基于BIM的工程成本核算理論及實(shí)施方法

 0引言

        對工程項(xiàng)目而言，預(yù)算超支現(xiàn)象十分普遍，有研究表明，有多達(dá)2/3的項(xiàng)目的竣工決算是超過預(yù)算標(biāo)準(zhǔn)的。造成預(yù)算超支的原因很多，其中造價工程師因缺乏充分的時間來精確計(jì)算工程量和了解造價信息而導(dǎo)致成本計(jì)算不準(zhǔn)確，是造成成本超支的重要原因［1，2］。造價工程師在進(jìn)行成本計(jì)算時，要么需手工計(jì)算工程量，要么將圖紙導(dǎo)入工程量計(jì)算軟件中計(jì)算，但不管哪一種方式都需要耗費(fèi)大量的時間和精力。有關(guān)研究表明：工程量計(jì)算的時間在整個造價計(jì)算過程占到了50%～80%［3］。工程量計(jì)算軟件雖在一定程度上減輕了造價工程師的工作強(qiáng)度，但造價工程師在計(jì)算過程中同樣需要將圖紙重新輸入算量軟件中，這種工作方式常常會因人為錯誤而增加風(fēng)險(xiǎn)

　　1建筑信息模型

　　近些年來，建筑信息模型（BIM）無論是作為一種新的理念還是一種新的生產(chǎn)工具都得到了業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注。很多人認(rèn)為它是近幾年出現(xiàn)的新事物，但實(shí)際上，BIM的思想由來已久。早在1975年，被譽(yù)為“BIM之父”的ChuckEastman教授就提出未來將會出現(xiàn)可以對建筑物進(jìn)行智能模擬的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并將這種系統(tǒng)命名為“BuildingDescriptionSystem”。進(jìn)入上世紀(jì)80年代后，BIM的研究受到CAD的沖擊，但學(xué)術(shù)界對BIM的研究并未中斷。在芬蘭，一些學(xué)者對基于計(jì)算機(jī)的智能模型系統(tǒng)進(jìn)行了研究，并將這種系統(tǒng)稱之為“ProductInformationModel”。1986年，美國學(xué)者RobertAish提出了“BuildingModeling”的概念，這一概念與現(xiàn)在業(yè)內(nèi)廣泛接受的BIM概念非常接近；在“BuildingModeling”概念提出不久，BuildingInformationModeling的概念就被提出。但當(dāng)時受計(jì)算機(jī)硬件與軟件水平的限制，BIM還只能作為學(xué)術(shù)研究的對象，無法在實(shí)踐中應(yīng)用。進(jìn)入21世紀(jì)以后，得益于計(jì)算機(jī)軟硬件水平的迅速發(fā)展，BIM的研究和應(yīng)用取得了突破性進(jìn)展。全球三大建筑軟件開發(fā)商Autodesk、Bently及Graphisoft都推出了自己的BIM軟件產(chǎn)品，并在全球多個項(xiàng)目上進(jìn)行了試用且取得了不錯的效果［1］�，F(xiàn)在，BIM已不再是學(xué)者在實(shí)驗(yàn)室研究的思想概念，而是可以在工程實(shí)踐中解決實(shí)際問題的生產(chǎn)工具。

        2基于BIM的成本核算理論

　　BIM是一個包含豐富數(shù)據(jù)、面向?qū)ο蟮摹⒕哂兄悄芑�和參�?shù)化特點(diǎn)的建筑設(shè)施的數(shù)字化表示［5］。BIM中的構(gòu)件信息是可運(yùn)算的信息，借助這些信息，計(jì)算機(jī)可以自動識別模型中的不同構(gòu)件，并根據(jù)模型內(nèi)嵌的幾何和物理信息對各種構(gòu)件的數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。以墻體的計(jì)算為例，計(jì)算機(jī)可以自動識別軟件中墻體的屬性，根據(jù)模型中有關(guān)該墻體的類型和組分信息統(tǒng)計(jì)出該段墻體的數(shù)量，并對相同的構(gòu)件進(jìn)行自動歸類。因此，當(dāng)需要制作墻體明細(xì)表或計(jì)算墻體數(shù)量時，計(jì)算機(jī)會自動對它進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。使用模型來取代圖紙，所需材料的名稱、數(shù)量和尺寸都可以在模型中直接生成。而且這些信息將始終與設(shè)計(jì)保持一致。在設(shè)計(jì)出現(xiàn)變更時，如窗戶尺寸縮小，該變更將自動反映到所有相關(guān)的材料明細(xì)表中，造價工程師使用的所有材料名稱、數(shù)量和尺寸也會隨之變化［5，6］。使用模型代替圖紙進(jìn)行成本計(jì)算的優(yōu)勢顯而易見：（1）基于BIM的自動化算量方法將造價工程師從繁瑣的勞動中解放出來，為造價工程師節(jié)省更多的時間和精力用于更有價值的工作，如：詢價、評估風(fēng)險(xiǎn)等，并可以利用節(jié)約的時間編制更精確的預(yù)算。

　�。�2）基于BIM的自動化算量方法比傳統(tǒng)的計(jì)算方法更加準(zhǔn)確。工程量計(jì)算是編制工程預(yù)算的基礎(chǔ)，但計(jì)算過程非常繁瑣，造價工程師容易因人為原因造成計(jì)算錯誤，影響后續(xù)計(jì)算的準(zhǔn)確性。BIM的自動化算量功能可以使工程量計(jì)算工作擺脫人為因素影響，得到更加客觀的數(shù)據(jù)。

　　（3）基于BIM的自動化算量方法可以更快地計(jì)算工程量，及時地將設(shè)計(jì)方案的成本反饋給設(shè)計(jì)師，便于在設(shè)計(jì)的前期階段對成本的控制，傳統(tǒng)的工程量計(jì)算方式往往因耗時太多而無法及時地將設(shè)計(jì)對成本的影響反饋給設(shè)計(jì)人員。在Hillwood項(xiàng)目上，造價工程師應(yīng)用BIM算量方法節(jié)約了92%的時間，而誤差也控制在1%的范圍之內(nèi)［7］。

　�。�4）可以更好地應(yīng)對設(shè)計(jì)變更。在傳統(tǒng)的成本核算方法下，一旦發(fā)生設(shè)計(jì)變更，造價工程師需要手動檢查設(shè)計(jì)變更，找出對成本的影響，這樣的過程不僅緩慢，而且可靠性不強(qiáng)。BIM軟件與成本計(jì)算軟件的集成將成本與空間數(shù)據(jù)進(jìn)行了一致關(guān)聯(lián)，自動檢測哪些內(nèi)容發(fā)生變更，直觀地顯示變更結(jié)果，并將結(jié)果反饋給設(shè)計(jì)人員，使他們能清楚地了解設(shè)計(jì)方案的變化對成本的影響。

　　美國的一項(xiàng)研究顯示，因BIM的應(yīng)用提高了成本核算的準(zhǔn)確性而使業(yè)主保留了比傳統(tǒng)建設(shè)模式下更低的不可預(yù)見費(fèi)［8］。

　　3基于BIM的成本核算方法

　　造價工程師可以從很多途徑應(yīng)用BIM來進(jìn)行工程量的計(jì)算，但沒有哪一種BIM工具可以提供全套的造價計(jì)算服務(wù)。因此，造價工程師需要根據(jù)實(shí)際情況決定采用哪一種方法，一般來說主要有以下3種方法［1，9］，如圖2所示：（1）利用應(yīng)用程序接口（API）在BIM軟件和成本預(yù)算軟件中建立連接，這里的應(yīng)用程序接口是BIM軟件系統(tǒng)和成本預(yù)算軟件系統(tǒng)不同組成部分銜接的約定。這種方法通過成本預(yù)算系統(tǒng)與BIM系統(tǒng)之間直接的API接口，將所需要獲取的工程量信息從BIM軟件中導(dǎo)入到造價軟件，然后造價工程師結(jié)合其它信息開始造價計(jì)算。U.S.COST公司和Innovaya公司等廠商推出的成本核算軟件就是采用這一類方法進(jìn)行成本計(jì)算。

　　（2）利用開放式數(shù)據(jù)庫連接（ODBC）直接訪問BIM軟件數(shù)據(jù)庫。作為一種經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證的方法，ODBC對于以數(shù)據(jù)為中心的集成應(yīng)用非常適用。這種方法通常使用ODBC來訪問建筑模型中的數(shù)據(jù)信息，然后根據(jù)需要從BIM數(shù)據(jù)庫中提取所需要的計(jì)算信息，并根據(jù)成本預(yù)算解決方案中的計(jì)算方法對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行重新組織，得到工程量信息。

　　與上述利用API在BIM軟件和成本預(yù)算軟件中建立連接的方式不同的是，采用ODBC方式訪問BIM軟件的成本預(yù)算軟件需要對所訪問的BIM數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)有清晰的了解，而采用API進(jìn)行連接的成本預(yù)算軟件則不需要了解BIM軟件本身的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。所以目前采用ODBC方式與BIM軟件進(jìn)行集成的成本預(yù)算軟件（如CostX或ITALSOFT）都會選擇一種比較通用的BIM軟件（如Revit）作為集成對象。

　�。�3）輸出到Excel。目前，大部分BIM軟件都具有自動算量功能，同時，這些軟件也可以將計(jì)算的工程量按照某種格式導(dǎo)出。目前，造價工程師最常用的就是將BIM軟件提取的工程量導(dǎo)入到Excel表中進(jìn)行匯總計(jì)算。與上面提到的兩種方法相比，這種方法更加實(shí)用，也便于操作。但是，要采用這樣的方式進(jìn)行造價計(jì)算就必須保證BIM的建模過程非常標(biāo)準(zhǔn)，對各種構(gòu)件都要有非常明確的定義，只有這樣才能保證工程量計(jì)算的準(zhǔn)確性。

　　需要注意的是：上述的3種方法沒有優(yōu)劣之分，每種策略都與公司所采用的成本計(jì)算軟件、工作方法及價格數(shù)據(jù)庫有關(guān)。每個項(xiàng)目只有根據(jù)自己的業(yè)務(wù)特點(diǎn)和使用習(xí)慣來選擇合適的BIM成本計(jì)算策略，才能最大程度上發(fā)揮BIM的功能，提高它的使用效率。

4討論

　　盡管BIM可以提供工程量計(jì)算，但是它并不能完成所有的成本計(jì)算工作。在整個造價計(jì)算過程中，工程量計(jì)算只是造價工作的起點(diǎn)。造價工程師在計(jì)算過程中仍然起著關(guān)鍵的作用。造價計(jì)算的過程也伴隨著分析的過程，而這是軟件無法做到的。而且，利用BIM進(jìn)行造價計(jì)算是一個循序漸進(jìn)，由淺及深的過程。試用者在應(yīng)用的初期可以先從簡單的功能用起，隨著對BIM軟件的熟悉，可以慢慢擴(kuò)展到其它功能。例如：可以先從構(gòu)件的統(tǒng)計(jì)開始應(yīng)用，目前絕大部分的BIM軟件都擁有構(gòu)件統(tǒng)計(jì)功能，初次應(yīng)用也不宜對綜合模型進(jìn)行計(jì)算，可以先嘗試對某一個具體的專業(yè)的（如建筑專業(yè)）模型進(jìn)行應(yīng)用，等到熟悉后可對有關(guān)建筑、結(jié)構(gòu)、水電暖通的綜合模型進(jìn)行成本核算。此外，應(yīng)用BIM進(jìn)行工程量計(jì)算要有一個合理的期望。在實(shí)現(xiàn)自動化之前首先做到標(biāo)準(zhǔn)化。要想充分發(fā)揮BIM的作用，就需要在對建筑構(gòu)件及其屬性進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的定義，并要求定義的范圍可以覆蓋包括附屬構(gòu)件在內(nèi)的絕大部分構(gòu)件，否則BIM軟件無法按照用戶的期望輸出結(jié)果。例如，如果鋼筋混凝土的定義中只有混凝土的數(shù)據(jù)而沒有定義在混凝土中鋼筋的數(shù)量，或者定義了鋼筋的數(shù)量，但信息不夠詳細(xì)，如只有數(shù)量，沒有型號，在這些情況下，BIM軟件都無法對鋼筋的數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

　　5結(jié)語

　　建筑信息模型是對工程項(xiàng)目信息的數(shù)字化表達(dá)，是數(shù)字技術(shù)在建筑業(yè)中的直接應(yīng)用，它代表了信息技術(shù)在建筑業(yè)中應(yīng)用的新方向。BIM的應(yīng)用將使造價工程師從繁瑣的勞動中解放出來，將更多的精力用于更有價值的工作，提高成本核算的可靠性。