基于BIM技術(shù)機(jī)電安裝造價管理措施的研究

林新梅

（福建水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 建筑工程系，福建永安366000）

信息化的推行和普及能夠極大程度的提高產(chǎn)業(yè)效率，當(dāng)前建筑行業(yè)與機(jī)電行業(yè)蓬勃發(fā)展，需要有效運(yùn)用信息技術(shù)來提高建筑和機(jī)電工程安裝的生產(chǎn)效率。由于目前很多工程在項(xiàng)目初期的設(shè)計問題上反復(fù)修改，施工階段缺少各環(huán)節(jié)之間的協(xié)同配合。尤其對于機(jī)電安裝工程來說，急需引入BIM 技術(shù)。機(jī)電安裝工程從進(jìn)場一直貫穿到工程竣工，BIM 技術(shù)作為一種新興數(shù)字化技術(shù)，建立了建筑全生命周期內(nèi)傳遞信息的方式，使得項(xiàng)目的各參建方能夠基于BIM 技術(shù)，在一個集成的平臺上獲取最新的信息，提高了工程的管理效率。

1 五維BIM：造價管理

對于開發(fā)商來說，造價管理和成本估算軟件至關(guān)重要，BIM 可以自動生成機(jī)電安裝所需要構(gòu)件的明細(xì)表，完成數(shù)量、體積、表面積等等[1]，使得項(xiàng)目在早期階段也可以通過工程量的統(tǒng)計，進(jìn)行大致的成本估算。當(dāng)各種信息添加進(jìn)去之后，估算的結(jié)果也變得更為準(zhǔn)確。對項(xiàng)目中不同類型的構(gòu)件，可以進(jìn)行預(yù)期成本和最終成本的追蹤，也能夠通過軟件向客戶展示成本估算的來源和決定性因素。展示不同設(shè)計選擇與成本之間的關(guān)系，為客戶答疑解惑，幫助客戶在多種方案中進(jìn)行決策。當(dāng)項(xiàng)目投標(biāo)日期臨近時，估算員可采用一個相對完整的建筑文件進(jìn)行估算，還可以將類似的已建成的項(xiàng)目數(shù)據(jù)作為參照。BIM 數(shù)據(jù)庫的質(zhì)量和內(nèi)容是影響成本估算準(zhǔn)確度的關(guān)鍵性因素，模型中包含的內(nèi)容和數(shù)據(jù)在這中間是需要重點(diǎn)關(guān)注的對象[2]。

2 BIM 技術(shù)在機(jī)電安裝工程的應(yīng)用

2.1 三維掃描

在機(jī)電安裝工程中，通過在三維空間里確定數(shù)百萬個三維點(diǎn)，創(chuàng)造點(diǎn)云模型，用這些點(diǎn)來驗(yàn)證構(gòu)件是否適合現(xiàn)在的空間，并判斷BIM 模型與當(dāng)前施工狀況是否匹配。例如在管道安裝完成后，可用點(diǎn)云來確定管道的大小和位置[4]。如果點(diǎn)云能夠轉(zhuǎn)化為易于理解的實(shí)體，其用處會更加放大，并可以在改造設(shè)計中使用。機(jī)電安裝系統(tǒng)包含水暖電不同專業(yè)，傳統(tǒng)的機(jī)電工程在完成各個專業(yè)工作之時，缺乏深入的信息交流，通常是將各專業(yè)圖匯總，找出碰撞位置，再進(jìn)行逐一的解決。但是，由于公共建筑日益復(fù)雜和龐大，往往需要多次調(diào)整，才能最終確定方案。利用BIM 技術(shù)將專業(yè)管線疊加之后再導(dǎo)入軟件進(jìn)行碰撞檢查，生成碰撞檢測報告，完成BIM 軟件的碰撞檢查過程，最后導(dǎo)出碰撞檢查報告，能夠清晰顯示管線之間的碰撞點(diǎn)，再發(fā)放給各個專業(yè)，逐步調(diào)整，消除碰撞，優(yōu)化綜合排布。如圖1 所示是BIM 軟件界面顯示的管道與管道之間碰撞的細(xì)節(jié)，這些較為復(fù)雜的碰撞點(diǎn)，通過BIM 基礎(chǔ)的檢查之后，能夠清晰地生成信息和分析報告，使工作人員快速找出設(shè)計缺陷。在符合國家標(biāo)準(zhǔn)的情況下，根據(jù)碰撞原則，利用revit 軟件合理安排工序，相比于傳統(tǒng)二維圖紙表達(dá)不清晰、混亂、難以統(tǒng)籌的缺陷，BIM 技術(shù)能夠通過三維模型更好地展現(xiàn)其顯著優(yōu)勢。

圖1 管道與管道之間的碰撞示意

2.2 現(xiàn)場施工

現(xiàn)場施工包括物流管理、交通規(guī)劃、物料的安置、廢料管理、環(huán)境保護(hù)等相關(guān)問題[5]，4D 施工動畫軟件結(jié)合BIM 項(xiàng)目進(jìn)度安排，軟件可以展示工地上的任務(wù)點(diǎn)，創(chuàng)建豐富的示意圖。三維圖能夠確定機(jī)電安裝工程的位置標(biāo)高[6]。對于管線較為密集的機(jī)房和走道吊頂，能夠清晰地展現(xiàn)空間關(guān)系。如圖2 所示為機(jī)房管線的優(yōu)化，在技術(shù)交底時的顯示狀態(tài)可以明顯地看出，左圖為機(jī)房管線的優(yōu)化在設(shè)計中的碰撞點(diǎn)，右圖為經(jīng)過設(shè)計師調(diào)整后的機(jī)房管線的優(yōu)化布置。BIM 模型對信息數(shù)據(jù)庫更加優(yōu)化完善，能夠讓項(xiàng)目各參建方直觀地了解設(shè)計思想，指導(dǎo)施工人員，技術(shù)交底和現(xiàn)場施工，消除理解偏差，提高溝通效率。

圖2 BIM 模型中機(jī)房管線的優(yōu)化

2.3 項(xiàng)目進(jìn)度安排

4D 動畫可以預(yù)測潛在問題，讓潛在的危險提前發(fā)生，及時修正，以此為工程節(jié)約大量的資金?；谖恢玫捻?xiàng)目進(jìn)度安排，也可以直接與BIM 模型關(guān)聯(lián)。使用流線圖顯示各專業(yè)人員工作的具體時間和地點(diǎn)，用真實(shí)的數(shù)據(jù)確定工作時長和工作地點(diǎn)，并預(yù)期解決交叉的工作，節(jié)省時間和成本。

2.4 材料統(tǒng)計

BIM 模型能夠提供所需材料的構(gòu)配件清單和采購表，同時可以追蹤綠色環(huán)保材料和廢料管理的清單。成本估算軟件與材料統(tǒng)計相關(guān)聯(lián)，成本信息作為一個對象，可以添加進(jìn)BIM 模型當(dāng)中，從BIM 的模型中導(dǎo)入估算軟件中進(jìn)行定價。相似工程的項(xiàng)目比例也可以作為成本估算的依據(jù)，材料和勞動力成本同時記錄。但在進(jìn)行成本估算時，需要考慮到估算軟件與BIM 軟件的互通性，不斷豐富細(xì)節(jié)水平和報表功能。

3 BIM 技術(shù)在機(jī)電安裝造價管理的應(yīng)用

3.1 施工成本控制

造價控制是項(xiàng)目建設(shè)管理的核心，而工程造價的主要內(nèi)容是工程量的統(tǒng)計。機(jī)電安裝工程量清單較多，種類繁雜，管理難度大。如果根據(jù)CAD 設(shè)計圖人工提取或是導(dǎo)入CAD 圖紙，人工識別的過程較為枯燥，容易存在誤差。傳統(tǒng)的工程量統(tǒng)計會占據(jù)造價工作的50%-80%左右，且準(zhǔn)確性較低[7]。施工方與業(yè)主方在進(jìn)行對量時容易產(chǎn)生分歧，基于BIM 技術(shù)的機(jī)電安裝工程造價在BIM 模型的基礎(chǔ)上，采用revit 相關(guān)軟件進(jìn)行工程量統(tǒng)計，在BIM 模型中設(shè)置相應(yīng)的預(yù)留或扣點(diǎn)的計算規(guī)則，對機(jī)電安裝工程所應(yīng)用的材料、構(gòu)件快速的計算。根據(jù)專業(yè)施工進(jìn)度和樓層分類匯總，編制科學(xué)合理的物資采購計劃。項(xiàng)目參建方也能隨時查看工程量統(tǒng)計，并生成清單，輸出預(yù)算表。在項(xiàng)目地施工過程中，根據(jù)BIM 的數(shù)據(jù)模型與施工現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時對比，也能夠?qū)M(jìn)度款進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。

3.2 機(jī)電安裝工程造價控制中存在的問題

第一，造價數(shù)據(jù)分析繁瑣。在預(yù)算分析、概算分析、結(jié)算分析等不同造價環(huán)節(jié)，對造價數(shù)據(jù)的要求也有所區(qū)分[8]。但很多企業(yè)在BIM 技術(shù)的應(yīng)用方面未能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，使得各個數(shù)據(jù)之間無法形成關(guān)聯(lián)。信息流通的滯后性也使得造價管理的效率降低，增加了人為的工作量。

第二，數(shù)據(jù)難以實(shí)現(xiàn)共享。在傳統(tǒng)的機(jī)電安裝工程中，數(shù)據(jù)信息分散零碎，無法實(shí)現(xiàn)更好地整合，導(dǎo)致信息閉塞，傳輸滯后，甚至有傳輸錯誤發(fā)生，降低了工作效率，為工程造價企業(yè)的持續(xù)性發(fā)展帶來不利影響。

第三，BIM 技術(shù)在工程造價預(yù)算的普及工作不到位。BIM 技術(shù)在我國機(jī)電工程造價中應(yīng)用的時間較短，雖然優(yōu)勢明顯，能夠提高造價控制工作的效率，對材料的核算工作助力頗多，但仍有許多專業(yè)造價員和設(shè)計師在BIM 技術(shù)方面應(yīng)用的理論學(xué)習(xí)和技術(shù)學(xué)習(xí)上相對滯后。粗獷式的企業(yè)工程管理方式使BIM 技術(shù)在中小企業(yè)的推廣舉步維艱，并且調(diào)動中小企業(yè)在機(jī)電工程中應(yīng)用新技術(shù)的積極性難度較高，尤其是對于我國的中西部地區(qū)和縣級區(qū)域。因此，我國BIM 技術(shù)應(yīng)用未來發(fā)展的重點(diǎn)是關(guān)注和普及縣鎮(zhèn)區(qū)域，結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境和地理位置的特點(diǎn)進(jìn)行推廣，同時也要制定研究出適合縣鎮(zhèn)區(qū)域和中小企業(yè)發(fā)展的BIM 技術(shù)方面應(yīng)用指南，促進(jìn)BIM 技術(shù)方面應(yīng)用取得重大的突破和進(jìn)展。

3.3 BIM 技術(shù)在機(jī)電安裝工程造價控制中的應(yīng)用策略

第一，合理規(guī)劃資源配置。首先，要增大BIM 技術(shù)在機(jī)電安裝造價中的應(yīng)用范圍[9]。加大對機(jī)電安裝工程的控制力度，讓施工人員設(shè)計人員了解自身工作職責(zé)，增加工作積極性。并對造價管理環(huán)節(jié)進(jìn)行細(xì)化和控制，根據(jù)每一位工作人員的能力合理配置資源。BIM 技術(shù)在機(jī)電安裝造價中的應(yīng)用也是復(fù)雜的工程系統(tǒng)，需要很多學(xué)科交叉協(xié)調(diào)，同時需要將產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合。通過多方的協(xié)調(diào)配合，才能共同促進(jìn)發(fā)展，也需要政府強(qiáng)有力的支持和導(dǎo)向，形成更加完善、更加系統(tǒng)的行業(yè)規(guī)范和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。開發(fā)單位和設(shè)計單位要為BIM 技術(shù)在機(jī)電安裝造價中的應(yīng)用保駕護(hù)航，施工單位也要認(rèn)真落實(shí)每一環(huán)節(jié)。

第二，實(shí)現(xiàn)全過程的工程造價控制。全過程管理要從施工組織開始就滲透造價控制理念，直至項(xiàng)目施工的全過程。在項(xiàng)目施工組織階段，作為整個項(xiàng)目施工的起點(diǎn)，在這個階段要充分考慮項(xiàng)目過程中有可能出現(xiàn)的造價超預(yù)算問題，編制施工方案，采取科學(xué)有效的手段進(jìn)行造價控制。

第三，用在多算對比領(lǐng)域。在機(jī)電安裝過程中應(yīng)用BIM 技術(shù)多方對比，能夠從工序時間、空間等不同維度分析造價數(shù)據(jù)，更加精準(zhǔn)的找到問題所在，并制定相應(yīng)的解決措施，提高了造價管理的精準(zhǔn)性，通過大量數(shù)據(jù)能夠減少資源的消耗，降低人力成本，更好地做好材料、進(jìn)度、時間、空間等方面的安排，支持工程項(xiàng)目進(jìn)行多算對比。4 結(jié)論

隨著人民生活水平的提高和對建筑產(chǎn)品使用功能要求的增加，要想滿足空調(diào)、采暖、網(wǎng)絡(luò)、消防等各個方面的要求，就要保證機(jī)電安裝系統(tǒng)的優(yōu)化、管理和執(zhí)行。BIM 技術(shù)在機(jī)電安裝工程中的應(yīng)用能夠很好地解決上述問題，利用BIM 技術(shù)進(jìn)行三維掃描，更新模型，控制現(xiàn)場施工，優(yōu)化施工順序，協(xié)調(diào)各專業(yè)之間的沖突，消除系統(tǒng)安裝過程中潛在的安全問題，確保系統(tǒng)安裝高效快速。應(yīng)用BIM 技術(shù)對材料統(tǒng)計的準(zhǔn)確性，能夠嚴(yán)格控制用料，節(jié)約資源，減少浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理。現(xiàn)階段BIM 技術(shù)的應(yīng)用能夠?yàn)闄C(jī)電設(shè)備安裝過程中的管理帶來新的發(fā)展方向。但是由于很多企業(yè)對BIM 技術(shù)的認(rèn)識程度較低，并且我國缺乏有關(guān)BIM 技術(shù)的更為完善的規(guī)范和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。BIM 技術(shù)在我國的發(fā)展依然處于初級階段。相關(guān)研究者應(yīng)該針對BIM 技術(shù)在機(jī)電工程中的應(yīng)用于加大研究，推出標(biāo)準(zhǔn)，并提供更多BIM 技術(shù)實(shí)施的方案和思路，在具體的工程應(yīng)用中展現(xiàn)BIM 技術(shù)所具有的顯著優(yōu)勢。