基于BIM的项目成本控制研究

发布时间：2017-08-03 09:53

第 1 章  绪论

1.1 研究背景 
近年来，国内不断加大基础设施建设，大力推进城镇化建设，房地产行业飞速发展，建筑工程也有了前所未有的契机。科学的进步使人们对建筑功能的需求也越来越多，对舒适、美观、节能、绿色、结构新意的建筑物的追求也日益增多。使得施工过程变得越来越复杂复杂，需要的数据信息巨增，这也推动着工程技术的发展，，管理的革新。原有的管理流程、管理方法已经无法适应现在建筑工程的飞速发展，传统技术手段对大量的工程建设成本信息数据已经无法实时计算和共享。虽然建筑工程中应用计算机得到了长足的发展，但以计算机为基础的工程管理水平的发展水平远远落后于计算机技术本身，其使用率也相对低。 随着世界经济的快速发展，全球化和信息化的趋势越来越明显，作为我国支柱性建筑业也将面临前所未有的巨大挑战。由于长期缺乏可靠的项目建设全过程成本控制系统，由于建筑信息体制和机构的缺失，导致建筑成本有增无减、目标的失控和大量的浪费。 近年来，BIM 技术引进国内并逐渐成熟，受到国家各层级的高度重视。其集成化、信息化模型和数字化的特点弥补了现有阶段成本控制的不足和缺点。BIM 技术的成本控制体系也从根本上改变建筑行业相对落后局面，为建设项目的施工成本控制给予了技术上的帮助。 雷克斯·米勒等人 2009 年出版的“Commercial Real Estate Revolution 商业房地产革命”的书中有对建设项目成本的描述：（1）不能按时完工的项目中有一半成本超支；（2）建筑工人面对的死亡威胁程度是其他行业平均水平的 2.5 倍以上；（3）超过七成的项目不能按照计划完工；（4）有一半的建设项目成本是可以节省的；（5）超过三分之二的项目预算低于实际成本[1]。在日益庞大和复杂的工程面前，很多项目都具有技术难度大、施工组织流动性高、环境不确定性大、利益相关者数量多、项目周期长、施工中干扰多等特点，这些众多的不确定因素将不断干扰人、材、机等价格变化，预算的成本将不具有参考性。建立基于BIM 技术的成本控制体系有望成为解决这一困难的有效工具。
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1.2 研究的目的 
随着全球化、信息化的到来，产出效率也决定着作为我国主要产业的建筑业的繁荣。目前的管理理念与生产技术远远满足不了我国建筑施工企业对成本控制的需求，唯有改革现在的管理手段才有可能实现施工成本的较大改观，实现建筑业的长期发展。 目前国内使用 BIM 技术对工程成本的预算、计划、控制、核算、分析、考核的研究依然处在初步阶段，并没有提出运用 BIM 技术进行建筑项目成本控制的使用要求和构模标准，找不出一套切实可行的的适用于我国建筑行业的 BIM成本管理体系。BIM 技术主要是通过对项目数据的编辑、收集、更新、存储、交换和整合的过程中，对项目全生命周期中的不同参与方、不同功能、不同专业提供大量及时有效的信息，以实现项目决策、设计、施工、验收和使用的全过程控制的成本控制、以及提高工程建设行业的行业生产力水平[2]。 本文对基于 BIM 建设项目施工成本控制进行研究，可促进施工成本管理的发展；提高建筑行业的资源利用率；增强施工企业的竞争力；推动 BIM 技术在项目施工阶段的运用。
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第 2 章  相关理论技术综述 

2.1 项目施工成本控制理论 
将直接关系到建设项目的各项成本和费用，和与项目虽然没有直接关系，却关系到施工单位运营的费用，这两部分费用之和即为项目的施工成本。 成本控制是一种对经济的控制。它主要比较计划成本与实际成本之间的差别，并进行产生偏差的原因分析，及时纠正，并进一步找到更为合理的计划成本，这需要反复的进行，构成了对施工全过程的成本控制。 大额性：建设工程不仅体型庞大，而且造价数额极大，有数十万的，上百万的，更有多达上千万、十亿、上百亿，有的更是不计成本的建筑。 个别性和差异性：每个工程的功能、建筑规模、要求标准都不同，其造价也是不同的，没有两个完全相同的工程，其成本也有着显著差别。 动态性：工程建设周期长，材料价格变动大，工程设计经常发生变更，国家税率也在时时刻刻变化，人工费的变动都会使工程造价发生变动。 层次性：每个项目都可以分为几个层次，分项工程、分部工程、单位工程、单项工程、单位工程，每个层次都有其不同造价。 正是因为建设项目有着以上的特点才造成了施工成本的不确定性，但是这不确定性又是可以通过认为的干预加以控制的。  
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2.2.2 BIM技术的特点
BIM 技术是当前建筑项目管理最为先进的技术，其具有四大特点：BIM 技术不仅仅可以在设计阶段完成对整个建筑环境保护与节能分析也可以在虚拟光线下进行设计信息的模拟，同时，它也可以通过模型在招投标阶段和项目实施过程中完成项目的优化和指导。最重要的是，在进行成本控制方面，BIM 技术可以实现 3D 模型+时间+工序的 5D 信息模拟[31]。在一定程度上对建设项目的全生命周期实现了信息数字化，解决了项目管理中的信息交换困难的问题，提高了项目的协同能力。建筑物的设计越来越复杂，现阶段很难只靠想象和二维图纸来表达建筑构件的具体形式。但是采用 BIM 技术可建立三围立体的模型，使项目从一开始就以模型的视角展现在施工管理人员的面前。它提供了建筑信息，因此在项目实施过程中，项目可以从规划、设计、施工、运行的整个生命周期都可以在可视化状态下进行施工管理。 
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第 3 章利用 BIM 技术在施工全过程中的成本控制 ........ 17     
3.1 施工前期阶段 ........ 17
3.2 施工中期阶段 ........ 19 
3.3 施工后期阶段 ........ 20 
3.4 本章小结 ...... 22 
第 4 章  基于 BIM 技术的建筑工程成本控制平台 .......... 23     
4.1 IFC 标准 ...... 23     
4.2 传统工程项目成本管理系统存在的问题 .... 24     
4.3  新的成本平台构建 ......... 24
4.4  具体的系统流程 ............ 26
4.5 IFC 标准与 BIM 技术的结合应用 .... 27 
4.6 本章小结 ..... 32 
第 5 章 BIM 在工程实例中的应用及存在的问题 ............ 34 
5.1 工程概况 ..... 34 5.2 BIM 应用分析 ...... 35 
5.3 BIM 技术在成本控制中的应用 ........ 36
5.4 在实际项目中运用 BIM 技术面临的主要问题 ............. 45 
5.5 本章小结 ..... 47 

第 5 章 BIM 在工程实例中的应用及存在的问题 

5.1工程概况 

本论文结合郑州市某工地为实例具体讲述 BIM 的应用效果，图 5-1 为该项目的效果图。其中一个地块的工程概况如下：07-02 地块设计建筑施工总面积为248793.51 ㎡，建设用地面积为 17108 ㎡；总共 14 幢楼，由高层住宅、地下汽车库、商业、幼儿园、配套用房组成，其中 11 幢为高层住宅，  6#楼为社区综合服务用房、商业用房，框架结构，地下两层。2#楼为商业用房，框架结构，地下两层。14#楼为幼儿园，框架结构，地下两层为地下车库。其他为 27 层高层住宅。高层住宅为剪力墙结构，地下三层，建筑设计夹层为非机动车库，地下一层二层为戊类储藏室。住宅建筑总高度为：27 层高层住宅为 78.6m，商业用房为 15.6m，幼儿园为 11.4m。主要建筑包括高层住宅（剪力墙结构体系），社区综合用房、商业、幼儿园及地下停车库（框架结构体系）。住宅地下两层，地上最高 27 层，建筑最高高度约 77.2m，容积率 2.7。 工程总共有各类建筑 95 栋，其中：三标段共有建筑 37 栋；四标段共有建筑33 栋；五标段共有建筑 25 栋。工程总造价约 54 亿元。 由于工程面积大，因此项目施工难点在于： （1）工程规模大、工期紧、劳动力组织难、周转材料、施工设备投入大，资金占用大； （2）地下室面积大，模板等周转材料一次投入量大； （3）多区段同时施工，后期专业队伍多，成品保护难。

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结论

研究结论施工阶段是资源消耗和成本形成的主要阶段，此阶段的成本控制对于提高建筑行业效率和增加施工企业利润都有很大的帮助，本文将 BIM 技术引入到建设项目施工成本控制中，发挥其优势，为改善施工成本控制现状和提高施工成本控制水平提供帮助。主要从以下几个方面对基于 BIM 的施工成本控制进行了研究：当前的建筑业中，传统的工程成本控制方式和信息交流方式已经不能满足现有建筑工程成本控制工作的要求，必须要探索出一条崭新信息交换方法和管理模式，实现工程全生命周期的成本控制。对于建设工程能够实现全过程成本控制，并进行研究得到以下结果： 
（1）充分分析了施工成本控制的现状，找到传统模式下存在的问题，表明BIM 技术在施工成本控制方面的巨大优势，将 BIM 技术引入到建设项目施工全过程（前期决策阶段、招投标阶段、施工阶段、竣工结算阶段），构建基于 BIM下施工成本控制模式，并探讨建设单位引入 BIM 势在必行的原因，施工企业应用 BIM 技术可以有效的节约成本。 
（2）对成本的控制，强调施工成本决策阶段对施工成本控制的重要性，将BIM 技术应用到成本决策阶段。事中对成本的控制，提出施工成本施工阶段是项目成本控制的主要阶段，也是最能体现 BIM 技术能节约成本的阶段。事后对成本的控制，总结出施工结算阶段能够很好的把控建设成本，BIM 技术在这个阶段能够节省大量的繁重工作，对成本控制起着之后检查的作用。     
（3）基于 BIM 技术的成本控制平台，提出各个平台的基础与服务性，利用这个平台，可以有高效的进行成本控制，减轻了各个专业的繁琐工作，加大了对信息数据的利用了管理。成本控制能够充分发挥 BIM 技术的优点，实现了众多数据的交换与利用。     
（4）BIM 技术在实际工程中的应用。实习单位工程利用 BIM，并举例说明BIM 的应用能有效节约施工成本。BIM 技术能对目标成本、计划成本、实际成本进行高效的对比，基于 BIM 技术的成本信息模式、成本控制模型和传统的模式相比有很大的经济效益，可以有效的节约成本。 
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参考文献（略）

本文编号：613729