基于BIM技术的机电安装工程成本控制研究

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

​王亚军

青建集团股份公司 山东省青岛市 266011

摘要

当前,我国建筑业的迅速崛起对建筑成本控制提出了更高要求。机电工程,作为建筑业的关键构成部分,见证了BIM技术的广泛应用和持续进步。BIM技术能够精确地提取并利用数据库中的相关信息,实现数据的高效共享和自动化计算,进而有效降低施工成本。


关键词

BIM技术;机电安装;施工阶段;成本控制

正文


1 BIM技术的概念和特性

1.1概念

BIM技术,即建筑信息模型,是一种应用于工程设计、建造和管理的数据化工具。它通过创建和利用数字模型,集成建筑项目的各种信息,包括几何形状、结构性能、材料属性、成本估算等,实现项目的全生命周期管理。BIM技术的核心特性主要体现在以下几个方面:

1.2特性

①数据共享性:BIM模型是一个集成了所有工程信息的数据库,所有项目参与者都可以访问和更新,实现信息的实时共享和协同工作。

②可视化:BIM技术将抽象的数据转化为直观的三维图像,帮助项目团队更好地理解和沟通设计意图,减少误解和错误。

③可模拟性:BIM模型可以模拟施工过程,预测和解决潜在的问题,如冲突检测、施工顺序优化等,提高工程效率和质量。

④成本控制:BIM技术能够精确计算工程量,为成本估算和预算控制提供准确数据支持,有效防止成本超支。

 

2机电安装工程成本控制中存在的问题

2.1传统成本控制方法的局限性

在机电安装工程中,传统的成本控制方法往往依赖于人工计算和管理,这可能导致数据不准确、更新不及时,以及在项目变更时的反应速度慢,进而影响成本控制的效率和效果。

2.2设计与施工的脱节

在设计阶段与施工阶段之间,信息传递可能存在断层,导致施工过程中发现设计问题,需要进行变更,这不仅增加了成本,还可能延误工期。

2.3工程量计算错误

机电安装工程涉及的设备和管线复杂,人工计算工程量容易出错,可能导致材料浪费或采购不足,影响成本控制和施工进度。

2.4协同工作不足

各参建单位如设计、施工、采购等之间的信息交流不畅,可能导致决策不一致,增加额外的协调成本。

 

3 BIM技术在机电安装工程中的应用

3.1在决策阶段的应用

BIM技术,即建筑信息模型,正在逐步改变着建筑行业的项目决策方式。在项目决策阶段,BIM技术的作用不容忽视,它能够通过精细化的数据分析,帮助进行深入的成本效益评估,从而提高决策的准确性和效率。

首先,BIM技术允许在项目早期创建一个初步的BIM模型,这个模型不仅包含了建筑的几何形状,还包含了各种工程参数,如材料类型、结构特性等。这种详细的模型可以为工程量的预估提供准确的基础。例如,通过BIM模型,可以精确计算出所需的混凝土量、钢筋量等,避免了传统方法中可能存在的估算误差。

其次,结合市场上的材料价格、人工成本等信息,BIM技术可以进行初步的成本估算。这种估算不仅包括了主要的施工成本,还考虑了如运输费用、特殊工具成本等间接费用,从而给出更为全面的成本预估。

此外,BIM模型还可以用于分析项目的经济效益。通过对比成本估算和预期的项目收益,可以更准确地判断项目的投资回报率,为项目可行性研究提供强有力的数据支持。这有助于决策者在项目早期就识别出潜在的经济风险,降低因决策失误带来的损失。

3.2在设计阶段的应用

在现代建筑行业中,BIM(建筑信息模型)技术已经成为了机电工程师们的重要工具。BIM技术以其独特的三维可视化特性,极大地提升了设计阶段的效率和质量。在这一阶段,机电工程师可以利用BIM技术在虚拟的三维空间中进行设备布局和管道布线设计,仿佛在真实的建筑中操作,这使得设计工作更加直观和精确。

BIM技术的优势在于其能够提前预测和解决设计冲突。在传统的二维设计中,不同专业间的冲突往往在施工阶段才会被发现,例如管道与设备、结构之间的位置冲突。然而,使用BIM技术,工程师可以在设计初期就发现这些问题,通过调整和优化设计,避免了后期的返工,从而显著降低了修改的成本和时间。此外,BIM技术还能生成详细的数据报告,包括设备的规格参数、管道的长度和走向等信息,这些数据对于工程的预算控制、施工进度管理以及后期的运营维护都具有极高的价值。例如,通过BIM模型,工程师可以精确计算出管道的材料用量,从而更准确地估算工程成本,避免了因估算不准确导致的浪费。

3.3在施工阶段的应用

进入施工阶段,BIM技术的作用更加凸显。首先,BIM模型可以作为施工的“蓝图”,为施工团队提供详细、准确的指导。通过与施工管理软件集成,可以实现施工进度与成本的实时跟踪和控制。例如,通过4DBIM(即在三维模型基础上添加时间维度),可以模拟施工顺序和关键活动的时间节点,帮助项目经理优化施工计划,减少延误和窝工。

在工程量计算方面,BIM技术可以自动生成工程量清单,准确计算机电设备、管道、电缆等的安装量,为采购和成本控制提供数据支持。同时,通过与成本估算软件的对接,可以实时更新成本信息,及时发现并处理潜在的成本超支风险。

此外,BIM技术的协同工作能力在施工阶段尤为重要。所有项目参与者,包括设计、施工、采购等,都可以通过共享的BIM模型进行信息交流和协同工作,确保决策的一致性和效率。例如,当设计变更发生时,更新的BIM模型可以立即通知所有相关方,减少了因信息滞后造成的混乱和额外成本。

3.4在竣工阶段的应用

在现代建筑行业中,BIM(建筑信息模型)技术在项目的各个阶段都扮演着不可或缺的角色,尤其是在竣工阶段。BIM技术,以其强大的数据整合和模拟能力,能够将施工过程中的所有变更和更新无缝地整合到一个三维数字模型中,形成一个详尽的竣工模型。这个模型不仅包含了建筑的结构信息,还包括了设备、管道、电气系统等所有隐蔽工程的详细信息,为项目的验收和交接提供了极其准确和全面的数据支持。

在传统的竣工阶段,由于信息的分散和不透明,往往会导致验收困难、交接混乱等问题,而BIM技术的引入则有效解决了这些问题。通过BIM模型,项目的所有参与者,包括业主、建筑师、工程师、承包商等,都能在一个共享的平台上查看和理解项目的完整状态,大大提高了验收和交接的效率和准确性。

此外,BIM模型的价值并不仅仅局限于施工阶段。在项目交付后,这个模型可以作为后期运营维护的重要参考工具。物业管理团队可以通过BIM模型快速定位到任何设施设备,进行预防性的维护和管理,从而大大减少了因设备故障导致的运营中断,降低了运营成本。

 

4 BIM技术在机电安装工程成本控制中的应用发展建议

4.1提升BIM技术的集成度和自动化水平

目前,BIM系统在进行成本估算时,往往需要项目团队手动输入和更新大量的数据,包括材料价格、人工成本、设备租赁费用等。这个过程不仅耗时,可能需要数天甚至数周的时间,而且人为因素可能导致数据的错误或遗漏,从而影响成本估算的精确性。

因此,未来的BIM技术发展应着重解决这一问题,即如何实现成本估算的自动化和实时更新。理想的情况是,BIM工具能够自动链接到各种外部数据源,如建筑材料市场价目表、地区人工成本数据库等,实时获取最新的价格信息,并自动更新到项目模型中。这样,项目团队可以随时获得准确的成本估算,及时调整项目计划,以应对市场价格波动等不确定性因素。

此外,这种自动化BIM工具还可以通过机器学习和人工智能技术,分析历史项目数据,预测未来可能的成本变化趋势,为项目决策提供更深入的洞察。同时,通过减少人工干预,可以显著降低错误率,提高工作效率,从而实现真正的数字化和智能化的项目管理。

4.2加强BIM技术的冲突检测和预防机制

在现代建筑行业中,设计阶段的精准度和效率对于项目的整体成功至关重要。在这个阶段,利用建筑信息模型(BIM)技术可以显著提升设计质量,有效避免因设计冲突引发的施工延误和成本超支。BIM模型不仅是一个三维几何图形,更是一个包含丰富工程信息的数据库,涵盖了从机电设备、管道到结构等各个专业领域。

为了充分发挥BIM的优势,需要不断优化检查工具,以提高对多专业间冲突的识别能力。这包括开发更智能的自动检测算法,能够快速识别出可能的碰撞点,如管道与结构梁的交叉、机电设备与建筑空间的冲突等。同时,也需要增强模型的交互性,使得设计团队可以实时查看和修改各自的专业模型,从而实现真正的协同设计。

4.3推广BIM技术的协同工作平台

在当今的建筑行业中,信息的高效管理和协同工作已成为项目成功的关键因素。为了实现这一目标,建立标准化的建筑信息模型(BIM)数据交换格式和工作流程显得尤为重要。BIM技术不仅能够提升设计效率,还能有效整合施工、采购等各参与方的数据,打破信息孤岛,降低因沟通不畅造成的成本浪费和时间延误。

首先,标准化的BIM数据交换格式是实现跨专业、跨组织信息共享的基础。这种格式应具备通用性,能够被所有相关软件和平台识别和处理,确保数据的准确性和一致性。例如,(IFC)就是一种被广泛接受的国际标准,它允许不同软件生成的BIM数据在不同参与者之间无缝传递。

其次,建立标准化的工作流程是确保协同效率的关键。这包括定义各参与方在项目生命周期中何时、如何使用和更新BIM模型,以及如何处理可能出现的冲突和问题。通过标准化工作流程,可以减少因理解差异和操作不一致导致的错误和延误,提高整体项目管理的效率。

此外,BIM技术的应用还可以实现对项目成本和进度的实时监控。同时,通过BIM模型,可以提前发现和解决设计问题,避免了传统施工过程中的变更和返工,进一步降低了成本和时间的浪费。

4.4培训和提升项目团队的BIM技术应用能力

BIM技术并不仅仅是一种三维建模工具,它更是一种全新的项目管理理念,能够实现设计、施工、运维等全生命周期的信息共享和协同工作。团队成员需要理解,BIM不仅仅是绘制模型,更重要的是通过模型来整合和分析项目数据,以实现更精确的成本估算、进度控制和风险评估。

为了提升团队的BIM技术能力,需要制定系统的培训计划。这包括基础的BIM软件操作教程,也包括对BIM在成本控制中应用的深度解析。例如,可以通过模拟项目,让团队成员学习如何使用BIM进行材料清单的生成、工程量的计算,以及如何通过模型进行变更管理,以避免因设计变更导致的成本增加。

同时,实践是检验学习效果的最好方式。在实际项目中,团队成员应有机会应用所学的BIM技术,解决实际问题。这不仅可以帮助他们巩固理论知识,也能让他们在实践中不断磨练技能,提高问题解决能力。

4.5制定和完善BIM技术相关的法规和标准

政府应出台相关政策,引导和规范市场,推动建立全国乃至全球统一的BIM技术标准,确保数据的无缝对接和有效利用。

数据规范的制定对于保证BIM信息的准确性和一致性至关重要。在机电安装工程中,设备参数、管线布局、电气系统等数据繁多且复杂,如果没有统一的规范,容易导致信息混乱,影响工程的顺利进行。行业组织应发挥其专业优势,组织专家制定详细的BIM数据规范,指导企业进行标准化的数据管理和应用。

法规保障的提供也是推动BIM技术广泛应用的重要一环。政府应将BIM技术的应用纳入法规体系,明确各方的权利和责任,为BIM技术的应用提供法律依据。同时,通过制定优惠政策,鼓励企业采用BIM技术,如在项目招标中优先考虑使用BIM技术的投标方,或者为采用BIM技术的企业提供财政补贴等。

4.6促进BIM技术与新兴技术的融合

云计算的引入,解决了BIM大数据的存储和处理问题。通过云平台,可以实现对海量工程数据的实时分析和共享,使得项目团队无论身处何处,都能获取到最新的成本和进度信息,从而做出更快速、更精准的决策。

大数据技术的应用,使得BIM能够更深入地挖掘数据价值。通过对历史项目数据的深度分析,可以发现成本控制的规律和模式,预测可能出现的风险和问题,为项目优化提供科学依据。同时,大数据也能帮助实现更精细化的资源调度,通过精确预测材料需求和劳动力需求,减少浪费,提高效率。

物联网技术的结合,使得BIM能够实现对施工现场的实时监控。通过物联网设备收集的设备运行数据、环境数据等,可以实时评估工程的能效,及时调整设备运行策略,降低能耗,同时也能预防设备故障,减少维修成本。

 

结语:

在机电安装工程的成本控制中,BIM技术的应用已经展现出强大的潜力和广阔的应用前景。通过标准化工作流程、提升团队的BIM技术应用能力、制定和完善相关法规和标准,以及促进BIM技术与新兴技术的融合,我们可以构建一个更加高效、智能的工程管理环境。这不仅能够显著降低成本,提高项目执行的效率,也有助于推动建筑行业的数字化转型和可持续发展。未来,我们期待看到BIM技术在更多领域的创新应用,持续引领行业进步。

 

参考文献:

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