EMPC 管理模式下的裝配式建筑全過程管控

林 堅

2023 年11 月15 日，長沙市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局、市發(fā)展和改革委員會、市自然資源和規(guī)劃局聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于組織實施一體化（EMPC）建造方式推動新型建筑工業(yè)化的通知》，要求全面推進一體化（EMPC）建造方式，即在傳統(tǒng)EPC 工程總承包模式的基礎(chǔ)上，增加生產(chǎn)環(huán)節(jié)（M），實現(xiàn)項目設(shè)計、生產(chǎn)、采購、施工的全流程貫通、一體化管理[1]。這一改革舉措旨在提升建筑行業(yè)的整體效率和質(zhì)量。湖南省建筑科學(xué)研究院有限責(zé)任公司、湖南省第五工程有限公司、湖南建工五建建筑工業(yè)化有限公司聯(lián)合組成EMPC 總承包聯(lián)合體，根據(jù)《省屬本科高校學(xué)生宿舍及食堂建設(shè)工作專班第四次調(diào)度會會議紀(jì)要》關(guān)于“推進桃花坪項目標(biāo)準(zhǔn)化試點”和“以桃花坪項目試點為突破口，實現(xiàn)提質(zhì)增效降本、凸顯建筑工業(yè)化綠色建造優(yōu)勢”的要求，共同推進標(biāo)準(zhǔn)化試點示范工程。本文通過研究EMPC 的應(yīng)用優(yōu)勢，以湖南師范大學(xué)桃花坪校區(qū)學(xué)生宿舍及教學(xué)實訓(xùn)建設(shè)項目為例，闡述該項目在裝配式設(shè)計、采購、生產(chǎn)、施工管理等方面措施，分析管理中存在的問題，探索并揭示多樣化的優(yōu)化策略與路徑。

1 EMPC 管理模式介紹

1.1 EMPC管理模式概念

EMPC 管理模式是在傳統(tǒng)EPC 工程總承包模式的基礎(chǔ)上增加生產(chǎn)環(huán)節(jié)，將設(shè)計（E）、生產(chǎn)（M）、采購（P）和施工（C）等環(huán)節(jié)集成，實現(xiàn)了建筑全過程的一體化管理[2]。該模式繼承了傳統(tǒng)EPC 模式的優(yōu)勢，并進一步強化了制造環(huán)節(jié)“M”的重要性，實現(xiàn)了建筑工程全產(chǎn)業(yè)鏈的深度整合，從最初的設(shè)計理念到實際生產(chǎn)，再到物料采購與施工裝配，全流程實現(xiàn)無縫連接。

1.2 EMPC模式的應(yīng)用優(yōu)勢

1.2.1 實現(xiàn)設(shè)計與施工的無縫對接

在EMPC 模式下，設(shè)計被視為項目成功的基石?？偝邪鼏挝蛔栽O(shè)計階段起便全面參與，借助“一體化設(shè)計”策略，大幅減少后期的設(shè)計變更與調(diào)整，進而有效控制工程成本。針對預(yù)制構(gòu)件的加工、運輸及現(xiàn)場裝配施工的復(fù)雜性，總承包單位優(yōu)化設(shè)計方案，簡化不必要的細節(jié)與構(gòu)造，提升施工效率，同時減少人工與材料浪費[3]。

BIM 技術(shù)在我國已推行多年，但在實際操作中并未廣泛應(yīng)用，原因是傳統(tǒng)管理模式下缺乏主導(dǎo)責(zé)任部門推動相關(guān)設(shè)計方式的實施。采用EMPC模式，總包單位牽頭推進，實現(xiàn)設(shè)計、生產(chǎn)和施工各部門的協(xié)調(diào)溝通，從而可充分發(fā)揮BIM 技術(shù)的應(yīng)用價值。

1.2.2 成本控制與效益提升

裝配式混凝土建筑的綜合成本相較于傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)建筑普遍高出100 ～300 元/m2[4]。這主要歸因于較低的標(biāo)準(zhǔn)化程度、尚未形成規(guī)?；a(chǎn)效應(yīng)以及PC 構(gòu)件固定生產(chǎn)成本的攤銷較高等。此外，項目各參與方缺乏系統(tǒng)性規(guī)劃和協(xié)調(diào)，導(dǎo)致成本上升和資源浪費嚴(yán)重。然而，在EMPC 模式下，總承包單位通過一體化管理手段深度參與預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)和裝配環(huán)節(jié)。同時，依托與供應(yīng)商的緊密合作關(guān)系，總承包單位能夠集中采購建筑材料，確保原材料質(zhì)量和供應(yīng)穩(wěn)定性，降低材料采購成本。

1.2.3 優(yōu)化管理

在裝配式建筑的施工過程中，精細化管理至關(guān)重要。借助BIM 技術(shù)的全程信息共享優(yōu)勢，EMPC 模式實現(xiàn)了設(shè)計、采購、加料、組裝等一體化建設(shè)[5]。總承包單位利用BIM 技術(shù)對預(yù)制構(gòu)件進行精準(zhǔn)建模和模擬，使施工單位能夠提前發(fā)現(xiàn)潛在問題并及時調(diào)整優(yōu)化。此外，BIM 模型還為各方提供實時信息共享平臺，便于溝通協(xié)調(diào)和管理決策，確保部品部件的安全生產(chǎn)和工程項目的高質(zhì)量完成。

1.2.4 綠色化與可持續(xù)發(fā)展

綠色建筑已成為未來發(fā)展趨勢。裝配式建筑本身具備綠色化特點，且在EMPC 模式下，總包單位通過整體考量，制訂具有強制性的綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)，打通工程項目全鏈條。從立項到施工階段，總承包單位和設(shè)計單位均充分考慮節(jié)能、環(huán)保和資源利用等方面的要求。

2 項目概況

湖南師范大學(xué)桃花坪校區(qū)學(xué)生宿舍及教學(xué)實訓(xùn)建設(shè)項目由5 棟學(xué)生宿舍、1 棟教學(xué)實訓(xùn)樓、地下室及門衛(wèi)、垃圾站及附屬工程組成，總建筑面積為49586.65 m2，工程造價1.9 億元。本項目所采用的裝配式預(yù)制構(gòu)件類型包括疊合梁、普通疊合樓板、保溫疊合樓板、預(yù)制柱、預(yù)制外墻、預(yù)制電梯井、預(yù)制樓梯、預(yù)制沉箱共八類構(gòu)件，共計方量5962.75 m3。項目通過采用EMPC 工程總承包管理模式，由工程總承包單位對項目設(shè)計、構(gòu)件生產(chǎn)、設(shè)備采購、現(xiàn)場施工等工作內(nèi)容進行一體化統(tǒng)籌管理，達到低成本、高品質(zhì)、快速建造目標(biāo)。

3 項目EMPC 管理模式管控

3.1 立項階段

項目在立項階段運用“全過程標(biāo)準(zhǔn)化”建設(shè)模式審批時效推演“全過程標(biāo)準(zhǔn)化”建設(shè)模式強調(diào)在項目的初始階段，將設(shè)計和施工的技術(shù)、經(jīng)濟等論證前置，縮短了方案設(shè)計、施工圖設(shè)計的時間，簡化了報建審批流程。通過提前統(tǒng)籌構(gòu)配件生產(chǎn)和安裝備料周期，項目整體建設(shè)周期大幅度縮短，降低了項目成本，并實現(xiàn)了資源的優(yōu)化配置。

3.2 設(shè)計階段

項目結(jié)合建設(shè)方的實際需求，全面考慮結(jié)構(gòu)安全、構(gòu)件生產(chǎn)、運輸和安裝等四大要素?；赑KPM，并參照各方參編的《湖南省高校學(xué)生宿舍系列產(chǎn)品圖集》進行拆分設(shè)計，遵循少規(guī)格、多組合的原則，建立了平立面尺寸符合模數(shù)化要求的設(shè)計方案。此外，項目還采用了BIM 正向設(shè)計，優(yōu)化結(jié)構(gòu)預(yù)制范圍、拆分位置與連接方式，使得1 ～5 棟的裝配率高達81.4%。針對裝配式建筑常見的質(zhì)量問題，設(shè)計團隊還研究制訂了《質(zhì)量保證措施清單》，將深化后的連接節(jié)點和防裂防滲構(gòu)造前置到設(shè)計中，從而在設(shè)計源頭實現(xiàn)了降本增效的目的。

3.3 生產(chǎn)階段

建立裝配式結(jié)構(gòu)學(xué)生宿舍構(gòu)配件生產(chǎn)工藝標(biāo)準(zhǔn)及作業(yè)指導(dǎo)手冊，嚴(yán)格執(zhí)行構(gòu)件生產(chǎn)工藝標(biāo)準(zhǔn)，落實構(gòu)件生產(chǎn)質(zhì)量保證措施。通過運用智慧生產(chǎn)線、標(biāo)準(zhǔn)化通用模具以及焊接機器人、自動布料機和振搗模臺等工業(yè)化流水線生產(chǎn)設(shè)備，實現(xiàn)了生產(chǎn)的自動化和智能化。同時，采用智能生產(chǎn)管理系統(tǒng)—PCmon 智能工廠系統(tǒng)自動優(yōu)化調(diào)控生產(chǎn)（圖1），使產(chǎn)品數(shù)據(jù)同步對接湖南省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳EMPC智能建造管控平臺，實現(xiàn)了生產(chǎn)數(shù)據(jù)的可查可控。

圖1 PCmon 智能工廠系統(tǒng)（來源：作者自攝）

3.4 采購階段

項目充分發(fā)揮EMPC 管理模式的優(yōu)勢，通過集中采購、統(tǒng)一管理和優(yōu)化供應(yīng)鏈等方式，項目成功降低了采購成本，提高了采購效率。此外，項目團隊還與供應(yīng)商建立了長期合作關(guān)系，有助于降低項目成本，提高項目的整體運營效率。

3.5 施工階段

項目團隊通過擇優(yōu)選定安裝隊伍、細化工作清單、明確邊界劃分等措施，以及堅決貫徹樣板引路、嚴(yán)格落實過程管控，確保了30 個關(guān)鍵工序近百條質(zhì)量保證措施落地實施。同時還建立了課題工作小組，制訂重點技術(shù)工作任務(wù)清單且責(zé)任到人并落實考核。此外，項目團隊成功應(yīng)用保溫隔聲疊合樓板、柱頭鋼筋定位工裝、柱底封倉定型工裝、套筒灌漿飽滿度可視化監(jiān)測工裝等創(chuàng)新產(chǎn)品與技術(shù)。

4 EMPC 管理中存在的問題

4.1 EMPC總承包模式的管理制度不健全

裝配式建筑在國外已有近百年的發(fā)展歷史，但在國內(nèi)目前相關(guān)的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范尚未完善。同時，各參建主體對這些標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的系統(tǒng)學(xué)習(xí)和理解也顯得不足，實際操作中各方之間的配合緊密程度有待提高。

4.2 專業(yè)人才嚴(yán)重不足，缺乏成熟技能人才

裝配式建筑對整個產(chǎn)業(yè)價值鏈的參與者提出了更為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，需要較高的技術(shù)含量和專業(yè)技能。但是目前一部分項目經(jīng)理缺乏這方面的項目實踐經(jīng)驗和總體協(xié)調(diào)能力，加上現(xiàn)有的市場上工人隊伍大多缺乏相關(guān)經(jīng)驗和技能，難以滿足這一需求。

4.3 標(biāo)準(zhǔn)化程度有待提升，成本問題亟待解決

現(xiàn)階段制約裝配式建筑提升質(zhì)量與效率的核心問題是標(biāo)準(zhǔn)化水平較低。由于缺乏高效的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，裝配式建筑在整體效能上的優(yōu)勢未能充分展現(xiàn)，盡管生產(chǎn)已采用工業(yè)化流水線作業(yè)，但是設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化的不足導(dǎo)致了預(yù)制構(gòu)件的成本仍然偏高。在設(shè)計方面仍然按傳統(tǒng)方式設(shè)計，再進行二次拆分與深化設(shè)計，尺寸多變、種類繁多，使工業(yè)化流水線生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件具有大規(guī)模、個性化的離散型制造等特點，導(dǎo)致生產(chǎn)線利用率低、模具攤銷大，裝配式建筑總體成本的上升等問題。

5 EMPC 模式的優(yōu)化路徑

加強EMPC 管理模式的制度建設(shè)：第1，強化制度建設(shè)。需要進一步推進與EMPC 模式相契合的制度完善工作，確立詳盡的準(zhǔn)則與標(biāo)準(zhǔn)，明晰各個階段的職責(zé)與操作程序。第2，建立協(xié)調(diào)機制。建立有效的協(xié)調(diào)機制。可以設(shè)立由相關(guān)部門組成的協(xié)調(diào)小組，負責(zé)解決EMPC 項目實施過程中的相關(guān)問題，確保各環(huán)節(jié)順暢溝通與合作。

加強人才培養(yǎng)和引進：第1，提高管理人員的綜合素質(zhì)。針對EMPC模式對項目經(jīng)理及各部門技術(shù)人員要求更高的問題，應(yīng)該加強技能人才的專業(yè)培訓(xùn)和精準(zhǔn)指導(dǎo)。通過內(nèi)部培訓(xùn)活動、提高技術(shù)人員的項目管理能力、技術(shù)實力以及實際操作經(jīng)驗，培養(yǎng)一批高素質(zhì)、具備總體協(xié)調(diào)能力的項目管理團隊。第2，建立人才引進機制。針對裝配式產(chǎn)業(yè)工人和高端人才缺乏的問題，吸引具備豐富經(jīng)驗和專業(yè)技能的人才加入到裝配式建筑行業(yè)中來。在人才評定方面予以一定的政策傾斜，同時需與高校、培訓(xùn)機構(gòu)等進行合作，共同培養(yǎng)符合市場需求的高技能人才。第3，多渠道合作及交流。在區(qū)域以及企業(yè)層面上強化互動，搜集并歸納不同地區(qū)在裝配式建筑領(lǐng)域所制定的政策措施、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，以及涉及技術(shù)創(chuàng)新、示范試點項目、工程項目推進、產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展、能力提升和監(jiān)管流程等方面的實踐成果，以供全國各區(qū)域在相互學(xué)習(xí)與參考的過程中吸取精華[6]。

加強技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新：第1，加大技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新投入。積極探索新的預(yù)制構(gòu)件和裝配技術(shù)。通過技術(shù)創(chuàng)新提高預(yù)制構(gòu)件的精度和穩(wěn)定性。通過優(yōu)化施工工藝和裝配技術(shù)，降低成本和提高效率。第2，加強產(chǎn)學(xué)研合作。與高校、科研機構(gòu)等共同開展技術(shù)研究和開發(fā)。通過產(chǎn)學(xué)研合作充分利用高校和研究機構(gòu)的人才和資源優(yōu)勢。第3，推廣綠色建筑材料和節(jié)能技術(shù)。在促進環(huán)保和節(jié)能減排的背景下，積極倡導(dǎo)采用環(huán)保型建筑材料與高效節(jié)能工藝，致力于研究并將綠色技術(shù)的綜合應(yīng)用路徑具體化，降低建筑能耗和環(huán)境負荷，明確裝配式建造技術(shù)和綠色建材應(yīng)用要求，通過選用生態(tài)友好型材料和高效節(jié)能技術(shù)，顯著增強其持久性與環(huán)境友好特性，滿足市場需求和社會責(zé)任要求。

6 結(jié)語

裝配式建筑仍處于發(fā)展的初級階段。結(jié)合裝配式建筑的特點，從設(shè)計、生產(chǎn)、采購、施工等方面入手，以提高項目整體建造速度為目標(biāo)，基于EMPC 管理模式對裝配式建筑項目管理體系進行優(yōu)化和創(chuàng)新，取得了一定的效果，同時也為其他裝配式建筑項目快速建造提供借鑒和參考。今后將繼續(xù)對此進行研究分析，不斷探索裝配式建筑項目快速建造新模式。