基于BIM技術(shù)的市政工程造價控制研究

管亞超

摘要：為了保證市政工程造價控制水平，本文首先總結(jié)了BIM技術(shù)在市政工程造價控制中的應(yīng)用優(yōu)勢，其次從安全性、功能適用性、可操作性等方面探討了常用的BIM技術(shù)軟件的特點。最后結(jié)合全生命周期造價管理理念，探討了BIM技術(shù)在市政工程投資規(guī)劃、設(shè)計、招投標(biāo)、施工等階段造價控制中的具體應(yīng)用，研究成果可為類似的市政工程造價控制提供科學(xué)的理論指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；造價軟件；全生命周期；造價控制

DOI：10.12433/zgkjtz.20232349

隨著城市化進程的持續(xù)推進，市政工程的建設(shè)規(guī)模不斷擴大，投資額不斷增加，項目復(fù)雜程度不斷提高，對建設(shè)質(zhì)量的要求也更加嚴格。造價管理是市政工程項目管理的關(guān)鍵工作，其管理方法的優(yōu)劣直接影響著項目的整體收益。如果對市政工程的造價控制不當(dāng)，很容易出現(xiàn)“概算超估算、預(yù)算超概算、決算超預(yù)算”的問題。如何全方面、多層次地控制市政工程造價，已經(jīng)成為各參建單位需要解決的關(guān)鍵問題 。因此，需要采用更加科學(xué)的手段提高造價控制效率和控制水平。國內(nèi)外很多學(xué)者和工程技術(shù)人員開始重視BIM技術(shù)在市政工程造價控制中的應(yīng)用，并取得了許多先進成果。但是，BIM技術(shù)在國內(nèi)市政工程領(lǐng)域的應(yīng)用起步較晚，相關(guān)理論尚不完善，缺乏統(tǒng)一的BIM技術(shù)規(guī)范指導(dǎo)市政工程造價文件的編制。因此，基于BIM技術(shù)進一步研究市政工程全生命周期的造價控制具有十分重要的意義。

一、BIM技術(shù)在市政工程造價中的應(yīng)用優(yōu)勢

（一）市政工程造價特點

市政工程是指建設(shè)在城市市區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)等范圍內(nèi)的各種建筑物、構(gòu)筑物及設(shè)備，其造價控制難度大。市政工程造價具有以下特點：其一，復(fù)雜性。市政工程造價編制涉及的專業(yè)多，如道路橋梁工程、給排水工程、照明工程、綠化工程等，不同專業(yè)采用的計價規(guī)范和組價習(xí)慣不完全相同，導(dǎo)致各專業(yè)分部分項目工程的單價不同；其二，動態(tài)變化。市政工程建設(shè)周期一般較長，從設(shè)計圖紙交付到正常運營達數(shù)年。在此期間，人工、材料、機械等費用可能發(fā)生較大波動，從而影響工程造價。

（二）BIM技術(shù)控制工程造價的優(yōu)勢

目前，市政工程采取靜態(tài)與動態(tài)相結(jié)合的造價管理模式，即各地區(qū)分別按其社會平均成本價格和平均勞動效率編制工程預(yù)算定額和消耗量指標(biāo)，然后按月份或季度發(fā)布指導(dǎo)價。這種粗放式的管理模式，在市政工程中的適用性較差 。建筑信息模型（ Building Information Modeling，簡稱BIM技術(shù)）的出現(xiàn)，對提高市政工程的造價控制水平作出了巨大貢獻。BIM技術(shù)不單純指某一個設(shè)計軟件，而是以建模軟件為核心，多種軟件交互協(xié)作，如圖1所示。

BIM技術(shù)在市政工程造價控制中的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾方面：

1.造價數(shù)據(jù)共享

市政工程造價數(shù)據(jù)一般以Excel表格、Word文檔等為載體，在各專業(yè)人員之間傳遞。而市政工程建設(shè)期間，會積累大量的造價數(shù)據(jù)，給文件傳遞帶來了很大困難。BIM技術(shù)可以三維模型為載體，將項目的所有造價數(shù)據(jù)集成在一個數(shù)據(jù)庫中，項目各參建方實時查閱、更新、共享項目數(shù)據(jù)，以避免同一信息重復(fù)處理，減少信息傳遞過程中的誤差，大幅提高工作效率。

對于企業(yè)而言，如果把曾參與的各個項目的造價指標(biāo)分類集成在BIM數(shù)據(jù)庫中，造價人員在編制新項目的造價文件時，可快速調(diào)取相似工程的指標(biāo)，大幅節(jié)約造價文件編制時間。

2.工程量統(tǒng)計

廣聯(lián)達、魯班、清華斯維爾等軟件雖然能直接套取定額并計算工程造價，但相關(guān)工程量統(tǒng)計仍需人工參與。設(shè)計人員在面對日益復(fù)雜的市政項目時，統(tǒng)計的工程量可能會出現(xiàn)缺項、漏項等問題，甚至有數(shù)量級的誤差，這都會對造價控制產(chǎn)生不利影響。

在BIM技術(shù)模型中，可以給各個工程構(gòu)件賦予物理及幾何屬性，自動完成工程量統(tǒng)計，并將統(tǒng)計結(jié)果導(dǎo)入造價軟件，從而使工程量與成本數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)，提高工程造價的準確性。

3.合理配置資源

市政工程施工時，技術(shù)人員只能根據(jù)經(jīng)驗先對工程量初步估算，再分配人員、材料、機械等，具有較大的主觀性。而BIM模型則可以融入時間和成本因素，將造價控制定量化，以便合理制定資源計劃、配置資源。

二、BIM造價控制軟件比選

國外的BIM造價軟件（如Visual Estimating）已得到廣泛使用并取得了良好效果，但其工程量計算規(guī)則、施工方法等與國內(nèi)差異較大，軟件中的很多參數(shù)無法直接應(yīng)用。鑒于此，國內(nèi)開發(fā)了廣聯(lián)達、清華斯維爾、魯班等造價軟件，不同造價軟件特性不同。造價人員應(yīng)對各個軟件的安全性、功能適用性、可操作性等進行深入了解，再結(jié)合項目的具體特點選擇合適的造價控制軟件。

（一）安全性

廣聯(lián)達、清華斯維爾、魯班都有自動備份數(shù)據(jù)的功能，可避免意外條件下造價數(shù)據(jù)丟失。清華斯維爾和魯班的算量和計價軟件均有加密功能，廣聯(lián)達只有計價軟件能加密，存在一定的風(fēng)險。從安全性分析，廣聯(lián)達軟件略差。

（二）功能適用性

各個軟件都在造價功能的基礎(chǔ)上，開發(fā)了獨具特色的功能，比如：廣聯(lián)達能對比檢查投標(biāo)清單與招標(biāo)清單的數(shù)據(jù)，錯誤的地方可修改，在很大程度上提高了投標(biāo)效率；清華斯維爾算量軟件能把鋼筋和工程量整合在一起，并直接輸出鋼筋施工圖；魯班具有反查功能，當(dāng)計價軟件和算量軟件對某構(gòu)件的計算結(jié)果不一致時，能反查出構(gòu)件在圖紙上的具體位置。

（三）可操作性

BIM造價軟件要想得到推廣應(yīng)用，不僅要具備相應(yīng)的功能，還要便于使用者學(xué)習(xí)和操作。廣聯(lián)達的操作界面簡單，但功能分區(qū)不明確；清華斯維爾能實現(xiàn)多任務(wù)切換功能，可同時操作多個項目；魯班在其操作界面布置了切換命令，用戶點擊后，可與CAD界面實時切換。同時，魯班還有線上服務(wù)功能，用戶在使用過程中遇到任何問題，可快速與專業(yè)人士溝通。從可操作性分析，魯班軟件最優(yōu)秀。綜上，不同BIM造價軟件的歸納見表1。

三、BIM技術(shù)在市政工程造價控制中的應(yīng)用

本文將市政工程全生命周期造價管理理念與BIM技術(shù)相結(jié)合，探討B(tài)IM技術(shù)在市政工程造價控制中的具體應(yīng)用。

（一）投資決策階段的造價控制

投資規(guī)劃階段的造價控制是市政項目全生命周期造價控制的開始，是確保工程造價整體可控的前提。造價工程師在本階段的任務(wù)，是協(xié)助設(shè)計人員編寫項目建議書和可行性研究報告，編制投資估算文件。其中，最重要的就是投資估算文件，包括建筑安裝工程費、設(shè)備及工器具投資、工程建設(shè)其他費用、預(yù)備費以及貸款利息等。在投資規(guī)劃階段，依靠BIM技術(shù)可快速確定投資估算和投資方案，加快投資決策工作的推進。

1.基于BIM技術(shù)的投資估算

市政工程造價收集局限于Excel表格、Word文檔、PDF圖紙等格式，數(shù)據(jù)不易被查詢和共享，而BIM數(shù)據(jù)庫則可以對大量市政工程的歷史造價數(shù)據(jù)分類保存。造價人員在編寫投資估算文件時，可從BIM數(shù)據(jù)庫中篩選與擬建工程相似度高的BIM模型，快速完成工程造價估算工作，使擬建項目投資估算更接近實際。

2.基于BIM技術(shù)的投資方案

對多個投資方案進行造價比選，要考慮的影響因素較多。人工比選容易帶有主觀性和片面性，且比選速度慢，耗費時間長，無法保證比選結(jié)果完全準確。而利用BIM軟件，則可以建立不同技術(shù)方案的3D模型，并詳細展示其材料信息、施工方案、工程量信息、造價信息等。同時，通過BIM技術(shù)的5D模型（3D+工期+成本）模擬擬建項目的施工情況，實時反饋項目施工進度和成本，讓業(yè)主確定投資方案時有據(jù)可依，使投資決策結(jié)果更加科學(xué)。

（二）設(shè)計階段的造價控制

設(shè)計階段的主要工作是對投資決策階段的方案進行優(yōu)化，并繪制圖紙用于工程施工。因此，市政工程圖紙的設(shè)計質(zhì)量對造價控制起著決定性作用。利用BIM技術(shù)提升市政工程設(shè)計質(zhì)量有兩種途徑：第一，直接利用BIM軟件設(shè)計；第二，將二維平面設(shè)計成果導(dǎo)入BIM軟件協(xié)同設(shè)計。

1.基于BIM技術(shù)的設(shè)計方案模擬

傳統(tǒng)的市政工程設(shè)計方案都是以平、立、剖面圖來表達，這對于簡單的項目是有效的。但隨著市政項目向集成化、規(guī)模化的方向發(fā)展，利用二維圖紙將設(shè)計方案展示給施工方時，可能產(chǎn)生誤讀，導(dǎo)致實際施工方案與設(shè)計方案不一致，造成大量設(shè)計變更，延誤工程進度，也使得工程造價不可控。引入BIM技術(shù)則可以很好地解決這一問題。BIM技術(shù)對工程中的每個構(gòu)件建立3D可視化模型，使設(shè)計方案更加直觀，便于施工方讀懂圖紙。

2.基于BIM技術(shù)的協(xié)同設(shè)計

市政工程設(shè)計涉及的專業(yè)多，需要按主體和附屬專業(yè)分別設(shè)計，且設(shè)計周期長，各專業(yè)溝通不多，需要總體專業(yè)反復(fù)協(xié)調(diào)。BIM技術(shù)建模屬于參數(shù)化建模，各專業(yè)可以同時設(shè)計，實時協(xié)調(diào)，大大提高了不同專業(yè)設(shè)計人員的溝通效率，避免圖紙被反復(fù)修改。同時，業(yè)主方也能通過BIM平臺調(diào)取設(shè)計信息，對設(shè)計方案的深度、進度進行管控。

3.基于BIM技術(shù)的碰撞檢查

市政工程中的碰撞檢查有“硬碰撞”（不同構(gòu)件間的直接碰撞）與“軟碰撞”（構(gòu)件間距小于規(guī)范值）兩種，利用碰撞結(jié)果，可全方位消除構(gòu)件沖突、設(shè)計錯誤等問題。相關(guān)研究表明，利用BIM技術(shù)對工程進行碰撞檢查，可消除約30%的設(shè)計變更，從而更好地控制工程造價。

（三）招投標(biāo)階段的造價控制

市政工程一般是將造價人員編制的工程量清單作為項目招投標(biāo)的計價依據(jù)。而工程量清單的編制時間長，耗費招投標(biāo)雙方造價人員大量精力。利用BIM技術(shù)可以將設(shè)計模型轉(zhuǎn)換為算量模型，造價人員從模型中直接提取工程量并套定額，得出準確的工程量清單，在很大程度上降低漏量或重復(fù)計量的情況，使造價人員能投入更多的精力到分部分項工程指標(biāo)分析、造價風(fēng)險分析等方面。

（四）施工階段的造價控制

施工階段是市政項目由設(shè)計圖紙向?qū)嶓w轉(zhuǎn)化的階段，工序復(fù)雜且繁瑣，人員、材料、機械等消耗量大，需要投入的資金多，加強施工階段的造價控制很有必要。

1.基于BIM技術(shù)的造價預(yù)測

市政工程施工周期較長，工程所需的材料和人員價格受市場和政策影響。如果材料和人員單價波動較大，則難以對工程整體造價進行控制。BIM三維模型可以加上時間維度和成本維度，形成BIM 5D模型，將施工期間的各種不利因素考慮在內(nèi)，預(yù)測工程造價的變化趨勢，以提升市政工程在施工階段的造價管理質(zhì)量。

2.基于BIM技術(shù)的成本管理

雖然設(shè)計階段已經(jīng)應(yīng)用BIM技術(shù)對工程進行碰撞檢查，減少了工程變更。但是，現(xiàn)場施工環(huán)境復(fù)雜，不可預(yù)見的影響因素較多。一旦發(fā)生工程變更，施工單位不必再走繁瑣的變更申報流程，利用BIM技術(shù)將發(fā)生變更的原因、變更建議方案等上傳至BIM協(xié)同平臺。隨后，設(shè)計單位也會將變更后的圖紙和工程造價上傳至該平臺，以減少變更成本，節(jié)省施工工期。

四、結(jié)束語

本文分析了BIM技術(shù)在市政工程造價控制中的應(yīng)用優(yōu)勢、常用BIM造價軟件的特點，并探討了BIM技術(shù)在市政工程全生命周期造價控制中的實現(xiàn)方法，主要得到以下幾方面的結(jié)論：一是在市政工程造價控制中應(yīng)用BIM技術(shù)，可實現(xiàn)造價數(shù)據(jù)共享、工程量快速統(tǒng)計、合理配置施工資源等功能；二是國外的BIM造價軟件在國內(nèi)的使用性較差，建議從安全性、功能適用性、可操作性等方面對國內(nèi)的BIM造價軟件進行綜合比選，再結(jié)合項目的具體特點選擇；三是BIM技術(shù)可融入全生命周期造價控制理念，對市政工程在投資決策、設(shè)計、招投標(biāo)、施工階段的造價進行全方位、多層次的控制。

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