基于BIM的成本测算实践应用

1.通用应用

（1）成本测算BIM模型的建立。在本章第三节成本测算的基本方法中已经提到三种模型建立的主要方法，在目前阶段第三种复用和导入设计师提供的设计BIM模型最为合理，但是目前设计软件模型转化成算量模型的主要制约因素在于以下两点。

1）由于专业分工要求不同，设计师在利用BIM模型进行设计时不会考虑编制成本/造价应用对BIM模型的要求，设计模型一般仅仅包括几何尺寸、材质等信息，而工程成本和造价不仅仅由工程量和价格决定，还跟施工方法、施工工序、施工条件等约束条件有关，如复用模型需要补充大量的信息。

2）设计建模软件与算量软件之间数据格式不一致、对构件信息描述不统一、构件分类不一致等问题导致设计软件的模型导入算量软件后，存在信息缺失。

为保证和提高数据交换和模型复用的效果，需要各个软件以IFC或约定的其他标准为基础作为数据交换标准，兼容设计模型转化为算量模型的接口，保证模型数据的有效交换。图7-7所示为设计软件与算量软件之间的接口关系。

图7-7 设计软件与算量软件之间的接口关系

在模型定义的要求上还需要满足构件几何信息标准化和构件属性信息标准化。为了满足后续的算量要求，还需要对设计软件中的构件按构件分类标准进行分类，以及构件元素的类别信息、属性信息与算量所需信息进行关联和对应。如图7-8所示，才能将设计软件模型转化为满足符合成本管理人员使用的算量模型。

目前，国内软件公司在进行设计模型及算量模型数据接口的开发，制定了相应的建模标准和规范，并且在工程实例中进行验证，已经取得一定的成效。如某软件公司的BIM算量软件，支持IFC格式，同时基于Revit开发了GFC（Glodon Foundation Class）插件，保证了导入到BIM算量软件的BIM设计模型的完整和准确，实现了土建、结构和机电等多个专业BIM设计模型的成功复用。创建BIM土建算量模型的时候，在Revit软件中设计及构件信息的设置，如材质、构造等信息，通过导出IFC格式或GFC格式的数据文件完整导入到算量软件，Revit（土建）模型和BIM算量模型实现无缝转换。在钢筋BIM算量建模方面，IFC文件、PKPM或YJK等主流结构设计软件的文件导入广联达结构施工图设计软件进行配筋设计，含配筋信息的结构模型继续导入广联达钢筋算量软件进行算量，算量结果能返回导入到Revit，也能继续导入到下料软件进行钢筋下料设计，从而实现钢筋从设计计算、配筋设计、钢筋算量、钢筋下料的设计施工模型无缝衔接。在安装算量方面，广联达BIM安装算量软件完全支持Magicad和RevitMEP等主流BIM机电设计模型的导入。同时，国内部分三维算量软件也具备了建模的功能，可以通过算量软件建立模型导出到Revit模型中，进行项目管理的其他应用。

图7-8 设计模型与算量模型之间做属性对应

（2）工程量计算与计价。工程量计算是编制工程预算的基础，成本预算人员通过导出的BIM算量模型进行工程量自动计算、统计分析，形成准确的工程量计算书，用以编制成本测算文件。

基于BIM成本测算的具体步骤如下。

第一步：算量模型建立。首先需要建立建筑、结构和安装等不同专业算量模型，模型可以如上文所述从设计软件通过插件一键导入，也可重新建立算量模型。模型首先以参数化的构件为基础，包含了构件的物理、空间、几何等信息，这些信息形成工程量计算的基础。

第二步：在软件内设置计算规则。基于BIM技术的算量软件内置计算规则，包括构件计算规则、扣减规则、清单及定额规则等支撑工程量计算的基础性规则。通过内置规则，系统自动计算构件的实物工程量或工程量清单工程量。

BIM算量模型记录了关联和相交构件位置信息，基于BIM技术的算量软件可以得到各构件关联和相交的完整数据，根据构件关联或相交部分的尺寸和空间关系数据智能匹配计算规则，准确计算扣减工程量。由于BIM算量模型详细记录了异型构件的几何尺寸和空间信息，通过内置的数学算法，例如布尔计算和微积分，能够将模型切割分块趋于最小化，计算结果非常精确。

第三步：在算量模型中针对构件类别套用工程做法。例如，混凝土、模板、砌体、基础都可以自动套取做法（定额）。再补充输入不能自动套取的做法，如装饰做法、门窗定额等。

自动套取是依据构件定义、布置信息及相关设置自动找到相应的定额或者清单做法，并且软件可根据定义及布置信息自动计算出相关的附件工程量（模板超高、弧形构件系数增加等）。

每个地区的定额库中均设置了自动套定额表，自动套定额表记录着每条定额子目和它可能对应的构件属性、材料、量纲、需求等关系，其中量纲是指体积、面积、长度、数量等，需求是指子目适应的计算范围、增减量等。软件通过判断三维建筑模型上的构件属性、材料、几何特征，依据自动套定额表完成构件和定额子目的衔接。按清单统计时需套取清单项以及对应消耗量子目的实体工程量。

第四步：最后通过基于BIM的工程量计算软件自动计算并汇总工程量，输出实物量工程量计算书或工程量清单。计算工程量的依据是模型中各构件的截面信息、布置信息、输入的做法、计算规则计算等。

第五步：将工程量导入到计价软件中，载入市场价格，计算出各阶段成本测算的价格。

基于BIM技术能够实现工程量计算和计价的一体化，BIM算量模型除了包含工程量所需的信息外，还包含用于成本测算的企业定额信息（也可以赋予用于工程造价计价的工程量清单特征及做法的信息），因此基于BIM技术的算量软件通过构件上的属性信息自动合并计算工程成本，实现了构件与工程成本的关联，根据施工组织设计或施工工艺自动套取企业定额、调用成本数据库信息，形成成本测算价格。与传统计算工程量计算价格的方式相比，基于BIM的成本测算则更加高效、直观。

基于BIM的算量软件支持工程量的增量导入，如模型发生变更，工程量随之发生变化，将变化情况关联到成本预算文件之中，同时记录模型与成本预算文件的变化会被记录下来，便于之后的管理工作。

2.基于BIM的投标前成本测算

投标前目标成本测算发生于招标投标阶段，施工企业成本测算人员根据招标BIM模型和企业定额对拟投标标的进行测算，并对投标价格进行评估，以判断投标价格的合理性，如果多方测算和调整，投标价格无法盈利或不符合施工企业发展的需要，则需要考虑是否放弃投标（图7-9）。

（1）投标BIM模型的准备。施工企业响应建设单位的要求，开始进入投标环节后，招标人（一般是项目的建设单位）向投标人（一般是施工企业）发放招标文件和设计BIM模型或招标图纸，施工企业开始准备投标工作。

首先由施工企业的工程技术人员根据招标文件和设计BIM模型准备投标模型；如果建设单位不提供设计BIM模型，施工企业需要根据投标项目的时间、具体情况考虑建模。此阶段的工作成果应产生施工作业BIM模型，包括三维场布、大型机械模型、模架等内容；此外如有需要进行深化设计，建立BIM深化设计模型，提供施工组织设计文件。

（2）数据准备。施工企业成本预算人员根据工程技术人员提供的施工作业BIM模型、深化设计模型、施工组织设计和招标文件的要求开始数据收集工作，为成本测算和投标价格编制做准备工作。此时收集的数据应当包括材料设备的名称、规格、产地和价格信息，周转材料、机械设备等信息，招标文件和补充招标文件、计价文件、工程背景、工期、质量等多方面信息。由于需要收集的信息的种类繁杂，可将信息分类组成工作组协同完成，以避免重复和漏项。

（3）投标前工程量测算。施工企业成本预算人员根据计量计价工作的要求检查和完善模型信息，例如检查模型的完整性、命名的规范性、构件划分的准确性、标高等内容，以提高导出到算量模型的成功率。

图7-9 投标前成本测算流程

模型检查无误或信息补充完善后，将模型导出到算量软件中，自动或手动定义做法，如装饰做法的手工输入。软件通过判断三维建筑模型上的构件属性、材料、几何特征，自动套取企业定额。

（4）测算成本价。通过基于BIM的工程量计算软件自动计算并汇总工程量，依据企业定额、企业成本数据库、市场价格，必要时也可以使用政府定额，计算得出投标前成本测算价格。

（5）评估投标价格。将投标前成本测算的结果与投标报价进行比对，如果投标价格与测算结果相差较大，应分别检查成本测算和投标价格编制中的各个环节，消除计算偏差带来的影响，并正确评估投标价格的合理性，并对投标单价进行调整；如经判断投标价格与成本测算结果相符，则分别编制投标文件和成本测算报告。

3.基于BIM的目标成本测算(www.xing528.com)

目标成本测算发生于施工阶段，施工企业项目部成本预算人员根据深化设计后的BIM模型结合施工进度或4D模型和企业定额进行测算，并应与合同价格进行对比，如成本价格高于合同价格，需要对深化设计、施工进度、施工方案和施工工艺等进行优化，避免亏损的发生。基于项目目标成本测算的结果，施工企业与施工项目部协商确定目标责任成本，作为项目考核的指标（图7-10）。

图7-10 目标成本测算流程

（1）各专业深化设计BIM模型的准备。建设单位与施工单位签订发承包合同后，应向施工单位提供设计BIM模型，施工单位项目工程技术人员根据设计BIM模型进行深化设计；如果建设单位无法提供设计BIM模型，施工单位应根据建模细度的要求进行建模，并在此基础上进行深化设计。

各专业深化设计模型应符合模型详细程度的要求，并经过碰撞检查、专业计算和施工作业情况的模拟，与工程进度信息关联形成4D施工模型，三维场布、大型机械设施、模架等BIM模型也应为经过深化设计和作业情况模拟后的施工模型。

（2）计算工程量。施工企业成本预算人员根据工程技术人员提供的施工作业BIM模型、深化设计模型、施工组织设计和招标文件的要求开始数据收集工作，为成本测算和投标报价编制做准备工作。此时收集的数据应当包括材料设备的名称、规格、产地和价格信息，周转材料、机械设备等信息，合同文件、合同清单、计价文件、工程背景、施工进度、质量等多方面信息。

施工企业成本预算人员根据计量计价工作的要求检查和完善模型信息，例如检查模型的完整性、命名的规范性、构件划分的准确性、标高等内容，以提高导出到算量模型的成功率。

模型检查无误或信息补充完善后，将模型导出到算量软件中，自动或手动定义做法，如装饰做法的手工输入。软件通过判断三维建筑模型上的构件属性、材料、几何特征，自动计算工程量。

（3）确定施工成本造价。通过基于BIM的工程量计算软件自动计算并汇总工程量，依据企业定额、企业成本数据库、市场价格，必要时也可以使用政府定额，计算得出施工成本测算价格。

（4）对比合同价格。与合同价格进行对比，查询合同价格与测算成本中是否存在较大偏差，从而判断合约执行中是否存在收不抵支的风险，以便在目标成本或计划成本中进行平衡，同时可以初步判断项目执行中可能产生的利润。

（5）确定项目目标成本。经过判断与审核后的工程成本是施工企业与施工项目部确定目标成本的依据，施工企业根据成本管理制度以及项目预期获利情况，最终确定项目的目标成本，并签订责任书。

4.基于BIM技术的专业分包成本测算

工程项目中，专业分包工程例如机电、精装、外幕墙、钢结构、弱电等往往需要专业分包单位对招标图纸进行深化再设计，经业主或业主聘请的专家（如咨询公司专家、机电工程顾问、声学环保顾问、酒店管理顾问、精装顾问等）审核和原设计单位批准后才能投入施工，而招标图纸或招标模型往往难以计算出专业分包工程真正的成本，此时的成本测算需要在深化设计模型的基础上进行，下面以机电专业为例简述机电专业成本测算的应用。

（1）基于BIM的机电深化设计工作的内容。基于BIM的深化设计主要包含：各专业深化设计与建模、管线综合设计、多方案比较设计、设备机房深化设计、预留预埋图设计、综合支吊架设计、设备参数自动复核技术等工作。

（2）基于BIM技术的机电深化设计的流程。首先，各专业工程师根据合同图纸对机电各专业进行二维深化设计，并进行初步管线综合平衡设计；同时，BIM小组对项目设计图纸进行分析，制定建模标准，并根据建筑、结构图纸建立建筑和结构模型。

其次，待机电专业图纸审批通过后，进行各专业设备管线的建模，并将建筑和结构模型与机电各专业模型整合，再根据各专业要求及净高要求将综合模型导入相关软件进行碰撞检查，根据碰撞报告结果对管线进行调整、避让，得出施工模型并汇成文档出图。

（3）基于BIM的机电专业成本测算。基于BIM的机电专业成本测算与建设项目的成本测算方法与流程基本相同：

第一步，根据成本测算工作的需求制定参与各方统一遵守的标准和规范，包括材料设备命名、编码规则、模型精度和尺寸标注、模型对象属性、建模详细程度和计量单位等要求。

第二步，根据测算的需求准备基础数据，包括完善模型信息、补充构件信息、构件项目特征及相关描述、收集相关的合约与技术资料信息等。

第三步，将深化设计模型导出到算量模型，进行工程量计算。

第四步，根据需要，加载计算规则进行成本测算。

（4）基于BIM的机电专业成本测算的优势。传统的机电专业二维设计图纸往往是示意图，例如电气图纸中的管线走向，不能准确反映实际施工情况，成本预算人员所计算的工程量与实际情况不符，造成测算数据不准确；BIM深化模型完全反映管线实际走向和设备机房、竖井等特殊部位的工程实际施工情况，工程量计算不但便捷而且准确，可以真实地反映实际成本。

传统机电专业二维图纸中往往存在众多的标高变化，管线交叉处均为局部处理，设备、配件品种数量众多，多专业叠合的二维平面图复杂凌乱，极易造成成本预算人员理解上的偏差，给成本测算带来不利的影响；基于BIM的机电综合图纸管线走向和标高变化清晰完整，通过软件自动统计工程量，不会造成理解和计算的偏差。

传统机电专业二维图纸中不反映支吊架和预埋件的情况，成本预算人员往往根据管线综合含量或自身经验进行估算，如果在实际实施过程中进行了机电管线综合，那么支吊架和预埋件的计算工作则更加复杂；基于BIM深化设计图纸，支吊架和预埋件的工程量和成本信息一键导出，便捷准确。

由于基于BIM的深化设计工作中已经包含了管线综合设计、多方案比较设计、设备机房深化设计、预留预埋图设计、综合支吊架设计、设备参数自动复核技术等工作内容，并且完成了机电专业之间、机电与结构或其他专业之间的碰撞检查，避免了变更的发生，有效地缩短了工期、降低了成本。

机电专业深化设计模型可以方便、准确地得到机电专业工程的实物量，形成准确的成本测算给企业成本数据的积累和目标成本精细化管理带来极大的便利。

5.基于BIM的材料设备招标

工程项目施工期间，材料设备招标投标成本预算是紧急而又重要的工作，同时也是耗费精力最多的工作之一。成本预算人员需要编制工程量清单和招标控制价，有时还需要同期进行成本测算；而投标人需要复核招标人提供的工程量清单、完成投标方案、编制投标价和成本测算，因此材料设备的招标投标对于双方的工作量都很大。基于BIM的材料设备招标投标可以在很大程度上降低工作强度。材料设备招标清单编制流程如下。

（1）基于BIM的材料设备的工程量清单编制流程。基于BIM的材料设备工程清单编制的工程量计算与成本测算中工程量计算基本一致，都需要通过建立标准规范，提高模型传递的成功率；准备基础数据，完善模型、构件、项目特征等信息；导出到算量模型计算得到工程量。不同之处一是需要根据清单计价规范或招标人的惯例对清单项目的特征进行描述，这往往需要在数据准备时进行充分细致的工作，使导出的工程量清单描述清晰、准确；二是需要根据工程进度计划、作业面的实际情况对标段进行划分，确定拟采购材料设备供应商的数量、供应进度，确保最终的合约执行最有利于施工项目，具体流程如图7-11所示。

图7-11 招标工程量清单编制流程

（2）基于BIM的材料设备招标的优势。有利于招标投标双方复核工程量清单，通过BIM模型的工程量计算功能，招标投标双方均可以基于模型准确获取工程量的信息，降低工作强度；使招标工作流程更为顺畅，招标人可以将拟建项目BIM模型作为招标文件的组成部分发放给投标人，投标人仅需要对此模型进行复核，并基于BIM模型添加价格，形成自己的投标文件；标段划分更灵活，招标人可以根据场地工作面、工程进度，可以在BIM模型中任意设定标段、区域、界面，并在BIM模型上进行相应切分统计工程量，满足工程项目的需求。

基于BIM的材料设备的成本测算与招标控制价编制和成本测算的流程和方法基本相同，此处不做赘述。