超高综合体项目设计管理实践

2022-03-14孙翠华

城市建筑空间 2022年11期

赵伟，孙翠华

（1.济南中建建筑设计院有限公司，山东济南 250101；2.中建八局设计管理总院，上海 200120）

1 工程概况

阿拉曼新城作为埃及政府2030规划中战略城市之一，定位为埃及的夏季首都，将发展成为集旅游、教育、工业于一体的综合性城市，总规划面积约300km2，埃及政府分期建设，一期包括政府办公楼、30多个高层公寓楼、酒店、配套商业及旅游度假区等。本项目距离地中海约5km，由1栋高度近300m的标志塔及4栋220m的超高层公寓组成，总建筑面积109万m2，中间隔湖相望。

2 设计标准

设计遵循的标准及规范是设计工作启动的必要输入性条件，也是设计管理活动的重点关注内容，对整个项目的造价成本均有较大影响。国际项目中美标、欧标是较为流行和普遍适用的设计标准，但同时埃及作为一个建设法律法规比较健全的国家，有着独立完整的规范体系，根据埃及建设法规（Egyptian Construction Law No.119 of 2008）规定。

条款39：本法规定的建筑应当遵循埃及规范中批准的规划、建筑要求、设计原则和实施条件，颁发许可证。

条款41：在不妨碍违法者对所犯违法行为承担刑事责任的情况下，由工程师或工程顾问公司负责所附文件、设计作品的安全，确保其符合现场规划和施工要求，埃及规范和技术规格书等。

条款43：由工程师或工程部门负责财产的安全，并符合场地的规划和施工要求，以及埃及规范和技术条款。

另外采用埃标进行工程设计是在埃及购买设计保险的基本前置条件，所以本项目各专业的工程设计应遵循埃及标准，对于埃标未涉及的诸如消防、机电方面规范还需与业主及埃及国家标准委员会商议确定，具体形成结论如下。

1）消防与生命安全策略将基于NFPA 5000、NFPA 101的应用，生命安全规范（2021年版）及埃及建筑防火规范（第1部分，2011年第4版）等。

2）结构设计将遵循埃及标准，包括ECP 201—2012《荷载规范》、ECP 203—2020《混凝土规范》、ECP 202-4—2001《深基础规范》、ECP 202-3—2001《浅基础规范》、ECP 204—2005《砌体结构设计规范》、ECP 205—2008《钢结构设计规范》。风致振动舒适度分析遵循加拿大规范NBCC2005。

3）根据埃及国家标准与规范委员会（Housing&Building National Research Center）要求，结构风荷载的计算应遵循埃及标准，同时可参照风洞试验的测试结果，但风荷载不小于埃标规范值的85%。

4）机电设计基本遵循国际通用规范，如暖通空调采用美标，电气为英标、美标，给排水为IPC（International Pluming Code），消防部分采用埃及标准和NFPA等。

3 设计管理组织架构

设计管理活动的组织实施需配备专业齐全的设计管理团队，全面实施本项目的设计组织及管理工作，包括但不限于选择分包分供、起草合同条款、会议谈判、沟通协调、生产组织实施、技术问题处理，以及综管、财务、商务等工作。除配备核心中方管理人员以外，为保证设计管理工作的顺畅高效，需招聘属地设计管理人员加入团队。

4 设计分包分供资源选取

国内EPC项目的设计组织实施工作一般由一家单位完成，管理路径相对清晰简洁，国际项目中设计顾问普遍专注于某一专业如规划、建筑、结构、机电等，设计工作的实施由不同的设计分包协作而成，且根据埃及建设法规的要求，对于勘察、结构、消防等须由当地认证注册的工程师签章负责，另外从业主角度出发，其比较信赖埃及境内知名的设计分包或国际知名的设计顾问，且作为业主代表的监理（工程师）对于承包商设计顾问的审核较为严苛，这也是DB模式区别于EPC模式的一个特点，即业主将深度介入和管控承包商的设计施工工作。

根据FIDIC Conditions of Contract for Plant and Design-Build（简称《黄皮书》）第5.1款明确了对承包商设计人员的要求：“承包商应进行工程的设计并对其负责。应由符合雇主要求中规定标准（如果有）的工程师或其他专业人员等合格的设计人员进行设计。除非合同中另有规定，承包商应将拟雇佣的每位设计人员和设计分包商的名称及详细情况，提交工程师，取得其同意。”“承包商应保证其自身、设计人员和设计分包商具备从事设计所需的经验和能力。承包商承诺其设计人员在相应的缺陷通知期限满日期前的一切合理时间内，能参加与工程师的讨论。”

设计分包的选取要考虑其相关的超高层经验，资质能力能够胜任设计工作，符合业主要求中明确的标准，以及有资格在适用法律下开展相应的设计工作。工程师DAR对中建提供的每一家设计咨询分包都要经过严格的资格预审，提交的文件包括商业注册（Commercial Registration）、以往的超高层业绩资历（Ongoing Projects）、组织架构及项目团队简历、财务资金能力Financial Capabilities（在设计咨询费延期支付的情况下仍具有履约项目设计工作的能力）、企业的资质证书或工程师注册认证等、质量保证措施（Quality Assurance）等。

从项目的落地性角度考虑，选取当地的设计分包或境内、国际知名设计顾问与当地设计顾问协同的方式进行设计工作的组织实施较为合理可行。本项目纳入设计管理范围的设计分包资源共有17家，包括建筑（PINNACLE）、消防与生命安全（SAMLINE/JENSEN HUGHES）、垂直交通（中国建筑设计研究院）、声学（Elnady Engineering）、风工程咨询（RWDI）、勘察设计顾问（A&A）、地震灾害评估咨询（NRIAG）、结构设计及咨询（SGI/ACE）、机电设计（SHAKER）、幕墙设计（ALT）、燃气（RE-GAS）、安防（RESTRATA）、CFD 分析模拟、设计协调平台（ORACLE ACONEX）及消防审查单位（HBRC）等。当然这也给设计管理的组织实施、协调配合带来了挑战。

在考察选取分包资源时，除考虑报价因素以外，其业绩状况、资源协调和整合能力、能否顺利快速获得业主及工程师的审核等也是需要考虑的因素，综合确定。另外分包选取确定后，尽量不要更换，仓促调整会对整个项目的设计工期造成影响。

5 风工程咨询及地震灾害评估设计管理

对于超高层结构而言，地震作用和风荷载作为2个主要的水平荷载，对于结构体系、结构布置及构件尺寸的确定起着极为关键的作用，高度越高对风荷载越敏感，另外阿拉曼项目地处地中海沿岸，根据埃及标准ECP 201—2012规定，其基本风速为42m/s，建筑方案中均设置有大量的环绕阳台（非封闭），对于阳台区域处行人高度风环境舒适度分析业主也较为关注，后续的幕墙设计也会将风洞试验的结果作为设计输入条件确定幕墙风压，所以在建筑体型基本确定的前提下，风洞试验的快速启动显得尤为迫切。这也是本项目签约的第一个设计分包合同。

1）风环境舒适度分析对于塔楼阳台、屋面，以及裙房上人屋面及塔楼与裙房交接处角部区域进行定性分析，并提出不舒适区的解决措施，对后续的建筑方案设计及景观设计起到指引作用，成本方面较为关注的阳台玻璃栏板增高事宜也得到了基本结论，除角部区域存在风速叠加引起的不舒适区以外，其余中间区域的阳台栏板高度可满足要求，造价增幅可控。

2）风洞试验同下文提到的地震灾害评价都属于小分包（指合同额小），但其研究成果及结论却对整个项目的工期、造价有较大影响，从项目推进角度来讲，在概念方案阶段先期启动部分工作非常有必要。

3）商务谈判及合同拟稿过程中，应尽可能将工作任务细化，尤其应明确各阶段成果的提交内容、提交时间节点等，由于其成果作为幕墙设计的输入条件，对整个项目工期、幕墙招标都会产生影响，环环相扣。

4）在设计管理过程中，应确保风洞顾问与建筑顾问、结构顾问、幕墙顾问、MEP顾问等紧密配合，互相提资，如风洞的启动需要建筑师提交平立剖与Revit模型，结构师提交基本振型、周期、质量，MEP顾问需要确认设备层格栅的镂空率（以准确计算此处的风压，提交给幕墙设计单位）等，是一个与多学科关联的分包。在设计管理过程中要深度参与其中，有效确保各顾问之间提资的准确性、及时性，避免扯皮及因提资不准确带来返工的。

风洞顾问作为本项目第一个签约的咨询分包，前期较早启动了风环境舒适度的分析工作，对下一步的方案确定起到积极作用，设计管理过程中应结合项目总控进度计划，反推出分包启动工作的具体时间，避免工作迟缓延误提资以致影响关键线路上的设计工作。

6 地震灾害评估

地震灾害风险性评估是对阿拉曼周边500km的地震数据进行收集，同时通过跨孔试验（Cross Hole Test），确定各塔楼区域的等效剪切波速，进而判定场地类别，最终得到本项目的地面峰值加速度PGA，同时结合地质构造情况对场区内存在的断层情况给出评价，类似于国内的地震安全性评价工作，根据ECP201—2012，阿拉曼地区475年一遇的地面加速度为0.125g，作为结构设计地震作用计算的重要输入性数据，地震灾害评价的结果将对整个项目结构计算及工程造价有重大影响。

由于在埃及负责地震安全性评价的单位为埃及国家天文与地球物理研究所（National Research Institute of Astronomy and Geophysics，简称 NRIAG），在分包选取上具有唯一性，其结论仅影响到结构计算，与其他分包的关联性较小，相对来说管理路径上以及交互提资方面相对比较便捷、明晰。但由于其作为政府机构下属的研究机构，在合约签订、财务付款方面流程过于复杂，工作效率较低，周期较长，需要有极大的耐心推动工作。

本项目设计分包较多，区域分布在中国、埃及、加拿大、菲律宾、美国、迪拜等，协调管理繁杂，在设计生产组织实施以及设计管理方面有以下经验可供借鉴。

1）形成例会制度定期举行各专业间的设计周例会，并将时间固化，无特殊原因（重大节假日、与业主要求的会议冲突）要按计划召开，对专业间的技术问题及矛盾点进行销项，同时重要的结论留好会议记录。例会召开的最佳方式是面对面交流，受地域限制做不到面对面时（如结构顾问在中国），可通过视频形式如ZOOM/TECENT，例会召开时设计管理人员需参加并实时记录。

2）专业提资要确保其准确性及有效性如建筑与结构、建筑与机电、建筑与内装幕墙、建筑与风洞、机电与结构、结构与风洞、机电与风洞、结构与勘察、幕墙与风洞等，本专业的提资将作为其他专业设计输入性条件，提资前需要仔细确认，避免提资不精准带来的工作反复及引起的分包索赔。

3）专业内部的设计管理在不同的设计阶段制定不同管理要点，CD/SD阶段重点关注建筑平面布局方案、立面、景观方案，结构体系（控钢混用量）、施工可建性，机电系统等，尤其与成本、质量相关的大项，在DD/IFC阶段重点关注细节及专业间的错漏碰缺等，本项目采取BIM正向设计，后期专业之间的协同将通过Revit模型来相互提资。

4）注意把控设计进度设计节奏应与项目的总工期安排相匹配，与项目计划部做好对接，对于先期施工的桩基、筏板等提前包，做好设计报批策划，结构专业作为前期与现场施工联系最为紧密的专业，提前做好桩基部分的设计工作，设计管理人员做好结构与勘察分包协同，建筑专业应提前就影响桩基施工作业的前置条件完成报批报审，如电梯基坑（尺寸、深度）、正负零绝对标高、面层做法、楼梯（预留插筋用），机电专业做好预留预埋图纸报批报审，如地下排水系统、防雷接地系统、水池、集水坑等，确保设计图纸的审批早于现场施工。

5）做好设计代表的角色本项目建筑、结构、机电等主要分包分属不同的设计咨询单位，分专业配置的驻场设计管理人员既要对本专业的分包实施有效的监督管理，同时某种意义上又是各设计分包的驻场设计代表，起到设计分包与总包及监理之间的沟通协调作用，对总包项目部的意见进行上传下达。这种意见的传递不是简单的二传手，需要对总包的意见（成本、基于可建性方面）进行专业上甄别，仔细分析其可行性以及由此带来的后续影响。若不假思索直接作为指令进行下发，或是频繁变化指令，将会引起设计分包的反弹及索赔。具体事项具体分析，需要驻场设计管理人员具有比较过硬的专业知识和协调组织能力。

6）尊重专业顾问对于技术问题的判断及解决作为现场设计管理者，对于自己的知识结构和工作属性要有一个清晰的认知，比较忌讳凡事直接操刀上手解决问题，或没有经过深入仔细的分析就下结论，或是根据自己既有的经验随意给其他专业进行提资等。既然选取了高端的分包资源，对于专业技术问题的解决还是应该尊重他们的专业判断，只要这种解决方式质量可靠、成本可控、工期满足即可。

7）做好与合约商务、采购、工程、计划等部门的联动设计分包可根据规范、法规进行本专业的设计工作，设计管理人员需要考虑的因素较为繁杂，尤其与总包各部门的协作，如技术层面，桩基设计可根据勘察报告并结合上部荷载进行设计并确定单桩承载力，但现场施工需要考虑质量检验环节，静载试验又受制于试验方法的限制，堆载采用的钢梁的采购又受制于当地市场等因素，需要结合各部门的意见，合理确定单桩承载力等。

7 工程师的审核

根据《黄皮书》第5.2款承包商文件详细规定的承包商文件范围、文件准备要求、工程师与业主的审核流程、文件付诸施工前的要求等内容，对承包商文件的审核是设计审查的主要内容，而设计审查对工程进度和承包商实现符合预期目的的义务有很大影响。

“除非雇主要求中另有说明，每项审核期，从工程师收到第一份承包商文件和承包商通知的日期算起不应超过21d。该通知应说明，承包商文件已可供按照本款进行审核（和批准，如果如此规定）和使用。通知还应说明本承包文件符合合同规定的情况，或在哪些范围不符合。”

“如果承包商希望对已上报审核（和批准，如果如此规定）的设计或文件进行修改，应立即通知工程师。然后，承包商应按上述程序，将修改后的文件提交工程师。如果工程师指示要求进一步的承包商的文件，承包商应立即进行编制。任何此类批准或同意，或（根据本款或其他规定的）任何审核，都不应解除承包商的任何义务或职责。”

在设计管理过程中，工程师的审核意见需第一时间反馈给设计顾问，尽快完成书面回复，对于重大技术问题，设计管理人员应着手组织技术沟通会议，这也是消除意见的比较正规的方式。

1）会前议题准备对于设计图纸、计算书的审核意见，提前组织议题，以保证会议效率，并用邮件形式发送工程师，让对方也能充分准备，使得技术问题的讨论能做到更加深刻、全面，牵扯到合约问题或是变更的，应提前准备好合同条文，不打无准备之仗。

2）会议纪要撰写整理不管是视频会还是面对面的沟通交流，会议纪要都需要仔细整理，尤其重要问题的结论要明确，如果现场可以各方签字则效果最佳，若做不到，可在会后及时以邮件或信函方式发送业主及工程师确认，留好书面记录，避免工程师对已经商定的设计内容反悔，更为了避免业主或工程师更换后，因不熟悉以往的设计沟通历史而贸然推翻以前的设计文件。

3）在设计顾问无法到场的情况下，设计管理人员应面对面与监理进行交流，起到协调的作用。