BIM技术在工程管理概预算实践性环节中的应用分析

王红艳 （中国市政工程东北设计研究总院有限公司西北分公司，甘肃 兰州 730000）

基于计算机辅助技术的BIM（建筑信息模型）是一种多维模型信息整合技术，其可以为工程设计、施工、运营、维护等各个环节提供科学的协作平台。在建筑项目中以管理为中心，而使用BIM 技术对于解决项目过程中的管理问题有着十分重要的意义。BIM 技术其运算能力较强，能够对项目数量进行快速分析，并将BIM 的历史数据进行关联，对项目成本指标进行分析，对工程进行概预算，使设计估算的精确性得以极大提高。

1 工程概况分析

1.1 项目概况

某工程项目坐落在某一线城市，整体为一栋4层写字楼，该工程以钢筋混凝土结构设计建筑地基，其中包含如电气、人防、采暖等多种专业工程。绿色建筑设计等级是国家一星绿色建筑，工程类型为普通公共建筑。项目总投资控制指标3999.75万元，施工工期控制指标为300d，施工质量指标达到国家和地方相关质量标准、设计、施工验收标准。

1.2 项目特点与实施难点

高品质是改工程的核心内容，其对工程设计、施工、运维管理等方面均提出较高要求。且由于各项专业工程功能复杂，地下部分限制了顶棚高度，使管道的安装空间变得更加狭窄。同时机电一体化布设困难，对各项工作管理和协调相对较为困难，最终在各方人员多次交流与会议中达成一致目标。以投资管理为核心的控制方式，重点是投资控制、合同管理、事前控制、信息化。在BIM 技术的支持下，实现了整个项目的精细化管理。为提高工程投资控制水平，需要利用BIM技术，对工程进行早期设计，对管道进行全面的设计和布置，防止后期出现工程变更或者返工现象，减少额外的材料成本支出。

使用BIM协作系统平台可进行可视性交流与组织经营、投资效益的提高。通过BIM协同管理平台，实现了工程信息的实时对等，同时通过在线模型浏览，确保双方能够对模型进行可视化交流，并随时讨论有关节点的问题，避免网络沟通方式和信息的疏漏，有效的合作交流方式确保了项目的准确传达[1]。在此基础上，结合BIM+成本的施工全过程咨询模式，在前期统筹各项施工问题，将工作造价作为核心，根据设计方案的对比、选择和优化，实现整个工程的科学施工与造价管理。

1.3 BIM技术在整体工程中造价管理的实际应用

在整个工程造价管理期间，需要考虑到工程实施的社会、政治与文化效果，以及该工程项目所处的法律环境等，要求造价工作人员在策划投资估算方案设计期间实施工程概算以及施工期间的动态计算等。因此在整个工程管理期间要求使用BIM技术来实现各个阶段的造价管理，减少成本投入和施工损失，具体流程见表1。

表1 BIM技术在工程建设各个阶段的应用

但是由于工程管理概预算一般都集中在工程设计阶段，因此本文主要以设计阶段的BIM 技术模型建立为主，为工程概预算编制提供一定的路径与方法，并实现工程造价的科学管理。

1.4 工程设计计算造价管理分析

设计环节工程造价管理是整个工程成本核算和管理的重要环节，在施工工期、建安费用、竣工后是否能够获得良好的投资效益等方面，设计环节常常会对施工进度、建安费用产生很大的影响。优化设计方案、提高设计质量，对工程成本的整体控制起着重要作用[2]。由于建筑单体多、技术复杂，在工程建设中，往往会因为各设计部门、各设计单位、各业主之间的配合不到位，导致工程项目中的大量设计变更，这将极大地影响施工单位对项目的成本控制。

建立模型，对施工图纸的错误、漏、净高度进行检验。在此阶段，其他辅助工程的优化是项目成本管理的重点。这一阶段的工作重点在于确定设计单位的概算是否完整、合理、准确。为客户提供价格信息，如材料、设备、选择及提供三种以上相同等级的产品供业主挑选。

将BIM 技术融入工程设计阶段，可提前以模型形式模拟工程实施效果，减少后续工程返工与变更所增加的额外成本，将建筑模型、结构模型、机电模型与BIM模型结合成一个三维可视化模型。利用BIM 3D 的可视化功能，对不同专业的设计图纸进行筛选。这种方法可以有效减少在施工中出现的设计变更和现场签证，并在工程中有效减少了重复劳动，节省了费用。

2 BIM技术在工程管理概预算中的应用

2.1 各专业施工图纸的错碰漏问题检查

从各施工图纸设计中找寻错误，使用BIM 技术建立前期工程设计模型，从合理性、经济合理性等多个角度论证该项目的设计，同时使用BIM 技术软件监测机电管道部位，了解前期管道在结构中的碰撞情况，综合排比后优化设计方案，在前期的碰撞测试和优化调整中，这个项目涉及700 个不同的专业问题，通过对这些问题的分析，可以避免340 万元的成本增长[3]，如图1所示。

图1 碰撞测试与检查

2.2 优化净高

将该体系用于整体的整体布局和管道布局，在不提高工程造价的前提下，优化了管道布局，提高了建筑本身的舒适性和使用效果。通过BIM 的可视性分析，对建筑内部净空的设计进行了核对，经核查，确定净空间不足区域存在2处，随后，以此为基础，制作室内净空计算表格，以BIM技术3D可视化功能优化设计计划。

2.3 辅助其他专业优化问题

按原方案，剪应力墙板厚度为310mm。根据有关规定进行三级地震作用下剪力墙再计算，得出下部加固段的剪力墙体厚度可为250mm，本次设计共6个单元底部两层整体用量，节省了20%的混凝土重量，共计642m3。

在底部的加强区域内，剪力墙的厚度转变为250mm，结合我国相关工程规范中对于配筋率的实际要求，约束构件配筋量一般在0.31m2内竖向11.4m的重量为276kg，约束构件配筋量在0.25m2内的竖向11.4m重量为220kg，由此可判断该建筑剪力墙厚度减小，但是长度不变，可在单位面积内节约约束构件主筋大约为56kg/11.4m[4]。

而该工程普通墙体的配筋量在0.31m2内竖向11.4m 的重量为69kg，在0.25m2内的竖向11.4m 重量为55kg，由此在剪力墙厚度变小、长度不变的背景下，单位面积的普通墙体主筋大约节约14kg/11.4m。

在47m2的剪力墙单元区域中，约束构件比例为65%，常规墙体为35%，即单元内部的约束构件平面面积约为47×0.65=30m2，而常规墙体平面面积为17m2，单位节省钢筋重量约为5.7t。

2.4 工程项目设计阶段整体造价控制

本次工程基于实际情况分析，将设计工作分为初步、方案与施工图设计三个阶段。在初步设计过程中，由于缺乏详细的施工图纸，因此不能精确地估算工程量，此时的工程成本仍采用建筑面积和建筑指数。由于该方法与投资估算的结果相似，因此不需要重复进行[5]。在方案设计中，重点是对技术难点进行深度处理。在施工图设计阶段，按照已有的图纸计算出工程量，按照目前的工程量清单和定额中的人工、材料、机械消耗的标准和成本标准，计算出每一分部分项的工程量，然后计算出相应的工程量，最后汇总计算出项目的成本，而施工图的造价则要比初始的设计概算精确得多，如图2所示。

图2 BIM建模软件查看模型的各个视图

在设计阶段还可使用BIM软件实施一些专业直接的冲突检查，如对排水管道实施碰撞检查，可看出管道是否与框架梁发生碰撞。在每一个视图过程中，可以看出是否有与实际工程不相符的情况。在设计期间尽量修改图纸错误的地方，防止后期施工返工等现象导致成本增加。

3 BIM技术在工程管理概预算中应用的扩展

设计图制作完毕后，统计、计算工程项目数量，并将其转交到工程经济类专业，但是目前各设计单位之间还存在着一些分歧。根据设计图纸进行统计、计算和套取定额的经验，目前尚不能改变。因此工程经济专业对项目成本的控制还不能完全发挥出来[6]。但在内蒙古铁路设计院等工程单位实施BIM技术已有半年之久（虽然通过建立信息模型，增加了工程经济专业人才的配备），可大幅度减少设计人员的统计和计算工作量，提高总体设计水平，降低设计费用。

目前还有大部分工程设计院尚未实现将平面设计与BIM软件相结合、搭建BIM协同平台的设计方案，或者通过BIM 技术进行设计方案的审核和计算，并将已完工的设计方案和计算的项目数提交给BIM小组进行审核和查找，然后回到设计部门修改图纸，并没有将BIM和设计结合在一起。未来若能通过软件集成，使设计专业与BIM相融合，可使设计方案优化，提高设计质量。若将BIM 的信息模型向设计方向推进，则可以使BIM具有可视化、协调性、模拟性、最优性等特点。

4 结语

综上所述，为全面推进BIM 技术在工程管理概预算中的应用，各相关部门、科研、设计、施工等都要加强技术投资，以求BIM 资料的传递与分类互通，并将BIM相关软件与BIM技术有机整合在一起，产生技术合力，发挥出最大的技术效应，在增进工程实施进度的同时减少无谓的成本支出。同时根据BIM 3D 建模可明确各个工序中存在的主要问题，提前解决，减少后期返工或者变更的可能性，保障工程顺利开展，在提升工程建设质量的同时增加企业经济收益。