基于BIM技術(shù)的建筑全生命周期的成本管理與應(yīng)用

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(1.重慶市勘測(cè)院，重慶 400020；2.重慶市巖土工程技術(shù)研究中心，重慶 400020)

引言

工程項(xiàng)目自決策立項(xiàng)到運(yùn)營(yíng)維護(hù)的全生命周期中，涉及工程項(xiàng)目的各個(gè)要素、不同參與主體和工程管理的各個(gè)階段，這對(duì)項(xiàng)目的信息集成和工程項(xiàng)目全生命周期的管理帶來(lái)了諸多挑戰(zhàn)。BIM作為一種多維模型的建筑信息集成平臺(tái)和技術(shù)工具，集成了建筑物自設(shè)計(jì)到運(yùn)營(yíng)維護(hù)全生命周期的各種工程信息，在項(xiàng)目全生命周期的管理過(guò)程中發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用。

1 BIM技術(shù)簡(jiǎn)介

BIM是BuildingInformationModeling(建筑信息模型)的簡(jiǎn)稱(chēng)，是一種以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，將建筑工程生命全周期內(nèi)的各種相關(guān)信息加以整合并進(jìn)行有效管理的一種全新設(shè)計(jì)模式[1]，它是對(duì)工程項(xiàng)目設(shè)施實(shí)體與功能特性的數(shù)字化表達(dá)。

BIM將包括設(shè)計(jì)信息、施工信息和運(yùn)營(yíng)維護(hù)信息在內(nèi)的建筑物所具有的真實(shí)信息通過(guò)數(shù)據(jù)模型加以模擬仿真，這些信息不僅包括建筑幾何形狀信息、專(zhuān)業(yè)屬性和狀態(tài)信息，如構(gòu)件的材料、尺寸、質(zhì)量和工程進(jìn)度、工程成本等數(shù)據(jù)模型，還包含與管理有關(guān)的非構(gòu)件對(duì)象的行為模型和形狀信息，例如空間、運(yùn)動(dòng)行為，用于模擬真實(shí)世界的狀態(tài)和變化。BIM可以持續(xù)、即時(shí)地提供建筑物的質(zhì)量狀況、進(jìn)度以及成本變化等信息，而且這些信息是完整、可靠、協(xié)調(diào)一致的。

2 BIM的應(yīng)用價(jià)值

由于BIM模型蘊(yùn)含著大量的工程信息，應(yīng)用BIM系統(tǒng)平臺(tái)，可以使與工程有關(guān)的更多的、更好的功能被開(kāi)發(fā)應(yīng)用。如設(shè)計(jì)方用來(lái)建筑分析、結(jié)構(gòu)分析、能耗分析、照明分析、內(nèi)外部氣流模型、人流分析等，也可用于不同專(zhuān)業(yè)間的沖突碰撞檢查等；業(yè)主可根據(jù)BIM模型進(jìn)行質(zhì)量控制、進(jìn)度管理和成本管理；運(yùn)營(yíng)方引入BIM，模擬日常和緊急情況的處理方式，如高峰期電梯排隊(duì)、地震人員逃生模擬和消防人員緊急疏散的情景，以便進(jìn)行更好的規(guī)劃布局。

BIM是對(duì)建筑進(jìn)行全生命周期的數(shù)字化管理的軟件，它在建筑物的設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)營(yíng)管理的全生命周期內(nèi)具有重要的應(yīng)用價(jià)值。美國(guó)斯坦福大學(xué)整合設(shè)施工程中心(CIFE)根據(jù)32個(gè)采用BIM的項(xiàng)目，總結(jié)了使用建筑信息模型的以下優(yōu)勢(shì)：

(1)消除40%的預(yù)算外變更。

(2)造價(jià)估算控制在3%精確度范圍內(nèi)。

(3)造價(jià)估算耗費(fèi)的時(shí)間縮短80%。

(4)通過(guò)發(fā)現(xiàn)和解決沖突，將合同價(jià)格降低10%。

(5)項(xiàng)目時(shí)限縮短7%，及早實(shí)現(xiàn)投資回報(bào)。

3 BIM技術(shù)在建筑全生命周期中的成本管理與應(yīng)用

工程項(xiàng)目的成本管理不僅僅是某一個(gè)階段的管理，而是貫穿于項(xiàng)目全生命周期的管理，并且成本管理也日趨復(fù)雜化、精細(xì)化，這就需要運(yùn)用及時(shí)準(zhǔn)確的海量工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息。BIM的理念就是建立涵蓋工程全生命周期的信息庫(kù)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)階段、不同專(zhuān)業(yè)之間的信息集成和共享[2]，將建造、施工和運(yùn)營(yíng)維護(hù)等工程信息融入整個(gè)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)師可通過(guò)BIM模型更好地進(jìn)行方案的優(yōu)化比選，施工方可以從模型中獲得更多、更可靠的技術(shù)細(xì)節(jié)信息支持，業(yè)主可以通過(guò)BIM模型更有效率地開(kāi)展工程項(xiàng)目管理，物業(yè)公司可以通過(guò)成熟的BIM模型開(kāi)展設(shè)施維護(hù)與大修工作。

3.1 BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)階段的成本管理與應(yīng)用

實(shí)現(xiàn)不同專(zhuān)業(yè)之間的信息共享和協(xié)同設(shè)計(jì)。通過(guò)BIM模型，各專(zhuān)業(yè)從中提取所需的設(shè)計(jì)參數(shù)與相關(guān)信息，這樣就避免了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中不同專(zhuān)業(yè)信息交流與溝通出現(xiàn)失真、歧義和錯(cuò)誤等現(xiàn)象，提高了溝通效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量，節(jié)約時(shí)間成本。

實(shí)現(xiàn)建筑的仿真設(shè)計(jì)和智能設(shè)計(jì)。利用BIM虛擬模型，進(jìn)行設(shè)計(jì)碰撞沖突檢查，解決不同專(zhuān)業(yè)間的設(shè)計(jì)沖突問(wèn)題，減少施工過(guò)程中的變更和返工成本。

實(shí)現(xiàn)建筑的可視化和優(yōu)化設(shè)計(jì)。利用BIM模型，可進(jìn)行能耗分析和綠色建筑設(shè)計(jì)，對(duì)設(shè)計(jì)方案、材料、設(shè)備和技術(shù)的選擇是否符合綠色生態(tài)、節(jié)能環(huán)保的原則進(jìn)行評(píng)估，并作出相應(yīng)的優(yōu)化。

BIM可快速地對(duì)各種構(gòu)件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析匯總，從而大大減少造價(jià)人員繁瑣的手工算量和潛在錯(cuò)誤。造價(jià)人員通過(guò)BIM獲得的準(zhǔn)確的工程量統(tǒng)計(jì)用于前期實(shí)際過(guò)程中的成本估算和設(shè)計(jì)概算，同時(shí)也可為業(yè)主提供不同設(shè)計(jì)方案的選擇或建造成本的比較。

3.2 BIM技術(shù)在建造階段的成本管理與應(yīng)用

在BIM這一以數(shù)據(jù)為核心的交流和協(xié)作平臺(tái)上，項(xiàng)目參與各方的信息交流變得通暢、及時(shí)、準(zhǔn)確，不受時(shí)間、地點(diǎn)的限制，每一次的信息變更、提供和交流均有據(jù)可查，這樣不但可以提高參與各方獲得信息的效率，降低獲得信息的成本，同時(shí)可最大限度地降低信息的延誤、失真造成的浪費(fèi)、損失和返工。

BIM作為一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，有利于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和海量數(shù)據(jù)管理。在工程造價(jià)中，造價(jià)人員可根據(jù)構(gòu)件類(lèi)型、時(shí)間維度和空間維度進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確的工程量統(tǒng)計(jì)分析。對(duì)于設(shè)計(jì)優(yōu)化變更，BIM模型也即時(shí)對(duì)工程量進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，并清楚地顯示設(shè)計(jì)變更對(duì)成本的影響。將工程自開(kāi)工到竣工的全部造價(jià)數(shù)據(jù)資料存儲(chǔ)在基于BIM系統(tǒng)的后臺(tái)服務(wù)器中，造價(jià)人員可隨時(shí)根據(jù)這些海量存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行成本管理和分析，顯著提高工程造價(jià)人員的工作效率。

實(shí)現(xiàn)工程進(jìn)度款的快速計(jì)算。基于BIM模型，造價(jià)人員可根據(jù)三維圖形分不同樓層、部位、構(gòu)件并按時(shí)間進(jìn)度，快速、準(zhǔn)確、直觀地進(jìn)行進(jìn)度款計(jì)算與審核，加快進(jìn)度款的撥付，提高資金使用效率。

動(dòng)態(tài)控制，優(yōu)化進(jìn)度管理。施工企業(yè)可利用BIM模型推行精益建設(shè)和精細(xì)化管理，通過(guò)快速準(zhǔn)確地獲得工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，支持造價(jià)、采購(gòu)、庫(kù)存和財(cái)務(wù)等的動(dòng)態(tài)和精確管理，制定精確的人員材料計(jì)劃，減少了資源、物流和倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)的浪費(fèi)，降低采購(gòu)成本。

3.3 BIM技術(shù)在運(yùn)營(yíng)和維護(hù)階段的成本管理與應(yīng)用

在建筑物運(yùn)營(yíng)使用壽命期間，建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)施和設(shè)備設(shè)施都需要不斷地得到維護(hù)。因此，制定科學(xué)合理的維護(hù)方案將能提高建筑物性能，降低能耗，節(jié)約維修管理費(fèi)用，進(jìn)而降低總維護(hù)成本。BIM模型結(jié)合物業(yè)管理系統(tǒng)可以充分發(fā)揮數(shù)據(jù)記錄和空間定位的優(yōu)勢(shì)，利用BIM數(shù)據(jù)庫(kù)中豐富的工程信息，合理制定維護(hù)計(jì)劃，以降低建筑物在使用過(guò)程中出現(xiàn)突發(fā)狀況的概率。另外，針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)損傷、材料劣化及各種災(zāi)害破壞，利用BIM模型還可進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)安全性、耐久性分析與預(yù)測(cè)。對(duì)一些重要設(shè)備還可以跟蹤維護(hù)工作的歷史記錄，以便對(duì)設(shè)備的適用狀態(tài)提前作出判斷。物業(yè)公司或業(yè)主如果能科學(xué)合理地利用這些信息，可以提高物業(yè)管理效率，提高建筑運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的收益與成本管理水平。

參考文獻(xiàn)：

[1] 面向可持續(xù)性設(shè)計(jì)的建筑信息模型[A].中國(guó)土木工程學(xué)會(huì).工程三維模型與虛擬現(xiàn)實(shí)表現(xiàn)——第二屆工程建設(shè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用創(chuàng)新論壇論文集[C].上海，2009.

[2] 劉照球，李云貴.建筑信息模型的發(fā)展及其在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].建筑科學(xué)，2009，25(1)：96-99，108.