BIM技術在工程管理概預算實踐性環節中的應用分析

王紅艷 （中國市政工程東北設計研究總院有限公司西北分公司，甘肅 蘭州 730000）

基于計算機輔助技術的BIM（建筑信息模型）是一種多維模型信息整合技術，其可以為工程設計、施工、運營、維護等各個環節提供科學的協作平臺。在建筑項目中以管理為中心，而使用BIM 技術對于解決項目過程中的管理問題有著十分重要的意義。BIM 技術其運算能力較強，能夠對項目數量進行快速分析，并將BIM 的歷史數據進行關聯，對項目成本指標進行分析，對工程進行概預算，使設計估算的精確性得以極大提高。

1 工程概況分析

1.1 項目概況

某工程項目坐落在某一線城市，整體為一棟4層寫字樓，該工程以鋼筋混凝土結構設計建筑地基，其中包含如電氣、人防、采暖等多種專業工程。綠色建筑設計等級是國家一星綠色建筑，工程類型為普通公共建筑。項目總投資控制指標3999.75萬元，施工工期控制指標為300d，施工質量指標達到國家和地方相關質量標準、設計、施工驗收標準。

1.2 項目特點與實施難點

高品質是改工程的核心內容，其對工程設計、施工、運維管理等方面均提出較高要求。且由于各項專業工程功能復雜，地下部分限制了頂棚高度，使管道的安裝空間變得更加狹窄。同時機電一體化布設困難，對各項工作管理和協調相對較為困難，最終在各方人員多次交流與會議中達成一致目標。以投資管理為核心的控制方式，重點是投資控制、合同管理、事前控制、信息化。在BIM 技術的支持下，實現了整個項目的精細化管理。為提高工程投資控制水平，需要利用BIM技術，對工程進行早期設計，對管道進行全面的設計和布置，防止后期出現工程變更或者返工現象，減少額外的材料成本支出。

使用BIM協作系統平臺可進行可視性交流與組織經營、投資效益的提高。通過BIM協同管理平臺，實現了工程信息的實時對等，同時通過在線模型瀏覽，確保雙方能夠對模型進行可視化交流，并隨時討論有關節點的問題，避免網絡溝通方式和信息的疏漏，有效的合作交流方式確保了項目的準確傳達[1]。在此基礎上，結合BIM+成本的施工全過程咨詢模式，在前期統籌各項施工問題，將工作造價作為核心，根據設計方案的對比、選擇和優化，實現整個工程的科學施工與造價管理。

1.3 BIM技術在整體工程中造價管理的實際應用

在整個工程造價管理期間，需要考慮到工程實施的社會、政治與文化效果，以及該工程項目所處的法律環境等，要求造價工作人員在策劃投資估算方案設計期間實施工程概算以及施工期間的動態計算等。因此在整個工程管理期間要求使用BIM技術來實現各個階段的造價管理，減少成本投入和施工損失，具體流程見表1。

表1 BIM技術在工程建設各個階段的應用

但是由于工程管理概預算一般都集中在工程設計階段，因此本文主要以設計階段的BIM 技術模型建立為主，為工程概預算編制提供一定的路徑與方法，并實現工程造價的科學管理。

1.4 工程設計計算造價管理分析

設計環節工程造價管理是整個工程成本核算和管理的重要環節，在施工工期、建安費用、竣工后是否能夠獲得良好的投資效益等方面，設計環節常常會對施工進度、建安費用產生很大的影響。優化設計方案、提高設計質量，對工程成本的整體控制起著重要作用[2]。由于建筑單體多、技術復雜，在工程建設中，往往會因為各設計部門、各設計單位、各業主之間的配合不到位，導致工程項目中的大量設計變更，這將極大地影響施工單位對項目的成本控制。

建立模型，對施工圖紙的錯誤、漏、凈高度進行檢驗。在此階段，其他輔助工程的優化是項目成本管理的重點。這一階段的工作重點在于確定設計單位的概算是否完整、合理、準確。為客戶提供價格信息，如材料、設備、選擇及提供三種以上相同等級的產品供業主挑選。

將BIM 技術融入工程設計階段，可提前以模型形式模擬工程實施效果，減少后續工程返工與變更所增加的額外成本，將建筑模型、結構模型、機電模型與BIM模型結合成一個三維可視化模型。利用BIM 3D 的可視化功能，對不同專業的設計圖紙進行篩選。這種方法可以有效減少在施工中出現的設計變更和現場簽證，并在工程中有效減少了重復勞動，節省了費用。

2 BIM技術在工程管理概預算中的應用

2.1 各專業施工圖紙的錯碰漏問題檢查

從各施工圖紙設計中找尋錯誤，使用BIM 技術建立前期工程設計模型，從合理性、經濟合理性等多個角度論證該項目的設計，同時使用BIM 技術軟件監測機電管道部位，了解前期管道在結構中的碰撞情況，綜合排比后優化設計方案，在前期的碰撞測試和優化調整中，這個項目涉及700 個不同的專業問題，通過對這些問題的分析，可以避免340 萬元的成本增長[3]，如圖1所示。

圖1 碰撞測試與檢查

2.2 優化凈高

將該體系用于整體的整體布局和管道布局，在不提高工程造價的前提下，優化了管道布局，提高了建筑本身的舒適性和使用效果。通過BIM 的可視性分析，對建筑內部凈空的設計進行了核對，經核查，確定凈空間不足區域存在2處，隨后，以此為基礎，制作室內凈空計算表格，以BIM技術3D可視化功能優化設計計劃。

2.3 輔助其他專業優化問題

按原方案，剪應力墻板厚度為310mm。根據有關規定進行三級地震作用下剪力墻再計算，得出下部加固段的剪力墻體厚度可為250mm，本次設計共6個單元底部兩層整體用量，節省了20%的混凝土重量，共計642m3。

在底部的加強區域內，剪力墻的厚度轉變為250mm，結合我國相關工程規范中對于配筋率的實際要求，約束構件配筋量一般在0.31m2內豎向11.4m的重量為276kg，約束構件配筋量在0.25m2內的豎向11.4m重量為220kg，由此可判斷該建筑剪力墻厚度減小，但是長度不變，可在單位面積內節約約束構件主筋大約為56kg/11.4m[4]。

而該工程普通墻體的配筋量在0.31m2內豎向11.4m 的重量為69kg，在0.25m2內的豎向11.4m 重量為55kg，由此在剪力墻厚度變小、長度不變的背景下，單位面積的普通墻體主筋大約節約14kg/11.4m。

在47m2的剪力墻單元區域中，約束構件比例為65%，常規墻體為35%，即單元內部的約束構件平面面積約為47×0.65=30m2，而常規墻體平面面積為17m2，單位節省鋼筋重量約為5.7t。

2.4 工程項目設計階段整體造價控制

本次工程基于實際情況分析，將設計工作分為初步、方案與施工圖設計三個階段。在初步設計過程中，由于缺乏詳細的施工圖紙，因此不能精確地估算工程量，此時的工程成本仍采用建筑面積和建筑指數。由于該方法與投資估算的結果相似，因此不需要重復進行[5]。在方案設計中，重點是對技術難點進行深度處理。在施工圖設計階段，按照已有的圖紙計算出工程量，按照目前的工程量清單和定額中的人工、材料、機械消耗的標準和成本標準，計算出每一分部分項的工程量，然后計算出相應的工程量，最后匯總計算出項目的成本，而施工圖的造價則要比初始的設計概算精確得多，如圖2所示。

圖2 BIM建模軟件查看模型的各個視圖

在設計階段還可使用BIM軟件實施一些專業直接的沖突檢查，如對排水管道實施碰撞檢查，可看出管道是否與框架梁發生碰撞。在每一個視圖過程中，可以看出是否有與實際工程不相符的情況。在設計期間盡量修改圖紙錯誤的地方，防止后期施工返工等現象導致成本增加。

3 BIM技術在工程管理概預算中應用的擴展

設計圖制作完畢后，統計、計算工程項目數量，并將其轉交到工程經濟類專業，但是目前各設計單位之間還存在著一些分歧。根據設計圖紙進行統計、計算和套取定額的經驗，目前尚不能改變。因此工程經濟專業對項目成本的控制還不能完全發揮出來[6]。但在內蒙古鐵路設計院等工程單位實施BIM技術已有半年之久（雖然通過建立信息模型，增加了工程經濟專業人才的配備），可大幅度減少設計人員的統計和計算工作量，提高總體設計水平，降低設計費用。

目前還有大部分工程設計院尚未實現將平面設計與BIM軟件相結合、搭建BIM協同平臺的設計方案，或者通過BIM 技術進行設計方案的審核和計算，并將已完工的設計方案和計算的項目數提交給BIM小組進行審核和查找，然后回到設計部門修改圖紙，并沒有將BIM和設計結合在一起。未來若能通過軟件集成，使設計專業與BIM相融合，可使設計方案優化，提高設計質量。若將BIM 的信息模型向設計方向推進，則可以使BIM具有可視化、協調性、模擬性、最優性等特點。

4 結語

綜上所述，為全面推進BIM 技術在工程管理概預算中的應用，各相關部門、科研、設計、施工等都要加強技術投資，以求BIM 資料的傳遞與分類互通，并將BIM相關軟件與BIM技術有機整合在一起，產生技術合力，發揮出最大的技術效應，在增進工程實施進度的同時減少無謂的成本支出。同時根據BIM 3D 建模可明確各個工序中存在的主要問題，提前解決，減少后期返工或者變更的可能性，保障工程順利開展，在提升工程建設質量的同時增加企業經濟收益。