劉微

（中通服咨詢設(shè)計研究院有限公司）

1 引言

BIM技術(shù)具備信息互用性、可分析性和三維可視化的特點(diǎn)，將其運(yùn)用于建筑項目造價管理中能夠起到協(xié)同各階段和各專業(yè)的作用，但在實(shí)際應(yīng)用中，部分人員還僅停留在圖紙設(shè)計等簡單應(yīng)用上，因此，文章就BIM技術(shù)在造價估算、施工過程和竣工過程的運(yùn)用方式及具體方法進(jìn)行研究。

2 基于BIM技術(shù)在建筑項目工程造價估算中的運(yùn)用

2.1 借助BIM技術(shù)收集統(tǒng)計序列

設(shè)定建筑項目的工程造價初始數(shù)據(jù)為R={x1,x2,…,xn}，其中n為造價信息測試數(shù)據(jù)集的序列數(shù)量[1]。開展造價管理工作，需規(guī)劃建筑項目進(jìn)度，評估進(jìn)程可靠性，維護(hù)施工緩解。造價估算約束參量在數(shù)據(jù)集中的描述要素為m維矢量，區(qū)分造價信息種類屬性借助模糊聚類分析技術(shù)，用數(shù)據(jù)集中的各個種類描述造價信息模糊隸屬度屬性，從而合理分配造價。借助BIM技術(shù)收集統(tǒng)計序列，而后在造價信息相互融合并處理的操作下，得到造價估算信息。其中，融合分布矩陣為：

其中，τ為描述分塊信息特征檢測時間延遲[2]。

統(tǒng)計建筑項目工程造價估算模型，進(jìn)行奇異值分解，所使用的公式為：

其中，V、E為描述建筑項目工程造價統(tǒng)計序列特征分解矩陣；A為描述建筑項目工程造價BIM信息的奇異值。引入關(guān)聯(lián)知識庫，融合建筑項目工程造價序列，所形成的矩陣為關(guān)于V、E的正交矩陣，并且E=(e1,e2,…,en)。

就BIM管理數(shù)據(jù)構(gòu)建工程造價信息參量采集模型，運(yùn)用主成分分析法，采用回歸檢驗辦法，檢驗BIM信息，得到工程造價子空間分布矩陣：

其中，Lm為描述建筑項目工程造價最初統(tǒng)計樣本信息[3]。

引入模糊聚類中心融合技術(shù)，設(shè)計建筑項目工程造價信息的BIM數(shù)據(jù)模型，并建立關(guān)聯(lián)知識庫。其中，BIM數(shù)據(jù)模型為：

其中，qri=rn-r1，將BIM信息作為數(shù)據(jù)載體。形成的造價序列分析模型為：

2.2 收集工程造價特征向量

降維處理不同分部工程的原始數(shù)據(jù)，設(shè)定樣本序列中包含k個待處理單元，每個單元中包含h個指標(biāo)，得到：

其中，j為描述第j個指標(biāo)；i為描述第i個樣本單元。

通過標(biāo)準(zhǔn)化處理得到：

其中，σfi為標(biāo)準(zhǔn)差為算數(shù)平均數(shù)。

標(biāo)準(zhǔn)化處理后的原始矩陣為X=(xij)m×n，計算相關(guān)系數(shù)的公式為：

用主成分方差表示第i個主成分含有的原始數(shù)據(jù)在所有信息中的比例，即主成分在指標(biāo)中的貢獻(xiàn)率，表示為：

當(dāng)方差貢獻(xiàn)率越高時，主成分綜合變量所含有的信息越充足[4]。分析主成分的過程為處理樣本信息的過程，將樣本數(shù)據(jù)的各方面表現(xiàn)反映在主成分中，加權(quán)平均處理不同主成分，得到公式：

其中，F(xiàn)e為含有絕大多數(shù)樣本數(shù)據(jù)的主成分綜合得分，即數(shù)值上反映了綜合樣本數(shù)據(jù)。

2.3 模型建立

基于BIM技術(shù)的建筑工程造價估算模型為：

其中，G為建筑項目工程造價估算分段回歸檢驗約束參量，且W為描述建筑項目工程造價與工期間的關(guān)系量，且為描述工程造價估算擬合深度的量[5]。

3 基于BIM技術(shù)在建筑項目工程設(shè)計階段造價管理的運(yùn)用

造價估算為施工前的設(shè)計階段，BIM技術(shù)應(yīng)用于此階段還需將估算結(jié)果呈遞給評審人員，根據(jù)展示的3D效果，業(yè)主和用戶分析施工方案的可行性，從而縮減決策時間。監(jiān)理、施工單位、業(yè)主同時作為圖紙審查和設(shè)計交底的主體，設(shè)計人員將消防管道、水電和土建方向的圖紙逐個交由相關(guān)人員審核[6]。

在方案設(shè)計階段，設(shè)計單位分析功能空間、推敲建筑外形，由不同專業(yè)設(shè)計師創(chuàng)建方案模型，綜合協(xié)調(diào)后整合方案模型，交由業(yè)主審核，審核通過后存檔。初步設(shè)計階段，由設(shè)計單位初步設(shè)計模型，借助BIM技術(shù)開展分析通風(fēng)性能、地面交通和功能空間的工作，將建筑和結(jié)構(gòu)模型整合，由業(yè)主初步審核模型，審核通過后，將初步設(shè)計模型存檔。在施工圖設(shè)計階段，設(shè)計單位全專業(yè)、全系統(tǒng)協(xié)調(diào)管線，設(shè)計施工圖BIM模型，并借助BIM技術(shù)，就結(jié)構(gòu)體系、空間功能和材料信息的完整性予以審核，同樣生成結(jié)構(gòu)和建筑模型，整合后交業(yè)主審核，通過審核后存檔。

建立廣聯(lián)達(dá)算量模型基于內(nèi)置計算規(guī)則，手動構(gòu)建算量模型或者軟件自動識別掃描的CAD圖紙，建立三維模型，求出工程量。在軟件中，選定計算規(guī)則，按照樓層劃分豎向空間，識別軸網(wǎng)，建立建筑項目某一樓層的軸網(wǎng)，完成水平定位。其他樓層根據(jù)所建立的軸網(wǎng)，修改本樓層軸網(wǎng)，減少重復(fù)作業(yè)[7]。目前，建筑項目多為高層建筑，其中包含剪力墻和架柱，將混凝土強(qiáng)度、鋼筋信息和高度以及柱的尺寸信息后，算量軟件將直接輸出腳手架面積、模板面積、鋼筋重量和混凝土體積等工程量。運(yùn)用BIM技術(shù)和廣聯(lián)達(dá)算量軟件能夠快速識別復(fù)雜環(huán)境下的柱大樣，相較于用CAD圖紙進(jìn)行計算更為準(zhǔn)確高效。在建筑項目中包含多種鋼筋種類，其作用于梁結(jié)構(gòu)中，手動計算梁內(nèi)鋼筋量、模板工程量和框架梁混凝土量較為麻煩，借助廣聯(lián)達(dá)算量軟件即可在輸入鋼筋信息后，直接輸出不同類別鋼筋的根數(shù)和長度，以三維模型形式呈現(xiàn)在造價人員眼前。

計算工程量過程中，應(yīng)用BIM技術(shù)在軟件的支持下提取工程量，求出精準(zhǔn)結(jié)果。工程量與構(gòu)件數(shù)量存在關(guān)聯(lián)，實(shí)際施工中變更模型中的構(gòu)件，可自動更新工程量和工程成本數(shù)據(jù)，簡化工程概算過程，降低施工沖突。實(shí)際計算板工程量的環(huán)節(jié)，次梁需同板的體積合并計算變?yōu)橛辛喊澹兹瘟憾~，依據(jù)計算需求組合工程量，通過改變模型數(shù)據(jù)具體值可自動更新工程量。由于板負(fù)筋數(shù)量屬性存在差異，借助BIM技術(shù)提高識別準(zhǔn)確度和速度，快速得出對應(yīng)工程量。門窗洞與墻體積間需扣減，運(yùn)用BIM技術(shù)，建立墻模型，繪制門窗，依據(jù)內(nèi)置規(guī)則，扣減門窗、梁和柱體積，保證工程量與實(shí)際情況相符。裝修工程量計算包含天棚吊頂工程量、墻面裝修工程量和樓地面工程量等，因裝修構(gòu)件各不相同，精確計算墻面和地面裝飾材料價格需結(jié)合裝修樣式。

4 基于BIM技術(shù)在建筑項目工程施工階段造價管理的運(yùn)用

施工階段造價管理工作主要分成偏差分析和成本管理兩部分，其中，成本管理是預(yù)測考核成本，生成管理目標(biāo)和計劃；偏差分析是糾偏造價目標(biāo)實(shí)現(xiàn)中的偏差，包含費(fèi)用偏差和進(jìn)度偏差。造價人員進(jìn)入施工現(xiàn)場，依據(jù)合同價比對目前施工中的實(shí)現(xiàn)完成值，及時發(fā)現(xiàn)偏差，并預(yù)判風(fēng)險糾正偏差[8]。

結(jié)合《建設(shè)工程工程量清單計價規(guī)范》中的規(guī)定，合同價格發(fā)生變化可能因提前竣工、物價變化、工程變更、現(xiàn)場簽證、不可抗力、施工索賠、相關(guān)法律變化等，施工階段應(yīng)用BIM技術(shù)主要通過廣聯(lián)達(dá)GBQ4.0計價軟件、廣聯(lián)達(dá)CTJ2018土建計量平臺和BIM-5D軟件，能夠精準(zhǔn)配置施工資源，依據(jù)業(yè)主所給出的設(shè)計圖紙、文件等，承包人若發(fā)現(xiàn)工程變化問題，可將工程價格增減利用BIM技術(shù)直觀展示，并調(diào)整資源利用方向和工程價格，避免造成浪費(fèi)和返工。

在施工中，施工管理人員多采用事后分析策略，依據(jù)施工管理人員的個人經(jīng)驗，統(tǒng)計出機(jī)械、材料和人工資源數(shù)量，但易發(fā)生實(shí)際值與計劃值偏差情況。借助BIM技術(shù)，準(zhǔn)確編制施工進(jìn)度，在原本設(shè)計圖紙的三維模型中引入時間信息，生成4D模型，直接計算出施工節(jié)點(diǎn)和各個施工過程的資源消耗量。引入成本信息，生成5D模型，計算定額消耗量，得出在重點(diǎn)作業(yè)過程中所需人力資源和機(jī)械資源的具體數(shù)量，將施工組織信息、成本信息和進(jìn)度信息同時加入三維模型中，避免資源投入與實(shí)際情況不匹配。

5 基于BIM技術(shù)在建筑項目工程竣工階段造價管理的運(yùn)用

工程竣工環(huán)節(jié)是合同標(biāo)的物完成，經(jīng)過施工建造，承包商給出竣工結(jié)算，在建設(shè)單位驗收后，依據(jù)合同中的相關(guān)條款全部核算已完成的施工產(chǎn)品，并完成打款?？⒐るA段的主要工作為承包商自審所編制的竣工結(jié)算清單，提交給建設(shè)單位，并由審計人員審核所提交的各項資料，給出審核結(jié)果。核對工程量過程中，甲乙雙方就工程量不符構(gòu)件和結(jié)構(gòu)質(zhì)疑，依據(jù)算量模型，核驗構(gòu)件信息是否滿足實(shí)際情況，如若發(fā)現(xiàn)不同，由軟件自動更新相應(yīng)工程量。

6 結(jié)語

綜上，建筑項目工程造價關(guān)乎建設(shè)甲乙雙方經(jīng)濟(jì)效益。為提升經(jīng)濟(jì)效益水平，引入BIM技術(shù)能夠發(fā)揮可視化和精確化優(yōu)勢，改變原來依賴CAD圖紙的模式，借助算量軟件等完成工程量的自動計算與更新。實(shí)際應(yīng)用BIM技術(shù)過程中，需立足建筑工程，根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將技術(shù)作用于建筑項目全生命周期。