BIM在房建施工階段中的應(yīng)用研究

王博

（陜西建工第七建設(shè)集團(tuán)有限公司，陜西寶雞 721000）

0 前言

在建工程的經(jīng)濟(jì)性通常是施工單位所追求的，特別是在施工階段，成本是所有工程中最重要的；目前，我國(guó)在施工階段還存在一系列的價(jià)格控制問題，無(wú)論是管理層面還是技術(shù)層面，BIM都是控制我國(guó)工程造價(jià)的有效解決方案，它不僅可以提高造價(jià)計(jì)算的質(zhì)量，還可以控制造價(jià)，它在我國(guó)建筑業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)中發(fā)揮著重要作用，符合建筑市場(chǎng)規(guī)律和我國(guó)建筑業(yè)現(xiàn)狀。

1 BIM介紹

BIM是基于從建設(shè)項(xiàng)目中獲取的信息，在數(shù)字信息建模的基礎(chǔ)上，構(gòu)建建筑模型來(lái)模擬真實(shí)的建筑信息。該模型的特點(diǎn)是：模型可以可視化、多信息交互、多階段施工過(guò)程建模，與傳統(tǒng)CAD相比，BIM具有更多的優(yōu)勢(shì)。由于數(shù)據(jù)量大，設(shè)計(jì)部門多，信息共享和統(tǒng)計(jì)困難，在成本控制領(lǐng)域，自動(dòng)設(shè)計(jì)在概預(yù)算、會(huì)計(jì)核算和成本報(bào)告中的應(yīng)用很多。BIM不僅是一種技術(shù)，更是一種方法和過(guò)程。創(chuàng)建三維模型和計(jì)算機(jī)軟件，包含所有建筑信息并使用合適的軟件，實(shí)現(xiàn)多部門共享自動(dòng)化，降低成本。

1.1 趨勢(shì)化

由于BIM技術(shù)是大量真實(shí)數(shù)字信息的載體，每一個(gè)信息都是相互關(guān)聯(lián)的，它影響著整個(gè)數(shù)據(jù)集和整個(gè)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。因此，在應(yīng)用過(guò)程中需要建立動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)輸入平臺(tái)，以便相關(guān)管理人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)檢查，確保施工安全。

1.2 可視化

利用BIM技術(shù)建立的模型在施工過(guò)程中起著非常重要的作用。它能使開發(fā)人員和參與人員之間進(jìn)行清晰的交流，在技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，能夠檢測(cè)到整個(gè)設(shè)施的實(shí)際施工情況。

1.3 可預(yù)測(cè)性

該技術(shù)的應(yīng)用將有助于相關(guān)專業(yè)人員對(duì)施工的各個(gè)階段進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控，及時(shí)合理地調(diào)整相關(guān)信息工作預(yù)算。當(dāng)出現(xiàn)意外或不可預(yù)見的情況時(shí)，可以引起人們的注意，發(fā)出警報(bào)和聲音信號(hào)，喚醒目標(biāo)，對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)預(yù)算提供強(qiáng)有力的控制。

2 施工階段價(jià)格調(diào)整

施工階段成本控制的主要目的是控制人工、材料、設(shè)備等成本：①降低成本；②在有限的資源范圍內(nèi)，加強(qiáng)施工安全、質(zhì)量、進(jìn)度、成本的協(xié)調(diào)與控制，提高資源利用效率。

我國(guó)施工階段價(jià)格控制的主要問題是價(jià)格決策不能作為價(jià)格規(guī)劃的科學(xué)依據(jù)；成本預(yù)測(cè)不能及時(shí)提供成本決策所需的數(shù)據(jù)；成本會(huì)計(jì)提供的數(shù)據(jù)不能有效地用于成本預(yù)測(cè)和決策。在施工過(guò)程中，決策沒有得到很好的管理和有效的利用。BIM為我們提供了一種將BIM的優(yōu)點(diǎn)與傳統(tǒng)成本控制方法相結(jié)合的方法，從而提高施工階段成本控制的效率。

3 項(xiàng)目施工階段BIM成本控制

3.1 施工模擬

BIM可以在施工階段結(jié)合相關(guān)建模軟件創(chuàng)建4D或5D模型，不僅包含了所有的施工信息，而且直接反映了施工過(guò)程，方便施工組織協(xié)調(diào)專業(yè)建筑工作的連貫性，提前組織專業(yè)隊(duì)伍到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行設(shè)備、場(chǎng)地、周轉(zhuǎn)材料的施工準(zhǔn)備工作。

3.2 圖紙計(jì)算

BIM可以在施工階段繪制圖紙和計(jì)算工程量，綜合結(jié)構(gòu)（預(yù)埋套管）孔型方案，在BIM軟件中，每個(gè)組件都有自己的定義和功能，可以將模型與計(jì)算結(jié)合起來(lái)，快速、準(zhǔn)確地減少計(jì)算數(shù)據(jù)，BIM還可以跟蹤和匯總每個(gè)節(jié)點(diǎn)的成本，提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

3.3 結(jié)構(gòu)變化

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的變化所帶來(lái)的問題非常復(fù)雜，所有圖紙和數(shù)據(jù)都需要重新計(jì)算，BIM將模型與圖紙區(qū)分開來(lái)。一旦設(shè)計(jì)發(fā)生變化，只改變相應(yīng)的位置，統(tǒng)一修改整個(gè)模型和圖紙，大大縮減了核算時(shí)間和成本。

3.4 材料限制

未按規(guī)定程序采集材料備件狀態(tài)，劑量不能實(shí)時(shí)獲取材料數(shù)據(jù)。BIM可以對(duì)不同材料的施工作業(yè)報(bào)告進(jìn)行分類匯總。供應(yīng)商可以根據(jù)BIM的材料歷史數(shù)據(jù)庫(kù)收集配額。

4 基于BIM的工程造價(jià)管理系統(tǒng)

以下是在BIM技術(shù)框架內(nèi)建立的成本控制體系的實(shí)施。

4.1 多維映射

利用BIM模型，可以方便地比較時(shí)間和操作規(guī)模。將BIM模型與時(shí)間計(jì)量相結(jié)合，給出不同時(shí)間分量的信息，將任何時(shí)期的實(shí)際成本與計(jì)劃預(yù)算成本進(jìn)行比較，直接表明項(xiàng)目在某一階段是盈虧的，并及時(shí)采取控制措施；將BIM模型與運(yùn)營(yíng)計(jì)量相結(jié)合，按照一定的流程進(jìn)行成本比較，及時(shí)解決問題，實(shí)施善治。

4.2 優(yōu)化施工場(chǎng)地

在施工過(guò)程中，利用BIM自動(dòng)數(shù)據(jù)快速準(zhǔn)確地計(jì)算出所需工作量，快速準(zhǔn)確地調(diào)配施工資源，創(chuàng)造合理的人力資源，計(jì)劃材料和機(jī)械的使用，避免大規(guī)模均衡組織施工資源。同時(shí)，BIM參數(shù)化可以在施工結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)及時(shí)調(diào)整WBS的任務(wù)分配和布局，優(yōu)化資源利用規(guī)劃，避免浪費(fèi)和不利用資源；此外，BIM模型能準(zhǔn)確、快速地計(jì)算出各組件的資源需求，接入點(diǎn)數(shù)據(jù)設(shè)備的供應(yīng)由實(shí)時(shí)資源控制，從而減少材料和大型設(shè)備的二次運(yùn)輸，有效地提高了過(guò)程之間的協(xié)調(diào)程度，降低了采取措施的成本。

4.3 優(yōu)化施工方案

施工方案在施工準(zhǔn)備階段制定，但隨著施工的發(fā)展，施工方案分階段優(yōu)化。BIM技術(shù)在虛擬工程（初試）中的應(yīng)用，決定了預(yù)防潛在問題的必要性。采取施工及相應(yīng)措施，實(shí)現(xiàn)“零碰撞、零沖突、零復(fù)工”，大幅降低復(fù)工成本；施工現(xiàn)場(chǎng)的安全直接影響著施工人員的情緒，因此，施工進(jìn)度和施工成本也受到很大影響。BIM技術(shù)可以提高施工現(xiàn)場(chǎng)的安全性，提供潛在危險(xiǎn)位置和安全圍欄。然后，通過(guò)三維可視化模型將施工人員安全運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)，使施工人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安全產(chǎn)生潛在危險(xiǎn)的印象，嚴(yán)格遵守施工要求，防止發(fā)生事故、安全問題。

4.4 施工模擬

開工后，要模擬施工過(guò)程，分析施工預(yù)算，實(shí)施“零庫(kù)存”生產(chǎn)管理模式，利用有限的施工物資需求，優(yōu)化客戶的財(cái)務(wù)效益，通過(guò)施工過(guò)程分析，將BIM模型數(shù)據(jù)與成本計(jì)劃軟件數(shù)據(jù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)成本控制，資金使用模擬有助于制定合理的資金使用計(jì)劃，有助于合理確定投資控制目標(biāo)，為成本控制提供依據(jù)，為融資協(xié)調(diào)打下基礎(chǔ)，有效預(yù)測(cè)未來(lái)項(xiàng)目資金的進(jìn)度，消除不必要的資金浪費(fèi)，避免投資失控，避免因未來(lái)項(xiàng)目缺乏基礎(chǔ)而造成的損失，要減少盲目性，提高認(rèn)識(shí)，充分利用手段，嚴(yán)格執(zhí)行合理使用資金的計(jì)劃，才能最大限度提高投資效益。

5 如何利用BIM技術(shù)完成施工階段

5.1 BIM調(diào)試

近年來(lái)，我國(guó)建筑業(yè)向信息技術(shù)的轉(zhuǎn)型正處于BIM技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用架構(gòu)的過(guò)程中；同時(shí)，業(yè)主對(duì)BIM技術(shù)有很高的評(píng)價(jià)，必須加快BIM技術(shù)的發(fā)展，使施工組織更有效、更科學(xué)地控制其造價(jià)。

5.2 加強(qiáng)與軟件公司的合作

BM技術(shù)需要大量的軟件成本。在硬件方面，施工單位必須結(jié)合自身實(shí)際，分配目標(biāo)資金，用于計(jì)算機(jī)設(shè)備的更新和更換；軟件供應(yīng)商必須與軟件供應(yīng)商合作。雖然購(gòu)買軟件的成本很高，但高質(zhì)量的供應(yīng)商提供高質(zhì)量的軟件來(lái)滿足企業(yè)電腦化的要求，也降低了搜索和培訓(xùn)成本。

5.3 制定BIM發(fā)展戰(zhàn)略

應(yīng)避免使用BIM技術(shù)。BIM技術(shù)在船員中的實(shí)際應(yīng)用只能在一個(gè)階段實(shí)現(xiàn)。此外，我們還必須結(jié)合國(guó)際、國(guó)內(nèi)先進(jìn)技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)以及我們組織的經(jīng)驗(yàn)、時(shí)間和努力，結(jié)合公司的長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略，制定BIM發(fā)展戰(zhàn)略，必須確定在最高和執(zhí)行級(jí)別使用BIM技術(shù)的策略。

5.4 成立BIM小組

一個(gè)好的技術(shù)團(tuán)隊(duì)是保證BIM技術(shù)優(yōu)勢(shì)和施工單位技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，BIM團(tuán)隊(duì)必須考慮組織員工工作的必要性，了解BIM的技能和做法。

6 基于BIM拓?fù)淠Ｐ偷腎PD項(xiàng)目成本管理模型

雖然IPD建設(shè)項(xiàng)目可以科學(xué)地保護(hù)成本，但BIM技術(shù)是IPD模式有效、隱蔽運(yùn)行的必要條件，BIM構(gòu)件結(jié)構(gòu)的變化是結(jié)構(gòu)變化的一個(gè)組成部分，BIM可以為IPD項(xiàng)目組結(jié)構(gòu)的變化提供技術(shù)支持。

（1）BIM可以為IPD項(xiàng)目的不同部門提供可視化服務(wù)、結(jié)構(gòu)分析、功耗分析、聲學(xué)和熱分析。準(zhǔn)確翻譯管道沖突測(cè)量、消防安全測(cè)試和標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試?？梢詫IM技術(shù)融入此類計(jì)算機(jī)課程。成本是指逐漸過(guò)渡到空間，而白色部分或跟蹤鏈接的變化。評(píng)估計(jì)劃變更對(duì)成本的影響，并在管理階段實(shí)現(xiàn)成本覆蓋目標(biāo)。

（2）BIM可以規(guī)避IPD項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)，完善激勵(lì)機(jī)制。IPD模式的核心是建立信任體系。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員將建立在信任的基礎(chǔ)上，從而降低交易成本，提高項(xiàng)目效率。

BIM可以引導(dǎo)參與施工過(guò)程的成員更緊密地協(xié)調(diào)，由于四維或五維BIM技術(shù)可以模擬和控制施工過(guò)程，BIM還可以控制施工進(jìn)度，提供WBS節(jié)點(diǎn)施工、三維剖面或構(gòu)件的任何信息，而很多施工人員計(jì)劃進(jìn)行對(duì)比分析、實(shí)際過(guò)程分析等，IPD項(xiàng)目的參與方都直接熟悉項(xiàng)目，因此改變項(xiàng)目之前會(huì)提供孤島信息，使所有參與方都能相對(duì)平等；這有助于加強(qiáng)空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施小組內(nèi)部的團(tuán)結(jié)和信任，使空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和促進(jìn)機(jī)制更加客觀和科學(xué)。

（3）BIM可以補(bǔ)充和支持IPD。BIM可以管理作為項(xiàng)目參與者之間的通信中心，這一過(guò)程是控制訴訟成本的理想條件。BIM技術(shù)還可用于控制訴訟成本，管理整個(gè)園區(qū)生命周期的IPD項(xiàng)目成本。為了降低整體建設(shè)成本，保證設(shè)施的盈利能力，開放組播數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)。系統(tǒng)采用不同的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式來(lái)存儲(chǔ)信息，達(dá)到交互的目的，由于信息的缺乏，建設(shè)階段的成本沒有發(fā)生。

7 結(jié)語(yǔ)

在建設(shè)項(xiàng)目中引入BIM是必要的。當(dāng)然，BIM并不局限于建筑，而是從設(shè)計(jì)階段到建筑的全生命周期，建筑的總成本是可控的，當(dāng)然，BIM應(yīng)用還存在很多障礙，比如缺乏BIM技術(shù)人員，制定BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，制定相應(yīng)的配套等。當(dāng)然，要提高技術(shù)水平，就必須把工程管理和技術(shù)與施工方結(jié)合起來(lái)，促進(jìn)建筑業(yè)的發(fā)展。