1) 计价模式存在区域性差异在我国, 工程造价管理存在明显的区域性, 不同地方采取不同的定额标准, 定额又可以分为全国统一定额、行业统一定额、地区统一定额等。这种计价模式的区域性和不同地区的不同计价标准使造价管理人员所积累的经验和数据也存在一定的区域性, 限制了造价人员对其他地区项目进行合理准确的估价, 使造价人员原有的经验和数据积累不能很好的得到利用。在造价行业, 过去工作上积累的经验、数据和历史造价指标是造价机构在本行业立足的根本。

2) 造价数据难以实现高效共享在现阶段, 工程造价数据的共享主要体现在公司内部人员和项目各参与方之间的数据信息共享。一方面, 公司内部人员之间由于技术、需求等原因无法将自己获得的数据直接共享, 使造价工程师无法与其他部门人员进行有效的沟通, 尤其是在项目的多算对比时体现最明显, 不能及时得到各部门的数据信息, 如财务数据、仓储数据等, 这种部门之间沟通的低效性使数据交换的及时性和准确性受到影响。另一方面, 建筑项目参与方较多, 从项目立项到交付运营的全生命周期各参与方间缺乏纵向的信息集成管理链, 导致各参与方间数据共享与传递受到阻碍。

3) 阶段性信息传递失真在项目全生命周期的各阶段, 不同的参与主体基本上是通过2D图纸和纸质文档进行沟通与交流, 难免存在对图纸信息不能完全正确理解或对隐蔽区域的遗漏现象, 信息不能准确传递。同时, 在汇总设计阶段方案时, 由于信息共享的阻碍使得各设计方的内容在传达时存在较多失误和碰撞, 以致概预算存在较多错误, 设计方案价值降低。阶段性管理的方式造成不同阶段的信息脱节、各阶段信息传递失真, 信息关联性差, 使各参与方重新对信息进行收集、加工和更新, 上一阶段的信息不能及时得到纠正与反馈, 加大了工程造价各环节的工作量, 提高了信息成本, 无法有效对项目进行全过程造价控制。

4) 信息处理效率低清单计价模式下, 在编制工程量清单的过程中信息量大、人工处理数据较多, 工程量计算速度慢, 准确性低。传统的手工算量和单机软件预算对数据分析的精细度已经不能满足全过程造价的需求。此外, 在项目设计变更、索赔管理和正常的施工中, 对工程量和材料价格的调整比较频繁, 有些数据还需人工采集, 不能对此及时做出相应的调整和对策, 致使进度款支付混乱, 造成施工单位成本控制困难。

在造价控制中不仅体现为简单的工具级应用, 而是对项目成本和时间的控制, 为项目各参与方争取更多的经济利益。根据建筑项目全生命周期的特点, 结合BIM技术搭建了基于BIM的信息集成平台, 避免同样的信息在不同项目阶段、不同参与方间的信息冗余, 建筑项目从决策到后期运营管理共享一套信息, 使建筑项目在全生命周期的造价控制工作中更精准、有效。

如图1所示, BIM将建筑项目的模型信息、时间信息和成本信息集成于同一信息平台。其中, BIM以3D模型为基础, 利用参数化建模的特性, 集成了建筑项目中各构件的空间信息和参数信息, 如构件的材质、型号、体积、位置、工序等, 利用这些信息可以更高效地完成设计评审、工程专技分析、永续性评估等工作, 可以任意对模型中的构件进行组合与统计, 快速得到建筑项目的工程量信息。在3D模型中加入时间维度构成BIM的4D模型, 在时间信息的基础上, BIM集成了建筑项目的进度信息、人料机消耗量信息等;利用这些信息可以生成项目的进度计划, 得到任意时间段的工程量, 进而合理地制定资金使用计划、人料机需求计划、场地运用规划、3D协调作业等。在BIM4D模型的基础上加入成本维度构成了BIM5D模型, 该模型中含建筑项目的相关造价指标、人料机价格、消耗量指标等成本信息, 与任意时间段的工程量结合即可快速得到任意时间段的造价, 及时控制工程造价, 并能快速显示项目变更引起的成本变化, 有效控制预算超支, 缩短整个过程的时间并尽可能地降低成本;同时, BIM5D模型中还保存了以往的历史造价数据。

该信息平台的管理模式主要在以BLM理念为核心的全生命周期管理BIM实施模式的基础上加入决策阶段和运营阶段, 业主担任该平台的核心建设方, 将该建筑项目的3D, 4D, 5D模型信息、时间信息和成本信息汇总到BIM信息集成平台, 并分别向建筑项目的各参与方 (设计单位、承包商、监理单位) 发布相应的实施任务。该平台内的信息由该建筑项目的相关参与方共享, 在不同阶段设定不同的使用权限, 不同参与方、不同专业的工作人员可以从中进行相关信息的调用, 信息的变更也会在该平台内进行同步更新。

全生命周期造价控制是为确保建筑项目的投资效益, 对项目从决策阶段、设计阶段、施工阶段、竣工阶段和运营阶段的全生命周期, 围绕建筑项目的造价控制进行的相关行为和组织活动。在建筑项目的全生命周期, 以BIM信息集成平台为核心, 各阶段为造价控制的节点, 业主根据项目各阶段造价控制的内容分别向对应节点的参与方发布BIM指令, 各参与方根据指令从BIM信息集成平台中提取所需信息, 完成相应的BIM任务, 并将完成的任务信息反馈到BIM信息集成平台, 实现各阶段前后衔接、各参与方的协调以及对各阶段造价的实时控制, 实现真正意义上的全生命周期动态控制。同时, 借助于BIM信息集成平台, 各参与主体在纵向各个阶段的造价信息传递与表达更及时、准确, 在自身内部横向的各专业、各部门间的传递与表达也更高效, 真正实现了项目纵向与横向的信息集成与共享。由此形成了以BIM信息集成平台为核心的项目全生命周期造价控制模式, 以实现对建筑项目全生命周期造价控制效果的优化。

项目的决策阶段主要是对项目的各建议方案进行可行性研究分析, 通过分析对比选出最佳的投资方案, 最终确定项目的投资估算价。在该阶段, 业主将自己对项目的需求告知设计单位, 设计单位根据业主需求利用BIM构建模型或是参考相似项目的BIM模型, 并运用BIM进行功能、环境、场地等分析, 进行方案的对比优化, 得到初步设计方案及初步设计BIM模型。从BIM信息平台中快速得出项目的工程量信息, 获取相关的价格信息、估算指标等造价数据, 便可以实现无纸化计算项目的投资估算价, 即得到项目的目标成本。在此过程中业主可以通过BIM模型直接看到建筑项目的三维效果, 实现业主与设计方的高效沟通, 提高投资估算的精度。

设计阶段以限额设计为原则, 根据业主在决策阶段确定的初步设计方案构建扩初BIM模型, 在此模型基础上各专业进行深化设计, 得到项目的扩初设计方案及扩初设计BIM模型, 利用BIM的5D功能从BIM信息集成平台获取设计概算所需造价数据的相关信息, 得到项目的设计概算。随着设计方案的细化, 可以借助扩初模型对各分部分项工程进行动态模拟、方案对比、碰撞检查等实现设计优化, 减少设计变更和重复设计带来的附加费用, 得到施工图BIM模型 (即最终的设计BIM模型) 并编制施工图预算。业主根据BIM信息集成平台的数据库随时对投资估算、初步设计概算和施工图预算进行三算对比, 避免出现“三超”问题, 大大提高了造价控制工作的效果。

施工阶段是项目建设周期中持续时间最长、控制最困难的阶段, 本阶段主要实施方为项目的承包商, 主要的监控方为监理单位。施工阶段造价控制重点体现为进度款的支付、实施进度与质量、物料管理。承包商根据业主发布的BIM指令, 从BIM信息集成平台中提取设计的BIM模型, 集合时间信息生成项目的资金使用计划和进度控制计划、资源需求计划, 并与监理单位就上述计划进行沟通并得到确认。运用BIM的可模拟性功能, 根据施工进度进行虚拟施工, 实时更新BIM模型的数据库, 从中提取相应的进度信息, 判断所报告的进度与实际进度是否一致以及实际的资金使用状况是否超过计划目标成本, 可实现对项目的施工成本与进度的实时控制。同时, 可以实现采购与供应信息的高度集成, 实现人、料、机能够按需求准时供应, 实现采购与供应流程的无缝对接, 减少窝工、材料堆积等, 实现材料的零库存管理。此外, 从BIM信息集成平台可以获取任意时段、任意区域的造价数据, 实现人、料、机与各节点进度款等费用及时、准确地统计和支付, 及时准确掌控工程成本, 提高工程造价控制的精准度。

竣工阶段是对项目的投资效益、检验施工质量进行全面考核的重要环节, 基于BIM技术的竣工阶段, 施工的BIM模型已经包含了项目索赔、变更、违约的所有信息和相关参数, 在项目竣工交付时施工方根据业主的要求, 可以从BIM模型中直接调出相应的信息进行检查, 并可以直接获取项目的结算价, 避免结算时的造价争议, 保证了工程结算的精准性, 有利于业主和施工方的造价控制。在竣工决算时, 通过BIM模型可以得到工程项目各分部分项工程的工程量清单信息以及完成情况, 便于进行工程质量的审核、竣工决算价与合同价的对比。BIM的应用, 保证了竣工阶段造价控制工作的高效性与精准性。

运营过程主要维护设施及建筑结构。在此阶段, 结合王婷等提出的基于WEB的BIM运营管理信息系统, 运用GIS与BIM数据库进行相关参数的关联, 可实现实时判断设备的运行情况和能耗、性能评价分析, 并及时采取控制措施, 尽可能降低维护费用。此外, 还可以在建筑的扩建、改建等方面发挥造价控制作用, 运用BIM技术可以对建筑物的结构性能进行分析, 以判断其安全性和耐久性, 避免在扩建、改建过程中结构发生损坏, 增加损失。同时还可以判断建筑构件和材料能否二次利用, 以节约材料资源的造价成本。

选取山东省临沂市某区的一住宅建筑10号楼作为案例, 分析与探讨实际项目中上述基于BIM信息集成平台全生命周期造价控制模式的应用, 达到论证上述模式实际应用效果的目的。该项目采用框架剪力墙结构, 总建筑面积5 863.570 1m², 其中地下面积624.966 7m², 地上面积5 238.603 4m²;地下1层, 地上9层。

1) 决策阶段 决策阶段设计方利用BIM构建初步BIM模型, 进行功能、环境、空间等分析, 最终确定初步设计方案。同时将BIM模型传输至BIM信息集成平台, 从中提取工程量、造价指标等信息, 快速准确地得出投资估算。在传统的造价控制中, 由于更多关注于方案经济性分析, 不能准确得到工程量, 因此投资估算价不够准确, 而BIM技术提高了工作效率约50%;同时, 工程量信息的自动生成与计算提高了造价工作的精准性, 使投资估算对项目全生命周期的限额控制更有效。

2) 设计阶段 该阶段各专业设计人员在初步设计BIM模型基础上进行深化设计, 进行管线综合、碰撞检查, 提高了设计方案的价值。通过BIM技术将设计阶段的BIM模型同步更新到BIM信息集成平台, 完成项目设计到施工准备过程的信息传递。同时, 充分利用BIM信息集成平台强大的技术支撑和信息集成化优势, 可直接获取设计概算与施工图预算并实时进行三算对比, 实现限额设计的目标, 确保在建筑项目的全生命周期中信息及时、精准、高效地传递、表达与应用。

3) 施工阶段 借助于BIM4D功能, 运用Navisworks软件生成项目的进度计划和人料机需求计划, 并进行施工前的碰撞检查, 提高了施工前造价控制的效率和效果。在施工过程中, 运用BIM技术模拟现场施工, 实时对比实际工程的施工情况, 并根据人料机需求计划合理安排人料机的进场顺序, 减少人料机的费用。通过BIM信息集成平台的应用, 实现了进度款支付时实际进度与计划进度的精确审核、施工过程中人料机的合理安排及项目施工全过程信息的统计与集成, 真正做到了项目施工信息的实时查询。

4) 竣工阶段 该阶段, 业主、承包商、监理方均可以从BIM信息集成平台直接获取项目施工全过程中的工程量清单、变更、索赔信息, 各分部分项工程的造价分析表等信息, 减少了业主与承包商对相应费用的纠纷, 加强了对隐蔽工程部分的审核。BIM的应用大大缩短了工程竣工结算与决算的时间, 提高了造价控制的精准性。

通过基于BIM全生命周期造价控制的管理模式, 将BIM信息集成平台贯穿于项目的决策、设计、施工、竣工阶段, 实现了对项目全生命周期动态的造价控制, 提高了项目的造价控制效果。

本文构建的基于BIM的建筑项目全生命周期造价控制模式, 解决了传统造价控制工作中信息传递不及时、各阶段管理断层以及“三超”等问题。通过在本案例工程中的应用, 充分验证了BIM技术在项目全生命周期造价控制中的应用效果, 将BIM应用到项目全生命周期的造价控制工作中, 运用BIM的参数化建模、可视化、虚拟施工、节能分析、协同工作等功能将极大地推动造价管理与控制的有效实施, 实现建筑项目造价控制的精准化、动态化, 有利于建筑行业的可持续发展和资金的有效运用。