吳力，胡立群，唐克靜

(湖北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 十堰 442300)

1 BIM 技術(shù)的概念和特性

1.1 BIM 技術(shù)的概念

經(jīng)過10 年左右的發(fā)展，BIM 技術(shù)在中國建設(shè)領(lǐng)域逐步推廣普及。這項技術(shù)貫穿于項目建設(shè)的整個過程，不僅可以在設(shè)計階段進行有效的參數(shù)化建模，而且可以將模型信息在項目建設(shè)的后續(xù)階段進行傳遞，實現(xiàn)模型信息的集成和共享。

1.2 BIM 技術(shù)的特性

在項目建設(shè)之初，BIM 技術(shù)可以建立形象直觀且信息完整的仿真建筑模型，有效地對建筑環(huán)境進行模擬，生成各項分析報告，供項目管理者進行決策和交流。施工階段，設(shè)計者利用BIM 技術(shù)將深化后的模型轉(zhuǎn)變?yōu)槎S圖紙進行導(dǎo)出，以指導(dǎo)施工，施工單位可以利用設(shè)計階段的建筑模型，進行場地布置和施工進度模擬等，以提高管理效率，確保項目安全。

2 項目設(shè)計階段成本控制中存在的問題

2.1 成本控制影響因素多

建設(shè)項目的成本控制至少要經(jīng)過概算、預(yù)算、結(jié)算等階段。每個階段造價依據(jù)均不相同，不僅僅是依據(jù)項目本身所產(chǎn)生的費用，而且需要考慮其他各項費用，這對造價人員的專業(yè)能力和對BIM 技術(shù)的應(yīng)用能力要求較高。

2.2 數(shù)據(jù)傳遞不夠暢通

建設(shè)項目中相當(dāng)數(shù)量的風(fēng)險是由于信息溝通不及時、不暢通、不對等導(dǎo)致的。項目建設(shè)相關(guān)部門缺少信息交流平臺，或是各平臺之間不能有效對接，造成設(shè)計變更、實際施工之間的數(shù)據(jù)無法在整個建設(shè)團隊之間實現(xiàn)有效傳遞和實時共享，造成浪費，無法實現(xiàn)精細化管理和成本控制。

2.3 設(shè)計和造價功能不能完全對接

在BIM 技術(shù)推廣之前，我國大部分建設(shè)項目已經(jīng)實現(xiàn)“電算”：即造價人員依據(jù)已有項目圖紙，運用算量軟件進行建立工程量模型，再將工程量模型導(dǎo)入計價軟件進行計價、調(diào)差、取費，形成預(yù)算書。BIM 技術(shù)的推廣，對于成本控制而言，最大的變革就是設(shè)計人員建立的模型，本身就帶有工程量信息，即參數(shù)化建模，如果這個模型能夠直接被造價人員獲取和使用，將大大節(jié)省造價人員的時間和精力。但是，這是理想狀態(tài)。目前，所開發(fā)的BIM 設(shè)計軟件，重點仍然是便于設(shè)計人員進行項目創(chuàng)作和圖紙生成，BIM 設(shè)計軟件與國內(nèi)現(xiàn)有造價軟件的對接仍然存在斷層。也存在設(shè)計人員建立的信息完整的模型，由于造價人員對新技術(shù)的不適應(yīng)、不熟練，導(dǎo)致技術(shù)的更新難以達到成本控制的初衷。

3 應(yīng)用BIM 技術(shù)進行項目設(shè)計階段成本控制的優(yōu)勢

3.1 便于方案優(yōu)化，提高工程質(zhì)量

在應(yīng)用BIM 技術(shù)進行項目設(shè)計之初，建設(shè)項目總設(shè)計師再給各專業(yè)工程師分配任務(wù)的同時，也會提供統(tǒng)一的項目樣板，以便各專業(yè)工程師在同一項目樣板中進行設(shè)計，最終，實現(xiàn)項目的各個專業(yè)模型有效的集成整合。通過碰撞檢測，使大部分沖突在設(shè)計階段得到化解，提高工程質(zhì)量，減少返工，降低成本。

3.2 實現(xiàn)快速算量，提升計量精度

在傳統(tǒng)的計量計價過程中，造價人員需要閱讀相應(yīng)的設(shè)計圖紙，找到圖紙中各材料的屬性，結(jié)合計算規(guī)則，手動建模算量。BIM 技術(shù)的參數(shù)化建模，使各構(gòu)件在設(shè)計的過程中，完成屬性與構(gòu)件的匹配，甚至部分BIM 算量軟件內(nèi)置了計算規(guī)則，不僅使計算更快捷，而且數(shù)據(jù)準確度也得到大幅提升。

3.3 便于精準結(jié)算，減少項目成本

項目設(shè)計階段的成本控制，是建設(shè)項目合同實施階段成本控制的重要環(huán)節(jié)。重視項目設(shè)計階段BIM 技術(shù)的應(yīng)用是前提，利用BIM 技術(shù)建立參數(shù)完整正確的模型是保障。實現(xiàn)BIM 技術(shù)在項目設(shè)計階段的完全應(yīng)用，為后期支付進度款，進行項目結(jié)算提供了依據(jù)和助力，使各參與方利潤更透明，減少了項目建設(shè)成本。

4 BIM 技術(shù)在項目設(shè)計階段成本控制中的應(yīng)用

4.1 項目設(shè)計前

項目設(shè)計前的環(huán)節(jié)主要是指項目決策階段。BIM 項目模型庫為決策提供直觀具體的依據(jù)，增強決策的科學(xué)性，為建設(shè)單位提供成熟的建設(shè)計劃和部署方案。此外，BIM 模型庫也為投資估算和概算提供依據(jù)，為項目的全方位評估創(chuàng)造條件。眾所周知，項目決策是影響造價的首要因素，這促使項目建設(shè)企業(yè)要積極主動地應(yīng)用BIM 技術(shù)，建立科學(xué)有效的BIM 模型庫。

4.2 項目設(shè)計階段

由于建筑行業(yè)企業(yè)和技術(shù)人員對BIM 技術(shù)的掌握和推廣程度各不相同，導(dǎo)致BIM 技術(shù)在進入項目建設(shè)階段時間也不同。這使得BIM 技術(shù)在設(shè)計階段的應(yīng)用有分為“反向設(shè)計”和“正向設(shè)計”兩種。

（1）反向設(shè)計。反向設(shè)計就是建筑設(shè)計領(lǐng)域所稱的“翻模”，即先利用傳統(tǒng)CAD 相關(guān)軟件，將施工圖紙設(shè)計完成，再在已完成的施工圖紙基礎(chǔ)上，利用BIM 設(shè)計軟件，建立模型，實現(xiàn)模型的參數(shù)化。究其原因，是因為很多設(shè)計人員對BIM 技術(shù)的掌握不夠熟練，BIM 設(shè)計團隊沒有形成，而政策和公司要求建設(shè)項目運用BIM 技術(shù)，只能先利用已掌握的技術(shù)完成施工圖紙，再鉆研BIM 技術(shù)在項目中的應(yīng)用。這是BIM 初學(xué)者的必經(jīng)之路。但是，這種設(shè)計思路和方法，極易造成BIM 技術(shù)與實際項目脫節(jié)，指導(dǎo)施工和造價的圖紙，依然是傳統(tǒng)的二維圖紙，BIM 技術(shù)并沒有真正的應(yīng)用于實際項目，只是用于達到學(xué)習(xí)和響應(yīng)國家政策的目的。沒有實踐的BIM 技術(shù)，所發(fā)揮的功能是有限的，對技術(shù)人員在BIM 應(yīng)用方面的提升也是有限的，沒有達到BIM 技術(shù)在建設(shè)項目全生命周期中的應(yīng)用的目的。因此，在跨越BIM 技術(shù)在設(shè)計階段的應(yīng)用的初級階段之后，BIM 技術(shù)應(yīng)該進入“正向設(shè)計”的新的階段。

（2）正向設(shè)計。借助BIM 技術(shù)，從BIM 軟件的三維坐標開始，展現(xiàn)建筑設(shè)計圖形，設(shè)計的第一步開始，就開始落實BIM 技術(shù)的三維可視化設(shè)計，設(shè)計的開始和中途，都不需要借助CAD 圖紙，最終的設(shè)計成果直接從BIM 設(shè)計軟件（如Revit）中導(dǎo)出并交付使用。正向設(shè)計的三維模型，內(nèi)置的構(gòu)件信息，可以被其他專業(yè)協(xié)同設(shè)計人員讀取，便于交流和協(xié)同設(shè)計；也可以流向施工單位，便于施工單位進行施工前期準備和施工進度模擬；也可以流轉(zhuǎn)給造價人員，便于統(tǒng)計工程量，進行預(yù)決算和竣工結(jié)算。實踐表明，運用BIM 技術(shù)進行正向設(shè)計，同一項目設(shè)計耗時要比只采用CAD 進行二維設(shè)計多一倍，這無疑會增加設(shè)計成本。實現(xiàn)BIM 正向設(shè)計，最大的受益方不僅僅是設(shè)計階段，而付出最多的是設(shè)計階段。因此，要想激發(fā)設(shè)計單位進行BIM 正向設(shè)計的動力，項目各參與方都要在利潤分配上認可并支持設(shè)計人員的工作。

BIM 技術(shù)在項目設(shè)計階段，對于各專業(yè)設(shè)計人員來說，關(guān)注的重點和面臨的問題也各不相同。

對于結(jié)構(gòu)工程師來說，BIM 的信息化和構(gòu)件的標準化是重點。如果是現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，混凝土、鋼筋、縱筋和箍筋用量、錨固方法、剛勁排布方式、保護層厚度等底層參數(shù)繁多，BIM技術(shù)對結(jié)構(gòu)設(shè)計的便利性就大打折扣。標準化就是將許多個零散的數(shù)據(jù)分類打包，如果裝配式技術(shù)得以推廣并大范圍應(yīng)用，構(gòu)件的標準化促使結(jié)構(gòu)工程師只需要關(guān)注剛度、截面承載力、延性、構(gòu)件連接等上層參數(shù)，并且構(gòu)件的幾何尺寸可以根據(jù)構(gòu)件的剛度直接確定，不需要考慮承載力和延性。這就大大減少了結(jié)構(gòu)設(shè)計師的工作量。

對于設(shè)備工程師來說，雖然現(xiàn)有BIM 設(shè)計軟件在建模方面，相比CAD 有明星優(yōu)勢，但是，很多專業(yè)并不適用，水電方面是明顯的短板，沒有完備的族、標注方式復(fù)雜、聯(lián)動性差、出圖方式不完善等都決定了，BIM 正向設(shè)計在設(shè)備專業(yè)是很難大規(guī)模實現(xiàn)的，幾十萬平方的項目尤其如此，地下室用正向設(shè)計的方法出圖，點位太多，BIM 設(shè)計軟件完全達不到導(dǎo)線橋架的出圖表達要求，需要畫一步調(diào)整一步，費時費力。

4.3 項目設(shè)計后

項目設(shè)計階段完成施工圖成果交付后，設(shè)計任務(wù)并沒有完結(jié)。項目標準改動、工程招投標階段的技術(shù)規(guī)格，施工單位不按圖施工，以修改設(shè)計的方式減少成本，以及其他變更，都可能導(dǎo)致設(shè)計階段的延續(xù)。利用BIM 技術(shù)設(shè)計的參數(shù)化模型，在處理變更時優(yōu)勢也很明顯。BIM 技術(shù)的協(xié)同和聯(lián)動，會讓各參與方及時獲取變更信息，縮短時間，提高交流效率，節(jié)約成本。

5 結(jié)語

BIM 技術(shù)經(jīng)過近10 年的發(fā)展，逐步趨向成熟。運用BIM技術(shù)建立的參數(shù)化模型，對整個建設(shè)項目而言，提高了管理和工程質(zhì)量，起到了降本增效的效果。然而，對于項目設(shè)計階段，雖然在一定程度上促進了項目的優(yōu)化和溝通的有效性，但是，對于設(shè)計單位，設(shè)計師的時間、精力投入倍增，設(shè)計企業(yè)對設(shè)計硬件和軟件的投入也大大增加。這要求建筑行業(yè)在注重BIM 技術(shù)推廣的同時，也要在管理和分配上進行與時俱進的改革。