余方 陳旭 敬濤

摘 要：本文綜述了全壽命周期理論和BIM技術(shù)，并結(jié)合BIM技術(shù)與全壽命周期理論，分析了BIM技術(shù)在工程項目建設(shè)期和運(yùn)營期的實際運(yùn)用，并總結(jié)了BIM技術(shù)在這些時期的應(yīng)用效果和它在工程項目全壽命周期中的價值，同時還分析了BIM的全壽命周期成本控制理念在工程實踐教學(xué)中的意義。

關(guān)鍵字：BIM技術(shù)；全壽命周期；建筑模型；信息數(shù)據(jù)系統(tǒng)；成本控制

中圖分類號：TU723.3；TU17 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2018）02-0134-03

Research on the Application of BIM's Life Cycle Cost Control Concept in Engineering Practice Teaching

YU Fang1，2，CHEN Xu1，JING Tao1

（1.Civil Engineering College of Hunan City University，Yiyang 413000，China；

2.Hunan Hetian Property Development Co.，Ltd.，Yiyang 413000，China）

Abstract：This paper reviews the life cycle theory and BIM technology，and through the analysis of BIM technology in construction period and operation period of the project application，the combination of BIM technology and the life cycle theory，expounds the application of BIM technology in these periods，summarizes the value of BIM technology in the whole life cycle of the project. The life cycle cost analysis and control of the BIM concept in practical teaching of Engineering significance.

Keywords：BIM technology；life cycle；building model；information data system；cost control

0 引 言

在我國國民經(jīng)濟(jì)中，工程項目如建筑行業(yè)等的經(jīng)濟(jì)增長方式都以粗放型為主，資源浪費(fèi)較為嚴(yán)重，生產(chǎn)效率相對低下，平均產(chǎn)值利潤不高，工程項目成本管理觀念和技術(shù)亟需提升。BIM技術(shù)是一種能為工程項目全壽命周期中的所有決策提供可靠信息和依據(jù)的技術(shù)手段。基于BIM的全壽命周期分析應(yīng)用可以有效進(jìn)行工程成本控制和方案比選，提升工程造價管理價值。

1 全壽命周期理論概述

全壽命周期理論以工程項目的全壽命周期總成本最小化為目的，壽命期內(nèi)每個階段所需要的工作以及工程任務(wù)皆不相同，所以對造價的影響程度也有所不同。工程項目全壽命周期分為建設(shè)期、運(yùn)營期和報廢期。

2 BIM概述

2.1 BIM的定義

BIM（Building Information Modeling），可以理解為建設(shè)領(lǐng)域的信息化模擬，它以工程項目的有關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過數(shù)字化仿真模擬，直觀地表達(dá)出建筑工程所具有的各類真實信息，具有可視化，協(xié)調(diào)性、模擬化、參數(shù)化等特點。

2.2 BIM技術(shù)運(yùn)用現(xiàn)狀

2.2.1 國外運(yùn)用現(xiàn)狀

隨著科技的發(fā)展，人們開始將全壽命周成本與計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，而BIM技術(shù)則是真正意義上落實全壽命周期成本控制的工具和手段，與此同時，英美等國正加緊完善BIM體系。美國在BIM技術(shù)運(yùn)用方面起步較早，在建筑行業(yè)，使用BIM技術(shù)的比重成倍增長，從2007年的28%增長到了2012年的71%。在歐美等國，應(yīng)用BIM技術(shù)逐漸形成了新的工作模式。BIM技術(shù)的運(yùn)用不再局限于工程領(lǐng)域的表象環(huán)節(jié)，而是開始全方位協(xié)同參與、設(shè)計，并產(chǎn)生了大量的系統(tǒng)化軟件。在亞洲各國，也陸續(xù)形成了BIM技術(shù)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，在各種大型建筑施工中示范使用，并逐漸普及。

2.2.2 國內(nèi)運(yùn)用現(xiàn)狀

國內(nèi)對于BIM技術(shù)的研究以及應(yīng)用仍處于初期階段，但BIM的理念在建筑領(lǐng)域中傳播地較快，隨著不斷提高的建筑信息化要求，政府也開始大力推進(jìn)BIM技術(shù)的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在以下方面：

（1）2008年，中國的BIM門戶網(wǎng)站（www.chinabim.com）成立，該網(wǎng)站不僅對發(fā)展以BIM為核心的建筑工程信息化起到了推動作用，也為國內(nèi)建筑工程在BIM技術(shù)的使用上提供了交流平臺。

（2）2011年，國家科技部將BIM信息模擬系統(tǒng)正式作為“十二五”重點研究項目的課題。

（3）相較于2007年BIM熱搜幾乎為0的情況，2015年“BIM”一詞的關(guān)注度一路飆升。

可以大膽預(yù)測BIM技術(shù)在未來中國建筑領(lǐng)域的發(fā)展呈現(xiàn)出一片大好態(tài)勢，隨著其在建筑工程領(lǐng)域深入開發(fā)、研究、運(yùn)用，BIM技術(shù)將在未來建筑行業(yè)形成新的風(fēng)向標(biāo)。

3 BIM技術(shù)在工程項目建設(shè)期成本控制的應(yīng)用

工程項目全壽命周期的建設(shè)期主要分為三個階段：建設(shè)期決策階段、建設(shè)期設(shè)計與計劃階段和建設(shè)期施工階段。

3.1 BIM技術(shù)在項目建設(shè)期決策階段成本控制的應(yīng)用

工程項目在建設(shè)初期的決策階段通常要進(jìn)行場地的規(guī)劃分析，由于技術(shù)手段的限制，傳統(tǒng)的規(guī)劃分析往往需要進(jìn)行實地調(diào)研觀察，并結(jié)合工程師的建設(shè)經(jīng)驗，通過其它軟件逐個分析，這會耗費(fèi)大量的人力物力財力。

利用BIM技術(shù)，直接導(dǎo)入工程項目的方位性模型，結(jié)合地圖的兼容性，建立一個3D可視化的直觀模型，不僅能展現(xiàn)出一個工程項目所處的交通狀況、商業(yè)布局等，還能根據(jù)這個場地模型（如圖1），清晰地觀察到項目所在區(qū)域的地勢特征，極大地提高了項目后期的設(shè)計及決策工作的效率。BIM技術(shù)的引入，還幫助業(yè)主進(jìn)行可視化分析，縮短項目初期的決策時間，從而節(jié)約了大量的勞動力以及時間成本。在經(jīng)濟(jì)指數(shù)劇增的現(xiàn)代化的工程建設(shè)中，時間成本決定整個項目的總造價成本。

3.2 BIM技術(shù)在建設(shè)期設(shè)計與計劃階段成本控制的應(yīng)用

對于一個工程項目而言，設(shè)計與計劃階段決定著它全周期成本費(fèi)用、質(zhì)量程度、建設(shè)進(jìn)度等。項目最初的總平面設(shè)計圖、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計圖以及管道設(shè)備等設(shè)計信息等往往是影響項目最終成本的主要因素，這些也需要設(shè)計師單位花費(fèi)極大的人力物力去進(jìn)行管控。然而項目的實施很難做到零誤差，偶爾對原始結(jié)構(gòu)所做的輕微改動，會帶來巨大的設(shè)計變化，比如給水排水工程、防災(zāi)消防通道、燃?xì)庠O(shè)備等方面。在BIM軟件的技術(shù)支持下，能輕松解決這些問題。

BIM的模型是富含工程項目所有構(gòu)件以及各方面部件的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，擁有極快的運(yùn)算能力，能在短時間內(nèi)整合所有專業(yè)信息，憑此可以發(fā)現(xiàn)并且規(guī)避后期工程實施過程中可能出現(xiàn)的問題。比如，利用BIM技術(shù)進(jìn)行碰撞檢查。同時，BIM軟件還能直觀地統(tǒng)計出項目的工程量，為項目提供更加可靠，更加全面的信息數(shù)據(jù)。相比傳統(tǒng)人工在圖紙上的設(shè)計以及工程量的統(tǒng)計，BIM技術(shù)軟件不僅更加迅速，而且更加準(zhǔn)確，精準(zhǔn)的計算以及高效的復(fù)核給工程項目在成本管理方面帶來質(zhì)的飛躍（如圖2）。

3.3 BIM技術(shù)在建設(shè)期施工階段成本控制的應(yīng)用

工程項目的施工階段是成本消耗的主要階段，也是使人力物力和財力實現(xiàn)實際價值、建設(shè)質(zhì)量得到保障以及投資資金實現(xiàn)效益化的決定性階段。將BIM技術(shù)引入施工的過程中，不僅能展現(xiàn)出每個分部分項工程的施工順序，而且對施工組織以及進(jìn)度也制定了十分明確的要求。在施工前期的圖紙復(fù)審以及圖紙變更上，它不僅能解決管件、結(jié)構(gòu)梁碰撞等類似的設(shè)計缺陷所帶來的進(jìn)度拖延問題，還能為其它更加復(fù)雜的技術(shù)問題提供解決方案。在鋼筋工程方面，BIM的精確計算能為鋼筋下料提供優(yōu)化組合方案，也可以提供廢氣鋼材的利用方案，極大地節(jié)省了材料的費(fèi)用消耗、減少了不必要的材料浪費(fèi)。

同時通過BIM提供的三維模型，可以清晰直觀地觀察到梁板墻等部位鋼筋骨架的布置，給鋼筋工的綁扎工作提供了精確的指導(dǎo)；另外在其它管道工程和洞口預(yù)留的布置上，它還能展現(xiàn)完整、美觀又準(zhǔn)確的顯示效果，降低甚至避免了后期穿墻鑿洞的成本，極大地提高了施工效率。

BIM技術(shù)同時還作為一個信息系統(tǒng)而存在，能有效地解決因施工階段長周期，涉及范圍廣的原因帶來的施工圖紙和施工用材記錄等方面信息的丟失、變更問題；BIM軟件能統(tǒng)計并記錄該階段中的所有資料，在竣工后能精確地得出項目實際總造價，對于成本管理人員來說，可以讓成本管理的工作效率更高、費(fèi)時更短、數(shù)據(jù)統(tǒng)計更加便利。

4 BIM技術(shù)在項目運(yùn)營期成本控制的應(yīng)用

工程項目的運(yùn)營期區(qū)別于建設(shè)期的特點是這一時期更需要進(jìn)行工程項目的信息管理，通常需要對項目的信息進(jìn)行查詢、修改和調(diào)用等。這一時期的項目已經(jīng)竣工，主控權(quán)移交給了建設(shè)業(yè)主單位，業(yè)主常常會移交至物業(yè)。該階段主要的費(fèi)用是整個項目進(jìn)行運(yùn)營的維護(hù)費(fèi)用，一般主要包括設(shè)備產(chǎn)品的能耗、保養(yǎng)維修、周期更迭等方面的花費(fèi)。

BIM技術(shù)作為一個信息系統(tǒng)存在，能在工程項目這個龐大又復(fù)雜的資產(chǎn)數(shù)據(jù)庫中提供迅速又便捷的信息查詢。導(dǎo)入完設(shè)備等數(shù)據(jù)的后期BIM的信息模型系統(tǒng)，不僅能得到工程項目的能耗數(shù)據(jù)，還能自動根據(jù)設(shè)備的性能、頻率等要素確定檢查周期，并及時進(jìn)行提醒，同時，它還能對維護(hù)修理進(jìn)行詳盡地記錄保存，為后期的任何信息需求做好準(zhǔn)備，以此成為最便捷的管理手段。

所以，BIM技術(shù)在項目運(yùn)營期的的成本控制主要在建筑、設(shè)備的管理上。應(yīng)用它能夠大幅度地提高項目運(yùn)營的效率，降低管理成本，提高全壽命周期的經(jīng)濟(jì)效益。

5 BIM的全壽命周期成本控制理念在工程實踐教學(xué)中的意義

相比傳統(tǒng)工程造價管理，BIM技術(shù)的應(yīng)用可謂是對工程實踐教學(xué)的一次顛覆性革命，具有不可比擬的優(yōu)勢，全面提升了工程實踐教學(xué)效率與信息化管理水平，在優(yōu)化管理流程方面具有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢。BIM技術(shù)的應(yīng)用使得復(fù)雜繁瑣耗時耗力的工程量計算在設(shè)計階段即可高效完成，具有精準(zhǔn)度高、效率高的特點，工程實踐教學(xué)的核心轉(zhuǎn)變?yōu)槿^程造價控制，在減少繁瑣的工程量計算的同時，對學(xué)生的能力與素質(zhì)提出了更高的要求，對于建筑工程全面管理而言具有積極意義。

BIM技術(shù)在工程實踐教學(xué)管理中應(yīng)用的優(yōu)越性：

（1）提升工程量計算準(zhǔn)確性與效率；

（2）加強(qiáng)全過程成本控制；

（3）控制設(shè)計變更；

（4）方便歷史數(shù)據(jù)積累和共享；

（5）有利于項目全過程造價管理，BIM技術(shù)在工程造價管理中的應(yīng)用可全面提升工程實踐教學(xué)效率與信息化管理水平，優(yōu)化管理流程，高效率、高精準(zhǔn)度地完成工程量計算工作，有利于加強(qiáng)全過程成本控制，它還能做好設(shè)計變更應(yīng)對，方便歷史數(shù)據(jù)積累和共享，對于工程實踐教學(xué)而言有諸多優(yōu)越性，使學(xué)生的所學(xué)能與實踐緊密接軌，應(yīng)用價值較高，值得大力推廣。

6 結(jié) 論

時代在飛速發(fā)展，無論是建筑還是互聯(lián)網(wǎng)等各個領(lǐng)域，每個領(lǐng)域所運(yùn)用的技術(shù)手段都在快速地進(jìn)行更迭。在建筑行業(yè)，BIM的出現(xiàn)將是一個新的發(fā)展導(dǎo)向?；谇拔膶IM的應(yīng)用研究分析，可以看出它不僅能起到讓各建筑專業(yè)、甚至工程項目全壽命周期持續(xù)協(xié)同的作用，還能準(zhǔn)確又迅速地提供信息儲存、信息共享、信息交互的功能。它不只是一個建筑信息化模型，更是一個強(qiáng)大的信息數(shù)據(jù)系統(tǒng)。從CAD等軟件主導(dǎo)的二維時代到未來的某個時間點的這期間，一定會產(chǎn)生一次重大的變革。BIM技術(shù)所帶來的工程項目全壽命周期的管理模式將成為建筑行業(yè)的一個新起點。將BIM技術(shù)應(yīng)用于工程實踐教學(xué)，使課堂教學(xué)與工程實踐更加縫合，更加合理，更加優(yōu)化，既能讓實踐工程項目的成本控制，實現(xiàn)一次質(zhì)的飛躍，又能達(dá)到理論教學(xué)成功運(yùn)用于實踐的目的。

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