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BIM技术在工程造价中的应用趋势分析

2019-1-5 17:19| 查看: 135| 评论: 0|来自: 阳光在线

  在CAD技术为建筑师、工程师门从手中绘图推向计算机辅助制图,实现了 工程设计领域的第一次信息革命。但是此信息技术对产业链的支撑作用是断点的,各个领域和环节之间没有关联,从整个产业整体来看,信息化的综合应用明显不足。BIM是一种技术、一种方法、一种过程,它既包括建筑物全生命周期的信息模型,同时又包括建筑工程管理行为的模型,它将两者进行完美的结合来实现集成管理,它的出现将可能引发整个A/E/C领域的第二次革命。
  首先我们介绍一下这种技术,很多人也许听说过,但并不了解此技术,也不知道是干什么用的。BIM是它的简称,它的中文全称是建筑信息模型。而建筑信息模型则是包含了不同专业的所有的信息、功能要求和性能,把一个工程项目的所有信息包括在设计过程、施工过程、运营管理过程的信息全部整合到一个建筑模型。BIM技术是一种多维(三维空间、四维时间、五维成本、N维更多应用)模型信息集成技术,可以使建设项目的所有参与方(包括政府主管部门、业主、设计、施工、监理、造价、运营管理、项目用户等)在项目从概念产生到完全拆除的整个生命周期内都能够在模型中操作信息和在信息中操作模型,从而从根本上改变从业人员依靠符号文字形式图纸进行项目建设和运营管理的工作方式,实现在建设项目全生命周期内提高工作效率和质量以及减少错误和风险的目标。
  BIM的含义可以总结为以下三点:
  (1) BIM是以三维数字技术为基础,集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型,是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达。
  (2) BIM是一个完善的信息模型,能够连接建筑项目生命期不同阶段的数据、过程和资源,是对工程对象的完整描述,提供可自动计算、查询、组合拆分的实时工程数据,可被建设项目各参与方普遍使用。
  BIM具有单一工程数据源,可解决分布式、异构工程数据之间的一致性和全局共享问题,支持建设项目生命期中动态的工程信息创建、管理和共享,是项目实时的共享数据平台。
  一、我国工程造价管理现状
  工程造价管理是运用科学方法和手段,合理分配、使用人力、物力和财力,达到合理使用建设资金、提高投资效益的管理活动。工程造价随工程的进程可分为决策阶段、实施阶段(设计、施工)、运行阶段;与之相对应的是估算、概算、合同价、施工预算、进度款支付、竣工结算。不管在哪个阶段,“量、 价”是造价数据的前提,但在现在这种算量模式下,准确完整的造价信息往往要在结算完成后才能获得,业主对投资管理在过程中失控,会导致人力、物力的浪费。
  (1)数据共享协同与积累困难。由于工程建设设计到很多个单位,各单位造价师的数据难以共享,导致了业务合作效率低下,浪费了大量人力物力。而且没有系统的数据库,数据积累还只是在专业人员的脑子里,资深专业人员所获得的数据也没有办法共享给企业内部其他人员。
  (2)造价数据分析功能弱。目前的造价管理只能分析一维清单的总量级数据,仅能满足前期招投标、预算和结算的需求,不能满足按空间维度(按施工区域、按楼层、按构件)分析,更不能实现基于时间维度的分析,远远达不到项目管理的需求。
  (3)造价信息不精确。工程量的计算最繁杂。计算很多时候采用手工计算,其精度不高,每个不同的造价师计算出来的数据通常有所差异,而且工作强度大。
  二、BIM在工程造价管理各阶段的应用
  1.1 BIM在决策阶段的应用
  决策阶段各项技术指标的确定,对该项目的工程造价会有较大的影响,特别是建设标准水平的确定、建设地点的选择、工艺的评选、设备选用等,直接关系到工程造价的高低。据有关资料统计,在项目建设各大阶段中,投资决策决断影响工程造价的程度最高,高达80?0?因此决策阶段项目决策的内容是决定工程造价的基础。基于BIM的投资决策分析主要包括:
  (1) 基于BIM的投资造价估算
  项目方案性价比高低的确定首先要确定方案的价格,快速准确得到供决策参考的价格在优选中尤为关键。决策阶段,造价工程师的工作主要是协助业主进行设计方案的比选,在这个阶段的工程造价,往往不是对分部分项工程量、工程单价进行准确掌控,更多是聚于单项工程为计算单元的项目造价的比选。此时强调得到的是“图前成本”。
  BIM技术的应用,有利于历史数据的积累,并给予这些数据抽取造价指标,快速知道工程估算价格。
  在投资估算时,可以直接在数据仓库中提取相似的历史工程的BIM模型,并针对本项目方案特点进行简单修改,模型是参数化的,每一个构件都可以得到相应的工程量、造价、功能等不同的造价指标,根据修改,BIM系统自动修正造价指标。通过这些指标,可以快速进行工程价格估算,这样比传统的编制《指导价》或估算指标更加方便,查询、利用数据更加便捷。
  (2) 基于BIM的投资方案选择
  过去积累工程数据的方法往往是图纸介质,并基于图纸抽取一些关键指标,用Excel保存已是一个进步,但历史数据的结构化程度不够高,可计算能力不强,积累工作麻烦,导致能积累的数据量也很小。通过建立企业级甚至行业级的BIM数据库将投资方案比选和确定带来巨大的价值。BIM模型具有丰富的构建信息、技术参数、工程量信息、成本信息、进度信息、材料信息等,在投资方案比选时,这些信息完全可以复原,并通过三维的方式展现。根据新项目方案特点,对相似历史项目模型进行抽取、修改、更新,快速形成不同方案的模型,软件根据修改,自动计算不同方案的工程量、造价等指标数据,直观方便地进行方案比选。
  1.2 BIM在设计阶段的应用
  (1)基于BIM的限额设计
  基于BIM模型来测算造假数据,一方面可以提高测算的准确度,另一方面可以提高测算的精度。通过企业BIM数据库可以累计企业索要项目的历史指标,包括提供部位钢筋含量指标,混凝土含量指标,不同大类不同区域的造价指标等。通过这些指标可以在设计之前对设计院制定限额设计目标。在设计过程中,利用统一的BIM模型和交换标准,使得各专业可以协调设计,同时模型丰富的设计指标、材料型号等信息可以知道造价软件快速建立BIM模型并核对指标是否在可控范围内。对成本费用的实时模拟和核算使得设计人员和造价师能实时地、同步地分析和计算所涉及的设计单元的造价,并根据所得造价信息对细节设计方案进行优化调整,可以很好地实现限额设计。
  (2)基于BIM的设计概算
  运用BIM模型,设计概算能实现对成本费用的实时模拟及核算,并能很好的避免设计与造价控制脱节。BIM支持实际建造前用数字设计信息分析和了解项目性能,实现从整个项目生命周期角度运用价值工程进行功能分析。
  (3) 基于BIM的碰撞检查
  在传统施工中建筑工程建筑专业、结构专业、设备及水暖电专业等各个专业分开设计,导致图纸中平立剖之间、建筑图和结构图之间、安装与土建之间及安装与安装之间的冲突问题数不胜数,随着建筑越来越复杂这些问题会带来很多严重的后果。通过三维模型,在虚拟的三维环境下方便地发现设计中的碰撞冲突,在施工前快速、全面、准确的检查出设计图纸中的错误、遗漏及各专业间的碰撞等问题,减少由此产生的设计变更和工程洽商,更大大提高了施工现场的生产效率,从而减少施工中的返工,提高建筑质量,节约成本,缩短工期,降低风险。
  1.3 BIM在招投标阶段的应用
  招标采购阶段,需要精确的算量并套取工程清单,基于项目编码、项目名称、项目特征、计量单位和工程量计算规则“五统一”的原则形成了一个业主的采购“清单”。
  传统管理模式下,工程量的清单需要造价人员人工计算,随着现代建筑造型越来越复杂、艺术化,人工算量的难度越来越大,快速、准确地形成工程量清单成为传统工作模式的难点问题。通过BIM软件,建立模型,工程量可快速统计分析,形成准确的工程量清单。一方面,模型可由自己的力量建立;另一方面,可要求投标单位必须建立模型并提交,既可提前在模型中发现图纸问题,也能精确统计工程量。并且在建模工程中,软件会自动查找建模的错误,并且发现遗漏的项目和不合理处。在计价过程,可以查询造价指标,可以查询材价信息,以实时获得市场价,指导采购。
  基于BIM的工程算量特点可以分为以下四点:
  (1) 算量更加高效;
  (2) 计算更加准确;
  (3) 更好地应对设计变更;
  (4) 更好地积累数据。
  1.4 BIM在施工过程中的应用
  (1)基于BIM的5D计划管理
  建筑信息模型的5D应用是指建筑三维数字模型结合项目建设时间轴与工程造价控制的应用模式,即3D模型+时间+费用的应用模式。
  在该模式下,建筑信息模型集成了建设项目所有的几何、物理、性能、成本、管理等信息,在应用方面为建设项目各方提供了施工计划于造价控制的所有数据。项目各方人员在正式施工之前就可以通过建筑信息模型确定不同时间节点的施工进度与施工成本,可以直观地按月、按周、按日观看到项目的具体实施情况并得到该时间节点的造价数据,方便项目的实时修改调整,实现限额领料施工,最大的体现造价控制的效果。
  (2)基于BIM的进度计量和支付
  BIM技术的推广和应用在进度计量和支付方面为我们带来了便利。BIM 5D可以将时间与模型进行关联,根据所涉及的时间段,如月度、季度。软件可以自动统计该时间段内容的工程量汇总,并形成进度造价文件门卫工程进度计量和支付工资提供技术支持。
  (3)基于BIM的进度计量和支付
  基于BIM的5D施工管理软件将模型与工程图纸等详细的工程信息资料集成,是建筑的虚拟体现,形成一个包含成本、进度、材料、设备等多维信息的模型。目前,BIM的精华可以达到构件级,可快速准确分析工程量数据,再结合相应的定额或消耗量分析系统可以确定不同构件、不同流水段、不同时间节点的材料计划和目标结果。结合BIM技术,施工单位可以让材料采购计划、进场计划、消耗控制的流程更加优化,并且有精确控制能力。并对材料计划、采购。出入库等进行有效管控。
  (4)基于BIM的分包管理
  基于BIM的派工单管理系统可以快速准确分析出按进度计划进行的工程量清单,提供准确的用工计划,同时系统不会重复派工,控制漏派工,实现基于准确数据的派工管理。派工单与BIM关联后,在可视化的BIM图形中,按区域开出派工单,系统自动区分和控制是否已派过,减少了差错。
  (5)基于BIM的多算对比分析
  造价管理中的多算对比对于及时发现问题并纠偏,降低工程费用至关重要。多算对比通常从时间、工序、空间三个维度进行分析对比,只分析一个维度可能发现不了问题。比如某项目上月完成500万元产值,实际成本460万,总体效益良好,但很有可能某个子项工序预算为80万,实际成本却发生了100万。这就要求我们不仅能分析一个时间段的费用,还要能够将项目实际发生的成本拆分到每个工序中。又因为项目经常按施工段区域施工或分包,这又要求我们能按空间区域或流水段统计、分析相关成本要素。从这三个维度进行统计及分析成本情况,需要拆分、汇总大量实物消耗量和造价数据,仅靠造价人员人工计算是难以完成的。
  1.5 BIM在工程竣工结算中的应用
  结算工作中涉及的造价管理过程的资料的体量极大,结算工作中往往由于单据的不完整造成不必要的工作量。传统的结算工作主要依靠手工或电子表格辅助,效率低、费时多、数据修改不便。在甲乙双方对施工合同及现场签证等产生理解不-致,以及一些高估冒算的现象和工程造价人员业务水平的参差不齐,以致结算“失真”。因此,改进工程量计算方法和结算资料的完整和规范性,对于提高结算质量,加速结算速度,减轻结算人员的工作量,增强审核、审定透明度都具有十分重要的意义。
  随着信息技术的飞速发展,信息技术革命已深刻影响到了社会的各行各业。目前全国建筑行业中建筑工程勘察设计、建设单位、施工企业、项目管理咨询单位、工程造价咨询单位、运营维护的单位开始逐渐关注BIM技术的理论与应用,并积极学习应用BIM技术。工程造价行业要积极迎接BIM技术带来的机遇和挑战,同时高校作为国家培养建筑人才的基地,工程造价专业在教学体系中引入BIM知识迫在眉睫。

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