涵熙（苏州）工程顾问有限公司徐菁、陈勇

摘要：BIM技术在现代大型、复杂项目中的应用越来越广泛，在投资、质量、进度等方面都实现了很大的效益。本文以苏州某医院的概预算阶段造价管理为例，分析了BIM技术在工程造价咨询中的应用。通过基于BIM的可视化建模、视频漫游、三维校核、建筑性能分析、交通分析、动线模拟、管线综合与净高分析等，进一步优化了设计方案，提高了造价工程量清单编制的完整性、准确性，同时体现了BIM技术在投资管控领域应用价值。

关键词：BIM；工程造价咨询；概预算；医院案例

引言

在建筑业快速发展的背景下，工程项目的规模越来越大、技术越来越复杂，传统工艺和建造方法已经很难适应建筑行业的发展要求，对工程造价管理也提出了更高的挑战^[1]。BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）是工程项目寿命周期内可以精确管理建筑信息的集成数据平台，由于其能够显著提高建造质量、降低工程造价、提高造价管理的准确性，BIM受到了业界越来越多的关注。十五年前，我国的一些大型工程项目（例如上海瑞明广场、天津中钢大厦）就已经开始探索使用BIM，取得了明显的效果。2011年，住建部发布了《2011-2015年建筑信息化发展纲要》，明确了BIM的行业发展目标；2018年，又发布了城市轨道交通工程BIM应用指南。而地方政府和多个部门也陆续出台了推动BIM发展的政策，江苏省和苏州市近年来发布的相关政策文件见表1所示。BIM在建筑工程中的应用也越来越多，上海中心大厦、南京青奥城等一批国家重大工程项目都是成功运用BIM的典型案例。

表1 近年来江苏省和苏州市发布的BIM相关政策文件

在此背景下，国内外很多学者开展了BIM相关问题的研究。斯坦福大学的集成设施工程中心（CIFE）针对32个重大项目的BIM应用实践研究表明，通过应用BIM减少了40%非预算范围的工程变更，预算的准确度在3%之内，编制预算所需的时间可以节省80%，节约10%的合同价值，节省7%的项目工期^[2]。国内京东集团亚洲一号天津东丽物流园通过对机电综合管线排布、钢结构及维护结构的深化设计，各项材料累计节约率达10%；图纸会审过程中提前发现各专业图纸问题165处，及时提出图纸变更，有效避免了工程返工，累计节约施工成本68万元。美国整个建筑业中BIM的应用率在2009年就达到了50％。而在欧洲有44％、在美国有39％的设计和和管理的专业人员经常使用BIM。与发达国家相比，国内BIM应用还在起步阶段^[3]。

总结现有的研究成果发现，以BIM技术为基础、探索其在工程造价方面应用效果的论文还相对较少。本文以苏州某医院的实际项目为例，从可视化管理、工程量校验、管线综合三个方面，探索BIM在概预算阶段造价管理中的定量应用效果。

一、案例背景

该医院总占地面积为8万多平方米，总建筑面积27万多平方米，其中：地下3层，建筑面积12万平方米；地上建筑面积约15万平方米，主要是医疗综合楼裙楼、住院楼、科研综合楼；此外，建设内容还有：液氧站、污水垃圾站、以及其他室外建筑设施；项目合同总价约17亿元。该项目由三家工程咨询单位承担BIM的协审工作，为业主提供全过程造价咨询服务，包括概算、预算、过程的跟踪审计等。

BIM在本项目概预算阶段中的应用主要包括可视化建模、视频漫游、三维校核、建筑性能分析、交通分析、动线模拟、管线综合与净高分析几个方面。对于项目实施过程中跟踪审计的BIM应用及其效益不作为本文分析的范围。

二、BIM在概预算阶段造价管理中的应用效果分析

（一）可视化管理的BIM应用效果

1、三维校核的应用效果

本项目BIM协审与造价咨询同步开展，为保证BIM成果与造价数据的一致性，BIM工程师与造价工程师同时对施工图的问题进行了校验，对设计图纸提疑共443处，其中：BIM提疑159处，造价提疑284处，均反馈至设计院并得到回复，使设计施工图纸更符合施工要求；此外，发现问题共175处，其中，土建98处，机电77处，主要分为专业设计冲突、图面表达深度不足或笔误两类，其中专业设计冲突16处，图面表达深度不足或笔误159处。通过三维校核，显著改进了项目的设计质量，双方对工程量偏差进行了修正，促进了预算编制的全面性，同时也校验了BIM模型的完整性和正确性；在过程跟踪阶段可以辅助进行清标工作，作为进度款拨付更为准确的依据。经过初步计算，能够节约投资201.22万元。

2、交通分析的应用效果

这方面主要针对项目建成后地下室、内部、外部交通组织进行综合分析，基于分析结果提供设计优化建议，为设计单位和业主决策提供参考。基于BIM交通分析，提供的主要优化内容见表2所示。

表2 交通优化内容一览表

经过测算，上述优化设计建议能够节约投资约150万元，其中，节约较大内容为地下室优化二的汽车坡道专项优化方案，约70万元。

3、动线分析的应用效果

医院的动线流程是医院日常运行的核心环节，高效顺畅的动线流程能够明显提升医院的运营效率，本项目通过BIM三维可视化工具分析了9种人行动线与4种物流动线，验证了经过统筹规划的各种流线，使得流动更为有序、提高了设计的合理性。此外，依据平面功能设计数据，通过运用BIM软件，对科研楼、医疗综合楼进行室内人员疏散整体分析，得出医疗综合楼疏散模拟时间为18分钟48秒；科研综合楼疏散模拟时间为19分钟42秒，此理论模拟数据可作为消防疏散的参考依据。

总结上述分析，可视化管理所产生的BIM直接经济效益可达351.22万元。

（二）工程量校验的BIM应用效果

在进行工程量校验时，主要依据有三个方面：

1、业主提供的预算图纸，包括建筑、结构、机电系统以及过程中各类提疑回复文件。

2、BIM专业人员建立的BIM建筑、结构和机电系统模型。

3、造价团队人员编制的预算清单工程量、清单编制时的计算模型。

工程量校验的基本流程包括模型搭建、BIM工程量提取、BIM清单工程量校验、校核总占比与总偏差率、以及偏差分析和纠偏，见图1所示。

图１ 工程量校验的基本流程

所采用的计算公式如下：

（1）偏差金额=校验部分BIM金额-校验部分预算金额

（2）校验占比=校验部分预算金额/分部分项预算金额

（3）偏差率=偏差金额/校验部分预算金额

本项目基于BIM的工程量校验成果见表3所示。

表3 工程量校验成果

备注：（1）土建分部分项预算金额不含钢筋工程造价，安装分部分项预算不含线管电缆及抗震支架工程造价；（2）本次工程量校验不含景观绿化、室外道路、铺装、室外排水、市政排水大型土石方、海绵城市、非机动车棚、西区苏式园林、停机坪铺装、西区六角亭及水榭、内装工程、扣除临时围墙等内容。

在本项目中，通过工程量校验，修正编制126处，修正模型167处，初步测算能够节约投资327.08万元。

（三）管线综合的BIM应用效果

1、管线综合优化的应用效果

在进行管线综合优化时，遵守以下几个原则：

（1）满足设计施工规范：机电管线综合不能违背各专业系统的设计本意，保证各系统的使用功能，同时，应该满足业主对建筑空间的要求、以及建筑本身的使用功能要求。

（2）合理利用空间：机电管线的布置应该在满足使用功能、路径合理、方便施工的原则下，尽可能集中布置，系统主管线集中布置在公共区域（如走廊等）。

（3）充分考虑系统调试、检测和维修的要求，合理确定各种设备、管线、阀门和开关等的位置和距离，避免软碰撞。

（4）满足装饰要求：机电综合管线布置应充分考虑机电系统安装完成后各区域的净空要求，在没有吊顶的区域管线排布整齐、合理、美观。

（5）保证结构安全：机电管线需要穿梁或一次结构的墙体时，需要充分地与结构设计师沟通，严格保证结构安全。

在本项目中，通过Revit软件对建筑、结构、机电、幕墙等全专业建模，再将模型导入到Navisworks软件中，对土建和机电专业中的水、电气、暖通等专业进行碰撞检查，并输出碰撞报告。结果表明，检测出碰撞*****处，其中，结构与机电碰撞*****处，机电和机电碰撞*****处，对机电部分的造价节约进行了估算，具体见表4所示。

表4 项目机电碰撞类型与节约费用情况

2、净高分析的应用效果

根据业主提供的室内装修净高要求，在项目的220个区域进行净高分析与管线综合优化布置。结果表明，医疗综合楼地上部分102个区域中，11个区域符合净高要求，待优化区域22个；科研楼93个区域中，44个区域符合净高要求，14个区域有待进一步优化；地下室25个区域中，2个区域符合净高要求；其它区域需设计予以解决。管线综合优化信息，以上区域均出具净空分析报告，为辅助业主、设计单位对使用空间确定提供参考依据。

基于BIM模型的净高分析，使得设计方案中的公共区走廊、设备房等区域密集管线排布更合理、美观，便于施工安装及后期检修。此外，通过提升管线安装标高，增加走廊及房间净空。对净空问题进行事前控制，有效规避了后期达不到装修高度的问题。

3、管线综合应用的总结

在预算模型的基础上进行优化设计，能够解决原设计与实际施工中可能遇到的问题，提高机电安装工程的施工品质、缩短施工周期、实现建设单位对建筑功能的更高要求。通过管综优化，本项目应用BIM实现的主要价值见图2所示。

图2 项目应用BIM实现的主要价值

总结上述分析可知，在本项目的概预算阶段应用BIM技术实现了非常可观的经济效益，合计可达1551.8万元，接近合同总价的1%。如果考虑到跟踪审计阶段的BIM应用、以及其他间接效益，通过应用BIM技术项目获得了很大的综合效益。

三、结语与启示

本项目建设规模大，涉及专业广，技术复杂度高，各功能及设备房间种类众多，专业管线纵横交错。如果没有应用BIM技术，采用传统的设计后就施工的基本流程完成工程项目，一方面给业主的投资管控带来很大的挑战；另一方面，由于设计图纸没有进行优化，将在施工过程中出现大量的变更等问题，给项目的进度、质量、安全管理都增加了更大的难度。而通过BIM技术辅助进行概预算阶段的造价管理，不仅实现了施工阶段的成本节约、便于施工、提高质量等效益，项目投入使用之后的交通动线、应急疏散等方面也更加合理有效。因此，BIM技术应用的直接与间接效益都是非常可观的。

参 考 文 献

[1] 申玲，宋家仁，钱经. 基于DEMATEL的BIM应用效益关键影响因素及对策[J]. 土木工程与管理学报，2018，35（02）：45-51.

[2] 李奥蕾. BIM技术应用的效益及影响因素研究[D]. 厦门：华侨大学，2018.

[3] 李劲珉. BIM应用的效益评价体系研究与实证[D]. 广州：华南理工大学，2018.