BIM技术在建筑项目建设中的应用

[提要] 建设项目成本超支及无法进行成本监控的问题是建筑业的难题。伴随着BIM技术的发展，这一难题有了新的解决方案，这就是建立BIM监控系统。本文分析造成建筑成本管理难题的原因及BIM技术的信息化优势，围绕BIM在建筑项目成本管理中的应用，分析其可行性与收益。

关键词：BIM；项目建设；成本监控；设计

中图分类号：F27 文献标识码：A

收录日期：2017年3月14日

据统计，建筑业有2/3的工程项目竣工决算超过了预算。一直以来，工程进度的动态控制和成本的实时监控是建筑工业化所要解决的问题。而伴随着BIM（建筑信息模型）理论及技术的产生，具有高度信息集合特性的信息化平台建设变为可能，困扰建筑业生产效率的能耗低利用、粗放化管理将成为历史。

一、BIM现阶段存在的问题

由于建设项目复杂性的特点以及管理人员的协同困难的现实因素；多年以恚如何应用BIM在各常规项目上一直都是一个让建设方项目管理人员头疼的问题。对于中小型设计单位而言技术支持问题将会是他们应用BIM技术遇到的一个挑战。因为很多BIM软件都是由国外引进的，一些规则的使用与我国建筑行业的实情有很大的出入，难以满足中国建筑企业发展的需要。面对这种情况国内算量软件商（鲁班、广联达等）都曾推出过力图实现项目动态监控的应用软件，但是这些软件无一例外都无疾而终，最终沦为成本检讨时套用的“花瓶”。

二、BIM现状及未来发展

（一）BIM技术在美国应用现状分析。美国是最早提出BIM技术概念的国家，同时也是将BIM技术应用得最为成功的国家。虽然，亚洲的一些发达国家和地区，如新加坡、日本和中国香港地区等，在BIM技术发展和应用方面也比较成功，但相比于美国而言，这些国家和地区在BIM技术的应用上还有很大的差距。因此，进行BIM技术在美国应用现状的研究，能比较全面地了解美国BIM技术发展的情况，及时发现我国在BIM技术应用方面和先进国家存在的差距，借鉴人家的成功经验，同时吸取美国在BIM技术应用过程中的教训，并为我国BIM技术的发展树立目标。

美国在20世纪70年代就开始进行BIM技术的研究，最早提出的名称是建筑描述系统，即BIM技术的雏形。在2002年，BIM这一名词才真正出现，是由美国的Autodesk公司提出的。从20世纪70年代至今已经发展40多年，BIM技术在美国获得了大众的认可，很多建筑企业都使用BIM技术，同时美国政府也对此大力支持，不仅颁布了一系列使用BIM的技术标准、指南、手册，还引导建筑企业建立BIM协会。美国政府机构推广BIM技术的方法值得我国学习和借鉴。美国的计算机技术发展也比较早，同时也是处于世界领先地位，计算机技术的发展和应用使得美国很多行业都获得了飞速的发展，但建筑行业却是个例外。计算机技术的应用并没有使建筑工程规划设计和施工技术出现太大的变化。但计算机技术的发展带动了信息化的发展，美国建筑行业在信息化应用方面可谓已经达到比较成熟的阶段，能将很多的理论研究成果转化为生产力，从而使得建筑行业的发展出现根本性的变化。

美国总务管理局为了提高建筑行业的生产效率，在全国建筑行业中大力推广信息化手段，而BIM技术正是其中的代表。为了使BIM技术能更加规范化的应用于建筑行业中，美国总务管理局制定了一系列的计划、标准，而事实已经证明，这一决策的正确性。

（二）BIM技术在中国应用现状分析。在中国，建筑行业是一个庞大的组织，其中包括各种类型和各种规模的建筑企业。BIM技术在中国建筑业的应用还处于起步阶段，我国一些项目使用了BIM技术，但大部分都是比较大型的建筑工程项目，有政府的支持和技术支持，如上海世博会、奥运村空间规划等，BIM技术在这些项目上的应用也取得了很好的结果。但对于其他建筑企业而言，BIM技术还属于比较新鲜的一种技术手段，在建筑业中应用的并不广泛，还有很大的发展前景。BIM从技术上来讲并不涉及到什么高难技术，但如果要在一个行业中推广，还需要得到业内人士的认可，关键是要将这种全生命周期的信息化管理理论融入到设计师的理念中，这还需要一定的时间。BIM技术对于行业标准化和规范化水平的要求比较高，但中国建筑业目前存在的一个大问题就是行业不规范，这与现在的社会发展有很大关系，在这种情况下想要在建筑业中推广BIM技术是难以实现的。

但是，随着国际间交流的不断深入，BIM理念已经开始出现在建筑行业中，并被一些思想较为活跃的人士所接受，并付诸于实践。现在很多国内著名的建筑设计团队都成立了相应的BIM技术小组，而北上广深等一线城市也有专业的BIM技术咨询公司和培训机构。此外，在建筑工程管理的各个阶段也都有应用BIM技术的案例出现，实现了从无到有的突破。

（三）BIM发展。随着信息化技术的深入发展以及建设部对特级资质施工企业信息化的要求，BIM技术正在引发建筑业的巨大变革，将深刻地改变传统的工程设计、建造、管理方式，永久性地改变项目参与各方的协作方式，它以软件技术和信息技术为载体，形成完整的工程数据库，提高项目整合度，为工程设计、建造、管理提供全面解决方案，可以帮助工程建造方更加有效和高效地进行项目全过程控制，从而获得竞争优势。基于BIM的虚拟施工技术作为新兴的学科将是未来发展方向，需要各方面力量的积极推动和支持，不断完善其理论和技术体系，并应用于实践，以促进施工技术的进步和发展。面对信息革命和迅速发展的高新技术，建筑施工企业作为国家经济的支柱产业，必须勇于吸收新技术，从而推动我国经济迅速高效的发展。

三、BIM在建筑模型及成本监控上的应用

（一）建筑设计阶段的BIM应用

1、BIM在设计阶段的价值。在建筑项目设计中实施BIM的最终目的是要提高项目设计质量和效率，从而减少后续施工期间的洽商和返工，保障施工周期，节约项目资金。其在建筑设计阶段的价值主要体现在以下五个方面：

（1）可视化（Visualization）：BIM将专业、抽象的二维建筑描述通俗化、三维直观化，使得专业设计师和业主等非专业人员对项目需求是否得到满足的判断更为明确、高效，决策更为准确。

（2）协调（Coordination）：BIM将专业内多成员间、多专业、多系统间原本各自独立的设计成果（包括中间结果与过程），置于统一、直观的三维协同设计环境中，避免因误解或沟通不及时造成不必要的设计错误，提高设计质量和效率。

（3）模拟（Simulation）：BIM将原本需要在真实场景中实现的建造过程与结果，在数字虚拟世界中预先实现，可以最大限度减少未来真实世界的遗憾。

（4）优化（Optimization）：由于有了前面的三大特征，使得设计优化成为可能，进一步保障真实世界的完美。这点对目前越来越多的复杂造型建筑设计尤其重要。

（5）出图（Documentation）：基于BIM成果的工程施工图及统计表将最大限度地保障工程设计企业最终产品的准确、高质量、富于创新。

2、BIM项目类型及介入点。哪些项目适合使用BIM？BIM应该在建筑项目设计的哪个阶段介入？这两个问题的答案仁者见仁、智者见智：有的说BIM只适合于复杂造型设计项目，在前期的概念和方案阶段就要介入，常规住宅项目是“杀鸡用牛刀”；有的说只有标准化程度比较高的住宅项目才能充分体现参数化设计的价值，提高出图效率，应该在施工图阶段介入；还有的说复杂的BIM只适合做方案设计，施工图还是使用AutoCAD灵活、效率高，这些观点其实都没错。心理学讲“需求是决定一切行为的根本”，BIM也是同理。不同的人、不同的项目、不同目的，将决定BIM的实施采用什么样的方式、什么时候介入、做到什么深度、得到什么成果，以及实施的费用成本。

（二）BIM全过程成本监控系统模型。BIM理论及技术的构件特性决定了在BIM时代，构件这一称谓将作为一种建筑零件的存在实现真正意义上的建筑产业工业化、精细化、信息化。在建筑信息模型中，构件不仅仅能够反映建筑实体的长、宽、高等几何信息，而且能够反映包括结构类型、材料种类、制造商、采购价格、施工成本在内的大量建筑信息，它为项目管理各专业的协价值工程同提供了一个统一的数据信息来源，使成本的实时监控成为可能。伴随着BIM在施工进度中的成功运用，BIM“3D模型+进度+成本”的信息集成平台将成为解决项目成本失控的利刃。

目前，成本的控制一般还是着重在项目进展的特定节点上进行，整个项目的全过程成本控制也主要表现为三算对比（项目概算、项目预算及结算）。基本上不存在真正的全过程成本控制体系，目前大多数甲方项目成本管理团队所采取的都是定期进行成本检测和成本分析的方式来力求实现对成本的全程把控。而通过BIM所能实现的全程成本监控，将是真正意义上的实时监控，成本监控的准确性将大大提高。BIM对于成本的监控体系，是从整个项目的招投标及设计阶段就开始真正介入到项目中直至项目交付业主使用为止（如果从项目全寿命周期成本控制的角度来考虑，BIM对于投资控制的控制将可以持续到整个项目从项目立项到项目结束使用寿命、拆除为止）。

四、BIM应用可行性分析

基于BIM的成型的最大难题在于信息收集的过程中如何实现各方数据的兼容性以及平台输出数据的准确性。这两者伴随着IFC的完善以及国家对于BIM标准的统一研究出台将会迎刃而解。如果要保C基于BIM能够广泛的应用于建设项目就需要建立统一的各专业BIM信息接口，这一方面有赖于各专业BIM精英对于族的建设完善；另一方面也需要借助更加强大的数学算法来实现信息接口的通用性。相信在不久的将来这两个方面的技术解决方案也会随着BIM技术的推广和研究而得到进一步的解决。

五、结语

从国际发展角度来看，BIM技术在建筑工程管理中的应用已经成为一种趋势。BIM技术相比于二维设计技术而言，不仅具有协同设计的优势，同时BIM技术针对建筑工程管理全生命周期的应用解决了不同阶段信息传递不畅的问题。虽然，现在我国建筑行业对于BIM技术的应用还处于起步阶段，但随着信息化的不断发展，为了提高建筑工程管理的效率，BIM技术在建筑行业的应用必将成为一种主流方向。BIM理论及技术是建筑产业信息化实现的希望载体，BIM同时在建筑造价上的应用可以改善效率及项目管理面貌，在从繁重算量、重复成本核算中解放出项目管理人员的同时使他们有更多的精力专注于建筑质量及细节的优化。

主要参考文献：

[1]张建平，范.基于4D-BIM的施工资源动态管理与成本实时监控[D].清华大学，2011.

[2]任桂娜.基于BIM的工程项目进度计划自动生成模型研究[D].哈尔滨工业大学，2013.

[3]焦安亮，张鹏，侯振国.建筑企业推广BIM技术的方法与实践[J].施工技术，2013.

[4]张洋，张建平.基于BIM的建筑工程信息集成与管理研究.中国BIM门户.