【文章內(nèi)容簡介】 通過最大限度的利用資源來降低成本，體現(xiàn)在建筑工程造價上，就是通過量化手段對項(xiàng)目投資決策到竣工驗(yàn)收各階段的造價進(jìn)行有效的控制和管理。而我國建筑業(yè)目前仍為粗放式經(jīng)營，這種經(jīng)營方式缺乏合理有效的運(yùn)行體制，很多企業(yè)單純追求最終的建設(shè)目標(biāo)，而忽視了在建設(shè)過程中對各個環(huán)節(jié)進(jìn) 行 精細(xì)化控制，所以概算超估算、預(yù)算超概算、決算超預(yù)算的“三超”現(xiàn)象屢見不鮮，污染物產(chǎn)生量、能源和材料消耗也居高不下。只有將精細(xì)化管理的思想滲透到工程的各個階段，增強(qiáng)參與項(xiàng)目各成員的成本控制意識，把定量化落實(shí)到行動上，才能使工程投資的效益達(dá)到最大化。 BIM 在造價管理中的發(fā)展趨勢 BIM 技術(shù)的基本原理 在一個建筑項(xiàng)目中會涉及到建筑、結(jié)構(gòu)、材料、安裝等不同的專業(yè)，經(jīng)歷從決策到竣工幾個不同的階段，在這個過程中，同一個信息在不同的專業(yè)或者在不同階段的不同參與方會有不同的表達(dá)和管理方式，從而造成信息 冗余和共享困難的現(xiàn)象。 BIM 的核心是信息， BIM 模型的基本元素是單個構(gòu)件或者物體，所有構(gòu)件或物體的物理特性、幾何信息、成本信息和施工要求等都通過參數(shù)方式來表達(dá)，再運(yùn)用 3D 布爾運(yùn)算和空間拓?fù)潢P(guān)系將這些信息進(jìn)行整理，集中存放在數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，最終形成一個數(shù)字化模型。并且以 BIM 作為構(gòu)建基礎(chǔ)的項(xiàng)目系統(tǒng)，可以根據(jù)項(xiàng)目的變更隨時調(diào)整相關(guān)信息，不僅解決了信息冗余的問題，而且為各利益相關(guān)方進(jìn)行信息交流提供了便利條件。 BIM 模型具有如下特征： ①參數(shù)化 (數(shù)字化 ) BIM 模型多以數(shù)字技術(shù)為依托，模型中基本構(gòu)件的特有屬性都可以 通過參數(shù)來表達(dá)和區(qū)分，具有面向?qū)ο蠡奶攸c(diǎn)，能夠接受數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳達(dá)給其他對象。運(yùn)用參數(shù)化的基本構(gòu)件搭建的模型能夠向建筑工程的其他相關(guān)工作提供需要的信息，同時也可以接受信息的反饋，并通過信息處理使模型更加完善。因此，模型參數(shù)化的特點(diǎn)是其他功能的基礎(chǔ)。 ②可視化：將二維線條式構(gòu)件通過三維立體實(shí)物圖形象展現(xiàn)出來，同構(gòu)件之 間還能夠形成互動性和反饋性的可視，這樣不僅實(shí)現(xiàn)視覺上的可視化，而且可以使項(xiàng)目從設(shè)計(jì)至運(yùn)營整個過程中的溝通、討論都能夠在可視化的狀態(tài)下進(jìn)行。 ③模擬性：可以模擬設(shè)計(jì)出的建筑模型，還可以 進(jìn)行施工進(jìn)度模擬、節(jié)能模擬、日照模擬、熱能傳導(dǎo)模擬以及緊急疏散模擬等在實(shí)際生活中不容易操作的模 擬。 ④可協(xié)調(diào)性： BIM 模型可以模擬項(xiàng)目實(shí)際情況，便于及早發(fā)現(xiàn)各專業(yè)問的沖突及存在的其他問題，并及時協(xié)調(diào)解決，降低施工過程變更的次數(shù)。 ⑤可輸出性： BIM 數(shù)據(jù)庫是由參數(shù)化數(shù)據(jù)構(gòu)成，可以通過多種方式導(dǎo)出，例如建筑物不同角度的各種二維圖形信息，工程量清單、設(shè)備表等電子表格信息，以及電子文檔信息等。 BIM 技術(shù)的優(yōu)勢 BIM 技術(shù)之所以被稱為建筑業(yè)的第二次技術(shù)革命，是因?yàn)槠鋵ㄖI(yè)做出了突出貢獻(xiàn)。在 BIM 出現(xiàn)之 前，設(shè)計(jì)師需要使用線段、曲線等畫出平、立、剖三張圖紙來全面展現(xiàn)自己的設(shè)計(jì)成果，這對大型建設(shè)項(xiàng)目來說，由于其空間結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，僅僅依靠設(shè)計(jì)師的空間想象能力設(shè)計(jì)很容易出錯。而 BIM技術(shù)的基本理念是將建筑構(gòu)件與其屬性相關(guān)聯(lián)，如柱、梁、墻、板、門窗的尺寸、材料、型號等，然后用這些具有屬性的構(gòu)件將建筑物表達(dá)出來，使用 BIM 完成的設(shè)計(jì)圖是三維的，不論項(xiàng)目多復(fù)雜，設(shè)計(jì)師都能夠一次性完成設(shè)計(jì)，業(yè)主也可以很直觀地了解自己投資的成果，使業(yè)主、設(shè)計(jì)單位及施工單位之間的交流更加方便流暢。 另外，在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，對于同一個建設(shè)項(xiàng) 目，各個專業(yè)的設(shè)計(jì)師都是根據(jù)自己專業(yè)的需求選擇適合本專業(yè)的軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時根據(jù)不同要求對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后使用，而由于這些專業(yè)軟件之間往往是不兼容的，同一信息重復(fù)錄入便成為不可避免的現(xiàn)象。而有了 BIM 技術(shù)的支持就完全不需要擔(dān)心這一問題，各 BIM 軟件均在開放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) —— IFC(Industry Foundation Class)標(biāo)準(zhǔn)下建立模型，不同應(yīng)用程序之問可以完成數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和共享，設(shè)計(jì)師們采用 BIM技術(shù)并通過網(wǎng)絡(luò)將各自的設(shè)計(jì)理念整合到一起，實(shí)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)，得到最終的數(shù)字化建筑 (即建筑模型 )[321。建 筑信息模型不僅可以完成對圖形的描述，而且還可以容納建筑從設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)營維護(hù)和最終拆除的全生命周期的信息，使所有信息完全相互關(guān)聯(lián)。 協(xié)同的結(jié)果不僅是消除項(xiàng)目中的信息孤島和不同專業(yè)軟件之間的不兼容性，而且為各相關(guān)人員提供了一個交流、共享的平臺。 BIM模型具有承載各種圖形及數(shù)據(jù)信息的能力，其集成了整個建筑的相關(guān)信息和一整套設(shè)計(jì)文檔，并且所有信息都經(jīng)過參數(shù)化處理，支持建設(shè)工程中的各種運(yùn)算，具有完全相互關(guān)聯(lián)性，輸入 的信息可以被平臺上各相關(guān)人員共享，避免同一信息的重復(fù)處理，減少信息傳遞過程中的信息損失，從而大大提高整 體工作效率。隨著各種 BIM軟件的開發(fā)，協(xié)同的范圍也在逐漸擴(kuò)大，從項(xiàng)目的規(guī)劃到設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)營都逐漸參與進(jìn)來，使項(xiàng)目的綜合效益得到大幅度提升。 應(yīng)用 BIM 技術(shù)建立的模型還有一個很大的優(yōu)勢，就是可以很直觀的發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的空間位置沖突問題。傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)流程，首先是結(jié)構(gòu)工程師在二維圖紙上完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，然后暖通、給排水、消防和電氣等專業(yè)的設(shè)計(jì)再在結(jié)構(gòu)圖紙的基礎(chǔ)上分別獨(dú)立進(jìn)行，這樣在最終匯總時就極易產(chǎn)生設(shè)計(jì)不協(xié)調(diào)的問題，例如各結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間、各個專業(yè)的設(shè)備管道之間以及結(jié)構(gòu)構(gòu)件與各個專業(yè)設(shè)備管道之間的碰撞問題，對于大型復(fù)雜 項(xiàng)目而言，這些碰撞問題僅靠人腦的空間想象是很難解決的，即使是經(jīng)過有經(jīng)驗(yàn)的專家會審也難以避免。在實(shí)際施工過程中解決此類問題的方法設(shè)計(jì)變更使管道繞行，在結(jié)構(gòu)梁上打洞穿過，不僅延誤了施工進(jìn)度，還要浪費(fèi)大量的人力物力。 BIM 模型的優(yōu)勢在于其三維性，可以模擬旅工后的效果，將結(jié)構(gòu)梁及各個專業(yè)的管道的空間布置立體的表現(xiàn)出來，能夠方便的讀取各專業(yè)的模型數(shù)據(jù)，進(jìn)而生成碰撞報告，并通過反查對圖紙的實(shí)際情況進(jìn)行復(fù)核，把問題在設(shè)計(jì)中解決，設(shè)計(jì)質(zhì)量提高后，施工中因設(shè)計(jì)失誤產(chǎn)生的變更、拆卸、返工問題就迎刃而解了，不僅可以加快施工進(jìn)度， 還能減少材料浪費(fèi)。 下圖是利用魯班軟件對某綜合商業(yè)辦公中心的通風(fēng)、給排水和消防系統(tǒng)的管道碰撞檢查結(jié)果，圖中不同的管道用不同的顏色表示，可以清晰的看到管道的碰撞部位。 隨著 BIM 技術(shù)的深入發(fā)展，其緯度也在三維的基礎(chǔ)上有了新的擴(kuò)展， BIM四維 (4D)模型 =3D+時間維度，在建筑業(yè)的 BIM 四維應(yīng)用可以理解為施工進(jìn)度的模擬， 在實(shí)際施工前根據(jù)施工組織計(jì)劃模擬施工過程，及時發(fā)現(xiàn)存在的問題并提前處理，降低項(xiàng)目風(fēng)險；同時，施工進(jìn)度模型能夠使管理者明確每個時間段的施工任務(wù)，對施工進(jìn)度的控制具有指導(dǎo)意義，為施工方提供了很大便利。 BIM 5D 模型是在 4D 基礎(chǔ)上附加成本緯度，將三維圖形與時間、成本結(jié)合后，獲取任意時間段內(nèi)完成的工作量及其成本就變得輕而易舉，可以將成本控制細(xì)化到任何一個時間段內(nèi)，隨時分析相關(guān)的成本費(fèi)用，這樣就不會出現(xiàn)在項(xiàng)目完工后才發(fā)現(xiàn)超出預(yù)算的情況。 總之， BIM 為設(shè)計(jì)師們提供了一個協(xié)同工作的平臺，有了 BIM 技術(shù)的支持，可以提前發(fā)現(xiàn)許多在實(shí)際施工中才能發(fā)現(xiàn)的問題，并針對發(fā)現(xiàn)的問題不斷調(diào)整設(shè)計(jì)方案，最大限度地減少設(shè)計(jì)變更，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，最終實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目質(zhì)量與效益的最大化。近幾年來， BIM 技術(shù)在建筑業(yè)的使用范圍越來越廣，我國的一些大型建設(shè)項(xiàng)目也都進(jìn)行了應(yīng)用，如上海世博會中國館、上海中心大廈等，取得了理想的效果，某些中小型項(xiàng)目在其帶動下也開始嘗試，濟(jì)南西站站前廣場就是其中一個成功的案例。 為了更大程度地滿足業(yè)主的需求， BIM 參數(shù)模型并沒有止步于 5D，而是向著更廣闊、更深入的方 向發(fā)展，逐漸出現(xiàn)了多維性模型，能夠?qū)ㄖ镞M(jìn)行能耗分析、舒適度模擬及分析、災(zāi)害應(yīng)急模擬等。 常見的 BIM 軟件 BIM 軟件不是指的某一個或某一類軟件，因?yàn)閮H靠一個軟件或某一類軟件無法最大限度的發(fā)揮 BIM 的價值，中國 BIM領(lǐng)軍人何關(guān)培先生根據(jù) BIM軟件的用途將其進(jìn)行了分類，如下圖所示： 建筑行業(yè)比較常用的軟件有以下幾類： 1．設(shè)計(jì)類軟件 BIM 模型完成需要多種設(shè)計(jì)軟件的配合， BIM核心建模軟件是建立 BIM 模型的基礎(chǔ)，在市場上占主導(dǎo)地位的公司及其主要產(chǎn)品分別為：① Autodesk 公司的Revit 系 列軟件， Revit 建筑 (Architecture)、 Revit 結(jié)構(gòu) (Structure)、 Re 詘機(jī)電 (MeP)；② Bentley 公司的建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備系列；③ Nemetschek 公司的 A 礎(chǔ)CAD 軟件。 設(shè)計(jì)類軟件是 BIM 應(yīng)用的前提，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時即可以將設(shè)計(jì)構(gòu)件的相關(guān)信息以參數(shù)化的形式錄入數(shù)據(jù)庫，并與構(gòu)件相關(guān)聯(lián)，例如在設(shè)計(jì)墻體時，墻體的尺寸、材料、保溫隔熱要求等都可以在模型中體現(xiàn)出來，這樣建筑便可以通過具有特定屬性的對象表達(dá)出來。 建好后的 BIM 模型可以無縫傳遞給結(jié)構(gòu)專業(yè)，采用結(jié)構(gòu)分析軟件對模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)分 析和設(shè)計(jì)，還可以將分析結(jié)果反饋到建模軟件中去，重新調(diào)整結(jié)構(gòu)；調(diào)整后的模型再傳遞給設(shè)備安裝專業(yè)進(jìn)行水、暖、電等的設(shè)計(jì)，最終的模型可以使用BIM 模型檢查軟件對空間重疊、構(gòu)件沖突、管道碰撞等問題進(jìn)行檢查。 2．施工管理軟件 BIM 施工管理軟件 (4D應(yīng)用軟件 )的使用能夠在施工前發(fā)現(xiàn)潛在問題，以便及時 調(diào) 整 施工 方 案， 優(yōu) 化施 工 進(jìn)度 ， 常見 的 軟件 有 Autodesk 公司的NavisworksManage軟件， Bentley公司的 Project Wise Navigator軟件， Innovaya公司 VisualSimulation 軟件，通過這些軟件的實(shí)時漫游功能，構(gòu)建近似真實(shí)的施工場景，使施工人員能夠很直觀的了解工作流程。 3．造價管理軟件 BIM 造價軟件可以對 BIM 模型進(jìn)行工程量統(tǒng)計(jì)和造價分析，并可以根據(jù)工程的進(jìn)度提供造價管理需要的數(shù)據(jù)，國內(nèi)應(yīng)用比較廣泛的造價軟件有廣聯(lián)達(dá)、魯班、清華斯維爾等，國外常用的是 Innovaya 和 Solibri。 4．運(yùn)營管理軟件 美國一份研究資料表明，一個建筑的運(yùn)營維護(hù)成本占其生命周期的 75％，遠(yuǎn)大于建設(shè)期成本，目前在美國最有影響力的運(yùn)營管理軟件是 ArchiBUS。 BIM 軟件在造價管理中 的應(yīng)用 (1)方便實(shí)現(xiàn)造價數(shù)據(jù)的共享 現(xiàn)階段的工程造價數(shù)據(jù)通常都是以紙質(zhì)形式存檔或以 Excel 表格、 Word 文檔的電子格式保存在硬盤中，無論采用哪種形式保存，它們都是孤立存在的，而一個項(xiàng)目在建設(shè)過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量是相當(dāng)龐大的，要想迅速準(zhǔn)確地找到需要的數(shù)據(jù)很困難，給后期查找?guī)砗艽蟮牟槐?。有?BIM 技術(shù)后，可以將所有的數(shù)據(jù)整合到同一個數(shù)據(jù)庫中，形成可以共享的 BIM 數(shù)據(jù)庫，不僅調(diào)取時方便快捷，而且項(xiàng)目任何一個參與方更新的數(shù)據(jù)都會被其他參與者共享，保證輸出的數(shù)據(jù)的最新性。 一個企業(yè)如果能建立自己的 BIM 數(shù)據(jù)庫和造 價指標(biāo)庫，把歷史項(xiàng)目數(shù)據(jù)積累起來，企業(yè)內(nèi)部員工在編制新項(xiàng)目的造價文件時就可以很方便的調(diào)取經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，借鑒相似工程的指標(biāo)，從而更加準(zhǔn)確的進(jìn)行報價。另外，借助于造價軟件的自動計(jì)算和自動扣減功能，預(yù)算員可以不用花大量時間記憶工程量計(jì)算規(guī)則，能夠快速掌握其中的精髓，避免了人員流動帶來的損失。 (2)合理制定資源計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)造價精細(xì)化控制 在 BIM 出現(xiàn)之前，工程師只能按照以往的經(jīng)驗(yàn)對工程量進(jìn)行估算后，再對人員、設(shè)備及材料進(jìn)行分配，具有明顯的主觀性。 BIM5D 模型中融入了時間和成本 元素，能夠根據(jù)施工動態(tài)提供造價管理需要的數(shù) 據(jù)，例如通過模型可以獲取任何時間段內(nèi)的工程量及該段時間內(nèi)的造價，將造價控制定量化，提高造價精細(xì)化管理程度，使資源配置更加合理，實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控，避免超出預(yù)算情況的發(fā)生。 (3)工程量計(jì)算 計(jì)算機(jī)在建筑領(lǐng)域未普及之前，工程量等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)都是通過人工進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的，造價員對照設(shè)計(jì)圖紙計(jì)算出該項(xiàng)目的工程量，然后參照預(yù)算定額，并結(jié)合市場情況，根據(jù)造價計(jì)算規(guī)則編制出預(yù)算報表。但是工程量的統(tǒng)計(jì)工作繁瑣而復(fù)雜，完全依靠人工統(tǒng)計(jì)需要耗費(fèi)大量的時間和精力，而且即便是比較有經(jīng)驗(yàn)的造價員在如此大的工作負(fù)荷下也難免會出現(xiàn)錯誤。因此，工作效率較低。 三維算量軟件應(yīng)用了 BIM技術(shù)，通過軟件可以快速建立符合要求的 BIM模型，并將各個構(gòu)件賦予物理及幾何屬性，由于軟件支持幾何運(yùn)算，能夠完成實(shí)體扣減，工程量統(tǒng)計(jì)工作變得輕而易舉，并且 工程量文件可以導(dǎo)入到造價軟件當(dāng)中，使工程量與成本數(shù)據(jù)庫相關(guān)聯(lián)，最終形成報表。這種造價方式不僅節(jié)省大量時間，減輕了造價人員的負(fù)擔(dān)，而且提高了計(jì)算的準(zhǔn)確性，工作效率大大提高。 3 造價軟件的分析比選研究 工程造價管理在項(xiàng)目管理中具有不容忽視的地位，運(yùn)用 BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)造價管理和控制也是 BIM 應(yīng)用的中重要的一部分。在 BIM 技術(shù)比較發(fā)達(dá)的國家， BIM造價軟件早已開始廣泛使用并取得了很好的效果，例如 Visual Estimating 軟件。為了跟上國際市場的步伐，我國也開發(fā)了自己的 BIM 造價軟件 ，目前在國內(nèi)比較實(shí)用的有廣聯(lián)達(dá)、清華斯維爾和魯班等。 常見的 BIM 造價軟件 國外常用的造價軟件 1． Visual Estimating Visual Estimating 軟件是由 Innovaya 公司開發(fā)的一款專門針對工程造價的應(yīng)用軟件，它可以與該公司開發(fā)的另一款 4D 軟件 Visual Simulation 結(jié)合