前置·集成·比选

蔡小刚 王涛 张书程 刘家聚 黄勇强

【摘要】目前装配式建筑发展过程中，如何减少增量建造成本、增加项目利润仍然是最值得关注的焦点之一，本文通过对北京塝项目的实例剖析，总结装配式EPC项目设计管理中“前置、集成、比选”三大设计管理思路，探讨从设计管理角度实现工程质量、进度及利润的最优化，与解决成本与利润痛点的关键途径。

【关键词】策划优化前置;多专业集成;多方案比选

1、引言

在北京塝项目中，EPC总承包方作为统筹者和主导者，需要合理配置资源，充分发挥装配式产业链优势;通过以设计管理为主导，统筹各专业和环节之间沟通与衔接，提高工作效率，对工程采购、施工实行全过程的策划管理，实现优质履约的同时取得了较好的经济效益。本文即从该项目实例分析切入，总结相关思路，探讨从设计管理角度实现工程质量、进度及利润的最优化与解决成本与利润痛点的关键途径。

2、设计管理方向

该项目合同包涵盖内容多，整体造价较低，设计管理的主要方向应是进行设计优化、限额设计，帮助业主共同使工程造价控制在可研价格及合同限价中。

3、设计管理

本项目装配式设计管理主要思路有三点：前置、集成与多方案比选。

3.1策划优化前置

3.1.1技术策划

装配式建筑与传统建筑相比有个显著特点：技术策划前置。装配式EPC项目的技术策划需要进行前期方案策划及经济性分析，对规划设计、部品生产和施工建造各个环节统筹安排，策划好建筑、结构、内装修、机电、经济、构件生产等环节的密切衔接配合，同时对技术选型、技术经济可行性和可建造性进行评估。

项目进场阶段，技术人员即开始进行技术策划工作。对原规划设计、交付标准、结构体系、节点设计、机电预留预埋进行评估;根据工程要求及气候特点，选择外墙保温体系;对外架、铝模、施工电梯、塔吊及永久电梯等专业分包和PC构件深化设计的提资要求及时间进行详细策划。

3.1.2规划设计

装配式建筑应从规划方案源头抓起。在规划方案阶段就要统筹考虑，融合平面标准化设计、立面标准化设计、构件标准化设计、部品标准化设计多方面因素。

以该项目为例，原项目规划方案中的住宅楼的平面设计过于复杂，凹凸转折多，导致了建筑不规则的空间多，外部凹槽多，体型系数大，外墙保温要求高。以上这些设计因素对采用装配式建筑极为不利，通过与业主沟通，以及由我方无偿提供满足装配式特点的规划方案的措施，相关诉求得到了业主的大力支持。

针对原规划方案，我们从设计端主要采取了以下措施进行优化：①减少平面布置的凹凸变化，使住宅平面规整有序;②将折线型布置变成直线型的布置，通过与核心筒有机组合，使平面布置更简洁更合理;③通过住宅套型空间的有序整合，使住宅纵墙、横墙尽量对位，为结构布置提供方便;④为了避免规整平面布局带来的建筑形象呆板，结合功能需要，有些功能空间适当向外延伸或外挑，活跃和丰富了建筑立面形象。

3.1.3户型设计

项目初期，业主原本要求户型参照一期户型现浇结构户型设计，该户型无法体现装配式建筑的“少规格，多组合”原则。在我方主导下，组织业主单位及还建村民召开项目设计协调会议，推进由我方按照装配式建筑原则重新设计户型及交付标准，并经街道办评审同意，实现从源头上控制了建造成本。

（1）户型设计优化原则

①优化后户型简洁规整，对称性更好，对抗震更有利。

②构件尺寸标准化，优化后，不设置飘窗，降低构件制作及运输的难度;不单独设置空调板，空调板的功能合并到挑板阳台，减少空调与主体梁交接的大样的处理，减少施工吊装次数。阳台由挑梁阳台优化为悬挑板阳台，避免挑梁钢筋过大过多，排筋困难，及增加施工难度。

③现户型构件拆分最大构件重量为3.9t，原户型构件拆分最大构件总量为5.8t，塔吊吨位选型可降低1.9t，减少塔吊租赁费用。

对于北京塝项目这类装配式住宅类型工程，户型平面设计对于建造成本控制及现场施工是决定性因素。因此从规划设计阶段就介入设计咨询工作，对业主的规划方案、户型提出咨询意见，对降低建造成本起了关键作用。但对建筑企业而言，仍需与设计院共同深入研究各个面积段的装配式标准户型，做好户型组合接口设计，通过户型的组合满足市场的需求。

3.1.4外立面設计

装配式建筑外立面要求简化外立面线条和凹凸部分，线条和凹凸越多越复杂，越费人工和模板，用的装饰材料、内保温材料、施工模板的损耗也越多，成本也越高。故应避免外立面有太多的水平线条，这些水平线条对造价与工期起着较大的影响。

在本项目外立面设计优化中，第一、二层是现浇加强层，通过在二层顶设置水平线条，即达到了美观的效果，又解决了现浇外墙与装配式外墙粉刷厚度差问题。同时通过取消了17层的水平线条，减少了非标准构件的种类，降低节点施工难度。此外，门窗洞口经过优化后，成列布置，门窗规格统一，构件制作规格统一，施工吊装更简单。

因此，在装配式住宅项目规划方案阶段，应当通过沟通，说明装配式外立面构件生产与施工难点，取消一些混凝土水平、竖向线条，特别是户型端部、阳台等部位的封闭中空方形装饰线条，建议多采用铝合金、GRC、EPS等可装配线条，可以极大地降低建造成本与施工难度。

3.2多专业集成

3.2.1交付标准制定

在规划方案修改阶段，我方主动配合，提出具体的交付标准给业主进行审批，以后作为规划设计、施工图设计的依据。交付标准对工程造价影响极大，其制定由技术、商务、生产口径共同研究讨论，综合考虑各系统因素。

3.2.2外挂架与铝模集成

将铝模及外挂架等专业分包需求及深化设计统筹考虑，集成设计，避免碰撞影响。

3.3方案比选

结构设计优化的管理过程中，正如前文所述，结合项目可研造价及合同限价、合同模式等因素综合考虑，确定设计优化创效方向。该项目即主要通过成本限额控制，提高效益。

3.3.1地下室基础优化

根据地勘单位提供的地勘报告，判断地下室基础持力层位于第3层粉质黏土，地基承载力特征值fak=230kPa。按相关规范要求，地下室要采取抗浮措施，综合考虑本工程采用抗浮锚杆的措施。采取以下二种基础方案的进行对比：

方案一：

独立基础+防水板，独立基础尺寸3500×3500mm，独立基础高度800mm，基础底面配筋C14@120，防水板厚300mm，下部配筋C12@180，上部配筋C14@180。（防水板下设置焦渣或聚苯板软垫层，确保防水板不承担或承担较少的地基反力）。

方案二：

筏板基礎+下柱墩的方式，柱墩尺寸2000mmX2000mm，高度700，柱墩底面配筋C14@140，筏板厚度400mm，配筋双层双向C12@180。

考虑经济指标与抗裂性能综合对比后，选择方案二。

3.3.2地下室柱网尺寸优化

在地下室面积不变的前提下，通过优化柱网，提高停车效率。地下室原大柱网方案停车位：740辆，优化后中柱网方案停车位：820辆。与业主及荆门市规划局沟通，在满足停车位的前提下，能够减少地下室面积，去除地下室边角无用的空间。

3.3.3地下室层高优化

本项目优化后，在满足使用功能的情况下，将地下室层高从4.2m降低到3.9m，基础埋置深度减少300mm，结构总重量减少，抗浮锚杆数量也可减少，优化了基础工程，建造的材料用量减少，施工速度提高，施工周期缩短。同时土方开挖及基坑支护费用也相应减少。按地下室的面积，可以节约成本550万元左右。

结语：

装配式建筑行业的发展市场广阔，目前全国各地发展成绩初具规模。但同时我们也要认识到，装配式建筑企业仍处在提升核心能力、突破管理瓶颈的关键转折期。

搭建科学的设计管理体系，培育专业的设计管理人才，提炼成熟的设计管理经验，将更加充分地发挥EPC模式中设计管理的核心作用，进一步为装配式建筑项目的工程总承包管理创造更大价值！