建筑智能化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)管理研究

譚征++何航

摘 要： 首先闡述了建筑智能化系統(tǒng)和設(shè)計(jì)管理基本理論，從概念、構(gòu)成等方面進(jìn)行了詳細(xì)說明；然后對(duì)現(xiàn)有的國內(nèi)外相關(guān)研究文獻(xiàn)進(jìn)行研究總結(jié)，對(duì)其中的理論進(jìn)行提煉，并對(duì)研究背景進(jìn)行剖析，提出現(xiàn)存的問題；對(duì)現(xiàn)在的建筑智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程進(jìn)行研究，提出對(duì)建設(shè)方管理的建議；最后就設(shè)計(jì)單位和設(shè)計(jì)方案的選擇、設(shè)計(jì)費(fèi)用的支付以及設(shè)計(jì)造價(jià)、質(zhì)量和進(jìn)度控制提出解決方法，并針對(duì)具體案例進(jìn)行了實(shí)踐分析。

關(guān)鍵詞： 設(shè)計(jì)管理； 建筑智能； 智能化系統(tǒng)； 項(xiàng)目智能化

中圖分類號(hào)： TN911?34； TM417 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2016）23?0107?04

Research on design management of building intelligent system

TAN Zheng， HE Hang

（Nanyang Institute of Technology， Nanyang 473000， China）

Abstract： The building intelligent system and design management basic theory are described to explain the concept and structure in detail. The available relevant research literatures at home and abroad are summarized to extract the theory in them. The research background is analyzed to point out the existing problems. The design process of the available building intelligent system is studied， and the suggestions to manage the construction unit are proposed. The solutions of design units and design scheme selection， design cost payment， design cost， quality and schedule control are proposed. The practical analysis was performed for a specific case.

Keywords： design management； intelligent building； intelligent system； project intelligence

0 引 言

設(shè)計(jì)階段工作質(zhì)量的好壞對(duì)整個(gè)工程項(xiàng)目工程的質(zhì)量、造價(jià)和進(jìn)度都具有重大影響和舉足輕重的決定性作用。對(duì)建筑智能化設(shè)計(jì)階段進(jìn)行有效管理，可以使設(shè)計(jì)方案更理想，避免和減少設(shè)計(jì)變更的發(fā)生，可以使建筑材料選型優(yōu)化。建筑智能化設(shè)計(jì)管理解決的問題包括設(shè)計(jì)單位的選定、設(shè)計(jì)方案的選擇、嚴(yán)格控制設(shè)計(jì)變更、設(shè)計(jì)圖紙的審查和審批，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工程項(xiàng)目投資、進(jìn)度和質(zhì)量的控制[1]。

建筑智能化專業(yè)與建筑、結(jié)構(gòu)、強(qiáng)電等其他專業(yè)相比，還屬于一個(gè)較新的領(lǐng)域，發(fā)展迅速，在建筑項(xiàng)目整體投資中的比例越來越大，但是建設(shè)方對(duì)它的重視程度不夠，而且缺少智能化設(shè)計(jì)管理的經(jīng)驗(yàn)，只注重了其他專業(yè)的監(jiān)督管理，到施工階段才發(fā)現(xiàn)問題緊急補(bǔ)救[2]。本文的研究成果將對(duì)大多數(shù)還處于建筑智能化設(shè)計(jì)管理摸索階段的建設(shè)方起到一定的指導(dǎo)作用。

1 建筑智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的縱向管理

建筑智能化系統(tǒng)的方案選擇是設(shè)計(jì)前期非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，方案可以是來自不同的設(shè)計(jì)單位，也可以是同一家設(shè)計(jì)單位的不同設(shè)計(jì)師。通過恰當(dāng)?shù)倪x擇方式得到最適合的方案，從而避免盲目選擇。方案選擇與設(shè)計(jì)單位選擇的評(píng)價(jià)隊(duì)伍是一致的，評(píng)價(jià)指標(biāo)卻有所區(qū)別?；谀：C合評(píng)價(jià)需要六個(gè)步驟完成方案的評(píng)價(jià)和選擇：

（1） 確定評(píng)價(jià)對(duì)象的因素論域，可以用如上的評(píng)價(jià)指標(biāo)，也可以根據(jù)項(xiàng)目的不同制定其他的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

[U={u1，u2，…，um}]

（2） 確定評(píng)語等級(jí)論域，用字母[V]表示。

[V={v1，v2，…，vm}，]式中第[i]個(gè)評(píng)價(jià)結(jié)果由各項(xiàng)代表，總的評(píng)價(jià)結(jié)果數(shù)為[n。]

（3） 進(jìn)行單因素評(píng)價(jià)，建立模糊關(guān)系矩陣[R，]單獨(dú)從一個(gè)因素出發(fā)進(jìn)行評(píng)價(jià)，以確定評(píng)價(jià)對(duì)象對(duì)評(píng)價(jià)集合[V]的隸屬程度：

[R=r11r12…r1nr21r22…r2n????rm1rm2…rmn]

（4） 確定評(píng)價(jià)因素的模糊權(quán)向量，在進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)時(shí)，最終的評(píng)價(jià)結(jié)果會(huì)因?yàn)闄?quán)重產(chǎn)生較大的影響[3]。

（5） 模糊評(píng)價(jià)，利用合適的模糊關(guān)系矩陣與合成算子得到各被評(píng)價(jià)對(duì)象的模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果向量[B。]

[B=A·R=（a1，a2，…，am）r11r12…r1nr21r22…r2n????rm1rm2…rmn=（b1，b2，…，bn）]

（6） 將綜合評(píng)價(jià)結(jié)果[B]轉(zhuǎn)換為綜合分值，根據(jù)數(shù)值大小進(jìn)行排序，進(jìn)一步挑選出最優(yōu)者。

2 建筑智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的橫向管理

2.1 建筑智能化設(shè)計(jì)造價(jià)管理

2.1.1 設(shè)計(jì)造價(jià)存在的問題

建筑智能化系統(tǒng)從立項(xiàng)到施工完成整個(gè)階段，影響造價(jià)的因素很多[4]。設(shè)計(jì)階段影響工程造價(jià)的幾個(gè)階段非常重要甚至起主導(dǎo)作用，目前設(shè)計(jì)階段造價(jià)存在的問題究其原因主要有兩種：一種是設(shè)計(jì)單位自身的問題；另一種是建設(shè)方的問題。

（1） 來自設(shè)計(jì)單位的問題

① 智能化設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的內(nèi)部分工機(jī)制和協(xié)調(diào)機(jī)制不完善，不能適應(yīng)全過程投資評(píng)估與控制的實(shí)際需要。

② 設(shè)計(jì)人員缺乏經(jīng)濟(jì)觀念，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人只重視設(shè)計(jì)速度、技術(shù)和產(chǎn)值，而對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性不夠關(guān)注，不注意設(shè)計(jì)中的造價(jià)控制措施和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析論證。

（2） 來自建設(shè)方的問題

建設(shè)方對(duì)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)不夠重視，在使用設(shè)計(jì)方案的過程中未用科學(xué)的評(píng)價(jià)體系，針對(duì)設(shè)計(jì)方案沒有進(jìn)行充分的對(duì)比和分析，在材料及設(shè)備、結(jié)構(gòu)形式選擇方面，系統(tǒng)容易忽略經(jīng)濟(jì)及方便施工的因素，導(dǎo)致不必要投資的增加。

2.1.2 設(shè)計(jì)造價(jià)控制方法

下面是針對(duì)建筑智能化設(shè)計(jì)階段控制造價(jià)的各種方法。

（1） 方案比選

通過方案競(jìng)賽，專家評(píng)審產(chǎn)生優(yōu)化方案，建筑智能化設(shè)計(jì)方案要求強(qiáng)調(diào)“物美價(jià)廉”，物美即方案的實(shí)用性耐久性強(qiáng)，價(jià)廉即造價(jià)低，整體性價(jià)比高。進(jìn)行建筑智能化設(shè)計(jì)方案比選，既可以使得投資選擇能夠被更有效的估算，又可以幫助整個(gè)建筑物進(jìn)行有效的管理。

（2） 限額設(shè)計(jì)

限額設(shè)計(jì)是將上階段設(shè)計(jì)審定的投資限額和工程量分解到各個(gè)子系統(tǒng)中，通過層層限額設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)投資限額的動(dòng)態(tài)控制與管理項(xiàng)目建議書或可行性報(bào)告中的投資估算[5]。限額設(shè)計(jì)作為一種較新的設(shè)計(jì)理念，它要求在初步設(shè)計(jì)時(shí)概算不超過估算，施工圖設(shè)計(jì)時(shí)施工圖預(yù)算不超過概算，施工圖預(yù)算控制各系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

（3） 建立智能化設(shè)備材料選型庫

目前市場(chǎng)充斥的建筑智能化產(chǎn)品名目繁多、魚龍混雜，新興產(chǎn)品和新興廠家層出不窮。建設(shè)方想在短時(shí)間內(nèi)對(duì)市場(chǎng)有足夠的了解是不可能的，如果建設(shè)方是長期進(jìn)行建筑智能化建設(shè)的，那么投入少量資金建設(shè)一套符合自身需求的智能化設(shè)備材料選型庫是非?？尚胁⑶沂且粍谟酪莸腫6]。

在建筑智能化設(shè)備選型庫成立后，建設(shè)方應(yīng)要求設(shè)計(jì)方在設(shè)計(jì)過程中嚴(yán)格選用庫中的設(shè)備材料，根據(jù)項(xiàng)目的不同選擇檔次可以分為中高低檔等，也可以根據(jù)價(jià)格劃分。這樣既保障了設(shè)計(jì)成果中智能化設(shè)備材料的選擇和造價(jià)問題，又為施工過程中智能化設(shè)備材料的選購和安裝做足了準(zhǔn)備。

2.2 建筑智能化設(shè)計(jì)進(jìn)度管理

建設(shè)方對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)度管理的方法，通過調(diào)研研究，總結(jié)如下。

（1） 確定設(shè)計(jì)周期時(shí)間

確定設(shè)計(jì)進(jìn)度時(shí)間的方法很多，比如模糊隨機(jī)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、關(guān)鍵線路法、灰色建模等。根據(jù)建筑智能化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，選用計(jì)劃評(píng)審技術(shù)對(duì)進(jìn)度進(jìn)行管理。應(yīng)用PERT進(jìn)行進(jìn)度計(jì)劃，使用活動(dòng)持續(xù)時(shí)間三個(gè)值（最樂觀值、最可能值和最悲觀值）的加權(quán)平均，用概率方法估計(jì)估算值[7]。

（2） 根據(jù)合理的設(shè)計(jì)周期目標(biāo)確定進(jìn)度計(jì)劃

建筑智能化的最后階段即施工圖設(shè)計(jì)工作，必須合理地確定施工圖設(shè)計(jì)交付時(shí)間目標(biāo)，以確保工程設(shè)計(jì)進(jìn)度總目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。為了進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)進(jìn)度控制，還可以繪制甘特圖，把設(shè)計(jì)工作成果分階段化表示，使得控制結(jié)果更明確。

3 案例分析

3.1 項(xiàng)目介紹

某商業(yè)會(huì)館中心的設(shè)計(jì)方案是參與建設(shè)方設(shè)計(jì)管理的一個(gè)工作項(xiàng)目，主要負(fù)責(zé)其智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)管理。從項(xiàng)目的開始，到初步設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)，其中穿插著多次修改，這是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的建筑智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制與管理的過程。

設(shè)計(jì)單位：某國家級(jí)設(shè)計(jì)單位（建筑智能化設(shè)計(jì)資質(zhì)為甲級(jí)）；方案完成時(shí)間：2013年1月中旬；設(shè)計(jì)周期：100個(gè)工作日；商場(chǎng)及酒店的綜合體建設(shè)規(guī)模：總建筑面積為13萬米2。其中商場(chǎng)9.6萬米2，酒店2.4萬米2，地下停車場(chǎng)1萬米2。項(xiàng)目智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)由方案階段到施工設(shè)計(jì)完成，歷時(shí)三個(gè)多月，設(shè)計(jì)過程中運(yùn)用部分設(shè)計(jì)管理方法，具體見下文。

3.2 設(shè)計(jì)方案選擇

把評(píng)價(jià)此項(xiàng)目智能化設(shè)計(jì)方案的因素定為六項(xiàng)。經(jīng)與各個(gè)專家討論，確定各個(gè)因素的權(quán)重級(jí)[a=]（0.1，0.32，0.2，0.19，0.11，0.08），評(píng)價(jià)等級(jí)為（很好，好，一般，不太好，不好），即（1.0，0.8，0.6，0.4，0.2）。通過與十位專家開會(huì)評(píng)審，得出四個(gè)方案，其中方案一和方案四的評(píng)價(jià)表如表1，表2所示。

根據(jù)評(píng)價(jià)表可以看出方案四為最優(yōu)方案，隨后邀請(qǐng)智能化行業(yè)專家與方案四的設(shè)計(jì)人員共同研究，征求總工程師的意見，對(duì)方案的細(xì)節(jié)提出了修改建議。

3.3 項(xiàng)目智能化設(shè)計(jì)質(zhì)量管理

施工設(shè)計(jì)階段的質(zhì)量管理是尤其重要的環(huán)節(jié)。智能化系統(tǒng)施工設(shè)計(jì)文件的把關(guān)是質(zhì)量管理的重中之重。在這次項(xiàng)目中，針對(duì)這個(gè)問題給予了解決辦法，對(duì)設(shè)計(jì)文件審查工作進(jìn)行了審核要點(diǎn)的梳理，既保證了質(zhì)量也節(jié)約了時(shí)間。通過與幾十位行業(yè)內(nèi)專家的研究，采用窮舉法對(duì)可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題進(jìn)行分類梳理，逐一列出，在質(zhì)量控制過程中一一對(duì)照檢查，如有問題則填寫修改意見表并歸檔管理。在此次工程智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中對(duì)設(shè)計(jì)質(zhì)量管理嚴(yán)格并且到位，通過工作數(shù)據(jù)顯示，施工階段的設(shè)計(jì)變更率下降了15%以上。

3.4 項(xiàng)目智能化設(shè)計(jì)造價(jià)管理

此項(xiàng)目的智能化系統(tǒng)包含六個(gè)子系統(tǒng)，依據(jù)設(shè)計(jì)造價(jià)限額設(shè)計(jì)控制方法，要將目標(biāo)成本比預(yù)算成本降低7%，得到各子系統(tǒng)項(xiàng)的常規(guī)比重及初步設(shè)計(jì)預(yù)算成本，如表3所示。

表3 子系統(tǒng)項(xiàng)的常規(guī)比重及初步設(shè)計(jì)預(yù)算成本 天

[項(xiàng)目子系統(tǒng)工程 ＼&常規(guī)比重 /%＼&預(yù)算成本 /（萬元）＼&綜合布線系統(tǒng)＼&17＼&558＼&有線電視分配系統(tǒng)＼&10＼&310＼&視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)＼&14＼&496＼&門禁管理系統(tǒng)＼&12＼&310＼&樓宇設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)＼&11＼&372＼&合計(jì)＼&1＼&3 100＼&]

根據(jù)限額設(shè)計(jì)要求，目標(biāo)成本比預(yù)算成本降低7%，即：

節(jié)約成本=3 100×7%=217（萬元）

目標(biāo)成本=3 100-217=2 883（萬元）

根據(jù)常規(guī)比重，得到每一個(gè)子系統(tǒng)的目標(biāo)成本，由預(yù)算成本去掉目標(biāo)成本，可以得到該子系統(tǒng)成本的降低額度，從而達(dá)到節(jié)約造價(jià)的目的。該項(xiàng)目中成本降低潛力最大的是視頻安防監(jiān)控子系統(tǒng)，降低成本額度為92.38萬元，其次是綜合布線系統(tǒng)和樓宇設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)。

3.5 項(xiàng)目智能化設(shè)計(jì)進(jìn)度控制

在項(xiàng)目初期，通過了解市場(chǎng)、物業(yè)管理、設(shè)計(jì)人員等部門提出的要求和原則，基于所述的PERT方法確定每一個(gè)設(shè)計(jì)階段的周期。如表4所示。

表4 項(xiàng)目設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃

[工序＼&設(shè)計(jì)階段＼&樂觀時(shí)間＼&最可能時(shí)間＼&悲觀時(shí)間＼&期望工期＼&1＼&準(zhǔn)備階段＼&9＼&14＼&20＼&14＼&2＼&初步設(shè)計(jì)＼&10＼&18＼&21＼&17＼&3＼&施工設(shè)計(jì)＼&50＼&65＼&70＼&63＼&]

由此計(jì)算出各設(shè)計(jì)階段的期望工期和方差：

[t準(zhǔn)備階段=（9+4×14+20）6=14天σ2準(zhǔn)備階段=3.4t初步設(shè)計(jì)=（10+4×18+21）6=17天σ2初步設(shè)計(jì)=3.36t施工設(shè)計(jì)=（50+4×65+70）6=63天σ2施工設(shè)計(jì)=11.1]

整個(gè)設(shè)計(jì)周期為：

[T=14+17+63=94天]

方差：

[σ2=3.4+3.36+11.1=17.86]

標(biāo)準(zhǔn)差：

[σ=4.3]

由此得出項(xiàng)目期望設(shè)計(jì)周期為94天，經(jīng)過與設(shè)計(jì)方的溝通，最后將設(shè)計(jì)周期定為100天，在100天完成的概率為91.5%。從設(shè)計(jì)合同簽訂完畢到設(shè)計(jì)成果交付，如設(shè)計(jì)單位項(xiàng)目負(fù)責(zé)人發(fā)生變化，需提前遞交書面報(bào)告。對(duì)于設(shè)計(jì)單位針對(duì)建設(shè)方實(shí)際需求所提的設(shè)計(jì)問題，要求本部門人員限期答復(fù)。這些措施的實(shí)施使此次工程的智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)管理任務(wù)按時(shí)保質(zhì)的完成。

4 結(jié) 論

本文以建設(shè)方為主體，以建筑智能化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)管理活動(dòng)作為研究對(duì)象，闡述了建筑智能化系統(tǒng)和設(shè)計(jì)管理的基本理論，從概念、構(gòu)成等方面進(jìn)行了詳細(xì)說明，對(duì)現(xiàn)有的國內(nèi)外相關(guān)研究文獻(xiàn)進(jìn)行了研究總結(jié)，對(duì)理論進(jìn)行提煉，并對(duì)論文的研究背景進(jìn)行剖析，提出了現(xiàn)存的問題，對(duì)現(xiàn)在的建筑智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程進(jìn)行研究，提出了對(duì)建設(shè)方管理的建議，就設(shè)計(jì)單位和設(shè)計(jì)方案的選擇、設(shè)計(jì)費(fèi)用的支付以及設(shè)計(jì)造價(jià)、質(zhì)量和進(jìn)度控制提出了解決方法，最后針對(duì)具體案例進(jìn)行了實(shí)踐分析。

然而在工程實(shí)踐中，由于建筑工程規(guī)模過大，此時(shí)建設(shè)方為了完成進(jìn)度，通常將設(shè)計(jì)任務(wù)同時(shí)委托給多家設(shè)計(jì)單位，在這種情況下如何實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)單位的管理，是本文進(jìn)一步的研究方向。

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