破舊立新：新設(shè)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(chǎn)[1]，而對建筑總投資影響最大的在于設(shè)計階段。工程領(lǐng)域素有“二八定律”：建設(shè)項目的規(guī)劃和設(shè)計階段決定了建設(shè)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(yīng)注重一種新的設(shè)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(shè)計階段的，導(dǎo)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(yīng)在設(shè)計階段參與進來并探討項目建設(shè)的可建造性。誠然，它將是一個IPD項目能否成功的關(guān)鍵因素。

1 設(shè)計管理模式

1.1 傳統(tǒng)設(shè)計特點

傳統(tǒng)設(shè)計模式以建筑師和建造者對于設(shè)計概念的一致理解開始，包含了建筑整體規(guī)劃、布局、結(jié)構(gòu)設(shè)計特點、功能房間要求等，以及由此確定的基本建筑材料。設(shè)備工程師在此基礎(chǔ)上確定合適的系統(tǒng)。按照傳統(tǒng)的設(shè)計流程，參與設(shè)計的人員逐次參與、完成各部分設(shè)計任務(wù)[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(chǎn)品目標。

傳統(tǒng)建筑設(shè)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(shè)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(shè)計模式

新設(shè)計，即全數(shù)字化樣品階段。在實體項目建設(shè)開工之前，集成項目各參與方與生產(chǎn)要素，進行全數(shù)字化打樣，進而消除工程風(fēng)險，實現(xiàn)設(shè)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(chǎn)和施工建造的可實施性。

新設(shè)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(shè)計、采購、生產(chǎn)、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(shè)計、虛擬生產(chǎn)、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(shè)計這一建筑領(lǐng)域難題，更在最優(yōu)設(shè)計方案的基礎(chǔ)上，形成了可行的施工方案和明確的商務(wù)方案，是工業(yè)化建造的保障。

1.3 施工方的設(shè)計管理

新設(shè)計的管理是多方面的，深化設(shè)計只是設(shè)計管理工作的一部分，是校核設(shè)計院圖紙，對其進行查缺補漏并深化出可直接指導(dǎo)現(xiàn)場施工的一項比較重要的工作。而設(shè)計管理應(yīng)該是總結(jié)適合設(shè)計階段的全域穿插體系，按照概念設(shè)計→初步設(shè)計→擴初設(shè)計→施工圖設(shè)計→專業(yè)設(shè)計→深化設(shè)計的總體流程，將幕墻、精裝、亮化、鋼結(jié)構(gòu)、綠化、弱電、廚房、機房、天窗、水系、直飲水、電梯、軟裝、精密空調(diào)、醫(yī)療、特殊設(shè)備、保護氣體、室外管線等多專業(yè)融入設(shè)計全域穿插的模型中，搜集和整理不同專業(yè)設(shè)計的設(shè)計任務(wù)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(shè)計管理

施工和設(shè)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(shè)計+施工。BIM技術(shù)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(diào)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(shè)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(shù)還不能將建筑工程涉及的技術(shù)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(shù)的設(shè)計管理人員和相匹配的能力來應(yīng)對這些難題和挑戰(zhàn)。

項目建設(shè)的集成思想，最先開始、亦是最應(yīng)該做的就是將設(shè)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(shè)計師到底懂不懂施工？這根本沒法干”；或者是設(shè)計方叫嚷：“這個施工的技術(shù)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(shè)計與施工缺乏恰當(dāng)?shù)臏贤ǎ欢沁@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(zhì)量控制，都會形成多米諾骨牌效應(yīng)。鑒于此，施工單位也需要一個與設(shè)計單位溝通的橋梁——設(shè)計管理部門。這種部門目前已經(jīng)在國內(nèi)大型地產(chǎn)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(shè)計管理工作大致如下：一是負責(zé)組織設(shè)計公司的方案匯報；二是組織項目各專業(yè)設(shè)計的招投標與圖紙審核；三是組織設(shè)計單位、施工單位的設(shè)計交底與管理工作；四是向設(shè)計單位準確表達建設(shè)單位訴求并針對擴初設(shè)計提出合理化建議；五是負責(zé)后期建筑、裝修材料的確認；六是負責(zé)對公司新發(fā)展項目的研究論證并提供規(guī)劃設(shè)計意見。實事求是地講，這六條對于施工單位開展設(shè)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(zhuǎn)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(yīng)該抓住轉(zhuǎn)型的機會，在未來高性能建筑領(lǐng)域搶占先機。

3 IPD模式下的施工如何進行設(shè)計管理

3.1 與建設(shè)單位之間的設(shè)計協(xié)作

建設(shè)單位是項目的總組織者、總集成者，對于項目是否成功起關(guān)鍵性的作用。在施工單位以一個設(shè)計者和使用者的角度對于項目的各專業(yè)設(shè)計向業(yè)主提出合理化建議，是設(shè)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(shè)計者和使用者的角度”這個說法？

首先，作為施工單位，應(yīng)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(shè)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(shè)計管理不只是提出設(shè)計方面的問題，設(shè)計管理部應(yīng)本著“基于設(shè)計、結(jié)合生產(chǎn)、聯(lián)系進度、保證質(zhì)量”的原則開展工作。作為總承包單位的設(shè)計管理應(yīng)該是為現(xiàn)場生產(chǎn)而服務(wù)的，否則就是紙上談兵。在一個傳統(tǒng)項目中，設(shè)計和進度可能都是“后浪推前浪”般趕著施工生產(chǎn)。比如機電的一個預(yù)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(fēng)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(shè)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(shè)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(shè)計意圖，以便為設(shè)計的調(diào)整和可能進行的一些預(yù)制加工留下充足的時間。可以通過可視化和仿真模擬技術(shù)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(shè)計單位之間的工作協(xié)同

作為施工單位的設(shè)計管理部門，應(yīng)起到作為設(shè)計單位與施工單位的橋梁的作用，并且其團隊成員也應(yīng)具備既懂得施工也明白設(shè)計的能力。在項目管理中，團隊成員應(yīng)做好如下工作：一是要利用每一次與設(shè)計單位的接觸，充分學(xué)習(xí)，增加自身綜合知識；二是應(yīng)該及時準確地向設(shè)計單位反饋現(xiàn)場生產(chǎn)情況、業(yè)主要求情況、資源供應(yīng)情況等，盡可能讓設(shè)計師做到不在現(xiàn)場、勝在現(xiàn)場；三是應(yīng)該及時向設(shè)計單位告知業(yè)主的設(shè)計需求，比如至少應(yīng)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(yīng)留出預(yù)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(shè)計管理團隊在之前一個項目進行新設(shè)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(shè)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(shè)計方案

3.3 對于分包單位的設(shè)計管理

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

圖3 西安數(shù)字大廈地上結(jié)構(gòu)第三施工段KZ2配筋詳圖

針對復(fù)雜節(jié)點，設(shè)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(shè)計管理團隊準備結(jié)合機電深化模型利用Revit與3D Max進行一些復(fù)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(shè)計管理，總包設(shè)計管理團隊應(yīng)該注重管理，每一個專業(yè)分包都會有一套自己的深化設(shè)計體系。設(shè)計管理團隊的工作應(yīng)該是對于所有專業(yè)分包提交過來的深化設(shè)計圖紙進行審核，主要關(guān)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(shè)計管理團隊也應(yīng)該針對其施工范圍獨有的施工工藝與材料進行學(xué)習(xí)，針對其施工范圍內(nèi)與總包范圍相同的材料與施工工藝同團隊內(nèi)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(nèi)自省也?！痹O(shè)計管理團隊成員應(yīng)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(shè)計時更可容應(yīng)對。

4 BIM與設(shè)計管理之間的信息集成

設(shè)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(shè)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(shè)計意圖和變更?；贐IM的集成化管理為實現(xiàn)項目全壽命周期組織溝通協(xié)調(diào)管理，所有利益方的信息協(xié)調(diào)工作都依賴于IPD項目各階段的BIM模型，如建筑設(shè)計模型、系統(tǒng)專項分析模型、設(shè)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(shè)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(shè)計信息的集成和共享是項目集成交付的關(guān)鍵，當(dāng)設(shè)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(shè)計信息的不及時、不準確而造成項目無法較好地完成設(shè)計。

設(shè)計管理和BIM技術(shù)信息管理是互相成就的，設(shè)計管理依據(jù)集成的BIM技術(shù)信息管理進行深化設(shè)計和管理，BIM模型再根據(jù)設(shè)計深化內(nèi)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(shè)計與BIM集成信息管理而言，是一項基礎(chǔ)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(jié)合在一起，互相聯(lián)絡(luò)，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(jié)束語

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