BIM技术应用效益揭秘

(1)业主应用BIM成因

业主在建筑工程中扮演了教育和领导的重要角色,他们是AEC行业产品的购买者和运营者,他们是建设工程中BIM应用最大的受益者。

精益化和数字化建模促进了制造业和航空航天业的变革,而AEC行业正在面临相似的革命,既需要流程更改,还需要一个从二维文本及阶段性交付过程到数字化模型及协作流程的范式变革。BIM的基础是一个或多个信息的丰富建筑模型,该模型具有虚拟建模、分析和虚拟工程施工的能力。这些BIM工具极大地改进了如今CAD的能力,其改进包括将设计信息与商业过程相连,例如,预算、销售预测和运营。这些BIM工具强调在工程交付过程中的协作,而不是分割工作。这些合作建立了信任和服务于业主的共同目标,而不是竞争关系。在竞争关系下每一团队努力最大化各自利益。相比之下,传统绘图的流程必须基于独自的建筑设计信息来完成,经常需要复制这些单调且易于产生错误的数据。结果是在不同阶段之间,信息价值丢失,且产生更多错误和遗漏数据的可能性的机会更大,因而为了产生准确工程信息,增加了工作量,如图3-2所示。因此,这种过程因为缺乏与设计信息的同步性而导致错误。在基于BIM的流程中,业主通过改善的整合设计过程使投资得到更大回报,这个整合过程增加了不同阶段中工程信息的价值并使工程团队的效率更高。同时,业主可在工程质量、成本和将来的设施运营中获得利益。

譬如,工程采购的新型综合交付(IPD)方法的目的是达到所有工程团队成员之间的紧密协作。BIM已经被证明是实现IPD团队的关键技术。业主是发起和维持IPD工程的核心和关键角色,可以选择适当的IPD合同模式。

(2)成本依赖性与管理

业主意识到通过使用BIM技术和相关工具,可以交付更高品质和更好性能的建筑产品。BIM通过促进工程参与者之间的协作,来减少错误和技术变更,从而缩短工期和降低成本使工程交付过程更加有效和可靠,BIM有助于业主加强成本依赖性的管理。

业主通常遇到超成本或意外成本的情况,迫使他们要么“调整价值”、突破预算,要么取消项目。业主调查显示,有三分之二的施工客户都会遇到超成本问题。要缓解超成本和不可靠估算的风险,业主和服务供应商就会估算附加意外性或者“处理施工中不确定情况的预算储备”。图3-3列出了业主及其服务供应商通常给估算附加的意外性,根据项目阶段的不同,在5%到50%之间变化。不可靠的估算使业主面临巨大的风险,并人为提高了所有项目的成本。

图3-2　(A)传统的分阶段基于图纸的交付方式;(B)传统的设备管理数据库系统;(C)包括工程交付和运营过程的基于BIM的交付模式;(D)设施管理数据库设置;(E)设施管理和后台办公系统的集成;(F)使用竣工图作为改建的基础;(G)设施管理数据库的更新。(Chuck Eastman,2011)

图3-3　业主通常给项目各阶段估算附加的意外性和依赖性上下限(数据来源Untied States,1997;Munroe,2007;Oberlander and Trost,2001)及应用BIM估算的潜在依赖性提升图(Chuck Eastman,2011)

成本估算的依赖性会受到很多因素的影响,包括随时间变化的市场条件、估算与实施之间的时间、设计变更以及质量问题。建筑信息模型准确而可计算的特征为业主提供了更可靠的数量汇总和估算,以及对设计变更更快的成本反馈。这一点是非常重要的,因为对成本影响最大的阶段是概念和可行性研究的早期阶段,如图3-4所示。有研究者指出,时间少、记录差、项目参与者之间有沟通障碍(特别是业主和造价工程师)都是估算不准确的重要原因。

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图3-4　项目全生命周期中整体项目成本的影响(Chuck Eastman,2011)

目前,BIM的应用通常局限于方案设计和工程设计的后期或施工阶段的初期。设计过程的初期使用BIM会对成本有更大的影响,所以,提高整体成本的可靠性是应用BIM成本估算的一个关键原因。

不过,业主必须认识到,基于BIM的汇总和估算只是整个估算流程中的第一步,它并没有全面解决遗漏的问题。此外,BIM所提供的更准确的构件元素也没有考虑具体的场地条件或有设施的复杂性,而这取决于造价工程师量化的技术水平,因此,基于BIM的成本估算能够在策略上帮助有经验的造价工程师,但无法取而代之。

(3)业主应用BIM领域

现在有许多BIM可发挥作用的潜在领域,业主可用BIM技术进行以下应用^[3]。

①通过基于BIM的能耗及照明设计和分析,来提高建筑的性能,从而改善整栋建筑的性能。

②通过使用BIM模型,获取更早及更可靠的成本预算,并提高工程团队的协作,从而减少工程相关的财务风险。

③使用BIM模型实现设计协同和预制设计,减少工时,从而加快工程进度。

④从BIM模型自动提取工程量,并在决策前获得反馈信息,从而实现更可靠和准确的成本预算。

⑤利用BIM模型,持续地分析业主需求和当地的规范,确保项目符合规范。

⑥将竣工的建筑和设备的相关信息输出到设施管理系统,实现最优的设施管理和维护,该系统可在全生命周期使用。

几乎在所有类型的工程中,各类业主都能获得BIM应用的利益,但是,业主必须要意识到这些利益与BIM相关,而BIM应用不仅仅是BIM技术本身,而应通过BIM相关的工具和流程才能实现。业主应清楚,为获得这些利益,在选择承包商和工程方案过程中会发生很多变革。如今,相关部门及业主们正在重写合同语言、规格和工程需求,从而将尽量多的基于BIM的流程和技术融入他们的工程中,通过交付更高价值的设施来减少运营项目的成本。