BIM技術在工程造價管理中的應用研究摘 要建筑業在我國是一個勞動密集型、粗放經營的行業，隨著人們對建筑物的功能、外觀及舒適度要求的提高，附加在建設項目上的信息量也越來越大，尤其是對于某些現代大型建設項目，由于其參建單位多、建設周期長、建設過程信息量大，項目工程管理的難度也大大增加，依賴傳統的信息溝通和管理方式很容易導致工程造價管理失控。而使用BIM軟件建立建筑信息模型可以將工程項目各個階段的信息整合在一起，促進項目各主體的參與和配合，在工程實際施工前進行造價管理，從而實現從設計到施工、運營的全過程造價管理，有效避免項目完工后實際成本超出預算情況的發生。本文針對我國現階段造價管理中存在的問題，提出將建筑信息模型引入到造價管理中，并從我國BIM應用現狀出發，采用“分布式”BIM模型的方法，以具體工程為例建立成本模型，將傳統的二維圖紙轉化為三維模型，對項目造價進行精細化管理，從而實現真正意義上的全過程造價管理。關鍵詞：建筑信息模型，工程造價管理，BIM造價軟件，“分布式”BIM模型方法Research on the application of BIM technology in engineering cost managementAbstractThe construction industry in our country is a labor intensive and extensive management of the industry, with the people of the building function, appearance and comfort requirements improve, the additional amount of information in the construction project is more and more big, especially for some of the modern large-scale construction project, due to its construction units, long construction period, construction process information, greatly increased the difficulty of project management, rely on the information communication and management of traditional methods can easily lead to project cost management is out of control. And the use of BIM software building information model can projects in various stages of information integration together, to promote the project main body participation and cooperation, in front of the actual construction of cost management, to achieve from design to construction and operation of the whole process cost management, effectively avoid the project after the completion of the actual costs exceed the budget.The problems in our country present stage cost management existed in proposed building information model is introduced into the cost management, and from the current situation of BIM application in China of the distributed BIM model method, to specific project as an example to establish a cost model, traditional 2D drawings transformation for a 3D model, the project cost of fine management, so as to realize the true meaning of whole process cost management.Key words: Building information model, project cost management, BIM cost software, distributed BIM model metho目 錄1 緒論51.1 課題研究背景及意義51.2 國內外研究現狀61.2.1 國外研究現狀61.2.2 國內研究現狀71.3 論文研究內容及技術路線81.3.1 研究內容81.3.2 技術路線92 BIM與工程造價管理理論研究102.1 工程造價的相關知識102.1.1 工程造價的含義102.1.2 工程造價管理102.1.3 我國工程造價存在的問題122.2 BIM在造價管理中的發展趨勢142.2.1 BIM技術的基本原理142.2.2 BIM技術的優勢152.2.3 常見的BIM軟件182.2.4 BIM軟件在造價管理中的應用193 造價軟件的分析比選研究213.1 常見的BIM造價軟件213.1.1 國外常用的造價軟件213.1.2 國內常用的造價軟件比較223.2 軟件比選233.3 魯班軟件介紹244 模型的建立與應用研究264.1 中華國際廣場建設項目簡介264.2.1 投資決策階段264.2.2 設計階段274.2.3 招投標階段424.2.4 施工階段44結 論48致 謝50參考文獻511 緒論1.1課題研究背景及意義建筑業在我國的國民經濟增長和社會經濟發展中具有舉足輕重的地位。長期以來，建筑業在我國是一個勞動密集型、粗放經營行業，其工作效率低、建設成本高的現象較為普遍。隨著生活水平的提高，人們對建筑物的功能、外觀及舒適度等要求越來越高，由此附加在建設項目上的信息量也越來越大，而且在項目實際施工過程中，經常會因為設計無法施工或者參與方之間的溝通問題導致工程變更，尤其對于那些投資規模較大的現代大型建設項目，由于其參建單位多、建設周期長、建設過程信息量大，項目工程管理的難度也大大增加，造價管理問題尤為突出。在這種情況下，依賴傳統的信息溝通和管理方式很容易導致投資規模失控、施工質量不穩定的現象，由此產生的三超工程和爛尾樓工程也比較普遍，不僅造成投資的巨大浪費，也造成資源無謂的消耗，與國家倡導的可持續發展的理念相悖。因此，為了保證工程項目的效益，并減少資源的浪費，必須要加強并改進工程管理模式，尤其是在工程管理中起重要作用的造價管理，有效運用信息技術處理中的各種相關信息，實現工程全過程造價管理，從根本上減少工程變更和工期延誤，從而降低成本，使項目的收益達到最大化。在信息技術迅速發展的今天，信息資源已經成為新世紀的三大戰略資源之一，伴隨著互聯網技術不斷發展，計算機硬件的容量和性能也不斷升級，這些都為各行各業的信息化發展提供了可能。在我國，電子業、制造業等行業的信息化程度已經處于較高水平，信息技術生成的模型使這些行業的生產效率得到了顯著提高，但建筑業的信息化仍處于起步階段。所謂建筑業信息化是指運用信息技術，特別是計算機技術、網絡技術、通信技術、控制技術、系統集成技術和信息安全技術等，改造和提升建筑業技術手段和生產組織方式，提高建筑企業經營管理水平和核心競爭能力，提高建筑業主管部門的管理、決策和服務水平。在歐美等發達國家，建筑業信息化起步較早，建筑企業中信息技術的應用已經較為普遍，主要體現在建筑信息模型(Building Information Modeling)的廣泛利用上。建筑信息模型的使用不僅使建筑業效率得到提高，成本也得到有效的控制，并因此得到了業界人士的廣泛關注和認可。由于對建筑信息模型(BIM)的認識深淺不一，人們對BIM含義的理解也有所有不同。對其最直接的理解為BIM是一種生產工具，各相關人員以建筑工程項目的各項相關信息數據為基礎，以BIM為工具平臺，將所有信息置于這一平臺上建立建筑模型，模擬建筑物的真實情況：BIM同時又是一種新的管理理念，通過BIM建立的建筑模型可以容納建筑建設過程中各個階段的信息，并且能夠隨時更新，促進項目各主體的參與和配合，從而實現從設計到施工、運營甚至拆除的全壽命周期管理。1.2國內外研究現狀1.2.1國外研究現狀BIM是從美國發展起來的，2002年，美國建筑師協會資深建筑師杰里萊瑟林(Jerry Laiserin)在比較蘋果與橙子一文中首次提出Building InformationModeling這一術語，并逐漸得到業界人士廣泛認可。隨著全球化的進程的加快，BIM發展和應用在歐洲、日本、新加坡等發達國家已經逐漸普及。其實早在20世紀70年代，類似的技術研究就沒有中斷過。1975年，ChuckEastman教授提出。“Building Description System”概念；1 982年Oraphisoft公司提出VBM(Virtual Building Model，虛擬建筑模型)理念；1984年推出ArchiCAD軟件；1986年RobertAish提出了”Building Modeling”的概念。在美國，有一半以上的建設項目已經開始應用BIM。美國總務署在2003年便推出了3D-4D-BIM計劃，并且對采用該技術的項目給予相應的資金和技術支持，另外還提出了從2007年起，所有大型項目都需要應用BIM的要求；2004年開始，美國陸軍工程兵團也陸續使用BIM軟件，對軍事建筑項目進行了碰撞檢查以及算量統計等。英國BIM技術起步較美國稍晚，但英國政府已經要求強制使用BIM。2009年11月英國建筑業BIM標準委員會(AEC(UK)BIM)發布了英國建筑業BIM標準，為BIM鏈上的所有成員實現協同工作提供了可能；2011年，英國內閣辦公室發布的“政府建設戰略”文件中，關于BIM的章節明確要求，到2016年，要實現全面協同的3D-BIM，所有的文件也將進行信息化管理；英國NBS(National Building Specification)組織的全英的BIM網絡調研結果顯示，2012年英國有39的人已經在應用BIM了。日本是亞洲較早接觸BIM的國家之一，由于日本軟件業較為發達，而BIM是需要多個軟件來互相配合的，這為BIM在日本的發展提供了平臺。從2009年開始，日本大量的設計單位和施工企業開始應用BIM；2012年7月日本建筑學會發布了日本BIM指南，為日本的設計院和施工企業應用BIM提供指導。1.2.2國內研究現狀在國內，香港和臺灣最早接觸了BIM技術，但在大陸BIM應用目前還處于起步階段。自2006年起，香港房屋署率先試用建筑信息模型；并且為了推行BIM，于2009年自行訂立了BIM標準和用戶指南等。同年，還成立了香港BIM學會。2007年臺灣大學也開始加入到了研究建筑信息模型(BIM)的行列，還與Autodesk簽訂了產學合作協議；2008年起，“BIM”這個詞引起了臺灣建筑營建業高度關注。在臺灣，一些實力雄厚的大型企業已經在企業內部推廣使用BIM，并有大量的成功案例，臺灣幾所知名大學，如國立交通大等也對BIM進行了廣泛、深入的研究，推動了臺灣對于BIM的認知和應用。在大陸，BIM也正在被越來越多的人知曉，調查顯示，2011年業內相關人員對BIM的知曉程度達到87，并且有39的單位已經使用了BIM相關軟件，其中大部分為設計單位。BIM技術在建筑業的高效性也引起國家相關部門的高度重視，2011年5月，住建部發布(2011-2015建筑業信息化發展綱要明確指出：在施工階段開展BIM技術的研究與應用，推進BIM技術從設計階段向施工段的應用延伸，降低信息傳遞過程中的衰減；研究基于BIM技術的4D項目管理信息系統在大型復雜工程施工過程中的應用，實現對建筑工程有效的可視化管理等：2012年1月，住建部“關于印發2012年工程建設標準規范制訂修訂計劃的通知”宣告了中國BIM標準制定工作的正式啟動。近幾年來，隨著國外建筑市場的沖擊以及國家政策的推動，國內產業界的許多大型企業為了提高國際競爭力，都在積極探索使用BIM，某些建設項目招標時將對BIM的要求寫入招標合同，BIM逐漸成為企業參與項目的一道門檻；目前，一些大中型設計企業已經組建了自己的BIM團隊，并不斷積累實踐經驗；施工企業雖然起步較晚，但也一直在摸索中前進，并取得了一定的成果。BIM技術將在我國建筑業信息化道路上發揮舉足輕重的作用，通過BIM應用改變我國造價管理失控的現狀，增強企業與同行業之間的競爭力，實現我國建筑行業乃至經濟的可持續發展勢在必行。BIM技術不僅帶來現有技術的進步和更新換代，實現建筑業跨越式發展，它也間接影響了生產組織模式和管理方式，并將更長遠地影響人們的思維方式。1.3論文研究內容及技術路線1.3.1研究內容本文主要研究建設項目成本模型的構建及其在實際工程的造價管理中的應用，以青島某置業有限公司投資建設的中華國際廣場建設項目為研究對象，通過分析現階段我國工程造價管理存在的問題，提出將BIM技術應用在造價管理當中。在對各BIM造價軟件分析比較后，選擇最合適的軟件對項目建立成本模型，并運用該模型進行施工圖預算，探討其在招投標階段及施工階段的造價管理中的應用。具體研究內容概括如下：(1)對BIM技術與工程造價管理進行理論研究：查閱相關文獻資料，了解我國建筑業工程造價管理的發展歷程和現階段工程造價的計價方式，分析此計價模式下需要解決的問題；了解BIM技術，對BIM模型的基本特征及其在工程造價管理中的優越性進行研究，探討BIM技術在工程造價中的可用性，為后續建筑信息模型的建立提供理論基礎。(2)對BIM造價軟件進行分析必較，選擇適合本課題的軟件：分析國內外常見的幾種BIM造價軟件，針對我國造價管理中存在的問題及具體國情，選擇最適合的軟件構建BIM模型。(3)以中華國際廣場建設項目為研究對象，運用BIM造價軟件建立BIM模型：以中華國際廣場建設項目的施工圖為依據，利用BIM造價軟件構建成本模型，計算項目的工程量，然后結合計價軟件得到施工圖預算，并在此模型的的基礎上，對項目招投標階段及施工階段的造價管理進行探究。1.3.2技術路線本文的技術路線如圖11所示：2 BIM與工程造價管理理論研究工程造價的涉及面較廣，包括了國民經濟各部門、各行業，以及社會再生產中的各個環節，它是項目決策、制定投資計劃、控制投資、籌集建設資金的重要依據，同時也是評價投資效果的重要指標。在工程建設項目管理活動中，造價管理是其最核心的內容，對建設項目起到至關重要的作用。2.1工程造價的相關知識2.1.1工程造價的含義工程造價從俠義上就是指某項工程建設的建造價格，廣義上工程造價則涵蓋了建設工程造價，安裝工程造價，市政工程造價，電力工程造價，水利工程造價，通信工程造價等。建設項目工程造價的含義分別從業主(投資者)和承包商的角度把握可以有兩種不同的理解： 從業主(建設方)的角度是指建設項目有計劃地進行固定資產再生產、形成相應無形資產和鋪底流動資金的一次性費用總和，即建設項目固定資產投資，同時也是投資者在作為市場供給主體時“出售”項目時定價的基礎。從承包商的角度是指預計或實際在土地市場、技術勞務市場、設備市場等交易活動中所形成的建筑安裝工程的價格和建設工程總價格，其前提是社會主義商品經濟和市場經濟，通常被認定為工程承發包價格。2.1.2工程造價管理與工程造價的兩種含義相對應地，工程造價管理的含義也有兩種：一種是業主(建設方)對工程投資費用的管理：另一種是承包商對工程價格(包括中標價和承包價)的管理。1我國工程造價管理發展歷程人們對工程造價管理的認識是隨著生產力的不斷發展而逐步深入的，在我國漫長的歷史進程中，歷代工匠積累了豐富的經驗，根據史書的記載，早在封建社會我國便有了造價管理的雛形，例如唐代夯筑城臺用的用功定額功；北宋年問已經有關于“功限”和“料例”的記載，其中的“功限”指的是勞動定額，“料例”則是指材料消耗定額。而真正的工程造價管理行業是從19世紀末20世紀初發展起來的，隨著我國民族工業的發展和外資投資的擴大，我國開始由一個閉關自守的國家向工業化發展，國外工程造價管理的方法也逐漸傳人我國，在工程建設領域出現了一種新的管理方式招投標，但是由于當時經濟條件和歷史條件的限制，這種管理方式并未被廣泛使用，而只是在部分沿海城市的少數工程中采用。直到建國初期，工程造價管理才作為一種管理體制被建立。為了合理利用有限的建設資金進行恢復重建工作，我國引進了前蘇聯一套概預算定額管理制度，并于1957年頒布了關于編制工業與民用建筑預算的若干規定，其中明確規定了各個設計階段都需要編制概預算。這一管理制度在計劃經濟時期為提高國家投資效益發揮了很大作用，我國目前采用的定額管理制度便是在此基礎上，通過不斷消化和改進發展起來的。而隨著計劃經濟體制向市場經濟體制的轉變，這種傳統的工程造價管理體制呈現出一定的不適應性，為了適應經濟發展的需要，工程量清單計價管理模式應運而生。2工程造價管理現狀(1)定額計價定額計價法在我國已經使用了幾十年，業主或者承包商套用國家建設行政主管部門發布的建設工程預算定額的工程量計算規則，計算出項目定額工程量，再參照省級建設行政主管部門發布的人、材、機價格信息及同期市場價格，得到直接費；然后根據費率計算間接費、利潤和稅金；最后匯總確定標底或投標報價。定額計價的特點是“量價結合”， 通過不同層次的計算，最終形成量與價的最優結合。定額計價模式中，承發包雙方采用共同的定額和費用標準，定額價格定期更新，但由于更新周期遠不能跟上市場變化的步伐，極易產生定額價與市場價脫節的現象，從而影響計價的準確性。由于定額計價的本質是由政府對工程造價進行統一管理，而計劃經濟在對生產、資源分配以及產品消費前都會進行計劃，所以定額計價在計劃經濟體制下能夠充分發揮其優勢。但是自從我國加人世界貿易組織(WTO)以后，中國經濟日益融入全球市場，社會主義市場經濟體制逐漸代替了計劃經濟體制，定額計價模式呈現出明顯的不適應性，為了適應對外開放建設市場的形式，我國開始實行國際通行的計價方法工程量清單計價。(2)工程量清單計價工程量清單計價方式是招標人自行或委托具有資質的中介機構，編制反映工程實體消耗和措施性消耗的工程量清單，并作為招標文件的一部分提供給投標人，由投標人依據工程量清單自主報價的計價方式。它與定額計價的區別在于工程量清單計價采用的“量”、“價”分離的管理思想，這里的“價”指的是綜合單價，由競標企業自行編制，每個企業都可以擁有自己的企業定額，企業在綜合考慮市場和自身實力的情況下，根據項目所需的人工費、材料費、機械使用費、管理費、利潤以及風險因素自主報價，這樣通過市場和企業之間的競爭形成價格，既可以體現企業的實力，又可以體現出公開、公平、公正，同時業主也能通過企業報價直觀的了解項目造價。由于我國目前還未形成成熟的市場環境，實現工程量清單計價對定額計價的完全替換需要一定的過渡時間，這段時間內仍會有定額計價的形式出現，不能真正體現企業根據市場行情和自身條件自主報價。為了鼓勵采用清單計價，建設工程工程量清單計價規范(GB505002008)明確規定：全部使用國有資產投資或國有資產投資為主的工程建設項目，必須采用工程量清單計價。其他情況下的工程項目可以由業主視工程具體情況自己來決定，當確定采用工程量清單計價，不論資金來源是國有資金、國外資金、貸款、援助資金或私人資金都必須遵守清單計價規范的規定。2.1.3我國工程造價存在的問題盡管我國工程造價管理方式一直在不斷發展和完善，計價模式也得到改善，但整個工程造價行業發展水平與當前經濟社會發展水平仍然存在一定差距，還存在一系列問題需要解決。(1)工程信息的共享與協同困難我國的工程造價管理機構部門多、層次多，各部門的規定不一致，相互之間缺乏必要的溝通與協調配合，而由于技術手段以及數據格式等問題，造價人員所需要或者提供的項目成本數據還無法和其他部門人員直接共享，需要通過計算機處理，甚至采用手工輸入等方式進行二次加工。例如在進行三算對比時，需要將設計概算，施工圖預算，竣工決算三個階段的倉儲數據、財務數據、消耗數據等進行匯總和比較，傳統的交流方式往往造成數據的重復錄入，而且很容易因為人為失誤使信息流失或產生錯誤，使工作效率較低口。(2)造價數據滯后性明顯我國現階段實行的是靜態與動態相結合的造價管理方式，各地區按照其社會平均成本價格和平均勞動效率編制本地區的工程預算定額和消耗量指標，然后分階段動態調整市場價格，按月份或季度發布指導價，定期不定期的公布指導性調整系數，由此編制、審查、確定工程造價。建筑工程造價估算困難的原因是多方面的，首先，建筑材料的品種、型號、價格紛繁復雜，材料價格更是瞬息萬變，定期發布指導價無法與市場價格的同步，以這種方式提供的造價數據與實際市場行情相差甚遠：再者，消耗量指標也與市場發生了脫節，大部分企業都采用政府頒布的定額數據，由于其更新遲緩，在競爭激烈的建筑市場環境下，不能準確、及時的反映生產力水平，即使是使用清單模式的企業，其所擁有的企業定額也嚴重滯后。(3)區域性明顯由于我國各地區經濟發展水平不同，自然條件也存在很大差異，幾乎各省都根據自身條件制定了不同的定額標準，工程量計算規則也各不相同，因此建筑業的計價形式也呈現出明顯的區域性， 這樣每個地區的造價員往往只對當地的造價體系比較熟悉，積累的常用業務數據和工作經驗也都不具有普遍適用性，造價人員一旦更換了工作地區就需要重新開始，而這些數據和經驗對造價工作又是至關重要的，造價機構聘請的新員工要掌握其中的精髓需要長時間的積累和摸索，無法很快勝任，所以造價人員的流動無論對造價員本身還是造價機構都會帶來直接或間接的損失。為此，造價機構亟需找到一個能夠將歷史造價數據進行整理歸檔，對日后相似的項目具有參考價值的工具。(4)精細化管理理念缺乏精細化管理強調通過最大限度的利用資源來降低成本，體現在建筑工程造價上，就是通過量化手段對項目投資決策到竣工驗收各階段的造價進行有效的控制和管理。而我國建筑業目前仍為粗放式經營，這種經營方式缺乏合理有效的運行體制，很多企業單純追求最終的建設目標，而忽視了在建設過程中對各個環節進行精細化控制，所以概算超估算、預算超概算、決算超預算的“三超”現象屢見不鮮，污染物產生量、能源和材料消耗也居高不下。只有將精細化管理的思想滲透到工程的各個階段，增強參與項目各成員的成本控制意識，把定量化落實到行動上，才能使工程投資的效益達到最大化。2.2 BIM在造價管理中的發展趨勢2.2.1 BIM技術的基本原理在一個建筑項目中會涉及到建筑、結構、材料、安裝等不同的專業，經歷從決策到竣工幾個不同的階段，在這個過程中，同一個信息在不同的專業或者在不同階段的不同參與方會有不同的表達和管理方式，從而造成信息冗余和共享困難的現象。BIM的核心是信息，BIM模型的基本元素是單個構件或者物體，所有構件或物體的物理特性、幾何信息、成本信息和施工要求等都通過參數方式來表達，再運用3D布爾運算和空間拓撲關系將這些信息進行整理，集中存放在數據庫當中，最終形成一個數字化模型。并且以BIM作為構建基礎的項目系統，可以根據項目的變更隨時調整相關信息，不僅解決了信息冗余的問題，而且為各利益相關方進行信息交流提供了便利條件。BIM模型具有如下特征：參數化(數字化)BIM模型多以數字技術為依托，模型中基本構件的特有屬性都可以通過參數來表達和區分，具有面向對象化的特點，能夠接受數據、處理數據并將數據傳達給其他對象。運用參數化的基本構件搭建的模型能夠向建筑工程的其他相關工作提供需要的信息，同時也可以接受信息的反饋，并通過信息處理使模型更加完善。因此，模型參數化的特點是其他功能的基礎。可視化：將二維線條式構件通過三維立體實物圖形象展現出來，同構件之間還能夠形成互動性和反饋性的可視，這樣不僅實現視覺上的可視化，而且可以使項目從設計至運營整個過程中的溝通、討論都能夠在可視化的狀態下進行。模擬性：可以模擬設計出的建筑模型，還可以進行施工進度模擬、節能模擬、日照模擬、熱能傳導模擬以及緊急疏散模擬等在實際生活中不容易操作的模擬。可協調性：BIM模型可以模擬項目實際情況，便于及早發現各專業問的沖突及存在的其他問題，并及時協調解決，降低施工過程變更的次數。可輸出性：BIM數據庫是由參數化數據構成，可以通過多種方式導出，例如建筑物不同角度的各種二維圖形信息，工程量清單、設備表等電子表格信息，以及電子文檔信息等。2.2.2 BIM技術的優勢BIM技術之所以被稱為建筑業的第二次技術革命，是因為其對建筑業做出了突出貢獻。在BIM出現之前，設計師需要使用線段、曲線等畫出平、立、剖三張圖紙來全面展現自己的設計成果，這對大型建設項目來說，由于其空間結構比較復雜，僅僅依靠設計師的空間想象能力設計很容易出錯。而BIM技術的基本理念是將建筑構件與其屬性相關聯，如柱、梁、墻、板、門窗的尺寸、材料、型號等，然后用這些具有屬性的構件將建筑物表達出來，使用BIM完成的設計圖是三維的，不論項目多復雜，設計師都能夠一次性完成設計，業主也可以很直觀地了解自己投資的成果，使業主、設計單位及施工單位之間的交流更加方便流暢。另外，在傳統的設計過程中，對于同一個建設項目，各個專業的設計師都是根據自己專業的需求選擇適合本專業的軟件進行設計，設計時根據不同要求對原始數據進行處理后使用，而由于這些專業軟件之間往往是不兼容的，同一信息重復錄入便成為不可避免的現象。而有了BIM技術的支持就完全不需要擔心這一問題，各BIM軟件均在開放的工業標準IFC(Industry Foundation Class)標準下建立模型，不同應用程序之問可以完成數據的轉換和共享，設計師們采用BIM技術并通過網絡將各自的設計理念整合到一起，實現協同設計，得到最終的數字化建筑(即建筑模型)321。建筑信息模型不僅可以完成對圖形的描述，而且還可以容納建筑從設計、施工到運營維護和最終拆除的全生命周期的信息，使所有信息完全相互關聯。協同的結果不僅是消除項目中的信息孤島和不同專業軟件之間的不兼容性，而且為各相關人員提供了一個交流、共享的平臺。BIM模型具有承載各種圖形及數據信息的能力，其集成了整個建筑的相關信息和一整套設計文檔，并且所有信息都經過參數化處理，支持建設工程中的各種運算，具有完全相互關聯性，輸入的信息可以被平臺上各相關人員共享，避免同一信息的重復處理，減少信息傳遞過程中的信息損失，從而大大提高整體工作效率。隨著各種BIM軟件的開發，協同的范圍也在逐漸擴大，從項目的規劃到設計、施工及運營都逐漸參與進來，使項目的綜合效益得到大幅度提升。應用BIM技術建立的模型還有一個很大的優勢，就是可以很直觀的發現設計中的空間位置沖突問題。傳統的建筑設計流程，首先是結構工程師在二維圖紙上完成結構設計，然后暖通、給排水、消防和電氣等專業的設計再在結構圖紙的基礎上分別獨立進行，這樣在最終匯總時就極易產生設計不協調的問題，例如各結構構件之間、各個專業的設備管道之間以及結構構件與各個專業設備管道之間的碰撞問題，對于大型復雜項目而言，這些碰撞問題僅靠人腦的空間想象是很難解決的，即使是經過有經驗的專家會審也難以避免。在實際施工過程中解決此類問題的方法設計變更使管道繞行，在結構梁上打洞穿過，不僅延誤了施工進度，還要浪費大量的人力物力。BIM模型的優勢在于其三維性，可以模擬旅工后的效果，將結構梁及各個專業的管道的空間布置立體的表現出來，能夠方便的讀取各專業的模型數據，進而生成碰撞報告，并通過反查對圖紙的實際情況進行復核，把問題在設計中解決，設計質量提高后，施工中因設計失誤產生的變更、拆卸、返工問題就迎刃而解了，不僅可以加快施工進度，還能減少材料浪費。下圖是利用魯班軟件對某綜合商業辦公中心的通風、給排水和消防系統的管道碰撞檢查結果，圖中不同的管道用不同的顏色表示，可以清晰的看到管道的碰撞部位。隨著BIM技術的深入發展，其緯度也在三維的基礎上有了新的擴展，BIM四維(4D)模型=3D+時間維度，在建筑業的BIM四維應用可以理解為施工進度的模擬，在實際施工前根據施工組織計劃模擬施工過程，及時發現存在的問題并提前處理，降低項目風險；同時，施工進度模型能夠使管理者明確每個時間段的施工任務，對施工進度的控制具有指導意義，為施工方提供了很大便利。BIM 5D模型是在4D基礎上附加成本緯度，將三維圖形與時間、成本結合后，獲取任意時間段內完成的工作量及其成本就變得輕而易舉，可以將成本控制細化到任何一個時間段內，隨時分析相關的成本費用，這樣就不會出現在項目完工后才發現超出預算的情況。總之，BIM為設計師們提供了一個協同工作的平臺，有了BIM技術的支持，可以提前發現許多在實際施工中才能發現的問題，并針對發現的問題不斷調整設計方案，最大限度地減少設計變更，提高設計質量，最終實現項目質量與效益的最大化。近幾年來，BIM技術在建筑業的使用范圍越來越廣，我國的一些大型建設項目也都進行了應用，如上海世博會中國館、上海中心大廈等，取得了理想的效果，某些中小型項目在其帶動下也開始嘗試，濟南西站站前廣場就是其中一個成功的案例。為了更大程度地滿足業主的需求，BIM參數模型并沒有止步于5D，而是向著更廣闊、更深入的方向發展，逐漸出現了多維性模型，能夠對建筑物進行能耗分析、舒適度模擬及分析、災害應急模擬等。2.2.3常見的BIM軟件BIM軟件不是指的某一個或某一類軟件，因為僅靠一個軟件或某一類軟件無法最大限度的發揮BIM的價值，中國BIM領軍人何關培先生根據BIM軟件的用途將其進行了分類，如下圖所示：建筑行業比較常用的軟件有以下幾類：1設計類軟件BIM模型完成需要多種設計軟件的配合， BIM核心建模軟件是建立BIM模型的基礎，在市場上占主導地位的公司及其主要產品分別為：Autodesk公司的Revit系列軟件，Revit建筑(Architecture)、Revit結構(Structure)、Re詘機電(MeP)；Bentley公司的建筑、結構、設備系列；Nemetschek公司的A礎CAD軟件。設計類軟件是BIM應用的前提，設計人員在設計時即可以將設計構件的相關信息以參數化的形式錄入數據庫，并與構件相關聯，例如在設計墻體時，墻體的尺寸、材料、保溫隔熱要求等都可以在模型中體現出來，這樣建筑便可以通過具有特定屬性的對象表達出來。建好后的BIM模型可以無縫傳遞給結構專業，采用結構分析軟件對模型進行結構分析和設計，還可以將分析結果反饋到建模軟件中去，重新調整結構；調整后的模型再傳遞給設備安裝專業進行水、暖、電等的設計，最終的模型可以使用BIM模型檢查軟件對空間重疊、構件沖突、管道碰撞等問題進行檢查。2施工管理軟件BIM施工管理軟件(4D應用軟件)的使用能夠在施工前發現潛在問題，以便及時調整施工方案，優化施工進度，常見的軟件有Autodesk公司的NavisworksManage軟件，Bentley公司的Project Wise Navigator軟件，Innovaya公司VisualSimulation軟件，通過這些軟件的實時漫游功能，構建近似真實的施工場景，使施工人員能夠很直觀的了解工作流程。3造價管理軟件BIM造價軟件可以對BIM模型進行工程量統計和造價分析，并可以根據工程的進度提供造價管理需要的數據，國內應用比較廣泛的造價軟件有廣聯達、魯班、清華斯維爾等，國外常用的是Innovaya和Solibri。4運營管理軟件美國一份研究資料表明，一個建筑的運營維護成本占其生命周期的75，遠大于建設期成本，目前在美國最有影響力的運營管理軟件是ArchiBUS。2.2.4 BIM軟件在造價管理中的應用(1)方便實現造價數據的共享現階段的工程造價數據通常都是以紙質形式存檔或以Excel表格、Word文檔的電子格式保存在硬盤中，無論采用哪種形式保存，它們都是孤立存在的，而一個項目在建設過程中產生的數據量是相當龐大的，要想迅速準確地找到需要的數據很困難，給后期查找帶來很大的不便。有了BIM技術后，可以將所有的數據整合到同一個數據庫中，形成可以共享的BIM數據庫，不僅調取時方便快捷，而且項目任何一個參與方更新的數據都會被其他參與者共享，保證輸出的數據的最新性。一個企業如果能建立自己的BIM數據庫和造價指標庫，把歷史項目數據積累起來，企業內部員工在編制新項目的造價文件時就可以很方便的調取經驗數據，借鑒相似工程的指標，從而更加準確的進行報價。另外，借助于造價軟件的自動計算和自動扣減功能，預算員可以不用花大量時間記憶工程量計算規則，能夠快速掌握其中的精髓，避免了人員流動帶來的損失。(2)合理制定資源計劃，實現造價精細化控制在BIM出現之前，工程師只能按照以往的經驗對工程量進行估算后，再對人員、設備及材料進行分配，具有明顯的主觀性。BIM5D模型中融入了時間和成本元素，能夠根據施工動態提供造價管理需要的數據，例如通過模型可以獲取任何時間段內的工程量及該段時間內的造價，將造價控制定量化，提高造價精細化管理程度，使資源配置更加合理，實現實時監控，避免超出預算情況的發生。(3)工程量計算計算機在建筑領域未普及之前，工程量等基礎數據都是通過人工進行統計的，造價員對照設計圖紙計算出該項目的工程量，然后參照預算定額，并結合市場情況，根據造價計算規則編制出預算報表。但是工程量的統計工作繁瑣而復雜，完全依靠人工統計需要耗費大量的時間和精力，而且即便是比較有經驗的造價員在如此大的工作負荷下也難免會出現錯誤。因此，工作效率較低。三維算量軟件應用了BIM技術，通過軟件可以快速建立符合要求的BIM模型，并將各個構件賦予物理及幾何屬性，由于軟件支持幾何運算，能夠完成實體扣減，工程量統計工作變得輕而易舉，并且工程量文件可以導入到造價軟件當中，使工程量與成本數據庫相關聯，最終形成報表。這種造價方式不僅節省大量時間，減輕了造價人員的負擔，而且提高了計算的準確性，工作效率大大提高。3 造價軟件的分析比選研究工程造價管理在項目管理中具有不容忽視的地位，運用BIM技術實現造價管理和控制也是BIM應用的中重要的一部分。在BIM技術比較發達的國家，BIM造價軟件早已開始廣泛使用并取得了很好的效果，例如Visual Estimating軟件。為了跟上國際市場的步伐，我國也開發了自己的BIM造價軟件，目前在國內比較實用的有廣聯達、清華斯維爾和魯班等。3.1常見的BIM造價軟件3.1.1國外常用的造價軟件1Visual EstimatingVisual Estimating軟件是由Innovaya公司開發的一款專門針對工程造價的應用軟件，它可以與該公司開發的另一款4D軟件Visual Simulation結合使用，實現造價管理功能。Visual Estimating軟件有比較強大的兼容性，可以與Revit、Tekla等設計軟件兼容， Revit和Tekla構建的模型能夠直接導入，然后根據模型中構件類型和尺寸導出特定格式的工程量文件，而且每一項工程量均與模型中的構件自動鏈接，并隨著設計的變化而自動更新。另外，用戶可以在MC2 ICE、Sage Timberline軟件的協同作用下利用Visual Estimating定義構件上裝配件的組成，將工程造價細化到每一個裝配件的數量及尺寸，如門上的拉手、玻璃等配件的數量和規格，這一點在BIM設計軟件中是無法做到的，定義好后Visual Estimating軟件可以結合設計模型將其自動歸類計算，并最終為工程造價所使用。雖然國外的造價軟件的發展已經比較成熟，但是其工程量計算規則、施工方法及其他硬件設施等與我國差別比較大，軟件中的許多參數并不符合我國國情，盲目使用很可能達不到預期效果，甚至存在很大的風險，所以現階段在我國推廣使用還比較困難。3.1.2國內常用的造價軟件比較1廣聯達廣聯達造價軟件是由廣聯達股份有限公司開發的，公司從1998年成立以來就開始了計價軟件的開發，引領了國內計價軟件的發展方向。隨著科技的發展，廣聯達軟件在激烈的市場競爭中不斷創新，在計價功能逐漸強大的基礎上融入了管理元素，廣聯達軟件以其強大的功能優勢走在了國內同行業的前列，軟件發展至今形成了廣聯達圖形算量軟件、 鋼筋抽樣軟件和工程計價軟件三個模塊， 應用時首先通過圖形算量軟件和鋼筋抽樣軟件統計得到工程量，然后將工程量文件導入計價軟件當中，最后通過數字網站詢價即可生成工程造價。2清華斯維爾清華斯維爾工程造價軟件是清華斯維爾科技有限公司眾多產品中的一個系列，清華斯維爾科技有限公司與深圳清華大學研究院合作，技術背景比較雄厚，開發的軟件涵蓋范圍比較廣泛，除了商務標系列軟件(包括三維算量軟件和清單計價軟件)，還有合同管理軟件、職業衛生軟件、辦公自動化軟件等。清華斯維爾算量軟件的創新之處在于它可以直接將鋼筋布置在建筑構件圖上，把工程量和鋼筋整合到一個軟件中，可以輸出鋼筋施工圖，雖然這一功能相比其他軟件比較超前，能夠解決一般鋼筋軟件圖形功能薄弱和對異型構件無法計算的問題，但它的構件和鋼筋識別技術還不夠成熟，在預算和翻樣由不同的人完成的環境下，這種創新功能對軟件來說是既是機遇，同時也是一個很大的挑戰，如果經過改進后預算員也能承擔翻樣工作，這一功能將成為軟件的一大優勢，如果無法突破這一技術難題，反而很可能會因此增加軟件的不穩定性，成為一種劣勢。3魯班軟件魯班軟件相比其他兩款起步稍晚，但在美國國際風險基金的幫助下，其發展速度很快，開發的工程造價軟件有魯班算量軟件(包括土建算量、鋼筋算量、安裝算量等)和魯班造價。魯班算量軟件具有CAD轉化功能，能夠識別CAD圖形文件，并將其轉化成三維構件，方便建立三維模型。魯班算量軟件可以輸出粗造價文件，其中套取的清單、定額以及二維三維BIM模型數據可以全部導入到魯班造價中，實現框圖出價，使造價管理變得更加精細化。3.2軟件比選由于國情的不同，國外的造價軟件在我國并不適用，因此只對國內幾款常見的造價軟件進行比較分析。廣聯達、清華斯維爾、魯班這幾款造價軟件在國內造價行業均處于領先地位，它們在功能上有很多相似之處，例如：能夠識別基于AutoCAD平臺的建筑、結構設計電子文件，快速生成三維建筑模型；軟件內置工程量計算規則，能夠對各種構件的跨樓層位置關系進行分析，并自動完成扣減關系，快速準確計算出工程量；算量軟件得出的工程量文件可以導入相應的造價軟件中，最終計算出項目的成本。造價軟件計算項目成本的最終目標是相同的，其存在共性的同時，也都有自己的特性，使用時可以根據需要選擇適合自己的軟件。通過初步了解，對各軟件的安全性、功能適用性及可用性進行了比較。(1)安全性在安全性方面，各軟件都具有自動備份數據的功能，可以避免發生意外時數據全部丟失的情況，另外，清華斯維爾和魯班的算量和計價軟件還有加密功能，而廣聯達只有計價軟件能進行加密，存在風附521。所以在安全性能上，廣聯達軟件略有遜色。(2)功能適用性在功能適用性方面，各軟件除了具有造價功能外，都開發了各自的功能特色，廣聯達可以自動將當前的投標清單與招標清單的數據進行對比檢查，如有不一致還可自動更正，使投標的有效性大大提高；清華斯維爾算量軟件可以將鋼筋和工程量整合到一起，直接輸出鋼筋施工圖，但其穩定性較差；魯班造價具有反查功能，可以反查計價軟件中的工程量與算量軟件中的計算結果是否一致，并能反查某個構件在圖形中的具體位置，避免出現錯誤。(3)可用性任何一種軟件，要想得到廣泛應用，除了要滿足功能要求外，還需要具有易用性，對大部分使用者來說都是容易學習和操作的。廣聯達的操作界面比較簡單，但也由此產生了功能分區不明確的問題；清華斯維爾具有多任務切換的功能，可以實現多項目同時操作：魯班算量的操作界面有切換命令，可以隨時與CAD界面切換，實現圖形法與構件法互用，其線上服務還能夠實現用戶與專業人士的實時交流，方便隨時解決軟件使用過程中遇到的難題，使軟件的可用性增強。由以上比較分析可知，這三款造價軟件在使用功能方面各有所長，在工程造價領域都比較有競爭力，但是清華斯維爾和魯班的安全性較高，綜合考慮可用性等各種因素，最終選擇魯班軟件。3.3魯班軟件介紹魯班軟件的產品主要有魯班算量(土建、鋼筋、安裝)和魯班造價等， 魯班算量軟件可以自動識別CAD電子文件，快速將二維線條圖形轉化成三維立體圖形，并快速準確的完成工程量統計。魯班土建能夠靈活處理任何復雜構件并智能地進行構件的空間布置，實現構件自動扣減；魯班鋼筋內置現行國家鋼筋規范，降低使用門檻；魯班安裝具有照片建模功能，并能通過CAD圖紙的轉化將水、暖、電等管道進行空間碰撞檢查，減少返工，降低成本。算量軟件統計的數據和建立的模型能無縫對接至造價軟件中，快速得出工程造價。魯班軟件能夠很好的解決我國工程造價中存在的問題(1)為信息共享提供了平臺魯班算量軟件可以建立云指標庫，方便實現信息共享，造價企業或個人可以把所做的歷史工程做成指標文件并上傳至云指標庫，在新建一個項目時，內部人員就可以方便快捷地在指標庫中找到相同類型工程的指標進行對比，快速判斷指標結果是否合理，并且所有上傳的指標都可以共享，便于交流；魯班造價軟件具有智能化的數據導入功能，支持各類算量、套價產品生成的Excel、Access文件的數據導入，也為信息共享提供了便利。(2)使造價管理