基于BIM技術(shù)的項目全壽命周期成本管理研究

王麗霞

【摘 ?要】建設(shè)工程項目全壽命周期成本管理是建設(shè)工程項目管理中的核心內(nèi)容，也是工程管理中的難點之一。為了實現(xiàn)工程造價成本管理和造價全過程管理的精細(xì)化，論文研究了基于建筑信息模型的工程項目全壽命周期成本管理。論文選擇某實際建設(shè)項目進行實證分析和研究，通過對BIM技術(shù)生成的造價成本數(shù)據(jù)進行分析，驗證BIM技術(shù)在我國建設(shè)項目造價成本管理中的重要作用，從而為我國建筑業(yè)提高經(jīng)濟效益提供一定的理論和方法。

【關(guān)鍵詞】BIM；成本管理；全壽命周期；工程造價

【中圖分類號】F275.3；TP31 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標(biāo)志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2023）01-0094-03

1 引言

BIM 技術(shù)作為現(xiàn)階段建筑工程項目應(yīng)用的最為廣泛的技術(shù)，是建筑行業(yè)朝著現(xiàn)代化方向發(fā)展的主要依據(jù)和技術(shù)支持。成本管理作為建筑工程管理中的重要組成部分，直接關(guān)系著工程項目的施工質(zhì)量。BIM 技術(shù)所擁有的可視化、數(shù)字化功能和特點，能夠為工程項目的成本管理提供更加便利的渠道和方式。對BIM技術(shù)在工程全壽命周期成本控制管理中的應(yīng)用情況進行分析，能夠為工程成本管理提供一定的建議。

2 BIM技術(shù)在成本控制中應(yīng)用的優(yōu)勢

2.1 加強工程參與各方的協(xié)調(diào)聯(lián)系

現(xiàn)階段，工程項目的施工項目涉及多方主體之間的工作協(xié)調(diào)需求，各個參與方之間可以依據(jù)BIM技術(shù)來掌握工程項目施工建設(shè)中的成本變化情況，并借助BIM技術(shù)平臺來實現(xiàn)工程項目中的造價信息以及數(shù)據(jù)參數(shù)的溝通和聯(lián)系，從而確保工程項目各項數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。這樣不僅能夠解決以往工程項目各參與方在人工核對各項信息過程中的矛盾問題，也能夠以加強參與各方協(xié)調(diào)聯(lián)系的方式，讓各方能夠以工程項目的建設(shè)為共同的目標(biāo)，共同參與到解決工程成本問題的過程中，從而更好地保證工程成本管理的效果。

2.2 提升工作效率

BIM技術(shù)主要是以計算機信息技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)作為技術(shù)原理和發(fā)展基礎(chǔ)的，BIM軟件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫擁有巨大的儲存空間，能夠吸納工程項目建設(shè)中產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)信息，并將其以既定的程序轉(zhuǎn)化為模型呈現(xiàn)在系統(tǒng)操作界面當(dāng)中。用戶依據(jù)BIM網(wǎng)絡(luò)平臺可以將工程項目產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息輸入系統(tǒng)中，系統(tǒng)能夠在保證整個數(shù)據(jù)上傳和轉(zhuǎn)化過程安全的同時將轉(zhuǎn)化后的結(jié)果通過操作界面直接反饋給用戶。這個過程不需要消耗大量的時間，系統(tǒng)運行的情況下也能夠保證各項數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化的真實性，對提升包括成本管理在內(nèi)的各項管理工作效率具有重要的作用。

3 BIM技術(shù)在項目全壽命周期成本控制中的應(yīng)用

3.1 工程概況

某商貿(mào)地塊綜合體項目，包含10#樓30層辦公樓、11#樓25層辦公樓、12#樓27層辦公樓、2幢5層商業(yè)樓、1幢4層商業(yè)樓及一、二層地下車庫。規(guī)劃建設(shè)用地面積：53 010 m2，總建筑面積：304 752 m2，其中地上部分建筑面積（含架空層）：207 667.19 m2，地下部分建筑面積：97 085 m2。因為該工程為大型綜合體項目，投資額巨大，建筑體量大，涉及眾多專業(yè)，參與方眾多，而且建設(shè)周期長，增加了本工程成本管理的難度。為保證對本工程的投資進行有效的控制，建設(shè)單位經(jīng)過認(rèn)真的研究考察，決定引進BIM技術(shù)對項目全壽命周期成本進行管控。在本工程的建設(shè)過程中，建設(shè)單位、總分包施工單位、供貨商及眾多參與單位均應(yīng)用了BIM技術(shù)。

3.2 應(yīng)用流程

3.2.1 前期投資估算階段

工程項目的前期投資估算主要是指依據(jù)業(yè)主對工程項目的施工建設(shè)要求，在對工程的項目建設(shè)方案進行經(jīng)濟方面的論證之后，從多種不同的建設(shè)方案中確定一個最符合工程項目實際情況的、最為經(jīng)濟的建設(shè)方案。工程項目后續(xù)的造價管理都需要以這一建設(shè)方案作為主要的依據(jù)。將BIM技術(shù)應(yīng)用到工程項目的決策階段，主要能夠通過建立投資數(shù)據(jù)模型的方式，對候選的幾種建設(shè)方案中存在的投資方面的不確定性因素以模型的方式呈現(xiàn)出來，再由決策人員對這些決策過程中的不確定性因素進行充分論證之后，才能夠確定最終選擇哪種建設(shè)方案。而在確定好建設(shè)方案之后，還可以將投資數(shù)據(jù)模型與財務(wù)分析工具結(jié)合起來，依據(jù)建設(shè)方案來確定工程項目的投資收益指標(biāo)。在這個過程中，BIM軟件系統(tǒng)能夠?qū)⒆罱K的模型和建設(shè)方案儲存到數(shù)據(jù)庫中，以便能夠為未來工程項目的投資建設(shè)提供參考依據(jù)。結(jié)合現(xiàn)階段工程項目造價管理工作的開展情況來看，由于施工碰撞導(dǎo)致的變更問題，是影響工程項目造價成本的主要因素之一。在利用投資數(shù)據(jù)模型進行決策的過程中，可以通過模型來模擬實際施工建設(shè)中可能導(dǎo)致的施工碰撞問題，在對現(xiàn)有的決策進行優(yōu)化調(diào)整之后，讓建設(shè)方案能夠更符合工程項目建設(shè)發(fā)展的實際情況。

①場地分析。應(yīng)用航拍技術(shù)收集項目建設(shè)范圍內(nèi)的實景圖，使用BIM技術(shù)創(chuàng)建虛擬模型，包括工程規(guī)劃設(shè)計中的全部建筑物、道路、綠化設(shè)施，分析創(chuàng)建模型的地理位置、光照、對四周環(huán)境的作業(yè)影響，以及未來的交通規(guī)劃設(shè)計等各類因素，本工程應(yīng)用BIM技術(shù)實施場地分析后，獲取到十分精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息，可為后續(xù)建設(shè)提供參考。②工程投資。在工程前期的決策階段中，最為重要的就是工程總投資的計算，本工程應(yīng)用BIM技術(shù)，在其管理平臺的資料庫內(nèi)選取與本工程建設(shè)模式、功能相似的兩個項目案例。通過對兩個案例各項資料的參考與對比，除去土地價，工程建設(shè)不同時期人工、物料的費用偏差，以及地區(qū)政策的不同，本項目的投資估算價格為17.823億元，在綜合考慮各種因素的條件下，該估算額相對精準(zhǔn)，該投資額考慮了各方因素的影響，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，可為工程的后續(xù)建設(shè)提供數(shù)據(jù)參考。

3.2.2 設(shè)計概算階段

本項目應(yīng)用BIM模型中的Revit程序，該程序可自主生成精準(zhǔn)的工程量數(shù)據(jù)資料，為項目的概算管理提供全面的數(shù)據(jù)支持。利用Revit程序中的相關(guān)功能，可對工程量數(shù)據(jù)資料做好分類、梳理、統(tǒng)計，極大減輕了造價工作者的壓力，同時可避免漏算、錯算的問題，提高工程量的計算準(zhǔn)確性。

應(yīng)用Revit程序獲取的工程量數(shù)據(jù)可用于設(shè)計階段的概算分析，將各專業(yè)的設(shè)計方案費用進行對比，比較各方案的經(jīng)濟價值，是否符合本項目的投資計劃，以實現(xiàn)在降低造價的基礎(chǔ)上，獲取更多的經(jīng)濟效益。本項目的最終概算為16.25億元。3.2.3 施工圖預(yù)算階段

①應(yīng)用BIM技術(shù)的三維建模功能，協(xié)助設(shè)計人員做好設(shè)計整改，減少不同專業(yè)施工時的沖突與碰撞問題，有效規(guī)避返工現(xiàn)象，減少作業(yè)成本，本工程BIM模型參考圖1。

應(yīng)用BIM技術(shù)的三維建模，不同專業(yè)人員可實現(xiàn)3D可視化協(xié)同操作，通過同一個平臺創(chuàng)建作業(yè)模型，從而直觀地找到不同專業(yè)施工的交叉位置與沖突狀況，在后續(xù)的工程量清單編制環(huán)節(jié)，協(xié)助設(shè)計工作者對圖紙實施整改。

本工程中，原設(shè)計的水泵位置與鍋爐房相距過近，空間太過狹小，其管路布設(shè)的難度較大，無法達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用BIM軟件中的沖突作業(yè)排列，將原設(shè)計中的水泵位置進行整改，南移15 m后，管路可順利布設(shè)，有效避免了后續(xù)施工中的設(shè)計變更問題，從而降低成本，原設(shè)計建模見圖2。

本工程中，原設(shè)計洗手間的降板為50 cm，降板部位由陶?；炷吝M行回填，通過管路布設(shè)分析，發(fā)現(xiàn)設(shè)備安置空間不足，因此將洗手間降板修改為20 cm。

本工程應(yīng)用BIM建模，對地下室空間的不同專業(yè)管路實施模擬建造，發(fā)現(xiàn)新風(fēng)系統(tǒng)管路與結(jié)構(gòu)梁、噴淋管存在多處作業(yè)沖突，設(shè)計人員依據(jù)沖突狀況對原設(shè)計實施整改，在不同專業(yè)技術(shù)人員的協(xié)調(diào)下，優(yōu)化管路排布設(shè)計，有效改善空間利用率，整改后的管路布設(shè)不但確保了各專業(yè)方案的功能性，同時讓總體的管路布設(shè)更加整齊、美觀。本項目管路布設(shè)BIM模型見圖3。

②依據(jù)設(shè)計人員提供的優(yōu)化后圖紙，在BIM建模中整改模型，系統(tǒng)可在整改后的模型中自動獲取符合清單計劃需求的標(biāo)準(zhǔn)工程量，提升工程量與預(yù)算價格的精準(zhǔn)性，本項目BIM模型的工程量提取界面參考圖4。

3.2.4 工程實施階段

①3D可視化圖紙會審、技術(shù)交底、作業(yè)指導(dǎo)，避免返工問題，減少成本。施工階段，本項目利用BIM技術(shù)模型，實施圖紙會審、技術(shù)交底與作業(yè)指導(dǎo)，應(yīng)用3D模型可直觀看到建筑內(nèi)的不同結(jié)構(gòu)與管路布設(shè)狀況，預(yù)先提示作業(yè)人員，做好施工指導(dǎo)，有效安排施工工序，避免出現(xiàn)作業(yè)沖突問題。例如，預(yù)先編寫好管網(wǎng)作業(yè)交叉部位的作業(yè)方案（圖5為電纜橋架和新風(fēng)管路交叉部位，作業(yè)空間狹窄）。施工部門可依據(jù)BIM模型進行工序安排，防止復(fù)雜作業(yè)部位出現(xiàn)窩工問題。

②模擬施工、高效協(xié)同、核實計劃，降低成本費用。施工部門使用BIM技術(shù)編制場內(nèi)作業(yè)實施計劃，以三維數(shù)字技術(shù)為支持，通過可視化方式，以三維立體形式來更直觀地展示工程各部分立體構(gòu)造，以可視化方式實現(xiàn)項目設(shè)計、施工以及運營，提高項目運行效果。三維立體數(shù)字模型的構(gòu)建，使得施工人員更清晰明確地了解到設(shè)計意圖，為設(shè)計與施工之間建立了有效的溝通橋梁，并能夠及時就存在異議的部分進行商討和修改，為高效率、高質(zhì)量施工打好基礎(chǔ)。同時，應(yīng)用BIM技術(shù)可精準(zhǔn)計算出場內(nèi)施工需要的物料、人力，科學(xué)地安排工序，減少窩工問題，避免由于物料浪費或二次搬運而造成的成本浪費。

③模型實時修改，為建設(shè)單位選取最佳變更方案提供可靠依據(jù)。為進一步提升項目的實際功能，本工程在作業(yè)實施階段有多處設(shè)計變更，造價工作者可及時對BIM模型整改，并依據(jù)整改內(nèi)容核算工程量，掌握設(shè)計變更帶來的成本變化。同時，可采取方案對比方式，選取最適宜的施工方案。經(jīng)分析，本項目應(yīng)用BIM技術(shù)的實時算量功能，在作業(yè)實施環(huán)節(jié)指導(dǎo)設(shè)計變更，節(jié)省項目成本約300萬元。

通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，為施工管理提供更加直觀的現(xiàn)場情況，使管理人員能夠通過對現(xiàn)場情況的了解與分析，及時調(diào)整各環(huán)節(jié)作業(yè)，保證整個施工作業(yè)更加高效協(xié)調(diào)。面對本工程項目大量的現(xiàn)場作業(yè)，基于BIM技術(shù)的虛擬化特點，將空間數(shù)據(jù)信息與時間數(shù)據(jù)信息整合到一個可視化建筑模型內(nèi)，以更加直觀、準(zhǔn)確的方式掌握各結(jié)構(gòu)的施工工序，了解施工流程中每一個細(xì)節(jié)，真正實現(xiàn)動態(tài)化和協(xié)調(diào)化管理，及時發(fā)現(xiàn)存在的施工問題以及安全隱患，確保在第一時間采取措施進行預(yù)防和處理，避免問題真正發(fā)生，并將損失降到最低。

3.2.5 竣工結(jié)算階段

在工程項目的竣工驗收階段，要結(jié)合工程施工中消耗的所有成本進行結(jié)算，并將其與工程預(yù)算成本進行對比。將BIM技術(shù)應(yīng)用到工程項目的竣工結(jié)算階段，可以通過對各種驗收數(shù)據(jù)的整理和匯總，提高驗收數(shù)據(jù)整理分析的效率和準(zhǔn)確性，從而更好地達(dá)到工程項目竣工驗收的目標(biāo)。具體而言，BIM模型能夠記錄工程項目的所有數(shù)據(jù)，能夠以實時的監(jiān)控來及時更新工程項目的數(shù)據(jù)信息，在掌握完整的工程項目量的情況下，盡可能地降低在核算工程量過程中消耗的資源，保證工程項目參與各方之間獲得的信息統(tǒng)一，從而減少在工程核算過程中容易出現(xiàn)的各種矛盾問題，能夠在更短的時間內(nèi)完成對所有數(shù)據(jù)信息的整理和匯總，為工程項目的竣工驗收提供保障?；贐IM軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，也可以將以往的工程項目施工經(jīng)驗與本次項目的建設(shè)效益進行對比，在明確本次工程項目施工建設(shè)耗費的造價成本的同時，也能夠?qū)Ρ敬雾椖康氖找媲闆r與市場情況之間的差異有更清晰的認(rèn)知，以便能夠為后續(xù)的工程項目建設(shè)提供相關(guān)的經(jīng)驗。

4 結(jié)語

BIM技術(shù)在建筑工程施工中應(yīng)用越來越廣泛，具有非常高的實用性，無論是對于施工作業(yè)，還是對于成本管理、資源配置等方面均有著較大的優(yōu)勢。通過分析總結(jié)BIM技術(shù)的特點，確定其在建筑工程施工應(yīng)用的方式方法，推動管理模式的創(chuàng)新。應(yīng)在實踐中不斷地積累總結(jié)經(jīng)驗，及時就存在的不足進行調(diào)整，爭取為推動建筑行業(yè)的持續(xù)發(fā)展提供更大支持。

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