提升計量精度

在傳統的計量計價過程中，造價人員需要閱讀相應的設計圖紙，找到圖紙中各材料的屬性，結合計算規則，手動建模算量。BIM 技術的參數化建模，使各構件在設計的過程中，完成屬性與構件的匹配，甚至部分BIM 算量軟件內置了計算規則，不僅使計算更快捷，而且數據準確度也得到大幅提升。

3.3 便于精準結算，減少項目成本

項目設計階段的成本控制，是建設項目合同實施階段成本控制的重要環節。重視項目設計階段BIM 技術的應用是前提，利用BIM 技術建立參數完整正確的模型是保障。實現BIM 技術在項目設計階段的完全應用，為后期支付進度款，進行項目結算提供了依據和助力，使各參與方利潤更透明，減少了項目建設成本。

4 BIM 技術在項目設計階段成本控制中的應用

4.1 項目設計前

項目設計前的環節主要是指項目決策階段。BIM 項目模型庫為決策提供直觀具體的依據，增強決策的科學性，為建設單位提供成熟的建設計劃和部署方案。此外，BIM 模型庫也為投資估算和概算提供依據，為項目的全方位評估創造條件。眾所周知，項目決策是影響造價的首要因素，這促使項目建設企業要積極主動地應用BIM 技術，建立科學有效的BIM 模型庫。

4.2 項目設計階段

由于建筑行業企業和技術人員對BIM 技術的掌握和推廣程度各不相同，導致BIM 技術在進入項目建設階段時間也不同。這使得BIM 技術在設計階段的應用有分為“反向設計”和“正向設計”兩種。

（1）反向設計。反向設計就是建筑設計領域所稱的“翻模”，即先利用傳統CAD 相關軟件，將施工圖紙設計完成，再在已完成的施工圖紙基礎上，利用BIM 設計軟件，建立模型，實現模型的參數化。究其原因，是因為很多設計人員對BIM 技術的掌握不夠熟練，BIM 設計團隊沒有形成，而政策和公司要求建設項目運用BIM 技術，只能先利用已掌握的技術完成施工圖紙，再鉆研BIM 技術在項目中的應用。這是BIM 初學者的必經之路。但是，這種設計思路和方法，極易造成BIM 技術與實際項目脫節，指導施工和造價的圖紙，依然是傳統的二維圖紙，BIM 技術并沒有真正的應用于實際項目，只是用于達到學習和響應國家政策的目的。沒有實踐的BIM 技術，所發揮的功能是有限的，對技術人員在BIM 應用方面的提升也是有限的，沒有達到BIM 技術在建設項目全生命周期中的應用的目的。因此，在跨越BIM 技術在設計階段的應用的初級階段之后，BIM 技術應該進入“正向設計”的新的階段。

（2）正向設計。借助BIM 技術，從BIM 軟件的三維坐標開始，展現建筑設計圖形，設計的第一步開始，就開始落實BIM 技術的三維可視化設計，設計的開始和中途，都不需要借助CAD 圖紙，最終的設計成果直接從BIM 設計軟件（如Revit）中導出并交付使用。正向設計的三維模型，內置的構件信息，可以被其他專業協同設計人員讀取，便于交流和協同設計；也可以流向施工單位，便于施工單位進行施工前期準備和施工進度模擬；也可以流轉給造價人員，便于統計工程量，進行預決算和竣工結算。實踐表明，運用BIM 技術進行正向設計，同一項目設計耗時要比只采用CAD 進行二維設計多一倍，這無疑會增加設計成本。實現BIM 正向設計，最大的受益方不僅僅是設計階段，而付出最多的是設計階段。因此，要想激發設計單位進行BIM 正向設計的動力，項目各參與方都要在利潤分配上認可并支持設計人員的工作。

BIM 技術在項目設計階段，對于各專業設計人員來說，關注的重點和面臨的問題也各不相同。

對于結構工程師來說，BIM 的信息化和構件的標準化是重點。如果是現澆結構，混凝土、鋼筋、縱筋和箍筋用量、錨固方法、剛勁排布方式、保護層厚度等底層參數繁多，BIM技術對結構設計的便利性就大打折扣。標準化就是將許多個零散的數據分類打包，如果裝配式技術得以推廣并大范圍應用，構件的標準化促使結構工程師只需要關注剛度、截面承載力、延性、構件連接等上層參數，并且構件的幾何尺寸可以根據構件的剛度直接確定，不需要考慮承載力和延性。這就大大減少了結構設計師的工作量。

對于設備工程師來說，雖然現有BIM 設計軟件在建模方面，相比CAD 有明星優勢，但是，很多專業并不適用，水電方面是明顯的短板，沒有完備的族、標注方式復雜、聯動性差、出圖方式不完善等都決定了，BIM 正向設計在設備專業是很難大規模實現的，幾十萬平方的項目尤其如此，地下室用正向設計的方法出圖，點位太多，BIM 設計軟件完全達不到導線橋架的出圖表達要求，需要畫一步調整一步，費時費力。

4.3 項目設計后

項目設計階段完成施工圖成果交付后，設計任務并沒有完結。項目標準改動、工程招投標階段的技術規格，施工單位不按圖施工，以修改設計的方式減少成本，以及其他變更，都可能導致設計階段的延續。利用BIM 技術設計的參數化模型，在處理變更時優勢也很明顯。BIM 技術的協同和聯動，會讓各參與方及時獲取變更信息，縮短時間，提高交流效率，節約成本。

5 結語

BIM 技術經過近10 年的發展，逐步趨向成熟。運用BIM技術建立的參數化模型，對整個建設項目而言，提高了管理和工程質量，起到了降本增效的效果。然而，對于項目設計階段，雖然在一定程度上促進了項目的優化和溝通的有效性，但是，對于設計單位，設計師的時間、精力投入倍增，設計企業對設計硬件和軟件的投入也大大增加。這要求建筑行業在注重BIM 技術推廣的同時，也要在管理和分配上進行與時俱進的改革。