BIM技术在项目实施阶段造价管理中的应用研究

北京理工大学珠海学院2020届本科生毕业论文第一章绪论1.1研究背景及意义一直以来，作为我国经济不可或缺的部分的建筑业表现出强势的增长势头，与此同时，在人材机的消耗上也随之持续不断地增长，这其中不免浪费了许多资源，这一现象与国家长期稳定持续发展的目标相悖。现在我们需要为了解决这一局面，因而在工程造价管理中做出进一步的突破和发展是极其必要的。就我们目前的现状来讲，并未完全做到建设资金利益最大化，一部分原因就是在项目实施阶段造价管理中的三要素——价、量、造价依旧是三个独立的孤岛，原本相互关联影响极大的三部分之间的更新互通存在延迟。现在BIM技术就作为一个联系的纽带，动态统计工程量，从而实现现场数据和其他所有数据实时更新共享。所以如果BIM技术在造价管理中能够有效的运用，从经济角度看，可以优化建筑设计方案，推进BIM技术和造价管理相关政策的落实，进而促进建筑行业向信息化，数字化，网络化的发展，并且节约了部分资源。从行业角度看，项目各参与各方在项目各个阶段实时掌握项目情况，实现了高效管理的目标，同时也有利于提升企业的行业竞争力。1.2本课题的国内外研究现状1.2.1国外的研究现状BIM技术最初的概念早在二十世纪七十年代中期就被在建筑领域被誉为BIM技术之父——ChuckEastman教授首次提出,通过将建筑项目可视化和量化分析来提高工程建设效率，当时的概念名称是“建筑描述系统”，英文全称BuildingDescriptionSystem[1]。美国作为BIM技术最早诞生的国家，其发展形式无疑是最快速迅猛的，依据麦格劳·希尔公司的商业调研资料结果，BIM技术在美国工程建设行业的应用比例也是一路飙升，从2007年的28%先猛增至2009年的49%而后再增长到2012年的71%，而且有将近74%的建筑公司在应用BIM[2]。BIM技术在欧洲其他国家的发展虽然略迟于美国，但是其发展速度也是极快的。例如：英国政府对于BIM技术的态度是强制推广，具体要求就是截至2016年，凡是英国财政性资金投资的建设工程都必须使用BIM相关技术，再加上伦敦聚集了全球顶尖涉及企业的总部，这些政策与条件为英国BIM技术的发展提供了极有利的环境[3]。在亚洲BIM技术的发展也是被各国政府重视的，因此发展速度也是可观的。比如日本2005年起，政府投资的大中型项目就开始使用BIM技术，2009年开始全面推广到建筑相关企业，到2012年日本建筑学会甚至出版了第一份适合本国使用的BIM技术应用指南[4]。韩国政府对于BIM技术也是给予了极大的支持。2008年韩国成立了专门的机构，为了推进BIM技术的普及与发展，推进建筑企业，政府和高等院校基于BIM技术的合作，并且于2010年发布了具有规范意义的BIM技术指南并且开始大范围推广BIM技术，达成2016年实现BIM技术全覆盖的愿景。1995年新加坡也开始了BIM技术的探索之路，而且明确了2015年之前实现普及BIM技术的目标，为此还订立了一系列的政策，例如政府鼓励使用BIM技术，高校开设BIM课程等。2016年还发布了BIM相关规范，规范中明确的规定了BIM文件和建筑方案的提交格式[5]。综上所述，我们可以了解到，国外一些发达国家对于BIM技术接触早，并且对于BIM技术发展都投入了大量的资源，重视其发展和应用，进而相关理论和应用技术也十分成熟，在建设项目上的造价方面的应用也有不同程度的发展但是仍然有部分缺乏。1.2.2国内的研究现状我国虽然接触BIM技术较晚，但是发展还算迅速。自从2002年将BIM技术引入我国建筑工程行业，现有已有十余年的发展史。操双春[6]提出将BIM技术合理恰当的运用于工程造价管理，在很大程度上推动了在项目上实行全过程和全方位工程造价管理的浪潮，而对提升工程造价管理的效率也有积极的影响作用。包蔓[7]在研究了传统工程造价存在问题后，发现无法在控制成本方面达到比较理想的预期效果，进而发现结合BIM技术的特性可以有一定的效果，便指出了BIM技术的应用和推广运用能够在很大程度上改善这种窘境。崔宗举[8]指出将BIM技术应用于工程项目管理，各方可以采用共同的方式来进行交流，突破信息交流和沟通费时且不畅通的困难。刘丽红，姚星明[9]提出将BIM技术应用在项目实施过程中，能够保障各方信息的及时流通无误，有利于统一规范各类工程指标，减少资源浪费。程梅[10]提出了构建BIM为基础的造价管理系统，利用BIM强大的数据信息处理功能改善当前造价管理存在的缺点，还构思了该系统各个部分需要达到的目标。综上所述，众多学者已经认识到了BIM技术的各种优点和应用价值，而且BIM技术应用于工程造价实践中所带来的巨大成果也使得这一观点被证实。所以我们应该在这方面做出更多的尝试，充分利用他来积累和处理工程数据，为工程参与各方提供便利从而避免资源的浪费，解决工程造价管理现存的问题，进一步促进行业的快速发展。截至目前，国内对于这一方面的研究还集中在管理方式和结算工作上，至于具体的应用于工程项目实施阶段还比较缺乏研究。1.3研究的内容本文在比较全面的了解工程造价管理和BIM技术之后，而后发现我国造价管理中现存问题，提出BIM技术在工程造价管理中加以利用能够产生的影响和价值，接着列举BIM技术在项目实施阶段造价管理中的应用，分析其应用方式以及和传统方式对比存在的各种优势，并且以实际案例中的具体应用来验证其应用是有效且可行的。1.4研究的方法本文采用了文献研究，案例分析和比较研究法，通过前人文献总结工程造价管理现存问题以及BIM技术对于工程造价的影响和价值，并且将传统造价管理和应用BIM技术的造价管理做比较体现BIM技术的应用价值，通过案例分析探索BIM技术具体应用于实际项目造价管理的可行性。本章小结本章主要阐述了本文的研究背景及意义，通过对以往文献的查阅和分析，总结了BIM技术在国内外应用于造价管理的现状，进而确定了本文的研究内容以及研究方法。第二章工程造价管理和BIM技术概述2.1工程造价管理概述工程造价管理就是通过合理的选用工程技术和经营管理方式，合理的安排人员、物资和资金，遵循有关建设工程造价的政策和客观规律，来确定和控制工程造价从而达到高回报高利润的组织活动[11]。它可以分为两种含义，一种是从业主方（建设方）的角度出发，对工程建设投资费用的管理，即从项目投资决策到设计到招标乃至施工阶段的全部成本的管理。另一种是从承包商的角度出发，对工程价格的管理，承包商可以事先了解市场信息价格，并使用它来控制项目成本，提前进行自身计价和定价，再与其他公司的竞价。以此来实现管理目标，而且这个价格是在招投标过程中业主和承办商共同确定的[12]。基于我国现阶段仍是社会主义初级阶段,虽然地大物博，但是各种资源还是十分珍贵不容浪费的，所以我们需要做到的就是为保障一个稳定的发展速度的前提下，尽可能合理的投入建设资金，毕竟资金的筹集也不是那么容易的，与此同时，我们如何利用现有的资金在保障建设项目较高的经济和社会效益下有效的减少过程种投入的人力、物力和财力等，进而保障国民经济的可持续发展，这已然成为我们目前需要持续关注的问题。2.2BIM技术概述BIM技术是一种应用于工程建设全过程的，能够集成工程项目从投资直至运维的全部数据信息的信息管理工具，并且将这些在项目从投资决策直至运维阶段的全寿命周期中进行共享和传递，为项目的参与方提供各个阶段实时有效的决策依据[13]。BIM技术有许多优点是众所周知的，例如可以做项目碰撞检查和效果展示的可视化，经过建模深化设计之后直接出建筑图纸的可出图性，各专业图纸发生碰撞时进行有效协调的可协调性，进行三维施工模拟的模拟性，通过软件中各个构建信息优化整个项目各部分的优化性等等。极其强大的信息处理功能为管理人员带去了极大的便利并促进不同部门之间的协调与沟通。大多数建设项目是长期的，涉及许多部门，需要更多的合作和沟通[14]。2.3我国工程造价管理存在问题2.3.1工程信息的互通协同困难在我国，对于同一项目的造价管理涉及到估算，概算，预算，结算和决算一共五个步骤，而这五个步骤中造价人员所掌握的项目信息，计算依据和计算的精度要求不尽相同，重复计算的情况也是无法避免的。再加上各个阶段造价人员一般来自不同的部门，在一个项目进行的过程中也无法保障他们不会因为工作变动问题发生人员流动，这种情况的存在也极大的干扰了各部门之间的信息及时流通[15]。虽然我国截至目前，基本普及了BIM算量，即通过软件完成电算化的过程，将二维图纸利用软件的建模功能建立三维模型，然后直接在模型中提取各个构建的工程量，最后依然借助软件来进行计价工作。但是这中模式也存在信息流通问题，比如设计发生变更时，软件模型是无法直接计算出造价和成本给施工人员的，只能通过传递变更信息给造价人员，然后再人为的在计量计价系统中调整计价，再交由现场施工人员进行相应处理，这些繁琐的步骤仍旧会使得协调沟通十分的不便。2.3.2造价数据无法及时更新市场价格的变动是每分每秒都存在的，而对于造价人员来讲，他们是无法实时跟进更新的。建筑材料作为一个建设工程项目花费费用占比最高的原材料来讲，其价格时时刻刻都在变动，无疑是十分难以掌控的。尽管国家相关部门有相关政策进行调整，但是并不是所有的建材都适应这种宏观调控，所以还是无法解决市场经济波动对于建筑成本的影响，当然这是只是一方面，从另一方面来讲，一般的建筑工程项目从设计到完工都要经历长达数月甚至数年的时间，所最初的竞标价往往和最终的价格有比较大的出入。以上各种因素的存在，致使建筑材料的预算价和市场价无法统一，反而差距越来越大[16]。2.3.3造价管理区域性明显我国国土面积辽阔，各省所在地区与地区之间的经济发展并不是同步的，当然自然环境条件也不尽相同，因此就会各自指定不同的定额标准。与此同时，工程量的计算规则也会有所不同，工程项目的计价形式也有各自独特的特点。这样一来，各个地区的造价员通常只是对本地域内的造价规则比较熟悉，然而对本地域之外的其他地区都会非常陌生，这样使得他们在本地域所积累的业务数据和工作经验拿到外地去是没有任何价值的。这样就进一步造成了国内造价员的流动性极差，因为一旦造价员更换了工作地区，他们就必须重新学习当地的造价规则，重新积累经验和数据，无法快速胜任，所以，这也使得造价员跨地域流动成为一种不可估量的损失，无论是对于他们本身还是对于地区的造价机构[17]。因而造价相关各方都特别需要有一种工具，一种既可以积累归档各地区造价管理历史数据又可以使得这些数据在不同地区件可以实现共享的工具。2.3.4项目实施各阶段造价管理存在问题设计阶段：一般的在设计阶段，建设和设计单位往往大部分的考量在建筑项目的功能和造型上，这时就无法同时兼顾设计方案的经济性。除了这个之外，决定了设计单位成本的还有项目成本或者建筑面积的大小，至于项目的设计是否合理，或者经济效益是不在考虑范围内的，这样的情况下也使得项目造价成本不断攀升。招投标阶段：恶意低价中标还有工程合同的缺乏是招投标阶段十分常见的问题，某些施工单位会用一些比较低劣的手段，先用低于成本的价格中标，然后在施工过程中用一些通过一些手段发起变更提出索赔，这种现象给工程造价管理带来了及其不利的影响。除此之外工程合同，招投标文件的保存不善或者本身内容的缺失也是导致最后工程超预算的主要原因之一。施工阶段:通过相关调查可以知道，在全过程造价管理中，工程项目施工阶段占比极低，仅有5%~10%，所以当项目进入施工阶段时，建设单位对于工程造价管理逐渐放松，监理单位作为业主方的代表也只是重视工程项目质量和进度，而施工单位经济意识相对淡薄，技术也比较落后，现场人员的管理意识也十分薄弱，难以使用科学管理的方法协调施工现场各单位之间的关系。更有甚者，某些施工单位为了谋取私利，还会通过恶意索赔，增加工程量等手段来增加工程成本。以上原因都在直接间接的使得在施工阶段工程造价就开始不受控制[18]。竣工结算阶段：施工方为了获得更多的利益在施工阶段采用各种手段来增加工程量，当项目进入决算时，建设方就很难判断这些工程量的真实性，也很难进行核实，此时施工方就会趁着这个机会利用工程变更的漏洞来进行一系列的索赔比如套高一点的定额价，报价中虚增建材价格，虚报一些没有用到的费用等等，这样就扰乱了竣工决算编制依据的真实性，在很大程度上提高了工程决算成本。本章小结本章清晰的诠释了工程造价管理和BIM技术的概念，理清了工程造价管理对于不同参与主体的含义和现阶段它需要改进的方向以及BIM技术的各种特性在工程项目中应用的意义，总结了目前我国造价管理中普遍存在的待解决的问题。第三章BIM技术对工程造价管理的影响和价值3.1BIM技术在造价管理中的应用价值3.1.1促进数据共享众所周知，一个工程项目在建设过程中并不是由一个单位独立完成的，它所涉及到的各个参与方还是比较多的，包括业主、设计单位、施工单位、监理单位等等，任何一项工作的顺利完成都少不了这些单位之间的相互配合，因此，就要保证各项工程信息在他们之间能够准确无误的传递是十分重要的。但是一个工程项目的完成周期都是十分漫长的，甚至可能长达几年之久，在这段时间里经常会面临着各类信息的不断改革变更，这种大量的信息变更就会给各方之间的沟通交流带来极大的挑战。现实项目常常出现工程项目施工进度缓慢进而导致工期延误的情况，这种情况发生的最根本的原因就在于缺乏充分及时的沟通，导致各方不能获得信息。到现在为止，项目上的各类信息的交流还是通过比如监理会议、总承包会议、第三方会议等等采取面对面开会的形式组织进行的，这种会议一旦开展起来耗时长效率低还使得各方人员应接不暇，而且还会缺乏针对性。BIM技术的出现就为这种情况带来了极大的改善，线上高效的交流各类信息，而且针对性也会很强，各方通过BIM平台及时的发现问题出在哪一方，不用聚集太多人来分析，直接在平台上交流信息，在平台上的信息共享也会避免各种偏差的出现，有利于促进各方达成一致的意见，从而节约成本。而且BIM模型中包含的信息十分广泛，包括各个构件的尺寸、强度、来源、造价甚至合同信息都在内。3.1.2优化资源分配未来的造价工作也不能仅仅局限于工程量的计算，而应该向优化资源降低成本的方向去发展，这样才能够更好的体现工程造价管理工作的现实作用。一个项目从前期策划到施工再到竣工阶段都离不开造价。优化资源其实是造价管理中很重要的一个部分，传统的项目资源管理通常都是造价人员人工计算然后依据以往的经验进行分析，然后编制成各类资源进度相关的表格，这种表格最大的缺陷就是错误率很高、效率低下、当项目较大时信息量也会随之增大。此时如果利用BIM技术的信息化特点，将大量的项目信息存储在BIM模型中，利用计算机进行优化计算，还能尽量节省人力。同时BIM5D软件进行施工模拟、进行试验还能够减小施工时的各类风险，比如通过BIM软件进行对量，相对人工来说能够达到快速精准的效果。BIM技术计算速度快、数据处理分析能力强，也可以为招标计划的确定提供便利，可以避免招标时间的突然缩减导致不能如期完成、施工流程的相撞以及工程材料管理混乱不堪等等情况的发生，从而促使工程造价管理往更科学更精细的方向发展。3.1.3简化工程算量算量工作目前是造价人员最主要的工作，这项工作耗时长效用低，因为一般任何一个工程项目的计算量都会很大，而且需要不断重复的计算核对。虽然现阶段已经有许多算量软件已经在广泛使用，但是也仅仅只是使得算量工作变得不那么繁琐，并没有其他太多实质性的改变，造价人员依旧需要先将二维平面图纸进行手动转化变成三维模型，而这个过程也是比较麻烦而且容易出错的。而BIM技术应用的目的在于未来可以逐渐发展成从设计、招投标、施工、运维的方方面面都能采用同一个模型，而且不同软件之间可以互通。比如成果文件可以直接导入造价软件进而直接导出工程量，造价人员就只需要依据合同的规定匹配相应的定额和造价信息，从而达到精细化管理。3.1.4积累建筑数据建筑信息的积累对于一个好的公司来讲是很重要的，对于一个好的造价工程来说也是工程项目核心价值观的体现，但是目前大多数公司在做造价时还是比较依赖于造价人员自身的数据积累和造价分析能力，这样一旦公司人员流动频繁，就会造成大量经验数据的流失，给公司造成不小的损失。现如今是信息数据的社会，而BIM软件最有价值的部分就是能够将一个BIM模型与BIM平台上所有的信息进行关联定义，这些数据全面而且庞大，其中不仅有经济技术信息还包括了项目合同、工期、材料、签证变更等等，对于一个项目全过程的记录都会比较真实，对于这些信息的保存也会很完善详细，对于后续的新建工程有比较大的参考价值。所以在项目实施时可以借助BIM搭建一个不仅能够提供项目三维模型，同时也能将各种信息分类存储，供各参建方随时进行调动和交流，避免信息不通，施工不畅的信息化平台。并且由专业人员对平台上的信息进行及时更新与修改，避免信息延误造成的偏差。工程项目实施过程中，BIM储存的信息可以按照时间阶段等多种方式随时查询。在项目结算阶段，工作人员可以通过直接访问BIM软件，来了解项目的信息资料数据，并且同时进行审核和整理。BIM强大的数据储存和分析能力，简化了工程项目的的数据记录与处理，将人力从复杂繁琐的数据中解脱出来。3.2BIM技术对各参与方的影响3.2.1BIM技术对业主单位的影响在项目建设之初，业主方面就可以通过BIM三维模型，提前掌握项目上的技术，成本等方面的问题，就可以提前做出合理的规划进而达到有效的成本控制。在项目实施过程中就可以将提前制定好的进度计划导入BIM模型，这样不仅仅可以保证工程进度还能随时及时的完成工程变更调整，避免资源的浪费。在竣工结算阶段，可以直接根据BIM模型中的人材机进行精确结算，提高结算效率和准确性。3.2.2BIM技术对设计单位的影响帮助业主做决策就是设计方本身的主要任务，当引入BIM技术以后，设计人员使用BIM模型强大的模拟功能来模拟各个设计方案然后筛选出最佳方案，为业主方提供参考意见。同时还可以利用基于BIM模型提供的信息，快速完成工程项目的工程量和成本概算和预算，为招标工作的顺利开展打好基础。3.2.3BIM技术对施工单位的影响BIM技术对于施工单位的影响是多方面，首先对于合同，施工方可以直接建立包含施工单位和业主单位在造价上所有内容的合约类BIM模型，这种模型十分便于快速实现项目各阶段的进度支付和结算，提高支付和结算效率，降低错误率。其次，在成本控制方面，利用BIM模型可以完成对于工程材料的严格控制避免浪费，并有序地进行了施工流程，因为BIM模型能够对于项目的各类信息数据进行准确的分类和处理，这其中当然也包括工程材料的选取与投放，达到成本控制的目的。3.2.4BIM技术对造价人员的影响对于造价人员，BIM技术的应用能够直接为他们解决繁琐的计算工作，利用计算机代替手工计算，这完全改变了造价人员的工作方式。造价人员就可以将工作重心放到投资计划，合同管理，索赔，成本分析和其他任务，进而提高造价管理的效率。本章小结本章主要介绍了BIM技术在造价管理中的应用价值，在各个方面都分析了BIM对于参建各方的影响。第四章BIM技术在项目实施阶段造价管理中的应用4.1BIM技术在设计阶段的应用4.1.1基于BIM的限额设计进行工程造价管理的关键阶段在于设计阶段，同时也是控制造价的重要阶段，而限额设计是我国目前所推行的，此规定有利于实现经济与技术的有效结合，即利用有限的资源使得设计效果和相关用途达到最佳，在避免了资源浪费的同时还提高了项目的经济效益。基于传统的工程量的计算方法和预算做法，要精确快速的达到限额设计还是存在一定难度的。首先，由于设计师的个人能力水平是参差不齐的，而且一般都会缺乏对造价控制的考量，而且不同专业的任务是分离的，必须进行频繁的协调管理。其次，基于当前这种设计方式，设计出来的图纸并不具备相应的造价信息，以至于造价与设计不能同时进行，并且设计方案也不能即使的依据造价的指标限制及时修改。引入BIM技术之后，设计人员需要用到的进行限额设计的指标就可以直接从模型数据库中提取，能够更加快速的使之达到设计经济性和合理性的最终目标。实现这一目标的时候，就会发现工程信息和与之对应的工程量信息都可以非常及时的反馈到造价工程师手里，并且将这些数据与数据库进行相互对比之后，就可以十分快速的得到估算价。接下来，就可以对设计指标是否合理进行验证合适，还要合理控制施工和使用成本，并在整个项目周期内优化设计计划。设计人员和造价工程师可以将BIM模型对于成本费用的实时模拟和核算作为基础，基于这个来进行设计单元工程造价的分析和计算，以便更好的实现限额设计。造价分析造价分析设计软件工程量统计算量软件结构设计造价指标优化设计计价软件图4-SEQ图\*ARABIC\s11基于BIM的限额设计4.1.2基于BIM的设计概算设计概算通常就是设计初期编制的，作为投资规划制定、签订工程合同、控制基本建设贷款的重要依据，同时也是判断工程项目是否合理，专业资金合理分配，控制基本建设的规模的主要手段，能够有效提升基本建设投资的效益。更是工程造价控制的基础，经过有关部门批准的设计概算就会被作为是建设项目的最高限额，在任何情况下都不能随意超出。表4-1就反映了以往的限额设计和引入BIM技术之后的设计概算对比：表4-1传统的和基于BIM技术的设计概算对比传统工程造价管理模式下引入BIM技术的模式下设计概算和成本预算的解决办法不能达成联系。成本费用的实时模拟和概算可以通过设计概算来实现，并且对避免设计与造价控制脱节由积极的作用。设计阶段的设计图纸、信息和在此基础上得来的估算信息不能和造价管理进行白动联系，在项目全生命周期管理过程中，很难达到设计阶段信息与别的阶段信息的连接与分享。BIM支持现实建造运用数字设置信息解析和熟悉项目特征，达到从整个项目生命周期角度应用价值工程实行作用分析的目的。4.1.3基于BIM的碰撞检查项目的图纸按专业可以分为四种，分别是建筑、结构、水电安装和消防施工图，并且每个部分都有专门的设计师负责设计绘制，顺序也是从建筑开始到消防结束接力式的绘制，最终出完全部图纸形成项目施工图。这时就不难发现有问题存在，就是各方协调障碍，不同专业的设计人员的关注点也是不同的，一般都仅仅局限于自己的专业，因此实际上在实际施工过程中，就会出现安装的设备与图纸不符，构件位置在结构图和建筑图中不一致，构件所处位置有重叠部分等情况，这样在图纸会审中就会出现各专业图纸无法匹配，进而造成大量的设计变更。这种情况下应用BIM技术建立三维模型，基于它强大的可视化功能，各个专业之间出现碰撞的情况就会一目了然，帮助设计人员提前有效的检查图纸存在的问题，从而提前更正图纸，进而减少设计变更所带来的资源浪费，如图4-2、4-3。同时BIM技术搭建的协同工作平台也可以确保不同专业之间准确及时的传递数据信息，各专业设计人员能实时掌握项目情况，当某专业图纸发生变更时，可以及时的对自己的图纸进行相应调整，避免施工出现碰撞或者专业图纸不匹配的问题。图4-SEQ图\*ARABIC\s12碰撞调整前图4-SEQ图\*ARABIC\s13碰撞调整后4.2BIM技术在招投标阶段的应用4.2.1基于BIM设计模型导入建立BIM模型对于各方人员来讲都是比较重要的，不同专业的模型是可以分开建立的，一个完善的模型对于项目效果的影响也是十分显著的。而BIM模型的建立的三种方式以及个方式的评价如表4-2：表4-2基于BIM技术的设计模型导入方法步骤评价建立或者复用设计阶段的BIM模型①直接依据施工图纸创建BIM模型②某些BIM软件具备识图转图的功能，可以直接将设计院出局的dwg格式的二位图纸转化为BIM模型③复用或导入设计软件提供的BIM模型，生成BIM算量模型①基本方式，非常常见②目前的工程实际中，最容易实现的一种方式，但存在一些接口转换的问题③三种方法中最合理的一种，避免了重复建模，提高了工作效率及准确度4.2.2基于BIM的工程算量工程量计算是编制工程预算招标价的重点，BIM算量功能极大的改善了造价人员的繁琐工作，同时也减少了人为因素对于工程量的影响，提高了工程量的真实性和准确性，对于招标控制价编制有积极的推进作用，同时也提升了建设单位招标工作的效率和准确性。在设计阶段进行了限额设计和碰撞检查之后，优化了设计方案并使之更加可行，并且造价人员现在可以按照工程招标图纸更好的编写招标工程量文件和进行价格管理。基于BIM技术的工程算量步骤和优势如表4-3REF_Ref15877\h进行操作。表4-3基于BIM的工程量统计方法步骤优势利用BIM模型算量1.算量模型建立2.设置参数3.在算量模型中针对构件类别套用工程做法4.通过BIM类工程造价类软件自动计算并统计工程量，输出工程量清单提高了算量的准确性和效率及时应对设计变更积累造价数据4.3BIM技术在施工阶段的应用4.3.1基于BIM的5D计划管理BIM5D就是在以往的3D基础上增加了进度和造价的BIM技术，这种内容的添加维管理者对于工程项目的全面管理提供了很大的优势。这种模式集合了项目的空间信息、材料价格性能、合同造价信息等各方面的信息，可以随时为管理者提供项目各方面比较详实的信息，在应用方面有极大的优势。项目的各参与方都可以随时在该模型中获取自己想要的施工进度以及对应的成本信息，这样就相当于每时每刻工作人员都可以知晓任意一个步骤的造价信息，这样快速实时的对于造价信息的掌握为施工信息的调整带来了极大的便利，也便于工作人员更好的控制工程造价。BIM5D计划管理优势很多，比如可以实现资金计划管理与优化，合理控制施工进度和分配资源，还能够通过BIM5D实现整个施工过程造价的动态管理，使得成本控制更加精细化等等。4.3.2基于BIM的进度计量和支付按照以往的模式，建筑行业的各类信息基本都是将CAD作为载体，各种基础信息都是存在于不同的工作人员手里，这样就会造成申请进度款时的不一致，造成了麻烦也耽误了时间，往往因为这方面的问题消耗了很多时间，以至于管理者没办法投入更多的时间去其他的管理工作。也正是这些问题的存在，在现实项目中常常导致过程预计款和事实差距较大，最终致使工程款超支，而且建设方与承包方在工程款支付上所花费的时间也很多，此时也会致使项目管理费的增加。在此时引入BIM5D，通过软件关联工程中涉及到的中标清单、相应的BIM模型、设计图纸、商务信息、合同信息等等。在进度计量过程中，可以根据工程实际完成情况将已经完成的分部分项工程进行精确框选，直接导出工程量。然后依据已经导入的中标清单对各项费用进行自动统计分析，快速得到分析结果。BIM5D对于进度的计量和支付工作的基础都是BIM5D管理平台，这也简化了承发包双方在审批、核对数据、进度对比等工作的流程，提高效率。4.3.3基于BIM的工程变更、签证管理将BIM5D应用于工程变更和签证管理，还是依靠其将相关的各类数据与模型关联，数据自动更新及时形成分析报告，在某种意义上最大程度地提高了变更签证工作的及时性和准确性，相比于以往的变更管理有了更大的优势，他们之间的对比如表4-4。表4-4传统模式和BIM模式下的工程变更和签证管理对比传统模式工程变更及签证管理BIM模式工程变更和签证管理1.变更算量过程繁复而凌乱。2.工程总量不易统计，工作量容易遗漏，留底资料易丢失，不易复查，不能形象的审查发生的不同，以及不同导致的问题及其造价变化程度。3.传统变更、签证工作中常见逐级审核，证据不足、驳回申请等单线重复工作耗时长效率低。1.基于变更信息，对建筑构件的各个方面进行修正。2.按变更要求自动计算工程量。3.自动生成量表，并可以进一步手动调整。4.将单线重复工作转变为集成化的多渠道综合处理，提高变更签证的综合效率。4.4BIM技术在竣工结算阶段的应用一个工程项目到竣工结算是所经历的时间是十分漫长的，这期间所涉及到的各类工程资料也是非常多的，尤其是现在工程体量越来越大，变更文件和现场签证是漫长施工过程中无法避免的，所以这些工程资料的保存也存在很大的问题，因此通常在工程结算阶段发生一系列资料不全、图纸错误、信息丢失的问题，尤其这些资料在竣工结算中又是必不可少的。基于目前的竣工结算模式下，建设方与施工方的造价工程师都会相互检查对方给出的工程量以及综合单价来编制工程决算，并且都希望能够找出从中对方存在的不合理计算，以保障自身利益。在传统的结算模式下，竣工结算对于造价人员来讲还是一项比较有难度的任务，尤其是在工程量的核对方面。一方面，以往的以二维CAD图纸作为工程量核对的依据，双方的造价人员都是需要依据施工图纸来一个一个的单构件进行工程量的统计，工作量的庞大可想而知。另一方面，这些工程量数据如果全部依赖手工查找的话，准确率方面就很难得到好的保障。而且还有一个问题没办法保障，那就是造价工程师的业务水平存在差异，这也对工程量的核对有一定的影响。所以通过BIM技术不仅可以存储全部的信息以便共享查询，更是能极大的改善工程量的计算方式，提高结算数据的准确性和完整性，对工程的竣工结算有着积极的推进作用。基于BIM的进度报量：利用BIM技术，可以在软件中及时将已经完成的构件进行自动统计工程量，为造价人员节省了大量的时间和精力，改变了以往的需要依靠手工和电子表格辅助的传统形式，避免人工计算各种失误造成的计算不精确，提高了算量效率。基于BIM的审核对量：将审核工程和选审工程的工程量利用BIM技术直接在软件中进行对比，这样可以帮助造价人员尽快发现工程量计算错误，有利于结算的审核。本章小结本章通过分析项目实施阶段的应用，各个阶段都能高效快速的解决了传统造价管理中容易出现的问题，极大的提高了造价管理的效率。第五章BIM技术应用案例分析5.1项目概况项目名称：成都市西秀苑住宅小区建设工程项目地点：成都市新都区项目概况：本项目规划建设净用地面积33333.31㎡，总建筑面积88870.63㎡，其中5号楼地上建筑面积5020.85平方米，地下建筑面积2487.02㎡。建筑工程等级为二级，属于住宅项目，使用年限50年，建筑分类为二类，结构类型为剪力墙结构，基础类型为抗水底板和桩基基础，抗震设防烈度为7度，结构抗震等级剪力墙部分二级，框架部分三级，建筑抗震类别为丙类，耐火等级为一级。图5-SEQ图\*ARABIC\s11项目效果图5.2BIM软件的选择及应用BIM技术相关软件及平台种类繁多，本工程主要采用广联达平台的系列软件，其具体信息功能如表5-1。表5-SEQ表\*ARABIC\s11项目BIM实施软件配置软件名称软件功能Revit土建模型创建、漫游Magicad机电模型创建广联达GCL土建模型算量广联达GGJ钢筋模型算量广联达计价软件GBQ4.0计价Project编制施工进度计划广联达BIM5D计划管理5.3BIM技术在成都市西秀苑住宅小区建设工程项目中的具体应用5.3.1设计阶段模型建立利用Magicad软件将水电暖通专业的二维图纸自动转换生成三维模型，如图5-4，并对不合理的部分进行提前查验，利用Revit软件构建土建模型如图5-2、5-3。图5-SEQ图\*ARABIC\s12CAD二维图纸图5-SEQ图\*ARABIC\s13Revit三维模型图5-SEQ图\*ARABIC\s14Magicad给排水二维转三维模型碰撞检查各专业模型建立完成之后，通过统一平台进行整合，检查设计图纸中存在的“错、漏、碰、缺”等问题，并形成碰撞检查报告，如图5-5，同时提交设计人员进行修改和深化，在更短时间内取得更合理的施工图。图5-SEQ图\*ARABIC\s15碰撞检查报告设计阶段运用BIM技术，简化了工程算量的过程，加快了算量速度，避免了人工计算对于时间和人力的大量耗费，为招标阶段提供了充足的准备时间，同时用计算机代替人工，降低了计算的错误率，使得计算结果更加精确。5.3.2招投标阶段设计模型导入广联达GCL2013的建模方式就是将BIM模型利用三维绘图导入或者识别二维CAD图纸来建立BIM土建算量模型。软件设置中会自动考虑各构件之间的扣减关系，并且提供相应的进行辅助土建算量的表格，三维模型绘制快速、编辑方便，高效直观。图5-SEQ图\*ARABIC\s16广联达土建模型广联达GGJ2013的建模方式也是同样，将BIM结构设计模型利用三维绘图导入或者识别二维CAD图纸来建立BIM钢筋算量模型，软件设置同时考虑构件之间内部钢筋的扣减关系和竖向搭接情况，并且提供相应的进行辅助钢筋算量的表格，替代手工钢筋预算，避免手工算量情况下会遇到的平法不熟悉、时间不足、错误率高、效率低下、变更繁多、统计复杂等诸多问题。图5-SEQ图\*ARABIC\s17广联达钢筋模型上述对于设计模型的导入工作在一定程度上简化了传统的建模工作，将它变成了对导入模型的检查和补充，节省了造价人员大量的建模工作所需的时间和精力，此时将其用在对于设计阶段BIM模型的整合处理上，这种做法也在一定程度上对BIM模型进行了充分的利用，避免了重复建模所造成的资源浪费，进而实现了基于BIM的智能化三维算量。工程算量以及造价文件的生成招投标阶段，对于招标方来讲主要的造价文件是标底，而对于投标方来讲就是投标文件中的投标报价。投标报价的确定就是依据建设工程过程中的各项费用来进行分析与计算来得到最终的结果，在这个过程中，就需要进行工程量清单的反复核对和对工程量的重新确定。在此阶段应用BIM技术使得BIM技术的价值得到了极大的发挥，BIM模型可以维建设单位随时提供工程量相关的内容基于其涵盖大量的信息数据，这样能够让专业造价工程师在非常短的时间内完成工程量清单的编写，这样的操作不仅仅弥补了大量人工计算与录入造成的缺漏和错误，还节省了大量的时间，为招投标活动的顺利进行奠定了基础。由广联达计价软件直接得出的分部分项工程量清单，如图5-7，并且可以直接由软件直接导出招标工程量清单，如图5-8。图5-SEQ图\*ARABIC\s18分部分项工程量清单图5-SEQ图\*ARABIC\s19招标工程量清单BIM的节省了大量的人力资源，并将其应用于更有意义的地方。工作人员只需要集中精力检查清单中的遗漏，同时，根据相关要求详细标记工程量清单的内容，最大程度地减少错误的发生。5.3.3施工阶段工程款项的管控、变更费用的管控和管控索赔费用是工程造价在施工阶段的重点，所以要在施工过程中尽可能的节约施工成本来保证项目费用不会超出预算。BIM5D计划管理施工组织阶段，利用BIM5D的施工模拟功能对关键节点的工况环境进行模拟，优化现场布置，节省资源，最大化的利用施工现场的土地资源，如图5-10三维场布。图5-SEQ图\*ARABIC\s110三维场布施工过程中，BIM5D模型集成进度、预算、资源、施工组织等关键信息，对施工过程进行模拟，及时为施工过程中的技术、生产、商务等环节提供准确的进度、物资消耗、过程计量、成本核算等核心数据，提升沟通和决策效率。如图5-11的资金模拟，图5-12进度计划关联对于造价管理都有积极的推进作用。图5-SEQ图\*ARABIC\s111资金曲线图5-SEQ图\*ARABIC\s112进度计划关联工程计量常规做法是确保工程量清单的准确性，承包商在按照有关规定及时填写完整的工程量相关文件后，应由发包人指定有关的管理机构去检查详细信息，这是就需要与合同等相关文件中的工程量进行对比，需要大量的精力和时间。另外，必须任命相关人员检查项目的施工质量。此外，承包商必须指派大量人员对数据进行统计和计算，以完成与工程量有关的文件的编写。因此，工程计量的整个过程是一个耗时且费力的过程，并且不能保证其最终质量。BIM技术在工程计量中的优势极大地弥补了传统计量方法的不足，为工程项目提供了一种快速的计算方法。BIM技术不仅在项目工程的空间维度上建立信息数据，而且还涵盖时间维度信息。借助BIM技术强大的数据处理功能，各参与方可以根据需要有选择地提取，计算机的智能处理就可以收集有关项目的数量信息并汇总统计。相关工作人员可以更新BIM数据信息并根据建设项目的进展情况和实际情况进行及时处理。同时，互联网和局域网技术的发展促进了数据和信息的相互交换，员工可以使用移动设备将实时现场工程信息数据及时导入BIM数据存储中心，从而大大减少了编写工程量报告所消耗时间和人力资源的准备工作，可以更多的用于监督现场施工质量。发包人还可以根据BIM数据检查承包商提交的项目报告，以确保项目数据的公开性和透明度，并减少灰色区域。广联达BIM构件元可以快速显示组件的构件工程量和做法工程量可以在层之间调整数据。清晰明了的数据显示使工程量的计算更加准确和快速，如图5-13所示。图5-SEQ图\*ARABIC\s113某月完工构件工程量工程变更方案设计和实际施工之间通常会存在差距。因此，工程变更是修复设计和施工偏差的重要环节，但是有变更就一定会影响到施工量或者施工进度，这也会致使工程造价产生波动，最终导致超出预算。因此，为了实现成本控制。及时控制工程变更是造价工作的重要组成部分。工程更改发生后，相关人员可以通过工程更改文件更改BIM模型中的数据信息，BIM技术强大的数据处理功能可对时间和空间尺寸进行计算，并自动执行相应的工程量计算，清楚地反映了工程变更的影响和对项目的经济指标，如图5-14所示。图5-SEQ图\*ARABIC\s114工程变更5.3.4竣工结算阶段当最终项目完成时，竣工检验收款，工程结算款和竣工结算都与甲方和乙方的利润有重大关系，并将对建设项目工程价格的最终结果产生很大的影响。项目完成时最重要的任务是确定项目实际工程造价，这也就是竣工结算和竣工决算的最终价格，更是决定工程最终花费、考察工程项目整体经济效益和编制决算文件的基础。BIM技术的引入对于工程竣工的影响是极大的，本身模型的的设计特性就已经将每个构建的各种信息包含在内，而且随着BIM数据库随着工程项目不断完善各类数据，其中不乏工程设计变更、现场签证等等，有了这些信息就完全可以替代竣工工程实体的效果。在最终移交工程结算时，由于模型信息足够丰富和及时，使得工作效率大大提升，极大的加快了移交过程的速度，并且在双方的成本的节约也有着积极的促进作用。在招标期间建立的BIM模型在付款结算过程中仍然具有很大的利用价值，业主可以使用此BIM模型作为基础，随施工进程的发展在软件中同步更新相关数据，同时直接利用软件计算出最终结算的工程量，促使施工方与业主方在结算时尽快达成一致的意见。除此之外，也可以利用软件直接将业主和施工方的BIM模型进行对比，快速进行工程量的核对，如图5-15。各方工作人员在核验过程中，通过运用广联达对量模式，直接对自身的工程数据进行比较，并清楚地显示出比较结果的差异，避免手动验证中的错误和遗漏，准确而简单，如图5-16。图5-SEQ图\*ARABIC\s115广联达