破舊立新：新設計助力IPD項目增值

趙 全，于碩碩

(瑞森新建筑有限公司，山東 濟南 250101)

0 引 言

建筑業(yè)發(fā)展至今在全球經(jīng)濟中占據(jù)著重要地位，全球40%的能源和原料用于建筑生產[1]，而對建筑總投資影響最大的在于設計階段。工程領域素有“二八定律”：建設項目的規(guī)劃和設計階段決定了建設項目80%的投資[2]。傳統(tǒng)項目如此，致力于高性能建筑交付的項目集成交付模式(integrated project delivery,IPD)是以合作理念為核心，建立相互信賴的項目管理團隊，共同實現(xiàn)業(yè)主價值需求的新型交付模式[3]更應注重一種新的設計管理模式，以期能為項目帶來更多價值。傳統(tǒng)項目總承包單位是無法參與到設計階段的，導致施工單位寶貴的施工經(jīng)驗僅僅在項目施工階段發(fā)揮，而一個IPD項目，施工單位也應在設計階段參與進來并探討項目建設的可建造性。誠然，它將是一個IPD項目能否成功的關鍵因素。

1 設計管理模式

1.1 傳統(tǒng)設計特點

傳統(tǒng)設計模式以建筑師和建造者對于設計概念的一致理解開始，包含了建筑整體規(guī)劃、布局、結構設計特點、功能房間要求等，以及由此確定的基本建筑材料。設備工程師在此基礎上確定合適的系統(tǒng)。按照傳統(tǒng)的設計流程，參與設計的人員逐次參與、完成各部分設計任務[4]。這使得后階段的優(yōu)化非常困難甚至難以實現(xiàn)，也因此很難實現(xiàn)高性能建筑產品目標。

傳統(tǒng)建筑設計的問題包括知識專業(yè)的多元化，多專業(yè)間及不同建筑主體間缺少信息的交互。眾所周知，交流是任何社會單體的凝聚力，也是建筑設計或施工的凝聚力。沒有交流及各專業(yè)各建筑主體間的交往，各專業(yè)就不能集成在一起[5]。

1.2 新設計模式

新設計，即全數(shù)字化樣品階段。在實體項目建設開工之前，集成項目各參與方與生產要素，進行全數(shù)字化打樣，進而消除工程風險，實現(xiàn)設計、施工、運維等全生命周期的方案和成本優(yōu)化[6]，保障大規(guī)模定制生產和施工建造的可實施性。

新設計不只體現(xiàn)在二維圖紙的突破、三維模型的進化上。還包含了參建各方對設計、采購、生產、施工、運維各個階段的數(shù)字化PDCA循環(huán)模擬，即從協(xié)同設計、虛擬生產、虛擬施工到虛擬交付的全方位虛擬實踐。此外，這種全參與方基于同一平臺全過程虛擬交付的數(shù)字化打樣，也同步解決了協(xié)同設計這一建筑領域難題，更在最優(yōu)設計方案的基礎上，形成了可行的施工方案和明確的商務方案，是工業(yè)化建造的保障。

1.3 施工方的設計管理

新設計的管理是多方面的，深化設計只是設計管理工作的一部分，是校核設計院圖紙，對其進行查缺補漏并深化出可直接指導現(xiàn)場施工的一項比較重要的工作。而設計管理應該是總結適合設計階段的全域穿插體系，按照概念設計→初步設計→擴初設計→施工圖設計→專業(yè)設計→深化設計的總體流程，將幕墻、精裝、亮化、鋼結構、綠化、弱電、廚房、機房、天窗、水系、直飲水、電梯、軟裝、精密空調、醫(yī)療、特殊設備、保護氣體、室外管線等多專業(yè)融入設計全域穿插的模型中，搜集和整理不同專業(yè)設計的設計任務書，并與各參建單位、人員等上下游部門深度支持和配合的一項全面而系統(tǒng)的管理工作。

2 施工單位為什么需要進行設計管理

施工和設計相輔相成、互相成就，無論是做D+B、EPC還是IPD項目都有一個共同的特點：設計+施工。BIM技術可通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物的真實信息，具有可視化、協(xié)調性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性五大特點[7，8]，對我們的工程建設全壽命周期起到積極推動作用。但該方面仍然存在一些問題需要解決，比如BIM技術還不能將建筑工程涉及的技術數(shù)據(jù)全部整合到模型中[9]，這就要求我們施工單位有懂技術的設計管理人員和相匹配的能力來應對這些難題和挑戰(zhàn)。

項目建設的集成思想，最先開始、亦是最應該做的就是將設計與施工集成起來。我們經(jīng)常聽到施工方的這種抱怨：“這個設計師到底懂不懂施工？這根本沒法干”；或者是設計方叫嚷：“這個施工的技術太差了吧，怎么什么都不懂，我得天天在現(xiàn)場盯著嗎？”究其原因，無外乎兩個：一是設計與施工缺乏恰當?shù)臏贤?；二是這二者自身能力確實不足，無法有效地管控。無論二者原因如何，它們帶給項目的后果都是難以估算的，不管是對于成本、進度，還是對于質量控制，都會形成多米諾骨牌效應。鑒于此，施工單位也需要一個與設計單位溝通的橋梁——設計管理部門。這種部門目前已經(jīng)在國內大型地產公司已經(jīng)有了成熟的運營模式，并且在項目管理中發(fā)揮了自身不可比擬的優(yōu)勢。據(jù)了解，目前較成熟的設計管理工作大致如下：一是負責組織設計公司的方案匯報；二是組織項目各專業(yè)設計的招投標與圖紙審核；三是組織設計單位、施工單位的設計交底與管理工作；四是向設計單位準確表達建設單位訴求并針對擴初設計提出合理化建議；五是負責后期建筑、裝修材料的確認；六是負責對公司新發(fā)展項目的研究論證并提供規(guī)劃設計意見。實事求是地講，這六條對于施工單位開展設計管理工作是有較好的借鑒意義的。

目前各行各業(yè)都在將數(shù)字化轉型作為企業(yè)未來的核心競爭力，尤其是作為傳統(tǒng)行業(yè)的建筑業(yè)更是應該抓住轉型的機會，在未來高性能建筑領域搶占先機。

3 IPD模式下的施工如何進行設計管理

3.1 與建設單位之間的設計協(xié)作

建設單位是項目的總組織者、總集成者，對于項目是否成功起關鍵性的作用。在施工單位以一個設計者和使用者的角度對于項目的各專業(yè)設計向業(yè)主提出合理化建議，是設計管理對于業(yè)主最大的價值。

如何理解“在施工單位以一個設計者和使用者的角度”這個說法？

首先，作為施工單位，應該想到的是項目的各項管理目標得以實現(xiàn)，但若基于實現(xiàn)施工單位的管理目標而向業(yè)主提出的建議不一定會被采納，故而作為總承包單位要從一個設計者或者是使用者的角度出發(fā)，簡而言之就是換位思考。

其次，設計管理不只是提出設計方面的問題，設計管理部應本著“基于設計、結合生產、聯(lián)系進度、保證質量”的原則開展工作。作為總承包單位的設計管理應該是為現(xiàn)場生產而服務的，否則就是紙上談兵。在一個傳統(tǒng)項目中，設計和進度可能都是“后浪推前浪”般趕著施工生產。比如機電的一個預留洞口可能會因為諸多不確定的因素并不能很好地實現(xiàn)最初的想法，可能是臨時增加了一個風管，抑或是臨時取消了一處水管。這樣的變更在項目上比比皆是。究其原因，大部分情況下是直到即將進行施工時，業(yè)主才明白了設計者的意圖，因為現(xiàn)場施工達不到一定條件，作為非專業(yè)的業(yè)主不一定明白我們的這些洞口到底是需要進出什么管道，而這些管道又是什么用途。鑒于此，設計管理的工作就是根據(jù)現(xiàn)場進度與工期倒排，在施工前充分了解業(yè)主需求并且也要讓業(yè)主明白設計意圖，以便為設計的調整和可能進行的一些預制加工留下充足的時間?？梢酝ㄟ^可視化和仿真模擬技術讓業(yè)主所見即所得，如圖1所示。

圖1 仿真模擬圖

3.2 與設計單位之間的工作協(xié)同

作為施工單位的設計管理部門，應起到作為設計單位與施工單位的橋梁的作用，并且其團隊成員也應具備既懂得施工也明白設計的能力。在項目管理中，團隊成員應做好如下工作：一是要利用每一次與設計單位的接觸，充分學習，增加自身綜合知識；二是應該及時準確地向設計單位反饋現(xiàn)場生產情況、業(yè)主要求情況、資源供應情況等，盡可能讓設計師做到不在現(xiàn)場、勝在現(xiàn)場；三是應該及時向設計單位告知業(yè)主的設計需求，比如至少應該在進行地上主體施工前將幕墻的埋件圖審核完畢，并且還應留出預埋件加工的時間；四是讓其配合我們進行建筑、裝飾材料的選擇，形成可視化的材料交給業(yè)主進行對比。例如，筆者所在的設計管理團隊在之前一個項目進行新設計探索中，對于景觀墻面“山東省腫瘤醫(yī)院”的字體材料選擇方面，如圖2所示，與設計方充分溝通并確認了金色和銀色兩種雙方都較為認可的方案，交由業(yè)主進行最終確認。

圖2 景觀墻字體設計方案

3.3 對于分包單位的設計管理

施工單位的設計管理不僅是總包單位，還應有對于專業(yè)分包、勞務分包的管理。而作為總承包單位，首先應對項目部的現(xiàn)場責任師進行設計管理，應該先讓一線管理人員明白設計者的意圖，看懂深化設計的圖紙，才可以更好地進行現(xiàn)場施工?，F(xiàn)場的深化設計圖紙也應基于實事求是的原則，才能真正達到指導現(xiàn)場實際施工，只有深化設計的圖紙使責任師和工長的工作更加簡單方便，圖紙應用才可發(fā)揮其最大價值。例如，在西安數(shù)字大廈建設的主體施工中，設計管理團隊同BIM技術團隊對于圖紙進行了較為全面的深化，如圖3所示，并較好地指導了現(xiàn)場工作。

圖3 西安數(shù)字大廈地上結構第三施工段KZ2配筋詳圖

針對復雜節(jié)點，設計管理團隊采用了平面圖+BIM模型的形式進行可視化交底，如圖4所示。

圖4 BIM模型圖

施工后期階段，設計管理團隊準備結合機電深化模型利用Revit與3D Max進行一些復雜節(jié)點處效果圖制作，以便于將來在運維階段發(fā)揮其作用，如圖5所示。

圖5 山東省腫瘤醫(yī)院醫(yī)療街裝飾與機電效果圖

對于專業(yè)分包的設計管理，總包設計管理團隊應該注重管理，每一個專業(yè)分包都會有一套自己的深化設計體系。設計管理團隊的工作應該是對于所有專業(yè)分包提交過來的深化設計圖紙進行審核，主要關注圖紙上深化區(qū)域與總包施工區(qū)域有無沖突或間隙；同樣的材料施工工藝是否有不同；各個分包之間和與總包之間交接區(qū)域吊頂標高不一、不同材料交接等問題。對于一些專業(yè)分包的圖紙，設計管理團隊也應該針對其施工范圍獨有的施工工藝與材料進行學習，針對其施工范圍內與總包范圍相同的材料與施工工藝同團隊內部深化的圖紙進行對比，查缺補漏。古人云：“見賢思齊焉，見不賢而內自省也。”設計管理團隊成員應該時刻把握機會，充實自己知識儲備，以便于在以后的工作中遇到相同的設計時更可容應對。

4 BIM與設計管理之間的信息集成

設計管理信息的集成對于IPD項目的重要性不言而喻，沒有集成的信息就無法準確地對于項目的各種設計、施工過程進行判斷。集成信息就是要整合零散的信息[10]，將其賦予到建筑信息模型中，并可以讓團隊每個人進行實時訪問以準確了解設計意圖和變更。基于BIM的集成化管理為實現(xiàn)項目全壽命周期組織溝通協(xié)調管理，所有利益方的信息協(xié)調工作都依賴于IPD項目各階段的BIM模型，如建筑設計模型、系統(tǒng)專項分析模型、設計協(xié)同模型、施工協(xié)同模型運營期模型等[4]。

缺乏集成信息的設計就是一潭死水，無法煥發(fā)出信息的生命力；集成信息則是一泓清泉，讓項目的各方參與者皆可享受到她的甘冽。設計信息的集成和共享是項目集成交付的關鍵，當設計信息可以充分地互享，這也就意味著項目各參與方可以在時間上保持一致，不會出現(xiàn)因為上游設計信息的不及時、不準確而造成項目無法較好地完成設計。

設計管理和BIM技術信息管理是互相成就的，設計管理依據(jù)集成的BIM技術信息管理進行深化設計和管理，BIM模型再根據(jù)設計深化內容集成信息并共同進行深化。筆者認為，將零散的信息整合并控制好項目中的信息流對于設計與BIM集成信息管理而言，是一項基礎并有效的工作。此舉可以將項目的工作流、物流配送及資金流，各管理職能作用、項目組織結合在一起，互相聯(lián)絡，互相影響，也互相依存。只有信息流通暢，才能保證信息的上傳下達、協(xié)同共享，從而提高項目實施效率。

5 結束語

高性能建筑需要“三新”的驅動，在“新設計、新建造、新運維”中，新設計排在第一位，新設計思想是項目團隊進行設計管理工作的旗幟，不進行切實有效的設計管理是無法使得項目增值的。在企業(yè)進行數(shù)字化轉型的重要節(jié)點，新設計更應該把握住機會，完成從設計管理到集成交付的宏偉愿景，為建設高性能建筑添磚加瓦。