BIM 在化工建筑预（结）算中的应用与效益分析

引言

BIM 技术以其强大的数据集成、信息共享和可视化能力，为工程造价管理提供了全新的平台和方法，有助于实现工程造价的精细化管理。中国工程建设行业已实现从传统纸笔绘图到计算机二维设计的历史性跨越[1]。当前，行业正经历从二维平面设计向三维数字化建模的深度转型，这一技术升级已成为工程设计与建设领域的必然发展趋势。随着建筑信息模型（BIM）理念在国内的持续实践，相关技术应用已逐步落地并初见成效——从设计阶段的三维协同建模到施工环节的进度模拟优化，从构件预制的数字化管控到运维阶段的信息集成管理，BIM技术正通过全生命周期的数字化解决方案，推动行业在效率提升、成本管控与质量保障等方面实现系统性突破。

1 BIM 技术与预（结）算理论基础

1.1 BIM技术核心概念

BIM 定义：BIM 技术是一种应用于工程设计建造管理的数据化工具，通过参数模型整合各种项目的相关信息，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为设计团队以及包括建筑运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。

1.1.1 准确性：BIM 技术可以精确测量建筑结构，收集和整理建筑项目中的大量实体信息。BIM 中的 3D 模型不仅可以显示建筑物的结构，还可以显示建筑的功能，将隐藏的细节涵盖在建筑模型中，用于实现绝对准确的预算、招标和合同处理，从而提高项目的建设效率。

1.1.2 可视性：BIM 的 3D 模型可以清晰地展示建筑的局面和空间，精确模拟建筑结构和每层房间的可视性，从而改善沟通和决策，并显著提高作业效率和预算准确性，实现绿色建筑。

1.1.3 可开发性：BIM 技术可以实现可开发性，比如可以将建筑信息的模型和数据集成到AEC 行业的其他软件中，以实现2D 设计建模、结构分析、设备管理、工程进度追踪等。

1.1.4 互动性：BIM 技术可以构建企业间共享的建筑信息模型，并实现单一信息环境，使得多方参与者可以合作完成任务，充分发挥资源优势，改善项目执行效率。

1.1.5 协调性：BIM 通过对细节的模拟，对冲突和施工缺陷进行发现和预防，从而有助于改善项目质量和减少成本，改善项目的管理和协调。

1.2 预（结）算流程及应用

1.2.1 预算阶段

在化工土建领域的业内者，深知招投标阶段的造价管控直接关系到项目全周期成本尤其是化工项目特有的大型设备基础、防腐地坪、管廊支架等复杂土建工程，传统算量模式下的 "数据黑洞" 曾让许多的业内者吃尽苦头。而 BIM 技术的落地应用，恰似为化工土建造价管控装上了 "精准导航系统"。在编制化工项目土建招标控制价时，BIM 模型的核心价值首先体现在特殊构造的精准计量。以某年产 10 万吨醋酸乙烯装置为例，其设备基础包含 32 台不同规格的反应器承台（最大单台基础混凝土量达 280m³ ，配筋率达 1.8%) ），传统手工算量需逐张 CAD 图纸比对标高、尺寸，仅承台钢筋分项就需 5 天人工核算，且常因基础放坡系数、垫层厚度标注不清晰导致 10%-15% 的量差。而基于 BIM 建立的三维土建模型，可通过参数化族库自动识别 "设备基础 - 垫层 - 钢筋" 的关联关系：输入承台长宽高参数后，系统同步生成混凝土体积、模板接触面积、钢筋下料长度（误差控制在 1% 以内），单项目算量效率提升 70% 。更关键的是，针对化工土建特有的防腐地坪工程（如环氧玻璃鳞片涂层、耐酸砖粘贴），BIM 模型可直接关联地面基层处理（喷砂除锈等级 Sa2.5）、涂层厚度（300μm）等工艺参数，自动计算不同防腐区域的分层工程量（如某罐区防腐工程算量时间从 3 天缩短至 4 小时），彻底解决了传统模式中 "图纸标注模糊、工艺说明漏读" 导致的量价偏差问题。

这种精准计量能力与化工土建材料动态数据库的结合，进一步夯实了控制价的合理性。在实践中构建的 BIM 材料库，专门收录了化工项目常用的 C30P8 抗渗混凝土（含阻锈剂）、FRP 防腐檩条、耐候钢预埋件等 200+ 特殊材料，实时对接 "中国化工材料网" 获取最新市场价。例如在某化工管廊招标中，当模型识别到支架基础需采用耐候钢地脚螺栓时，系统自动调取近 3 个月该材料的价格波动曲线 (±8%)^∘ ），结合项目所在地的运输成本生成浮动单价，较传统 "套定额 + 拍脑袋调价" 的模式，控制价准确性提升 45% ，为评标环节筛选 "技术可行、价格合理" 的投标方案提供了硬支撑。此外，BIM 模型的可视化特性还使得招标文件更加直观易懂，有助于潜在投标人更好地理解和把握项目要求，提高了招投标的透明度和公平性。

1.2.2 施工阶段

施工阶段，BIM 技术构建了覆盖全流程的造价控制技术体系。首先，BIM 5D 施工管理平台的应用实现了施工进度与成本的动态耦合控制。该平台通过集成三维模型、进度计划与成本数据，可实时监控各施工节点的进度执行情况，并自动与成本计划进行多维度比对分析。当出现进度滞后或资源消耗异常时，系统能够精准定位偏差节点（如混凝土浇筑超量、钢筋下料损耗超标等），并触发预警机制，支持项目团队快速制定纠偏措施[2]。同时，基于 BIM 模型的工程量实时统计功能，可将设计工程量、实际完成工程量与成本台账进行关联匹配，生成动态成本分析报表（如分部分项工程成本偏差率、资源利用率曲线等），为成本控制提供数据化决策支撑。

在工程变更与签证管理领域，BIM 模型的变更联动机制发挥关键作用。当设计方案或施工工艺发生变更时，模型可自动同步更新几何参数、材料属性、工程量清单等关联数据，并生成可视化变更对比报告（通过颜色高亮显示受影响区域及具体参数变化）。这种技术特性确保了业主、设计、施工、监理等参与方实时获取统一的变更信息，避免了传统模式下因信息传递滞后导致的成本增加风险。以某工业项目防腐层厚度变更为例，BIM 系统可在 10 分钟内完成新方案的工程量核算（误差率 ≤1.5%) ），并自动关联后续工序的成本影响分析（如设备安装标高调整、工期变化等），使变更响应效率提升 60% 以上。

材料采购与成本控制环节，BIM 技术通过建立参数化材料需求模型形成精准管控优势。基于三维模型的构配件信息（如规格尺寸、材质要求、空间位置等），系统可自动生成包含材料种类、数量、技术参数的详细清单（准确率 295% ）。以化工项目特有的耐酸砖采购为例，模型可根据防腐区域的三维尺寸及构造要求，精确计算不同规格砖材的铺贴数量（含阴阳角、管根等复杂部位的损耗系数），并结合市场价格数据库生成动态采购计划。这种技术应用有效解决了传统模式下材料规格错配、数量偏差等问题，使材料采购成本可控性提升 40% 以上，同时减少 20%-30% 的现场材料浪费。

将 BIM 模型与施工进度计划相结合，建立4D（三维模型 + 时间维度）施工进度模型。通过4D模型，施工管理人员可以直观地了解施工进度计划的执行情况，实时掌握各施工阶段的资源需求和成本支出情况。当施工进度发生变化时，能够及时调整资源配置和成本计划，实现施工进度与成本的动态控制。施工过程中，由于各种原因可能会发生设计变更。利用 BIM技术，造价管理人员可以快速评估设计变更对工程造价的影响，包括工程量的变化、材料和设备的更换、施工工艺的调整等。通过 BIM 模型的对比分析，准确计算变更后的工程造价，为变更决策提供依据，同时也便于对变更费用进行有效的管理和控制。

1.2.3 竣工结算阶段

竣工结算是工程造价管理的最终环节，也是形成项目最终造价的核心控制节点。在该阶段，BIM 技术通过集成全生命周期数据资源构建系统化结算体系[3]：依托模型中存储的工程量清单、变更签证记录、材料价格台账等结构化数据，结合合同约定的计价规则（如清单计价、定额组价等），可自动生成包含分部分项工程计量、措施项目费用、价差调整的结算文件。这种技术应用实现了三大核心价值：第一，结算数据自动化关联：将竣工模型中的构件信息（如混凝土强度等级、钢筋规格、防腐层厚度）与施工过程中的变更单、验收单、材料进场记录进行智能匹配，避免人工核对导致的漏项或错算（典型项目结算数据复核效率提升70% ）；第二，争议事项可视化溯源：通过模型历史版本对比功能，直观呈现设计变更前后的工程内容差异（如某设备基础标高调整导致的土方开挖量变化），配合施工日志、影像资料等附件关联，将结算争议事项减少 60% 以上第三结算流程效率化提升：某商业综合体项目实践显示，基于 BIM 的结算系统可将单项工程结算周期从传统模式的 45 天缩短至 15 天，且工程量计算误差率控制在 1.2% 以内，显著提升结算工作的准确性与时效性。

此外，BIM 技术的价值延伸至项目后评价领域。通过对模型中存储的进度计划与实际工期、成本预算与实际消耗、质量验收与设计标准等全维度数据的交叉分析，可构建项目管理效能评估体系：成本控制后评估：量化分析各分部分项工程的成本偏差率（如桩基工程超预算 12% 的具体原因追溯），为企业成本数据库更新提供实证数据；进度管理后评估：通过 4D施工模拟与实际进度的对比，识别关键线路延误节点（如某工序因 BIM 模型碰撞检查漏项导致滞后 7 天），形成进度管控优化方案；质量安全后评估：关联模型中的质量验收数据（如混凝土回弹强度、钢结构焊缝探伤结果），建立质量缺陷分布热力图，为后续项目质量管控提供风险预警参考。这种基于 BIM 数据资产的后评价机制，使竣工结算阶段从单一的造价确定环节，转化为项目管理经验沉淀与知识复用的核心枢纽，推动建筑工程管理向数据驱动的精细化模式演进[4]。

2 BIM 技术应用的效益分析

2.1 提高造价管理的准确性和效率

BIM 技术通过三维模型的建立和信息集成，实现了工程量的自动计算和造价数据的实时更新，避免了人工计算和数据录入的错误，大大提高了造价管理的准确性和效率。同时，BIM技术的协同工作平台使得各参与方能够及时沟通和共享信息，减少了信息传递的时间和误差，进一步提高了工作效率。

2.2 实现全过程造价管理

BIM 技术贯穿于建筑项目的全生命周期，从项目决策、设计、施工到竣工，各个阶段的造价信息都可以在 BIM 模型中得到集成和管理。通过对项目全生命周期造价数据的分析和对比，能够实现对工程造价的全过程动态控制，及时发现和解决造价管理中出现的问题，确保项目在预算范围内完成。

2.3 优化资源配置

利用 BIM 技术的模拟分析功能，可以对施工过程中的资源需求进行合理预测和优化配置。通过模拟不同施工方案下的资源使用情况，选择最优的施工方案，提高资源的利用效率，降低施工成本。同时，BIM 技术还可以帮助施工单位合理安排材料采购和设备租赁计划，避免资源的闲置和浪费。

2.4 减少设计变更和工程索赔

BIM 技术的碰撞检查和方案比选功能可以在设计阶段提前发现设计问题，避免在施工过程中因设计变更而导致的工程造价增加。同时，BIM 技术的应用使得项目各参与方之间的沟通更加顺畅，信息更加透明，减少了因信息不对称而产生的工程索赔，降低了项目风险[5]。

3 应用对策建议

3.1 推动行业标准制定是技术互通的关键

需由政府联合行业协会制定《BIM 造价数据接口规范》，明确建模软件与造价工具间的统一数据格式（如 IFC4x3 标准）、参数映射规则（如构件材质与定额子目对应关系）及模型精度（LOD350 级需包含成本参数）。例如规范可规定，设计阶段 BIM 模型需完整承载混凝土标号、钢筋规格等 20 项核心成本参数，避免跨平台传输时的信息丢失，从源头解决 “数据孤岛” 问题。

3.2 构建 BIM + 预结算人才培养体系是能力支撑的基础

高校应在工程造价专业增设 “BIM 数据管理”“数字造价应用” 等课程，强化三维建模与成本分析的复合能力培养；企业需建立 “岗位认证 + 项目实战” 培训机制，例如设置 “BIM造价工程师” 专项认证，要求掌握 Revit 参数化建模、IFC 数据标准等核心技能。

3.3 政府政策引导与激励是市场推广的催化剂

可通过财政补贴支持企业软件采购（如按年费 30% 给予补贴）、人员培训（按培训成本50% 给予补助），并对 BIM 应用达标的项目给予税收优惠（如企业所得税减免 5%% ）。试点项目可设立 “BIM 应用示范奖”，对全周期成本降低 10% 以上的项目给予 20-50 万元奖励。

通过标准破局、人才赋能与政策驱动，可有效降低技术应用门槛，推动 BIM 在造价管理中从 “工具应用” 向 “数据驱动” 升级。

结束语 ：BIM 技术对工程造价管理的变革，本质是从 "经验驱动" 向 "数据驱动" 的范式转型。尽管面临标准、人才、成本等现实挑战，但其在全生命周期成本控制、资源精准配置、风险前置管理等方面的核心价值，已成为建筑行业高质量发展的必然选择。随着 "十四五" 数字经济规划的深入实施，通过政产学研用的协同创新，BIM 技术必将突破应用瓶颈，从工具层应用迈向数据资产运营的新境界，为建筑产业数字化转型注入持续动能。

参考文献

[1] 邹 信 , 刘 凯 , 代 仁 欢 .BIM 技 术 在 建 筑 领 域 的 发 展 应 用 研 究 [J]. 科 技 与 创新,2025(1):216-218.

[2]雷华.基于 BIM 的智能建造技术在绿色建筑中的应用[J].建筑与装饰,2025(5):180-182.

[3]叶奎.BIM 技术在复杂建筑项目工程造价管理中应用研究[J].中文科技期刊数据库（全文版）工程技术,2025(1):086-089.

[4]王宇翔.BIM 技术在建筑工程施工管理效率提升中的应用[J].中国建筑金属结构,2025,24(3):128-130.

[5]高芳.BIM 软件在建筑预算中的应用[J].河南建材,2024(5):142-144.