作者：崔德芹、王本刚 主编
出版社：化学工业出版社
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工程造价BIM应用与实践试读：
前言
前 言建筑行业作为国民经济支柱产业之一，转型升级任务愈来愈艰巨，BIM技术作为建筑业创新可持续发展的重要技术手段，其应用与推广为建筑业的发展提供了巨大的发展动力。
伴随着BIM技术在国内设计单位、施工单位、建设单位的推广与应用，其价值不断得到彰显，呈现出以下特点：一是应用阶段从以关注设计阶段为主向工程建设全过程发展；二是应用形式从单一技术向多元化综合应用发展；三是用户使用从电脑应用向移动客户端转变；四是应用范围从标志性建筑向普通建筑转变。BIM技术的应用对建筑行业是一次颠覆性的革命，使得参建各方的工作方式、工作思路、工作路径都发生根本性的变化。
面对建筑业发展的趋势和需求，在建筑工程造价计价与控制全过程应用BIM技术十分必要。本书主要围绕BIM模型在工程造价管理中的应用展开，是工程造价BIM技术应用与实践的基础。
本书主要介绍BIM在工程造价中的应用与实践，以某幼儿园工程案例为基础，依托于广联达BIM系列软件以讲练案例模式贯穿始终。围绕案例的建模以及计量计价操作精讲，结合业务需要适当进行知识拓展，使读者能够掌握BIM造价基本技术应用；按照BIM应用场景展开，关注设计模型在造价软件中的贯穿应用，一次建模多次利用，分析造价的成本控制，使读者掌握BIM技术在工程造价全过程管理的应用。
本书由崔德芹、王本刚主编。具体分工如下：第1章、第3章、第5章由王本刚、陈春苗编写；第2章、第4章由杨珊珊、武琳编写；第6章及附录由南锦顺编写；第7章由崔德芹编写。
由于时间紧迫，加之编者水平有限，书中难免有不足之处，恳请读者不吝指正，以便及时修订与完善，联系电子邮箱：24400756@qq.com。如需电子图纸，可发送电子邮件索要。编 者2019年3月第1章 BIM应用概述1.1 BIM的概念
BIM是Building Information Modeling的缩写，代表建筑信息模型。BIM技术即关于建筑信息模型的技术，其以基于三维几何模型、包含其他信息和支持开放式标准的建筑信息为基础，提供更加强有力的软件，提高建筑工程规划、设计、施工管理、运行及维护的效率和水平；实现建筑全生命周期信息共享与交互（如图1-1所示），从而实现建筑全生命成本等关键方面的优化。图1-1 BIM技术与各参建方之间实现信息交互1.1.1 BIM技术的起源
BIM的概念原型于20世纪70年代被提出，当时称为“产品模型（Product Model）”，该模型既包含建筑三维几何信息，也包含建筑的其他信息，只是由于当时计算机技术还较为落后，BIM技术未能得到进一步的推广与应用。进入21世纪之后，随着计算机信息技术的迅速发展，特别是CAD技术的应用与推广，产品模型的概念得到推广和发展。2002年，美国的Autodesk公司收购了Revit，开启了BIM市场化之路，BIM技术逐渐地在建筑工程中得到重视并加以推广。经过10余年的发展，BIM技术应用方向不断开发与拓展，并已成为继CAD技术之后行业信息化最重要的新技术。
值得一提的是BIM技术在建筑工程上的应用将促进建筑业的科技进步和生产力提高。类似于BIM理念的应用技术在20世纪90年代制造业已付诸于实践，极大地提高了制造业的竞争力。1.1.2 BIM技术的特征与数字解读（1）BIM技术的特征
BIM技术具有4个关键性特征，即面向对象、基于三维几何模型、包含其他信息和支持开放式标准。
①面向对象。该特征面向对象的方式表示建筑，使建筑成为大量实体对象的集合。例如，一栋建筑物包含了大量的结构构件、门窗、填充墙、装饰装潢等。这就使得在其相应的软件中，用户针对这些实体进行操作，而不再是点、线、圆、多面体等几何元素。
②基于三维几何模型。该特征即用三维几何模型来如实表达对象，并反映对象之间的拓扑关系。三维几何模型相较于传统的用二维图形表达建筑信息的方式更直观，可利用计算机自动进行建筑信息加工和处理，不需要人工干预。例如，从基于三维几何模型的建筑信息可自动生成实际施工过程中所需要的二维建筑施工图；计算机可自动计算与统计建筑各组成部分的面积、体积等数量值。
③包含其他信息。该特征即在基于三维几何模型的建筑信息中赋予其他信息，使根据指定的信息对各类对象进行统计、分析成为可能。例如，可以选择某种型号的窗户对象类别，自动生成统计报告等；也可在三维几何模型中赋予成本和进度信息数据，则可以自动获得项目各时间对应的资金需求，便于管理者进行资源调配。
④支持开放式标准。该特征即支持开放式标准交换建筑信息，从而使建筑全生命周期各阶段产生的信息得到共享并能在后续阶段被调用，避免信息的重复录入和查找原始资料困难的情况发生。（2）BIM的数字解读
BIM技术涉及的维度用简单的数字解读或许更能加深读者的理解，杨宝明博士曾在《BIM改变建筑业》一书中对BIM的解读从7个数字说起。
①1个模型。一个建筑信息模型，也是一个多维度（>3D）的结构化工程数据库。
②2个对象。BIM模型中的信息就是为了描述两个对象，工程实体、过程业务。
③3大核心能力。
a.形成多维度（>3D）结构化工程数据库；b.数据粒度能达到构件级，甚至更小，如一根钢筋、一块砖；c.工程大数据平台：承载海量工程和业务数据，其多维度结构化能力，使工程数据和信息的计算能力非凡，远非以往的工程管理技术手段所能比拟。
④4大价值。BIM技术为工程项目管理和企业级管理提供4大价值能力：a.强大计算能力；b.实时协同能力；c.实施虚拟建造能力；d.工程和业务信息集成能力。
⑤5大阶段。BIM的应用分为5大阶段：a.方案决策；b.规划设计；c.建造施工；d.运维管理；e.改建拆除。BIM在这五大阶段都能发挥重要的作用，每个阶段将有大量应用产生。
越来越多的工作将在基于BIM的平台上完成作业，以提高工作效率和质量，让工作成果可存储、可检索、可计算、可协同共享。最终，BIM将成为建筑业操作系统（OS，Operating System）。
⑥6大应用（建造阶段）。在建造阶段，BIM技术将实现数百项应用，其中6大应用将对项目管理影响较大：a.工程量计算、成本分析、资源计划；b.碰撞检查、深化设计；c.可视化、虚拟建造；d.协同管理；e.工程档案与信息集成；f.企业级项目基础数据库。
⑦7个维度。BIM有3个维度（空间、时间、工序）和7个子维度（3D实体、1D时间、3D工序——招标工序BBS、企业定额工序EBS、项目进度工序WBS）。1.1.3 BIM技术应用的核心要素
BIM技术在建筑工程中的应用主要取决于4个要素，即BIM人才、BIM应用软件、BIM相关标准以及BIM技术应用模式。（1）BIM人才
BIM人才即需要掌握后3个要素的技术人员及管理人员。毫无疑问BIM人才在BIM技术应用中最为重要，因为没有人才就无法实施BIM技术应用。（2）BIM应用软件
人们只能通过BIM应用软件的方式来进行BIM技术应用，因此BIM应用软件十分重要。从理论上讲，BIM技术可以应用到建筑全生命周期。但是迄今为止，BIM应用软件还不能有效覆盖建筑全生命周期的所有工作。尽管为了能够有效覆盖建筑全生命周期的所有重要工作，BIM应用软件的升级和开发从没有间断过，而且对建筑全生命周期的所有重要工作的覆盖面涉及的越来越广，但在实际过程中却远未达到在多数工作中均能应用BIM应用软件的程度。这其中最大的问题就是BIM应用软件对本地规范的支持，以我国为例，目前在国内使用的BIM应用软件主要是与规范关系不大的建筑设计软件、4D进度管理软件、5D进度控制软件与成本控制软件等。（3）BIM相关标准
BIM相关标准是在BIM应用软件之间共享建筑信息的关键，没有BIM相关标准，就难以实现BIM应用软件之间的信息共享。
BIM主流数据标准为IFC（Industry Foundation Classes，工业基础类）。它是由国际组织IAI（International Alliance for Interoperability，国际协作联盟，目前改名为buildingSMART）发布并发展为BIM数据标准，最近已成为国际标准化组织（ISO）标准。目前，国际上的主要软件开发商已开始支持IFC标准，从而为BIM数据跨企业、跨阶段的共享奠定了基础。但是，IFC仍然在发展的过程中，它对建筑全生命周期、多专业、各种应用的支持程度正在逐步提高。（4）BIM技术应用模式
BIM技术作为一种新技术，只有选择适合应用情形的应用模式，BIM技术的应用才可以收到好的效果。BIM技术应用模式也在不断发展中，迄今为止，BIM技术应用模式可分为两大类：一类是在现有管理框架内应用BIM技术；另一类是基于BIM技术重新构建项目管理框架。
①现有管理框架内应用BIM技术。此类主要体现为在设计、施工、运行和维护等阶段的局部过程中使用BIM技术。例如：在设计阶段，使用三维设计软件取代传统二维设计软件；在施工阶段，使用BIM应用软件进行成本预测、虚拟建造、碰撞检查等；在运行和维护阶段，使用基本BIM技术的设施管理系统取代传统的管理信息系统。其主要特点是，在一个参与方的内部使用BIM技术，在使用BIM技术的过程中，不涉及与其他参与方的协调。
②基于BIM技术重新构建项目管理框架。此类体现为基于BIM技术来打破现有的管理框架，通过发挥BIM技术的应用，实现应用效果的最大化。这一类应用模式最典型的例子是，建筑项目的业主要求项目各参与方，包括设计方、施工方等，在设计、施工以及运行和维护等建筑信息全生命周期的各个阶段，使用BIM应用软件开展工作，提交的成果均满足BIM相关标准，以便实现各参与方之间的信息共享。在BIM应用软件及BIM相关标准尚不成熟的条件下，这样做是十分困难的，但是在我国的个别项目中，已经开始了这样的尝试。另一个典型的例子就是IPD模式。在该模式下，业主、设计、总包、分包等参与方通过签署协议，在设计阶段就参与到项目中，通过应用BIM技术进行虚拟建造，共同对设计进行改进，并共同分享收益或承担风险。随着BIM技术的广泛应用，必将出现更多成功的BIM技术应用模式。1.2 BIM的应用问题
目前，世界各国都在推广BIM应用，因为BIM技术的应用能够产生经济效益、社会效益和环境效益，但是缺乏具有综合能力的BIM技术人员，已经成为阻碍BIM技术在建筑产业中应用的难题。《中国建筑施工行业信息化发展报告（2015）》调研结果（表1-1）表明，BIM人才的培养是当前影响BIM深度应用与发展的主要障碍。如何推动BIM系列软件在建筑行业应用，进一步落实BIM技术推广，培养企业所需的BIM人才，是当前亟待解决的问题。表1-1 BIM深度应用问题和障碍1.3 BIM的应用方法1.3.1 业主方的BIM应用
业主方是建设项目BIM应用的最大受益方，BIM对业主方项目总成本产生巨大影响，业主方最应该积极应用BIM。（1）BIM应用对业主方的价值体现
①缩短工期，大幅度减低融资财务成本；
②提升建筑产品品质，提高产品售价；
③形成模型，提升运维效率、大幅度减低运维成本；
④有效控制造价和投资；
⑤提升项目协同能力；
⑥积累项目数据。（2）业主方的BIM应用误区
①选用BIM解决方案不当。针对设计阶段和施工阶段的BIM应用，没有选用各自专业的解决方案。在建造阶段，用只能在设计阶段发挥作用的BIM软件建了模型，只能做设计阶段的碰撞检查，无法做其他事情。到了招标阶段，建好的模型，连工程量都计算不了，结构工程最重要的钢筋模型也建立不了，无法支持招标投标工作，后续建造阶段的应用更无从谈起，业主一般都不满意。
②实施策略不当而导致成效有限。业主十分重视并聘请了BIM顾问，但应用效果与前述差不多，投资回报率（ROI）低，BIM能实现的只是建模和碰撞检查而已。这个问题业主偏向了与设计阶段BIM团队合作，聘请的BIM顾问只擅长设计阶段的BIM应用，对建造阶段的BIM应用不了解，从而导致成效有限。（3）业主方BIM应用成功的途径
BIM技术应用分三大阶段：设计、建造、运维。没有一个BIM顾问是三个阶段都精通的，一般只能精通一个阶段。相对于设计阶段的BIM应用，建造阶段的BIM应用更复杂、所涉及的BIM应用更多，也是参建单位最多的阶段，协同管理难度较大。业主方应聘请一个擅长建造阶段，熟悉设计阶段和运维阶段的BIM总顾问，负责制定各参建方BIM应用的标准与要求，过程中审核各参建方BIM模型数据的准确性、及时性，BIM总顾问整合各方模型形成最终的BIM应用成果。因此，由业主主导、业主方BIM总顾问统筹实施方法，选择合适的BIM技术方案，聘请合适的BIM顾问，是业主方BIM成功应用的三大条件。1.3.2 施工方的BIM应用
施工企业应用BIM越早，越早建立竞争优势，而且BIM介入项目越早，价值发挥越明显。BIM技术的一大优势就是在施工前将建筑在电脑里模拟建造了一遍，在施工前发现问题可尽早解决问题。如果项目已经施工了，很多BIM技术应用将错过最佳时机。
当前施工企业应用比较多的BIM应用点如图1-2所示。主要利用BIM技术在投标、施工准备、施工、竣工结算过程中为项目和企业提供技术支撑、数据支撑和协同支撑，使项目的进度管理、成本管控和质量安全管理更有效率。图1-2 BIM在建造全过程中的主要应用1.3.3 造价咨询企业的BIM应用
工程造价管理每个对象的数据都是海量的，计算十分复杂。随着经济发展，各大中城市大型复杂工程不断增多，造价管理工作难度越来越高。传统手工算量、单机软件预算，已经大大落后于时代的需求。目前的造价管理技术具有一定的局限性，具体表现为：造价分析数据细度不够，功能不强；造价难以实现过程管理；企业级管理能力不强；难以实现数据共享与协同；数据积累困难等。
对于造价咨询企业而言，基于BIM的项目造价全过程管理是解决当前复杂工程造价管理的有效途径。基于BIM的造价全过程管理解决方案关键技术主要表现为以下几个方面：（1）精细化建模及自动化精确工程量计算分析；（2）利用BIM模型数据库实现造价的快速精细统计分析；（3）企业级多工程基础数据将项目群或企业级的所有工程BIM模型形成一个数据仓库，实现项目群多工程和企业级统计分析；（4）BIM浏览器实现单工程的快速模型查看、数据调用与分析、资料管理等，实现数据共享和项目协同管理。
基于BIM造价全过程管理解决方案在各阶段应用方法将在本书第2章作具体论述。思考题
1. BIM的概念是什么？
2. BIM应用问题有哪些？
3.业主方和施工方如何应用BIM技术？第2章 BIM造价应用概述2.1 BIM造价管理的发展
1975年，“BIM之父”——乔治亚理工大学的Chuck Eastman教授创建了BIM理念至今，BIM技术的研究经历了三大阶段：萌芽阶段、产生阶段和发展阶段。BIM理念的启蒙，受到了1973年全球石油危机的影响，美国全行业都需要考虑提高行业效益的问题，1975年“BIM之父”Eastman教授在其研究的课题“Building Description System”中提出“A computer-based description of a building”，以便于实现建筑工程的可视化和量化分析，提高工程建设效率。发达国家对BIM技术向来重视，英国、美国、新加坡、日本等国家都已经提出了BIM应用的相关要求。近些年，我国政府也加大了对BIM技术的关注度和重视度，并陆续出台了一些BIM的相关政策。
BIM技术可极大地改进工程项目管理，提升项目精细化水平，减少资源浪费，是一项投入产出比较高的绿色建造技术，世界各国政府都在推广BIM技术，首要原因就在于此。
BIM技术应用在建筑全生命周期中，在管理、建造技术上都能大幅提升建筑行业的生产力、精细化程度，BIM也是建筑工业化必需的支撑手段，是建筑业产业升级的必由之路。一个大型工程项目要实现工业化建造，构件数量多达数十万个，实现大量构件的设计、生产、加工、运输、现场安装，没有一个强大的数据库系统是难以想象的。
建筑业是最大的大数据行业之一，行业级BIM数据库的建设势在必行，这样可使得行业的行政、质量控制、安全管理上一个台阶。
城市级BIM数据库是智慧城市的基础数据库。研究表明，“BIM+GIS+物联网”将是智慧城市最核心的基础技术架构。BIM技术在智慧建造、智慧城市产业中，是一个巨大的创新领域，以BIM技术为平台，将许多新技术集成创新应用、抢占BIM制高点对科技创新具有重要意义。
工程总造价及时准确的估算困难，主要原因在于形成造价的三大关键要素，即工程量、价格、消耗量指标，国内工程建设各方都难以利用现有的技术手段快速准确地测算。
随着信息技术的发展，特别是互联网商业模式不断推陈出新，工程造价的各关键要素都可以找出很好的解决方案。这些解决方案可以使工程造价人员有能力快速准确获取各造价关键要素数据，能够快速准确分析工程造价，也提高了行业的透明度，提高了施工企业的管理水平。
BIM技术的应用打破了工程造价管理的固有状态，提高了工程量计算的实时性、动态性和精准性，增强了工程造价的控制水平和资源配置的水平，改变了工程造价管理中的横向与纵向的信息交流方式。2.2 BIM在造价管理中的应用2.2.1 工程量计算
BIM技术提高了工程量计算的精确度和计算效率。工程量的计算是工程造价工作中一项重要的内容，是一切工程计价工作的基础。基于BIM技术的计量软件可以更精准地计算工程量，能够大大提高计算效率，计算精度也远远超过了传统计算方法。随着建筑规模不断扩大，工程结构越来越复杂，BIM技术能有效减少人为因素造成的误差，与此同时，也促进了工程造价的精细化管理。而且，BIM计量软件不仅融合了相关的国家标准和计算规定，还能够生成电子文件，用于信息的实时交流和传递，有利于各个专业简单协调和配合，提高了工程造价管理的效率。2.2.2 成本控制
传统的工程造价成本分析常使用多算对比法进行，多算对比通常从时间、工序、空间三个维度进行分析对比，从而达到成本控制的目的。但是实际工程中往往做不到多维度分析，导致成本分析不准确，进而影响成本控制。BIM模型中有丰富的进度、成本等参数信息和多维度的业务信息，能够进行不同阶段和不同业务的成本分析，从而提高成本控制能力。
设计阶段工程造价的影响可达到35%～75%，是工程造价控制的重点阶段。在工程设计阶段引入BIM 技术，及时发现设计中存在的不足之处，减少工程设计变更，从而降低工程造价。2.2.3 工程造价动态管理
由于工程量和价格信息是不断变化的，传统的造价管理是与设计割裂的，所以设计方案出现设计变更后需要人工重新算量套价，容易出错。利用广联达软件可以通过BIM三维模型，加入时间、成本维度组建BIM5D建筑模型，将项目投资、设计、施工相关的造价数据资料存储于后台服务器中，将成本与设计、进度数据进行一致关联，实现动态实时监控。成本汇总、统计、拆分对应瞬间可得，以便更加合理地安排资金计划、人员计划、材料计划和机械计划等。
当工程进行设计变更时，只需将设计变更内容关联到BIM5D 模型中，通过简单的模型调整，即可自动计算相应的工程量变化，不仅可减轻造价人员的工作量，还能使造价人员更清楚地了解设计变更对工程造价产生的影响。
BIM技术的应用能够显著提高造价管理的效率，促进工程造价管理水平的整体提升。2.3 BIM在全过程造价管理中的应用
项目全过程，也称项目生命周期，是指项目从决策、设计、招投标、施工至竣工验收的全部过程。全过程造价管理是指工程造价在生命周期内的合理确定及有效控制的过程。
目前BIM 技术对工程造价的管理贯穿在整个工程生命周期中，涉及工程建设的各个阶段，包括决策阶段、设计阶段、招投标阶段、施工阶段、竣工阶段。2.3.1 BIM在决策阶段的应用
决策阶段各项技术指标的确定，对该项目的工程造价会有较大影响，特别是建设标准水平的确定、建设地点的选择、工艺的评选、设备选用等，直接关系到工程造价的高低。在项目建设各大阶段中，投资决策决断影响工程造价的程度最高，高达80%～90%。因此决策阶段项目决策的内容是决定工程造价的基础。BIM在决策阶段的应用主要包括以下内容。（1）基于BIM的投资造价估算
投资决策阶段处于项目实施前，在项目投资决策阶段，合理准确地估算投资是造价管理工作的重中之重。BIM具有强大的信息库、数据模型及可视化等优点，通过BIM技术构建的数据模型和信息平台能够充分体现信息的可视化及模型的模拟性，能够为项目投资者提供有力的参考和数据支持。在工程投资决策阶段，造价管理人员可以参考BIM所构建的数据模型，查找与拟建项目相似工程项目的造价信息，对造价信息进行查询和模拟，并依据已经完工的相似工程进行准确的投资估算，可使拟建项目的投资估算更加准确，提高投资估算的准确性和可靠性。（2）基于BIM的投资方案选择
在进行建筑项目的设计方案决策时，需要在多个投资提案中进行选择，通过BIM 技术可以对多个方案进行对比分析，对原始数据进行统计，并依据积累的数据，找出最合理、最适合的投资方案。这不仅可以缩短时间，还可以提高效率，迅速、准确地选择出最为经济合理的方案，并减小投资估算的偏差，对经济效益的提高有重大意义。2.3.2 BIM在设计阶段的应用
建筑项目的设计阶段对于项目进度和项目的质量都起着至关重要的作用，是工程技术和工程经济相关联的重要环节，工程设计对整个工程项目的经济性、合理性和造价管理都有着至关重要的影响，直接影响着工程项目在施工后期的造价控制。BIM在设计阶段的应用主要包括以下内容。（1）基于BIM的设计优化
在完成施工图纸的设计工作后，应对其开展图纸审查以及设计交底等相关工作，传统工程造价管理将水电和土建等项目分割进行，但该种方式会加大图纸审查难度。BIM 技术整合传统的土建、水电、给排水图纸，减少了各方设计人员图纸审查麻烦，使得工程设计更加合理，加快了设计方的出图速度，同时有效地避免了工程在施工过程中的技术变更。设计人员也能够利用BIM 技术，及时发现设计中的不足和不利于施工的地方并加以改进，及时发现可能存在的专业间碰撞问题，利用模型碰撞检测发现设计中存在的问题，为后续施工的顺利进行提供可靠的技术保障，提高工程的设计质量，加强工程造价管理控制。因此，在建设工程项目造价控制管理上合理应用BIM技术，其优势相当明显。（2）基于BIM的限额设计
目前，在我国建筑行业中，通常是采用限额设计方式，即根据项目可行性研究阶段确定的投资估算进行项目的方案设计，实现投资支出、资金利用的合理性。传统的工程造价管理上很难保证造价信息的精准、完整，而BIM 技术刚好补足了这些缺陷。BIM模型可以输出项目的分项工程、单位工程等造价信息，利用 BIM 数据库对各种建设数据进行合理分析，限定工程造价范围，以便设计人员在设计阶段中清晰地认识工程造价信息，满足限额设计的要求，从而更好进行工程造价管理。BIM模型对成本费用的实时模拟和核算使得设计人员和造价师能实时地、同步地分析和计算所涉及的设计单元的造价，并根据所得造价信息对细节设计方案进行优化调整，可以很好地实现限额设计。（3）基于BIM的设计概算和施工图预算
一般项目的设计阶段可分为初步设计和施工图设计两个阶段。初步设计阶段确定设计概算，施工图设计阶段确定施工图预算。
①基于BIM的设计概算。设计概算的编制主要取决于设计深度、资料完备程度和对概算精度的要求。运用 BIM 技术对建筑信息模型进行修改，进而实现对设计方案的调整与优化。该模型可以直接提供造价数据，方便建设单位进行方案比较以及设计单位进行设计优化，从而有效控制造价。运用BIM模型确定的设计概算，能够实现对成本费用的实时模拟及核算，能够将设计图纸、数据及概算数据与造价管理进行自动关联，实现整个项目生命周期设计数据共享的作用。
②基于BIM的施工图预算。在施工图设计阶段，BIM模型可以直接提取工程信息、进度计划以及工程图纸文件，模型中包含了施工图预算阶段的预算定额、工程量计算规则以及预算清单等其他信息，这打破了以往传统造价软件的文本格式。这些信息之间相互关联、相互补充组成一个预算信息数据库。造价人员可以在预算阶段利用 BIM 软件建立的三维图形准确地计算出工程量，再将工程量导入到预算信息数据库中制成相应的工程造价报表，BIM 软件会将造价报表自动更新到预算造价管理模型中，以保证信息的及时性和准确性，并且可供建设方随时查看，方便了后续施工过程的进度款支付、材料制定、采购计划和劳动力计划、限额领料等措施的实施，达到工程造价管理全过程监控的目的。2.3.3 BIM在招投标阶段的应用（1）基于BIM的招标
随着 BIM 技术的应用和推广，招投标的技术水平也得到强化。建设单位即招标方，可以通过建立BIM模型，结合项目具体特征将工程分解，细化工程量，计算工程量，形成准确的工程量清单，编制招标文件。
基于BIM技术的工程量计算具有以下特点。
①算量更加高效。基于BIM的自动化算量方法将造价工程师从繁琐的劳动中解放出来，为造价工程师节省更多的时间和精力用于更有价值的工作，如造价分析等，并可以利用节约的时间编制更精确的预算。
②计算更加准确。工程量计算是编制工程预算的基础，但计算过程非常繁琐，造价工程师容易因人为原因造成计算错误，影响后续计算的准确性。自动化算量功能可以使工程量计算工作摆脱人为因素影响得到更加客观的数据。
③更好地应对设计变更。
④更好地积累数据。（2）基于BIM的投标
施工单位即投标方，可以利用 BIM模型信息能在相对短的时间内获得工程量信息，能使用 BIM 模型核对招标文件中的工程量清单，可以有效规避工程量计算错误、清单漏项等状况。通过 BIM 模型信息数据平台获得相关工程预算所需的信息，然后根据预算定额自动匹配计算各分部分项工程工程费，最后汇总其他费用，获得工程项目的清单费用，编制投标文件。
施工方利用BIM还可以对施工中的重要环节进行可视化模拟分析，避免亏损，以提高准确度和工作效率，制定优化的投资策略。2.3.4 BIM在施工阶段的应用
建设工程施工阶段具有周期长、涉及面广大、影响因素复杂等特点，其工程造价管理工作难度较大。将BIM技术合理应用于施工阶段工程造价管理中，可以提高工程造价管理效率。BIM 技术主要用于工程计量、工程变更、工程索赔及工程进度款结算等造价管理方面。（1）工程计量
利用BIM模型的参数化特点，按照所需条件筛选工程信息，BIM模型可自动完成相关构件的工程量统计并汇总形成报表。基于参数化BIM模型，任意组合构件信息，可以按进度、工序、施工段以及构件类型给出工程造价或者统计工程量，便于过程造价控制，有利于精细化管理的实现。
施工单位可以通过BIM技术进行材料数据信息分析和模拟计算，计算与分析工程各施工环节实际消耗量，及时了解工程建筑材料的消耗情况，按照合同约定严格控制材料用量，真正实现限额领料。此外，还可以利用 BIM 模型准确计算当前工程完工情况，合理安排其他施工资源，实现工程成本的动态监控。（2）工程变更
在施工阶段，工程变更的次数的增加会引起工程造价的增加，容易引起甲乙双方因此产生矛盾导致施工进度减慢。利用BIM技术的虚拟碰撞检查，在施工前发现并解决该问题，有效地减少变更次数，加快工程进度。同时BIM技术可帮助相关人员顺利完成图纸的审核工作，避免因此而导致停工、返工等现象的出现，保证工程的顺利开展。
利用BIM技术可以最大限度地减少设计变更，并且在设计阶段、施工阶段等各个阶段，由各参建方共同参与进行多次的三维碰撞检查和图纸审核，尽可能从变更产生的源头减少变更。（3）工程索赔
在工程建设中，只有规范并加强现场签证的管理，采取事前控制的手段并提高现场签证的质量，才能有效地降低实施阶段的工程造价，保证建设单位的资金得以高效的利用，发挥最大的投资效益。对于签证内容的审核，可以在BIM 5D软件中实现模型与现场实际情况对比分析，通过虚拟三维的模拟掌握实际偏差情况，从而确认签证内容的合理性。
用BIM模型进行图纸会审时，方便各个专业数据整合，进行三维碰撞检测，更直观地发现问题，减少施工过程因设计问题而引起的施工方索赔，为造价控制提供技术支撑。（4）工程进度款结算
我国现行工程进度款结算有多种方式，包括：按月结算、竣工后一次结算、分段结算、目标结算等方式。在传统模式下，建筑信息都是基于二维图纸建立的，建设单位、施工单位、设计单位、监理单位等分专业分阶段检测设计图纸，无法形成协同与共享，很难从项目整体上发现问题，很难形成数据对接，导致工程造价快速拆分难以实现，工程进度款结算工作也较为繁琐。随着BIM技术的推广与应用，尤其在进度款结算方面，可以进行框图出价、框图出量，更加快速地完成工程量拆分和重新汇总，并形成进度造价文件，为工程进度款结算工作提供技术支持。
BIM技术还可以对施工现场给予实时监测，促使工程造价管理、工程质量和工程进度得到有效保证，实现多角度的管理模式。2.3.5 BIM在竣工验收阶段的应用
竣工阶段要编制竣工结算，结算工作中涉及的造价管理过程的资料数量极大，结算工作中往往由于单据的不完整造成工作量计算不准的情况。传统模式下，竣工结算对造价人员来说是相当考验的一项任务，特别是工程量的核对，结算工作主要根据是二维平面图纸、现场签证以及工程量计算书等文件，依靠手工或电子表格辅助，效率低、费时多、数据修改不便。此方式完全依照手工查找，建设单位与施工单位的造价人员需要按照每个分部分项工程等逐项核对，工作量较大，准确性很难保证，而且工程造价人员的业务水平影响结算准确度。在甲乙双方对施工合同及现场签证等产生理解不一致或者一些高估冒算的现象或者工程造价人员业务水平的参差不齐，可致结算“失真”。因此，改进工程量计算方法和结算资料的完整和规范性，对于提高结算质量，加速结算速度，减轻结算人员的工作量，增强审核、审定透明度都具有十分重要的意义。
利用BIM技术，造价管理信息经过决策阶段、设计阶段、招标阶段、施工阶段的不断补充和完善，信息量已经足够丰富，与竣工实体相一致，能够完全表达出竣工实际完成的工作量。以此模型为基础进行竣工结算可以大大提高速度与准确度，也为后期竣工决算的编制奠定基础。BIM模型的建立过程中信息公开、透明，避免在进行结算时描述不清而导致难度增加，减少双方的互相推诿，提高结算效率，节约竣工验收阶段的时间和成本。
BIM 技术的应用，使得项目建设在各个阶段都能够进行对比分析数据，检查工程进度和预期是否一致。BIM可以在今后的运营阶段将管理成本降到最低，使整个项目的造价管理工作有条不紊地进行，有利于运营维护阶段的造价管理工作顺利进行，真正落实全寿命周期造价管理。
BIM在项目整个生命周期中实现了所有参与单位的数据透明、公开、共享、有效应对工程变更，从而极大地节省了各参与方人力、物力。2.4 BIM给项目各参建方的管理带来的变革
当今世界的制造业与建筑业规模大致相当，但生产效率却差别很大，这很大程度上源于两个行业在信息技术应用方面投资习惯的差异。随着信息时代的到来，制造业、航天业等产业率先应用了信息模型技术，使传统的基于图纸的设计生产流程转变为基于信息模型的生产流程，并大幅提高了生产效率。近些年，建筑业也开始吸收制造业的经验，开始在建筑生产过程中引入建筑信息模型即BIM技术。
BIM技术是在原有CAD技术基础上发展起来的一种多维模型信息集成技术，可以使建筑物的所有参与方，包括业主方、设计方、施工方和监理方等，都能够在模型中操作信息和在信息中操作模型，从而实现在建筑全生命周期内提高工作效率和质量，并且减少错误和风险。2.4.1 BIM对业主方的影响
建筑业是一个传统行业，有着悠久的历史。BIM技术的出现，给这个古老的行业带来了很大程度上的改变。对业主——房地产开发公司来说，BIM技术的应用不仅改变了技术思维，也改变了管理思维。BIM的最大功效就是协调和管理项目的过程，从业主的角度出发，BIM管控的是项目的质量、时间、成本和安全。在不同的阶段下，对于质量、成本、时间、安全有不同的管理需求和方向，基于BIM的不同方向提取出来的信息能够很好地分解到这几个领域上去，协助业主做好项目的管理工作。2.4.2 BIM对施工企业的影响
在建筑市场竞争日益激烈的环境下，建筑施工企业要想更好地可持续发展和发挥竞争优势，就必须提升企业的管理水平和核心竞争能力，就必须不断地进行技术创新与管理创新。而信息化技术是支撑企业发展和管理的有效手段之一。
在建筑工程的传统施工中建筑专业、结构专业、设备及水暖电专业等各个专业分开设计，导致图纸平立剖之间、建筑图与结构图之间、安装与土建之间以及安装与安装之间的冲突问题数不胜数，随着建筑越来越复杂，这些问题会带来更多严重的后果。通过三维模型，在虚拟的三维环境下方便发现设计中的碰撞冲突，在施工前快速、全面、准确地检查出设计图纸中的错误、遗漏及各专业间的碰撞等问题，减少由此产生的设计变更和工程洽商，更大大提高了施工现场的生产效率，从而减少施工中的返工，提高建筑质量，节约成本，缩短工期，降低风险。
建筑施工是一个高度动态和复杂的过程，当前建筑工程项目管理中用于表示进度计划的网络计划，由于专业性强，可视化程度低，无法清晰描述施工进度以及各种复杂关系，难以形象表达工程施工的动态变化过程。通过BIM，将空间信息与时间信息整合在一个可视的4D（3D+Time）模型中，可以直观、精确地反映整个建筑的施工过程和虚拟形象进度。4D施工模拟技术可以在项目建造过程中合理制定施工计划、精确掌握施工进度，优化使用施工资源以及科学地进行场地布置，对整个工程的施工进度、资源和质量进行统一管理和控制，以缩短工期、降低成本、提高质量。
工程量统计结合4D的进度控制，即BIM在施工中的5D应用。施工中的预算超支现象十分普遍，缺乏可靠的基础数据支撑是造成超支的重要原因。BIM是一个富含工程信息的数据库，可以真实地提供造价管理需要的工程量信息，借助这些信息，计算机可以快速对各种构件进行统计分析，进行混凝土算量和钢筋算量，大大减少了繁琐的人工操作和潜在错误，非常容易实现工程量信息与设计方案的完全一致。通过BIM获得的准确工程量统计也可以用于成本测算，在预算范围内不同设计方案的经济指标分析，不同设计方案工程造价的比较，以及施工开始前的工程预算和施工过程中的结算。2.4.3 BIM对设计的影响
BIM引领建筑数字技术走向更高层次，是继“从甩图板转变为二维计算机绘图”之后的又一次建筑业的设计技术手段变革，它的全面应用将大大提高建筑业的生产效率，提升建筑工程的集成化程度，使设计、施工到运营整个全生命周期的质量和效率显著提高、成本降低，给建筑业的发展带来巨大的效益。
美国62%以上的设计单位采用BIM设计技术，国际上一些大型综合设计事务所也在全面应用BIM技术。南欧洲和中欧洲各国使用BIM大约占14%。在我国，中国建筑设计院有限公司、上海现代建筑设计（集团）有限公司、同济大学设计研究院（集团）有限公司、云南省设计院集团、中建国际设计顾问公司、华通设计顾问工程有限公司等国有、民营设计院已经在众多项目中成功地应用了BIM，例如：北京奥林匹克塔（图2-1）、龙岩金融中心、上海中心（图2-2）、中钢国际广场、黑瞎子岛植物园、中日唐山曹妃甸生态工业园、北京雅世合金公寓等项目均采用BIM技术进行设计。图2-1 北京奥林匹克塔图2-2 上海中心
与以往的二维设计相比，BIM技术在设计方面有以下8大优势。
①三维设计：项目各部分拆分设计，便于特别复杂项目的方案设计。
②可视设计：室内、室外可视化设计，便于业主决策，减少返工量。
③协同设计：五个专业在同一平台上设计，实现了高效的协同设计。
④修改方便：一处修改，处处更新，计算与绘图的融合。
⑤管道检测：通过机电专业的碰撞检测，解决机电管道打架的事宜。
⑥提高质量：采用高效的协同设计，减少错漏碰缺，提高图纸质量。
⑦自动统计：通过软件，可实现工程量自动统计及材料表自动生成。
⑧节能设计：通过软件，支持整个项目可持续和绿色节能环保设计。
虽然BIM技术目前还存在许多问题，但是通过使用BIM技术，将提高中国建筑设计行业的核心竞争力，是设计行业的发展趋势。2.4.4 BIM对监理工作的影响
作为建筑市场中的重要参与主体，BIM技术的应用对监理工作带来了深远的影响。工程监理工作是根据建设单位的要求，依照工程建设文件、法律法规、技术标准和图纸，对整个项目进行质量、投资进度、安全等方面的管理。
传统监理模式下，日常的监理工作一般采用现场巡视检查的方式，对于施工过程监督、控制、协调等方面中的难点重点的事前控制方式单一。其次，工程信息一般采用手工填写、人工传递的方式。由于参与各方缺乏沟通，容易造成大量的工程信息无法得到及时处理，且不能有效共享致使工程管理决策所需的支持信息不充分。BIM技术的应用彻底改变了传统监理模式下的不足。
首先，在BIM技术的工作环境下，项目设计、建造、运营过程中的汇报、沟通、决策等工作都可以在可视化的状态下进行，使其更为准确和直观。其次，通过在施工现场关键点的实时施工视觉信息（拍照、视频）与BIM模型进行对比，及时发现工程中的问题，极大地减少了由于隐蔽工程出现质量问题造成的返工情况，提高了施工效率。再者，信息完备化BIM模型中涵盖了工程建设中的事前约定所需要的信息，参建各方可以根据不同的需求随时进行查询。通过BIM协作平台实现施工过程中所需信息的共享，能够较好地解决由于处理或传递不及时所带来的信息滞后问题。除此以外，BIM技术在进度、质量、造价、交底中的应用更能有效地提高监理人员的工作效率。2.4.5 BIM对造价咨询行业的影响
当前工程造价管理的困境有如下几个方面。（1）造价数据分析功能弱
目前的造价管理只能分析一维清单的总量级数据，仅能满足前期招投标、预算和结算的需求，不能满足按空间维度（按施工区域、按楼层、按构件）分析，更不能实现基于时间维度的分析，远远达不到项目管理的需求。（2）全过程管理进展不快
工程造价管理工作已逐渐渗透到工程建设的全过程之中，造价专业人员在决策阶段、设计阶段、招投标阶段、施工阶段、竣工结算阶段都要发挥不同作用。如今的造价管理工作不仅仅是传统的算量和计价。（3）项目群管理能力不强
一个大型复杂工程由众多单体工程组成，一家造价咨询企业也必定同时在为不同类型不同项目的业主提供服务。目前而言，我们的造价咨询服务还停留在单机软件分析单体工程的较低层次，基于项目群管理的企业各部门协同仍处于初级阶段。（4）数据积累和共享困难
造价咨询是典型的大数据行业，但众多的积累还只是在专业人员的脑子里，没有形成系统的数据库。资深专业人员所获得的数据也没有办法共享给企业内部其他人员。（5）企业核心竞争力薄弱
当前造价咨询企业的服务依然局限在事前的招投标和事后的结算审核阶段，造价管理的精细化和全过程管理的技术支撑及软件支持仍不够。造价咨询企业的项目群管理能力和数据库建设已大大落后于时代的需要，企业核心竞争力建设急需加强。
造价管理一直以来都是项目管理的难点之一。BIM在提升工程造价管理水平，提高工程造价管理效率，实现工程造价乃至整个工程生命周期信息化的过程中，都具有无可比拟的优势。
基于BIM的自动化算量方法将造价专业人员从繁琐的计算工作中解放出来，极大地提高了工作效率，同时可以使工程量计算摆脱人为因素影响，得到更加客观准确的数据。同时，工程量计算效率的提高也有利于实施限额设计。基于BIM的碰撞检查技术可以更好地应对设计变更，使造价管理改变以往在设计阶段使用的粗放和模糊的管理方法，强化前期设计阶段的成本控制力度。
传统的造价管理中，造价分析一般是通过多算对比来发现问题、分析问题、纠正问题并降低工程费用。多算对比通常从时间、工序、空间三个维度进行分析对比，但由于技术手段原因，实际工程中只能进行单一维度的对比，可能发现不了所有问题。BIM模型丰富的参数信息和多维度的业务信息能够辅助不同阶段和不同业务的成本分析和控制，从最开始就对模型、造价、流水段、工序和时间等不同维度信息进行关联和绑定，能够以最少的时间随时实现任意维度的统计、分析和决策。
BIM从三维模型的创建到成本、进度集成的5D模型，再发展到nD模型的管理。整个BIM模型集3D立体模型、施工组织方案、成本造价等全部工程信息和业务信息于一体，支撑包括投资估算、设计概算、施工图预算、招投标、进度款结算、工程签证、竣工结算和造价评估等不同阶段的造价管理工作。通过BIM可以方便地实现多次定价，在项目各阶段实现估算价、概算价、投标价、合同价、结算价的快速计算。
BIM技术的应用类似一个管理过程，同时，它与以往的工程项目管理过程不同，它的应用范围涉及了业主方、设计院、咨询单位、施工单位、监理单位、供应商等多方的协同。而且，各个参建方对于BIM模型存在不同的需求、管理、使用、控制、协同的方式和方法。在项目运行过程中需要以BIM模型为中心，使各参建方能够在模型、资料、管理、运营上能够协同工作。2.5 未来BIM在造价管理中的发展趋势
计算机的出现，对建筑业的影响至今还停留在工具岗位层面和生产力提升层面，对项目管理模式和企业管理模式的影响还很小，更不用提对中国建筑业的产业机制、项目管理模式、行业商业模式和行业管理产生根本性的变化。而BIM技术的成熟，会对这一切产生革命性的影响，推动整个行业生态链的变化以及价值链的重新调整。
基于三维和更多维度的计算技术，BIM技术有能力高效地将工程实体构建出多维度结构化的工程数据库（工程数字模型），这样就有了强大的工程数据计算能力和技术分析能力。只要维度参数一旦确定，海量数据分析便可以快速完成，供各条线的精细化管理决策所用，各种技术应用也能较好实现，如专业冲突碰撞检查、剖面图功能、安全管理等。尤其是BIM与互联网的结合，将大型工程的海量数据、可视化工程3D和4D图形在广域网方便共享、协同和应用，将给建筑业带来重大影响。2.5.1 带领建筑业进入大数据时代
建筑业的本质决定了建筑业是最大的大数据行业之一，建筑业是产品最大的行业之一（上海中心85万吨重），是数据量最大的行业之一，也是数据最难处理的行业之一。但目前为止，也是最没有数据的行业之一。
建筑企业数据中心的服务器里都还是数据寥寥。很重要的原因之一是，建筑产品的每个产品数据海量，不是以往技术手段所能快速创建、计算和展现的。所以，目前建筑业还是受互联网影响较小的行业，而建筑业恰恰是最需要被改变的行业。
BIM技术将让企业具备这样的能力。与以往的技术手段相比，BIM强大的建模技术，已能让工程技术人员更快地创建3D、4D数据模型，通过系统计算能力，产生完整的工程数据库，实现全过程的应用。
进入大数据时代，对建筑业的发展和转型升级是决定性的。只有具备大数据的支撑，工程项目才能实现精细化管理，才能高效掌控建造全过程。2.5.2 提升建筑业透明化程度
数据量的庞大使得建筑业不透明，BIM技术带来了行业的透明化，相关管理人员和管理部门有了强大的信息对称能力，很多项目管理、企业管理和行业管理的难题将迎刃而解。过去项目管理的实权大量留在了基层和操作层，项目经理对操作层、公司对项目部都存在严重的信息不对称，很难管控。
建筑业的不透明，还带来了其他很多行业问题。如招标投标恶性竞争，质量控制困难等。这也是在行业高速增长时期，推广BIM技术最重要的原因之一。企业需要成本竞争力、精细化能力时，BIM将成为最强大的手段。2.5.3 帮助建筑业实现精细化、低碳化
国际上，各国政府都在积极推广BIM技术，重要的原因之一，就是BIM技术是一个绝佳的绿色建造技术，投入少，减排效果好。BIM技术可以容易地让设计方案更优化，建造方案更优化，变更返工大幅度减少。
BIM技术将为建筑业精细化、低碳化可持续发展起到卓越的贡献。2.5.4 帮助建筑业实现互联网化
建筑业是典型的远程管理、移动管理，一个建筑公司的项目可以遍布全球，建筑企业尤其需要互联网化的项目管理。互联网变革了很多行业，迄今为止，建筑业是受互联网影响较小的行业之一，也是最需要互联网变革的行业之一。过去受限于技术水平，项目管理只能依靠招标管理、承包制、飞行检查等。而如今，互联网技术、BIM技术的发展为建筑业的互联网化管理提供了可能性。
理想的企业级BIM系统里，项目将是一个个在云端的虚拟建筑工程，所有管理决策者对远程的项目都可了如指掌，随时获取数据。“BIM+互联网”真正让建筑业进入互联网时代，基于BIM的互联网应用，使建筑业管理有了质的变化。
BIM目前仍处于初级阶段，经过近几年的推广，BIM技术在施工企业的应用已经得到了一定程度的普及，在工程量计算、协同管理、深化设计、虚拟建造、资源计划、工程档案与信息集成等方面发展成熟了一大批应用点。但当前制约BIM技术产业的发展还有以下几方面关键问题。（1）产业政策
我国政府在BIM推广应用方面的力度非常大，住房和城乡建设部、上海市政府、福建省住房和城乡建设厅、广东省住房和城乡建设厅等都已经发布了BIM相关指导意见，对BIM的应用有了一些强制性要求，其他地方政府也都在陆续跟进。（2）技术标准
BIM技术的应用分三大阶段：设计、建造、运维，此外还有智慧城市的应用。三大阶段的数据打通对BIM技术的价值发挥有很大作用。这需要一个产业的博弈周期，最后得到事实上的工业标准。
技术标准除了涉及每个厂商的利益外，还有很复杂的技术问题，不是一个政策文件所能解决的，也不是一个政府标准课题所能解决的。（3）行业教育
这里不是指BIM软件培训，而是指BIM理念、应用价值，对行业影响等理念性市场教育。行业教育的工作量已经很大，总体上形势已很好。目前，行业教育的参与方已经非常之多了，各大部门、教育机构、BIM咨询服务单位、软件公司都已经参加进来。但由于培训各方的诉求不同，使得市场上对于BIM的真正价值、方法论等还存在一些误区，需要厘清正视。（4）BIM软件技术发展
BIM技术由于研发难度大、学习门槛高，从相对需求的迫切程度
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