基于BIM技术在全过程工程造价管理应用研究

前言

BIM 技术在造价管理领域，尤其是在成本和进度控制这两个核心环节，已经显现出其难以替代的重要性。该技术的引入，不仅有力推动了项目目标的顺利实现，更为整个管理流程带来了前所未有的便捷。通过综合研究具体的工程实例、软件应用情况以及从现场获取的第一手数据，深入剖析了 BIM 技术在工程项目管理中所展现的明显优势[1]。旨在为其在造价管理领域的更广泛推广和深层次应用提供坚实的理论支撑。

1 工程概况

该建设项目规划用地 15,800m2 ，建筑规模达 68,500m2 ，其中地面建筑 52,300m2 ，地下 16,200m2 。主体含两栋大楼：27 层、高 118.5m 的商务写字楼和 18 层、高76.8m 的商业酒店。地下三层停车场可满足停车需求。项目投资预算 4.82 亿元人民币，预计施工 850 天。建筑结构采用框架 - 剪力墙体系，外部装饰以玻璃幕墙和铝板相结合，屋顶为绿化种植与钢结构采光顶组合。配套设施有中央空调、智能控制和消防等现代化机电系统。在此背景下，提出了运用 BIM 技术进行成本控制的新需求，以适应项目管理的现代化要求。

2BIM 技术在造价管理全过程中存在的问题

2.1 用户接受面临难题

尽管 BIM 技术已获得国家层面的政策支持，但在全球建筑行业中的推广仍显得步履维艰。这主要归因于传统 CAD 技术的深厚根基以及业界普遍的观望态度。虽然 BIM 技术已开始被业界所接受，但其进一步发展仍面临多重挑战。例如，标准体系尚不完善，专业人才严重缺乏，同时，由于业务思维流程的转变，学习成本也随之增加。这些因素共同导致用户对 BIM 技术产生抵触情绪，从而限制了该技术在我国的广泛应用[2]。

2.2 数据共享存在着诸多阻碍

为规范 BIM 数据的储存与管控，英国标准学会（BSI）进行了深入研究，随后颁布了 IFC（IndustryFoundationClasses，即工程数据交换）准则。该准则的目标是详尽界定并涵盖建筑工程从设计到拆除的整个生命周期内的数据，同时设定“ifc”作为中间格式文档，以此实现数据的高效互通。

IFC 标准的显著优点在于，它能够详尽无遗地描述结构构件及结构分析模型的多样化信息，进而在理论层面确保了结构设计数据的完整性和全面性。这一优势为建设项目的全生命周期，包括设计、施工以及运营维护等各个环节，提供了稳固可靠的技术支持，促进了数据的顺畅流通与高效交换。然而，在实际应用中，特别是在尝试在主流 BIM 软件间进行数据交换时，IFC 标准有时会展现出信息传递的不稳定性，这种不一致性对其应用效果构成了一定程度的影响。

此外，在设计过程中，数据遗失和数据失真问题频繁出现，这些问题严重影响了设计的精准度和全过程造价管控的效率。尽管 IFC 标准在数据完整性和数据交换方面表现出显著优势，但面对设计和全过程造价管理的实际需求，它仍面临着巨大的挑战，难以满足所有要求。

再者，IFC 文件在结构信息方面存在不足，无法为施工图设计提供充分支持。同时，文件中冗余数据过多，导致文件过于庞大，进而降低了数据交换效率。同时，国内研发的结构计算软件输出格式繁杂，难以与 BIM 软件顺畅交互，这成为 BIM 技术在建筑领域深入应用的障碍。因此，亟需对相关软件进行改进，以提高数据交互的效率和流畅度[3]。

3BIM 技术在实际项目的全过程造价管理应用

3.1 项目决策阶段

项目决策作为工程总造价控制的起点，对后续工作布局具有深远影响。故在投资决策环节，投资者应依据具体状况来界定项目规模与用途，广泛搜集相关资料，并借鉴历史项目数据进行可行性评估。同时，要科学规划后续资金投入，以保障工程成本在可控范围内。BIM 技术为投资估算提供了可靠的参考。这项技术所构建的模型不仅包含了众多已建项目的详细数据，还涵盖了更广泛的信息资料，从而大幅简化了项目前期调研的复杂性。借助这些精确数据，业主能够制定出更科学、更可靠的投资预算。另外，BIM 模型能实时更新数据，帮助业主迅速应对市场变动，进一步提高投资估算的准确度。在工程投资的各个阶段中，BIM 技术被广泛应用于初步模型构建、模型对比分析、决策辅助以及成本估算等核心环节。

在获取关键数据后，业主运用 BIM 技术构建三维模型，评估并比较多种模型方案，以迅速作出决策。随后，利用 BIM 的信息统计功能，对项目投资进行初步预测。在项目初期、设计图纸尚未完善时，业主可采用指数估算法进行预估。该方法通过将建筑单位面积与专业指数相乘得出预估结果。为确定建筑安装费用，业主会按照可行性研究报告来确定单位面积，并参考类似项目的历史成本数据，分析得出相应的专业指数。同时，结合与工程结构、功能及技术标准相似的指标，进行更精准的投资估算。在投资决策环节，BIM 技术的运用能够快速生成估算结果，这有助于项目资金的合理规划，为设计阶段奠定坚实基础[4]。

3.2 项目设计阶段

设计方案在工程项目建设中扮演着举足轻重的角色，其科学合理性对于工程质量的保障具有不可替代的作用。在设计环节，设计师们拥有较大的创新空间，能够在设计蓝图上灵活地进行整体方案的调整或重构。尽管此阶段的调整成本相对较低，但即便是细微的改动也可能对项目总成本产生显著影响。因此，设计环节既是项目的核心所在，也是整个实施流程中的关键控制节点。

随着 BIM 技术的推广，传统的 2DCAD 设计模式正逐渐让位于 3D 设计模式。相较于 2D 图纸，3D 图纸为业主和用户呈现了更为直观、详尽的设计效果，使得建筑物的三维结构一目了然。此外，3D 图纸还有助于在施工前对各种施工方案进行深入探讨，进而优化工程预算并明确施工计划。这一转变极大地提升了各参与方之间的沟通效率

和决策准确性。

该工程充分发挥了 BIM 技术的优点，建立了高精度的 3D 建筑信息模型。该模型不仅促进了多位专业设计师之间的紧密合作，显著提升了设计效率，而且有效减少了因沟通不畅而引发的错误。同时，借助 BIM 技术进行深入的可视化分析和碰撞检测，项目团队成功降低了设计失误的风险，为项目的顺利推进奠定了坚实基础（如下图 1）。

图 1BIM 技术下的 3D 模型综合冲突碰撞检测

在完成图纸碰撞检测后，会迅速纠正其中发现的错误，同时优化管道布局。设计师能够整合来自不同专业的模型数据，利用算量软件的自动化功能，进行分类和统计，进行造价分析。这种方式不仅简化了繁琐的人工操作，还降低了人为计算错误的风险，从而提升了数据的准确性。尽管流程上仍然是先设计后进行造价分析，但 BIM 技术在造价管理方面的优势显而易见。如果造价超预算，设计师可即时调整模型中的构件和结构，数据也会随之实时更新，工程设计周期因此大幅缩短。

在提交设计图纸给承包方时，会同时附上平面图纸和对应的三维模型。这样的做法有助于减少因施工人员技能差异带来的图纸理解问题，进一步凸显了三维模型在传达设计意图方面的重要性。在设计环节，图纸的准确性对于确保工程质量、控制造价和保障施工进度至关重要。因此，从某种程度上说，精细的图纸管理也是造价管理的一部分。过去，基于 BIM 的工程量计算需要价格管理人员先解读平面图，然后逐项列举计算。但随着 BIM 技术在工程量计算中的深入应用，现在可以直接从软件中快速提取精确的工程量数据。更重要的是，这种模式实现了组件数据和工程量计算的紧密联动，组件的任何更改都会自动反映在工程量上，从而实现了工程费用数据的动态更新[5]。

3.3 项目招投标阶段

在项目的招标与投标过程中，主要目标是精确准备和评估相关文件，从而挑选出最合适的施工团队，并确保项目成本控制在预算之内。在此阶段，BIM 技术的重要性凸显无疑，具体有以下几点：首先，它有助于招标文件的准备工作。项目团队可以利用广联达公司提供的 BIM 软件，如 BIMMAKE 和 GTJ2018，基于详细的 BIM 模型来准备招标文件。这些文件不仅包括通过 BIM 模型直接生成的精确工程量清单，还包括了施工图纸以及对技术规范的详尽解释。

BIM 模型的信息丰富性，使得招标文件能够更全面、精确地描绘项目需求，进而降低传统文件中可能出现的模糊性与误解。此外，借助广联达 BIM5D 工具，项目团队可要求投标者提交基于 BIM 的详细施工方案。该方案应包括施工模拟、材料利用情况、进度规划以及成本控制等多个方面的细节。这种做法不仅提高了招标评估的全面性和客观性，而且使团队能够根据模拟结果直观地对比各个方案的优劣，从而确保最终选择的方案在技术、成本和时间上达到最优平衡。

本次施工的量算细节，请参见附图 2 。在成本估算与控制方面，通过整合 BIM 模型和广联达云计价平台，严格审核投标者提交的成本预算[3]。这有助于团队精确核实工程量和成本的合理性，保障投标价格的透明与公正。同时，BIM 技术还具有预测项目资金流动的功能，为成本控制和资金规划提供了坚实的数据基础。

图 2 工程算量模型

3.4 施工阶段

采用广联达软件的 BIM 建模技术，并结合 BIM5D 云平台，于个人电脑端完成了数据的构建及精细化调整，由此成功搭建了 BIM5D 真实造价数据库。此种新型工作模式为施工人员提供了一种更直观的信息查看途径，从而有效规避了施工错误，减少了无谓的返工现象。通过这种方式，不仅节约了宝贵的施工时间，更显著降低了因图纸解读失误而引发的成本损耗。同时，还借助 3D 动画技术，使信息的传递更为生动鲜活，极大地增强了沟通效果。此外，BIM 模型所具备的多维度可视化特性，能够助力项目向设计人员清晰展现经过修改的施工流程及细节，进而促进团队之间的协作效率。基于此，设计人员可以依据施工方的实际需求，进行灵活的设计调整，并通过多次的模拟与持续优化，最终锁定最优的设计方案，如下图 3。

图 3BIM 建模技术下的施工方案模拟

通过深度融合进度、成本数据与三维模型，BIM 模型实现了对项目数据的全面且精确的管理。该模型能够对项目各施工阶段的劳务、材料和设备需求进行精确计算、模拟及优化，进而生成详尽的劳动力、材料和机械使用规划。这些数据为我们进一步制定项目成本计划提供了坚实基础，其中，确保材料需求计划的准确性和及时性尤为关键，它是实现精细化成本管理的核心。

鉴于材料费用在建筑工程中的高占比，合理、高效地使用材料对于减少浪费至关重要。借助 BIM5D 平台，项目团队能够精准获取工程所需物资信息，并严格按照材料需求计划执行领取流程，以确保供需之间的无缝对接。施工单位可依据材料计划表进行有序的领取与供应，同时，通过查阅材料需求分配表，可清晰掌握每种材料的需求时间，从而准时备齐所需物料。此举可有效防止建筑工人过度领取材料，进而降低项

目整体成本。

3.5 项目竣工验收阶段

项目竣工决算是项目建设的最终环节，它涉及对项目各项费用的全面整理。然而，传统的决算方式流程繁琐、耗时较长且错误率较高。为了解决这些问题，引入 BIM 技术显得尤为重要。BIM 技术不仅能够提高竣工决算的效率和精确度，还能大幅减少人为错误，从而维护项目各方的利益并减少纷争。此外，该技术利用云平台确保工程项目数据的安全存储，提升决算信息的透明度、可追溯性和可信度。通过 BIM 建模，可以获取更准确的决算数据，进而提高工程验收与决算的效率。BIM 技术不仅为数据决算提供强大支持，还有效监控项目进程，成为降低建设成本的重要手段。

在施工单位进行结算时，有时会出现虚报成本和结算报告的情况，这增加了业主处理项目争议时的负担，影响了决算效率。但 BIM 技术能够全面、系统地收集建筑信息，使项目决算时能够快速统计并对比合同价格，既有助于分析项目经济性，也为后续工程提供了有价值的历史数据参考。

在工程决算过程中，依据合同的综合单价和规定，结合实际工程量来确定决算价格。利用三维模型，可以精确计算和记录施工过程中的所有变更信息，如索赔、设计变更等，这些信息会被 BIM 平台实时记录和反映。在工程量核对过程中若出现争议，双方可以利用 BIM 算量模型进行比对，并在 BIM 软件中进行实时调整，以确保信息的准确性。进行工程量差异分析时，BIM 软件会帮助造价人员关注到较大的差值，并在纠正错误后进行进一步核查。只有在双方共同确认无误后，工程量信息才会被最终确定。

此外，资料管理。通过与专业资料软件的深度结合，实现了资料的自动化传输与高效管理。利用现代化扫描工具，会签资料可以快速上传至服务器，并与 BIM 模型形成精确的对应关系。这不仅大幅提升了数据储存效率，还方便了项目各方在权限范围内随时查询工程资料。最终构建的竣工模型不仅完整，而且其数据存储方式远优于传统的纸质存档方式。

4 建设工程 BIM 技术应用效果分析

通过 BIM-5D 模式来设定相关参数。在完成 BIM-5D 建模的基础上，进一步对项目完工所需的规划费用进行了详细测算。随后，运用了挣值法，成功得出了费用偏离指标 N，该指标的具体数值参见表 1。

表 1 2023 年 4 月-2023 年 11 月的成本进度表

5 全过程造价管理中应用 BIM 技术的建议

根据表格 1 的数据分析，建设项目在运营初期两个月内表现不佳，导致实际费用超出预期。然而，比较 4 月和 5 月的数据，发现偏离指标在 5 月有显著减少，这反映出工程项目费用在 4 月份得到了有效的调整。进一步观察，从 4 月份开始，各项费用的偏离值均控制在 0.1 以内，这表明在 6 个月及以上的时间段