孫艷， 趙華英

（1.日照建業(yè)工程管理有限公司；2. 山東兗州建設(shè)總公司）

1 BIM 技術(shù)在建筑施工準(zhǔn)備階段的成本控制與管理

1.1 圖紙會(huì)審

圖紙會(huì)審是建筑施工前的重要工作，有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)文件中存在的不合理之處，提前采取糾偏處理措施，避免在施工過(guò)程中出現(xiàn)返工誤工的情況，從而實(shí)現(xiàn)成本控制的目的。傳統(tǒng)的圖紙會(huì)審工作主要對(duì)象是二維圖紙，利用BIM 技術(shù)建立三維模型，能夠全面直觀(guān)的查看建筑設(shè)計(jì)方案，大大降低了圖紙會(huì)審的難度，提高了工作質(zhì)量和效率，比如，在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式下，主體結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)可能不是一個(gè)設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)的，很容易出現(xiàn)主體結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)柱的碰撞沖突，利用BIM 模型可以有效解決這類(lèi)問(wèn)題?？臻g設(shè)計(jì)不合理、凈高不夠也是施工圖中常見(jiàn)的問(wèn)題，對(duì)機(jī)電安裝工程影響較大，特別容易在樓梯轉(zhuǎn)角、汽車(chē)坡道等部位出現(xiàn)。利用BIM 技術(shù)進(jìn)行碰撞檢查是施工準(zhǔn)備階段成本控制與管理的重要方式，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)主體結(jié)構(gòu)與設(shè)備安裝之間存在的矛盾。雖然有些空間沖突問(wèn)題可以在施工現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整解決，但是在成本控制方面存在不確定性，容易產(chǎn)生資源浪費(fèi)，所以提前干預(yù)很有必要。

1.2 工程量計(jì)算

工程量計(jì)算是建筑施工的基礎(chǔ)性工作，涉及施工資源的計(jì)劃、調(diào)配、管理事宜，以往的工程量計(jì)算比較煩瑣，尤其是在面對(duì)大型的、非標(biāo)準(zhǔn)化的項(xiàng)目時(shí)，構(gòu)件之間的關(guān)系非常復(fù)雜，容易出現(xiàn)重復(fù)計(jì)算、誤差較大的問(wèn)題，無(wú)法保證工程量計(jì)算的準(zhǔn)確性，而且耗時(shí)較多。根據(jù)施工需求，利用BIM 技術(shù)建立相關(guān)模型，確定計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)量范圍，提取構(gòu)件的參數(shù)信息，按照計(jì)算規(guī)則進(jìn)行工程量計(jì)算，生成工程量清單，并完成校對(duì)核驗(yàn)工作，生成相應(yīng)報(bào)表，以供采購(gòu)及施工管理使用。利用BIM 技術(shù)，可以自動(dòng)化識(shí)別和測(cè)算工程量，提高了計(jì)算精度，縮短了計(jì)算時(shí)間，尤其是在異形構(gòu)件的采購(gòu)上，如果將構(gòu)件三維模型提交給相關(guān)廠(chǎng)商生產(chǎn)，能夠比現(xiàn)場(chǎng)加工更為合算，可以獲得不錯(cuò)的成本節(jié)約效果[1]。

2 BIM 技術(shù)在建筑施工過(guò)程中的成本控制與管理

2.1 土建工程施工

2.1.1 土方工程施工

土方工程是建筑施工的基礎(chǔ)工程，對(duì)工程地質(zhì)、施工環(huán)境、機(jī)械設(shè)備、組織管理等方面要求比較高，在不良地質(zhì)條件、深基坑的施工過(guò)程中，很容易產(chǎn)生安全隱患，影響周邊建筑及地下管線(xiàn)的穩(wěn)定性。根據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料，將周邊環(huán)境地下管線(xiàn)等信息導(dǎo)入到BIM模型中，對(duì)復(fù)雜基坑邊坡進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，在建立完善BIM 模型的基礎(chǔ)上，運(yùn)用專(zhuān)業(yè)分析軟件進(jìn)行演算分析，查找影響施工成本的主要因素，針對(duì)性地優(yōu)化整合基坑邊坡設(shè)計(jì)方案。建立三維地形模型，直觀(guān)展示原始地形地貌，確認(rèn)土方開(kāi)挖邊緣線(xiàn)和±0標(biāo)高，為土方開(kāi)挖施工范圍和深度控制做好準(zhǔn)備，避免因超挖增加施工成本。Revit 軟件中存在建筑地坪功能，可以實(shí)現(xiàn)土方開(kāi)挖施工模擬，根據(jù)地形參數(shù)設(shè)置，直接計(jì)算挖方量、填方量等相關(guān)數(shù)據(jù)，具有較高的精確度，在成本控制與管理方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

2.1.2 模板工程施工

模板工程是一種工藝復(fù)雜、材料較多、危險(xiǎn)系數(shù)較高的分項(xiàng)工程，貫穿結(jié)構(gòu)工程施工的全過(guò)程，許多安全事故都是在模板工程施工中產(chǎn)生的，而且由于施工方案的不合理，導(dǎo)致周轉(zhuǎn)材料浪費(fèi)的情況也比較嚴(yán)重，對(duì)于成本控制影響較大。利用BIM 技術(shù)的仿真模擬功能，通過(guò)BIM 模板腳手架設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用，能夠?qū)δ０孱?lèi)型、數(shù)量、預(yù)埋件、安裝流程等方面進(jìn)行優(yōu)化分析，解決復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的有效銜接問(wèn)題，更為準(zhǔn)確地計(jì)算模板工程量。首先，創(chuàng)建主體結(jié)構(gòu)模型，然后創(chuàng)建模板模型，優(yōu)化梁柱、墻板等模板設(shè)計(jì)方案，最后，根據(jù)不同模板類(lèi)型，分別導(dǎo)出工程量明細(xì)。為了保證模板位置和形狀尺寸的準(zhǔn)確性，可以采用配模設(shè)計(jì)方式，利用BIM技術(shù)，繪制配模板三維空間文件，并按照施工配模的規(guī)定進(jìn)行下料計(jì)算，創(chuàng)建共享參數(shù)，選擇合適的下料參數(shù)，包括長(zhǎng)度、寬度、厚度等，創(chuàng)建模型族，將建好的族載入到原模板模型中，建立模板下料模型，導(dǎo)出下料明細(xì)表，這樣便實(shí)現(xiàn)了模板工程施工的精細(xì)化材料成本控制。根據(jù)實(shí)踐表明，利用BIM技術(shù)進(jìn)行模板工程量計(jì)算，誤差不超過(guò)5%，而且降低了人力、物力、財(cái)力的投入[2]。

2.2 機(jī)電工程施工

2.2.1 綜合管線(xiàn)安裝

在建筑功能日益豐富的情況下，對(duì)機(jī)電工程施工成本控制要求越來(lái)越高，利用BIM 技術(shù)進(jìn)行圖紙會(huì)審和碰撞檢測(cè)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)不同專(zhuān)業(yè)之間存在的矛盾和沖突，根據(jù)碰撞檢測(cè)結(jié)果，按照管線(xiàn)排布設(shè)計(jì)原則進(jìn)行綜合優(yōu)化。一般情況下，大口徑管道優(yōu)先于小口徑管道，長(zhǎng)久管線(xiàn)優(yōu)先于臨時(shí)管線(xiàn)，有壓管線(xiàn)避讓無(wú)壓管線(xiàn)，低壓管線(xiàn)避讓高壓管線(xiàn)，金屬管道避讓非金屬管道，充分考慮不同管線(xiàn)之間的影響，為安裝施工和維護(hù)管理提供便利，盡可能提高室內(nèi)空間，滿(mǎn)足使用功能需求。在支吊架布置上，對(duì)于管線(xiàn)專(zhuān)業(yè)多、施工難度大、安裝工藝復(fù)雜等工程項(xiàng)目，需要根據(jù)實(shí)際需求制定支吊架BIM路線(xiàn)深化設(shè)計(jì)安裝圖紙，確定支架間距和過(guò)載計(jì)算，得出支吊架類(lèi)型及尺寸，按要求生產(chǎn)加工，通過(guò)fuzor 軟件進(jìn)行三維模擬，使用相關(guān)插件布置支吊架，校驗(yàn)支吊架受力情況，根據(jù)檢測(cè)報(bào)告完善支吊架布置方案。在確定管線(xiàn)綜合排布方案時(shí)，利用BIM 技術(shù)分析碰撞檢測(cè)報(bào)告，解決管線(xiàn)與結(jié)構(gòu)、管線(xiàn)與管線(xiàn)間的交叉碰撞問(wèn)題，檢驗(yàn)各管線(xiàn)需要的安裝、維修以及功能空間是否足夠，合理安排不同專(zhuān)業(yè)安裝施工順序，防止出現(xiàn)相互干擾影響的情況。

完成綜合管線(xiàn)優(yōu)化工作后，利用BIM 軟件自動(dòng)導(dǎo)出材料明細(xì)表，為采購(gòu)、施工、結(jié)算成本管理提供依據(jù)。在建筑安裝工程施工中，給排水管道、暖通管道、消防管道的消耗量比較大，對(duì)施工成本影響程度較高，以暖通管道為例，在處理復(fù)雜節(jié)點(diǎn)時(shí)，可能因理解偏差出現(xiàn)下料錯(cuò)誤，造成原材料浪費(fèi)和工期延誤，利用BIM模型能夠生成暖通風(fēng)管下料單，導(dǎo)出復(fù)雜節(jié)點(diǎn)三維圖樣，嚴(yán)格控制加工數(shù)量和安裝質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)原材料節(jié)約的目的。另外，在橋架安裝和預(yù)留洞口控制上，應(yīng)用BIM技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)專(zhuān)項(xiàng)施工方案，準(zhǔn)確計(jì)算橋架用量和預(yù)留洞口數(shù)量，也能夠產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2.2 機(jī)房?jī)?yōu)化布置

設(shè)備機(jī)房是實(shí)現(xiàn)建筑功能的核心區(qū)域，包括消防泵房、發(fā)電機(jī)房、排水機(jī)房、網(wǎng)絡(luò)機(jī)房等，出于集約設(shè)計(jì)的考慮，再加上機(jī)電設(shè)備體積比較龐大，存在一定的安裝施工難度，不利于成本控制管理。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，建立BIM 模型，確定機(jī)組接口位置，按照支吊架布置和管線(xiàn)避讓原則。同時(shí)考慮安裝維修空間需求，在有限的空間內(nèi)，合理布置管線(xiàn)間距，預(yù)留足夠的檢修空間，使整體上美觀(guān)有序、排列成排、互不干擾。對(duì)于出入機(jī)房的大型排管，按照管路類(lèi)型、流體特征，計(jì)算管路重量，確定制作安裝方法，同樣要做好碰撞檢查工作，通過(guò)可視化漫游功能，找到布置方案存在的問(wèn)題，避免返工。

2.3 裝配式工程施工

2.3.1 生產(chǎn)成本控制

在裝配式工程施工中，預(yù)制構(gòu)件的成本占據(jù)較大比重，傳統(tǒng)的預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)方式對(duì)施工成本控制不利，由于二維圖紙中構(gòu)件的數(shù)據(jù)信息相對(duì)有限，所以很容易出現(xiàn)理解錯(cuò)誤的問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致生產(chǎn)質(zhì)量不合格、工期延誤，從而形成成本浪費(fèi)。建立BIM模型，可以集成所有數(shù)據(jù)信息，能夠有效降低理解難度，提高預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)質(zhì)量和效率，在生產(chǎn)過(guò)程中，如果需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況調(diào)整設(shè)計(jì)，可以通過(guò)BIM 模型進(jìn)行信息共享，降低了交流溝通成本，構(gòu)件生產(chǎn)廠(chǎng)家通過(guò)BIM 模型就可以獲取到滿(mǎn)足生產(chǎn)需求的信息，提前做好計(jì)劃管理[3]。

2.3.2 運(yùn)輸成本控制

從預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)到施工的過(guò)程，需要充分考慮運(yùn)輸成本控制。建立基于BIM技術(shù)的一體化信息平臺(tái)，施工單位可以根據(jù)施工進(jìn)度要求在BIM 模型上體現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件需求，預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠(chǎng)家按需求進(jìn)行生產(chǎn)和運(yùn)輸，制定科學(xué)的運(yùn)輸路線(xiàn)，把控到場(chǎng)時(shí)間，降低誤工窩工風(fēng)險(xiǎn)，減少二次搬運(yùn)和現(xiàn)場(chǎng)存儲(chǔ)成本。為了更好的掌握預(yù)制構(gòu)件狀態(tài)信息，需要將BIM 技術(shù)與 GPS 定位技術(shù)、RFID 技術(shù)結(jié)合運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程跟蹤效果，能夠及時(shí)根據(jù)實(shí)際情況采取應(yīng)急處理措施，當(dāng)預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后，可以更為準(zhǔn)確地定位，為施工安裝奠定良好基礎(chǔ)。

2.3.3 施工方案比選

裝配式建筑施工對(duì)機(jī)械設(shè)備、施工工藝要求較高，必須選擇合理的施工方案，以降低構(gòu)件安裝成本。利用BIM 技術(shù)進(jìn)行工程管理，能夠?qū)㈨?xiàng)目全生命周期的信息留存下來(lái)，形成數(shù)據(jù)庫(kù)，包括從項(xiàng)目設(shè)計(jì)到預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝等全過(guò)程。在進(jìn)行裝配式建筑施工方案比選時(shí)，可以在數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索類(lèi)似工程案例，作為擬建工程備選方案，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行修改，采用合適方法，建立科學(xué)的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，篩選出最優(yōu)施工方案。通過(guò)BIM 技術(shù)開(kāi)展施工模擬，明確施工流程和工藝要求，確定最終安裝施工方案，避免構(gòu)件損壞、吊裝失敗等問(wèn)題出現(xiàn)。

2.4 成本動(dòng)態(tài)管理

5D BIM模型是在3D BIM模型的基礎(chǔ)上添加進(jìn)度信息和成本信息實(shí)現(xiàn)的，隨著施工活動(dòng)的開(kāi)展，將實(shí)際進(jìn)度和成本信息輸入到BIM 模型中，實(shí)現(xiàn)施工過(guò)程的成本動(dòng)態(tài)管理。利用BIM 技術(shù)，對(duì)掙得值法涉及到的三個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤分析，計(jì)算不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)費(fèi)用效益指標(biāo)，確定施工過(guò)程中是否存在費(fèi)用超支現(xiàn)象，并對(duì)應(yīng)發(fā)出成本偏差預(yù)警，實(shí)時(shí)查詢(xún)施工階段材料用量和實(shí)際工程量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)成本管理問(wèn)題，并采取針對(duì)性的解決措施，調(diào)整機(jī)械調(diào)度和人員管理，從而實(shí)現(xiàn)施工成本的動(dòng)態(tài)監(jiān)控。BIM 協(xié)同管理平臺(tái)具有強(qiáng)大的功能，能夠?qū)τ嘘P(guān)方面數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)整合，材料價(jià)格變化會(huì)直接影響到施工成本，BIM協(xié)同管理平臺(tái)能夠自動(dòng)采集相關(guān)價(jià)格變化，并自動(dòng)進(jìn)行成本核算調(diào)整，有效縮短了計(jì)價(jià)變更時(shí)間。限額領(lǐng)料是施工階段成本控制的重要手段，利用BIM技術(shù)能夠自動(dòng)分析工程量數(shù)據(jù)信息和物料領(lǐng)用信息，可以實(shí)時(shí)查看特定區(qū)域內(nèi)的工程量完成情況以及可領(lǐng)取的材料限額，實(shí)現(xiàn)了物料領(lǐng)取、分發(fā)、結(jié)算的精細(xì)化管理，減少了不必要的材料浪費(fèi)和矛盾糾紛[4]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，BIM是一種建筑信息模型，對(duì)于項(xiàng)目信息化、精細(xì)化管理具有重要價(jià)值，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)與施工協(xié)同，提高施工質(zhì)量和效率，從而達(dá)到成本節(jié)約的目的。利用BIM 技術(shù)，在圖紙會(huì)審、工程算量、虛擬施工、碰撞檢測(cè)、方案比選、動(dòng)態(tài)管理等方面有效應(yīng)用，能夠改變以往的施工成本管理模式，提高計(jì)劃制定和執(zhí)行的精確度，實(shí)現(xiàn)工程施工的綜合效益。