广州某地标性建筑基于BIM的成本管理

 作为改变传统建筑行业的BIM技术，从九十年代末概念提出，通过十多年的大型项目试点推广，到现在BIM技术已经由单业务应用向多业务集成应用转变，从标志性项目应用向一般项目应用延伸，事实证明，BIM技术的推广应用已经如火如荼。本案例围绕施工阶段BIM技术全面应用展开，重点针对BIM技术如何在总承包管理中实现成本管控的降本增效。

1.项目背景

该项目工程总高度530米，总建筑面积50.77万平方米，地下室5层，地上111层。该项目于2011年8月8日开工，计划于2015年11月6日完工。塔楼主体是带加强层的框架-筒体结构，具体由8根箱型钢管混凝土巨柱、112层楼层钢梁和6道环形桁架、四道伸臂桁架组成。

项目存在以下突出难点和关键点：

(1)工程复杂，体量大。混凝土用量28.8万立方米，钢筋6.5万吨，核心筒首次使用双层劲性钢板剪力墙配以C80高强混凝土，墙内钢筋、栓钉、埋件密布，对混凝土施工提出全新的严苛要求;钢结构9.7万吨，用钢量巨大;周边场地极为狭小，主塔楼垂直运输量大。预计高峰期主塔楼同时间施工人数较多约为3000人;钢构件尺寸大，单件重，数量多，其中巨柱截面尺寸3.5m×5.6m，单件较重达到69吨。超高测量难度大，技术要求高、超高层安全消防体系庞大等难点。

(2)总包管理及协调工作繁重复杂。分包众多，该项目为超高层，不但涉及数十个专业及分包立体交叉施工，施工现场专业队伍多、材料多、工序复杂，总承包管理难点多。专业交叉频繁，进度编制困难，跟踪预控困难。成本管控方面，成本预算、成本核算、变更计算等工作量巨大，做好事前成本预控，避免成本管控以事后核算分析的过往失误。各种合同、图纸、申报材料、洽商函等文件数量庞大，状态查询、汇总管理工作十分困难，做好杜绝各种风险项遗漏申报导致的经济损失。

基于上述原因，该项目希望建立一套基于BIM的数字化施工技术和管理系统，利用数据化的BIM模型，实现项目精细化、数字化的技术与经济的管理。

2.BIM应用内容

(1)BIM应用目标

该项目BIM系统的总体应用思路为建立以BIM为基础的信息化平台，实施数字化的技术、经济管理，具体描述如图3.11-1：

图3.11-1 BIM应用内容

BIM模型不仅仅包括三维模型，还包含进度、成本、合同、图纸等丰富的业务数据，通过BIM模型为技术方面和经济方面及时、准确的提供关键数据。

(2)本项目BIM应用挑战

1)软件之间数据交互难题。目前国内外主流BIM软件多为专项应用为主，可解决单专业单业务问题;由于BIM数据标准缺乏，数据格式多样、不统一，软件之间数据交互困难，无法满足总包对各专业综合管理需求。

2)无法充分利用各专业已有深化模型。由于建模规则不统一，数据格式不互通，导致无法充分利用机电、钢结构等专业已有的深化模型。

3)信息与模型挂接的难题。信息与模型关联难度大，仅实现一次性的“文档关联”，没有实现实时、动态的“信息关联”。比如：施工进度模拟软件只能实现模型与一份进度计划的关联，用于展示形象进度模拟功能，无法做到动态进度计划与模型的实时、自动关联，因此无法用于进度的日常管理。另外。，清单与模型关联难度大，合同与图纸目前只能做到整份文档与模型的关联。

4)目前市场上没有成熟的适合*国情应用于施工管理的BIM软件。

5)对于体量巨大的超高层建筑，各专业BIM模型集成后数据量巨大，目前软硬件很难一次性加载运行成功。

(3)BIM应用方案策划

1)建立统一的BIM规范及信息关联规则;

2)用各专业软件分别进行深化设计及建模;针对各BIM应用产品专长不同的情况，该项目在广泛市场调研基础上，各专业选用适合专业情况的建模软件进行建模。土建专业主要应用广联达GCL、GGJ;机电专业主要应用MagiCAD;钢结构专业主要应用Tekla。

3)依照规则将各专业模型集成到统一平台;

4)在项目管理系统中维护进度、合同、成本、合同、变更、图纸等信息，按照预设的规则与模型进行信息关联;

5)按照现场施工管理要求，系统按照工作面、时间段等多角度为项目人员提供进度、集成模型、图纸、工程量、合同等全面信息及模拟，帮助管理人员进行决策;

(4)BIM综合应用内容

该项目与国内BIM软件公司合作开发了 “BIM集成信息平台”。该平台具有开放的接口，可集成不同BIM工具软件模型，以及Project、Word、Excel等办公软件的数据。信息集成后可通过模型查询任意模型构件的进度、图纸、清单、合同条款等信息。基于该平台，结合施工现场项目管理业务需求，与项目管理系统实现数据互通。如图3.11-2。

图3.11-2 BIM整体解决方案

1) BIM规范及模型集成

制定符合项目需求的统一的土建、钢构、机电等各专业建模规则，不同专业建模软件可以建立模型，并能集成到统一的平台。深化设计模型可为后续工程量统计、进度管理过程使用，解决各专业模型无法融合的难题。

图3.11-3 建模规范及多专业模型集成

2) 模型集成

各专业、各层的模型集成到BIM5D平台中，平台使用模型服务器技术，在大模型显示方式、加载效率等方面取得重大突破，可将十个专业的整楼模型加载到一个平台中，并且可按照应用要求几秒钟内按需加载指定楼层和专业。

图3.11-4 多专业超大模型集成

3) 碰撞检查

项目将不同专业的模型集成到统一平台并进行自动的碰撞检查，帮助进行预留预埋、管线综合等多项深入优化。如图3.11-5。

图3.11-5 多专业模型碰撞检查

4) 模型与进度、图纸、清单、合同条款按照属性关联

通过预设置的属性，将模型与项目管理系统的进度、图纸、清单、合同条款等进行自动关联，解决手动关联工作量极为繁杂的难题，可按模型查看相关信息，很好解决数据交互问题。如图3.11-6。

图3.11-6 模型与其它信息关联

5) 工程量自动计算及各维度(时间、部位、专业)的工程量汇总

按照时间段、部位及流水段、专业等不同角度，对工程量进行统计，实现物资计划、备料、现场加工、垂直运输等精细管理。如图3.11-7。

图3.11-7 工程量统计

6) 设备信息维护及影响分析

系统可通过Excel批量导入设备的供应商、电话等信息，可查找设备的维护手册、维修计划，还能通过管线、设备的关联性分析水、电等系统，在管道损坏时应该关闭哪些阀门，将会影响到哪些房间。如图3.11-

图3.11-8 运维信息维护及影响分析

(5)BIM在造价管理方面的应用内容

在该项目BIM系统中，造价管理方面的应用主要体现在合同管理、变更签证管理以及成本分析这三个方面。

在合同管理方面，通过合同条款的拆分，定义具体的合同条款分类和关键词，实现总分包合同的检索和查询。同时，实现通过BIM模型，获取指定构件的合同条款内容。如图3.11-8。

图3.11-9 通过BIM模型查看合同信息

在BIM系统合同管理模块中，根据收入和支出两条线，对各类合同的登记、变更签证、报量、结算的全过程执行情况进行管控。同时，可添加合同相关辅助工作，具体提醒相关部门开展与合同相关的工作，并可设置具体的预警机制，针对每份合同的风险条款设置预警条件、预警等级、责任人、通知人，自动对相关责任人发送预警，避免人为疏漏所引起的损失。

在合同履约过程中，跟踪具体变更情况，在各类合同对应的变更、签证登记界面中编辑每份变更的时间、内容、量价等相关信息;并可上传相关附件，为变更索偿提供依据。同时，根据变更前后两个版本的模型文件，系统分析计算出清单工程量的变化，如新增、删除、调整等，并给出具体清单明细，用户根据系统提供的结果编制所需的预算文件。

图3.11-10 通过BIM模型提示变更部位并自动计算变更工程量

在向业主报量或审核分包报量的过程中，通过模型可自动获取每期进度的工程量，结合与模型具体构件关联清单的单价数据，可获得对应总费用;同时，亦可直接从Excel表格中导入已编制完成的每期工程量价信息。较后，在各类合同的结算页面中，可详细记录每份合同各期结算的具体日期、金额等信息。

基于上述数据信息，建立合同台账，可查看指定合同的详细执行情况及收支对比分析。

在成本管理方面，BIM技术帮助该项目有效提高了成本核算和成本分析的工作效率。在成本核算中，首先通过清单与模型的自动关联，实现以模型为载体，各构件价格和工程量数据的对应，进而实现实际收入的核算。通过模型工程量、分包报量与合同价格的对应，实现项目实际成本和预算成本的核算。在此成本核算的基础上，BIM系统即可按时间对比分析整个项目的核算成本情况，并可对比分析某一成本项目的成本核算情况，为项目成本控制提供数据支撑。

图11. BIM系统实现成本三算对比分析

3.应用成效及价值分析

(1)该项目BIM应用实现了一个项目的大数量信息集成并提取应用，及研发成果有效的提高了建筑施工信息传递的准确率和时效性。

(2)BIM系统通过总包、专业分包协同进度编制，解决计划编制多专业协同难问题，大幅度提升计划编制效率，并为进度编制提供了及时、准确的工程量信息，帮助项目进行准确的工期估算。

(3)系统集成了BIM算量成果，将实际施工内容，包括模型范围、清单、工程量与合同条款进行关联，实现自动汇总中期报量、分包签证报量和结算，把每份签证时间从一天缩短到两个小时，明显减少现场商务人员手工劳动，提高了准确率。

(4)BIM系统还实现工程实体部分的收入、预算成本自动核算，并与实际成本进行对比分析，实现实时统计系统各项成本状态，为项目决策及时提供准确的数据。

(5)该项目自应用BIM以来，有效提高了进度、图纸、合同、清单等条款内容交底的效率，避免了不同人员对同一内容理解的偏差，大幅提升了项目管理水平。