破旧立新：新设计助力IPD项目增值

2022-05-07于硕硕

工程与建设 2022年2期

赵全，于硕硕

(瑞森新建筑有限公司，山东济南 250101)

0 引言

建筑业发展至今在全球经济中占据着重要地位，全球40%的能源和原料用于建筑生产[1]，而对建筑总投资影响最大的在于设计阶段。工程领域素有“二八定律”：建设项目的规划和设计阶段决定了建设项目80%的投资[2]。传统项目如此，致力于高性能建筑交付的项目集成交付模式(integrated project delivery,IPD)是以合作理念为核心，建立相互信赖的项目管理团队，共同实现业主价值需求的新型交付模式[3]更应注重一种新的设计管理模式，以期能为项目带来更多价值。传统项目总承包单位是无法参与到设计阶段的，导致施工单位宝贵的施工经验仅仅在项目施工阶段发挥，而一个IPD项目，施工单位也应在设计阶段参与进来并探讨项目建设的可建造性。诚然，它将是一个IPD项目能否成功的关键因素。

1 设计管理模式

1.1 传统设计特点

传统设计模式以建筑师和建造者对于设计概念的一致理解开始，包含了建筑整体规划、布局、结构设计特点、功能房间要求等，以及由此确定的基本建筑材料。设备工程师在此基础上确定合适的系统。按照传统的设计流程，参与设计的人员逐次参与、完成各部分设计任务[4]。这使得后阶段的优化非常困难甚至难以实现，也因此很难实现高性能建筑产品目标。

传统建筑设计的问题包括知识专业的多元化，多专业间及不同建筑主体间缺少信息的交互。众所周知，交流是任何社会单体的凝聚力，也是建筑设计或施工的凝聚力。没有交流及各专业各建筑主体间的交往，各专业就不能集成在一起[5]。

1.2 新设计模式

新设计，即全数字化样品阶段。在实体项目建设开工之前，集成项目各参与方与生产要素，进行全数字化打样，进而消除工程风险，实现设计、施工、运维等全生命周期的方案和成本优化[6]，保障大规模定制生产和施工建造的可实施性。

新设计不只体现在二维图纸的突破、三维模型的进化上。还包含了参建各方对设计、采购、生产、施工、运维各个阶段的数字化PDCA循环模拟，即从协同设计、虚拟生产、虚拟施工到虚拟交付的全方位虚拟实践。此外，这种全参与方基于同一平台全过程虚拟交付的数字化打样，也同步解决了协同设计这一建筑领域难题，更在最优设计方案的基础上，形成了可行的施工方案和明确的商务方案，是工业化建造的保障。

1.3 施工方的设计管理

新设计的管理是多方面的，深化设计只是设计管理工作的一部分，是校核设计院图纸，对其进行查缺补漏并深化出可直接指导现场施工的一项比较重要的工作。而设计管理应该是总结适合设计阶段的全域穿插体系，按照概念设计→初步设计→扩初设计→施工图设计→专业设计→深化设计的总体流程，将幕墙、精装、亮化、钢结构、绿化、弱电、厨房、机房、天窗、水系、直饮水、电梯、软装、精密空调、医疗、特殊设备、保护气体、室外管线等多专业融入设计全域穿插的模型中，搜集和整理不同专业设计的设计任务书，并与各参建单位、人员等上下游部门深度支持和配合的一项全面而系统的管理工作。

2 施工单位为什么需要进行设计管理

施工和设计相辅相成、互相成就，无论是做D+B、EPC还是IPD项目都有一个共同的特点：设计+施工。BIM技术可通过数字信息仿真模拟建筑物的真实信息，具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性五大特点[7，8]，对我们的工程建设全寿命周期起到积极推动作用。但该方面仍然存在一些问题需要解决，比如BIM技术还不能将建筑工程涉及的技术数据全部整合到模型中[9]，这就要求我们施工单位有懂技术的设计管理人员和相匹配的能力来应对这些难题和挑战。

项目建设的集成思想，最先开始、亦是最应该做的就是将设计与施工集成起来。我们经常听到施工方的这种抱怨：“这个设计师到底懂不懂施工？这根本没法干”；或者是设计方叫嚷：“这个施工的技术太差了吧，怎么什么都不懂，我得天天在现场盯着吗？”究其原因，无外乎两个：一是设计与施工缺乏恰当的沟通；二是这二者自身能力确实不足，无法有效地管控。无论二者原因如何，它们带给项目的后果都是难以估算的，不管是对于成本、进度，还是对于质量控制，都会形成多米诺骨牌效应。鉴于此，施工单位也需要一个与设计单位沟通的桥梁——设计管理部门。这种部门目前已经在国内大型地产公司已经有了成熟的运营模式，并且在项目管理中发挥了自身不可比拟的优势。据了解，目前较成熟的设计管理工作大致如下：一是负责组织设计公司的方案汇报；二是组织项目各专业设计的招投标与图纸审核；三是组织设计单位、施工单位的设计交底与管理工作；四是向设计单位准确表达建设单位诉求并针对扩初设计提出合理化建议；五是负责后期建筑、装修材料的确认；六是负责对公司新发展项目的研究论证并提供规划设计意见。实事求是地讲，这六条对于施工单位开展设计管理工作是有较好的借鉴意义的。

目前各行各业都在将数字化转型作为企业未来的核心竞争力，尤其是作为传统行业的建筑业更是应该抓住转型的机会，在未来高性能建筑领域抢占先机。

3 IPD模式下的施工如何进行设计管理

3.1 与建设单位之间的设计协作

建设单位是项目的总组织者、总集成者，对于项目是否成功起关键性的作用。在施工单位以一个设计者和使用者的角度对于项目的各专业设计向业主提出合理化建议，是设计管理对于业主最大的价值。

如何理解“在施工单位以一个设计者和使用者的角度”这个说法？

首先，作为施工单位，应该想到的是项目的各项管理目标得以实现，但若基于实现施工单位的管理目标而向业主提出的建议不一定会被采纳，故而作为总承包单位要从一个设计者或者是使用者的角度出发，简而言之就是换位思考。

其次，设计管理不只是提出设计方面的问题，设计管理部应本着“基于设计、结合生产、联系进度、保证质量”的原则开展工作。作为总承包单位的设计管理应该是为现场生产而服务的，否则就是纸上谈兵。在一个传统项目中，设计和进度可能都是“后浪推前浪”般赶着施工生产。比如机电的一个预留洞口可能会因为诸多不确定的因素并不能很好地实现最初的想法，可能是临时增加了一个风管，抑或是临时取消了一处水管。这样的变更在项目上比比皆是。究其原因，大部分情况下是直到即将进行施工时，业主才明白了设计者的意图，因为现场施工达不到一定条件，作为非专业的业主不一定明白我们的这些洞口到底是需要进出什么管道，而这些管道又是什么用途。鉴于此，设计管理的工作就是根据现场进度与工期倒排，在施工前充分了解业主需求并且也要让业主明白设计意图，以便为设计的调整和可能进行的一些预制加工留下充足的时间。可以通过可视化和仿真模拟技术让业主所见即所得，如图1所示。

图1 仿真模拟图

3.2 与设计单位之间的工作协同

作为施工单位的设计管理部门，应起到作为设计单位与施工单位的桥梁的作用，并且其团队成员也应具备既懂得施工也明白设计的能力。在项目管理中，团队成员应做好如下工作：一是要利用每一次与设计单位的接触，充分学习，增加自身综合知识；二是应该及时准确地向设计单位反馈现场生产情况、业主要求情况、资源供应情况等，尽可能让设计师做到不在现场、胜在现场；三是应该及时向设计单位告知业主的设计需求，比如至少应该在进行地上主体施工前将幕墙的埋件图审核完毕，并且还应留出预埋件加工的时间；四是让其配合我们进行建筑、装饰材料的选择，形成可视化的材料交给业主进行对比。例如，笔者所在的设计管理团队在之前一个项目进行新设计探索中，对于景观墙面“山东省肿瘤医院”的字体材料选择方面，如图2所示，与设计方充分沟通并确认了金色和银色两种双方都较为认可的方案，交由业主进行最终确认。

图2 景观墙字体设计方案

3.3 对于分包单位的设计管理

施工单位的设计管理不仅是总包单位，还应有对于专业分包、劳务分包的管理。而作为总承包单位，首先应对项目部的现场责任师进行设计管理，应该先让一线管理人员明白设计者的意图，看懂深化设计的图纸，才可以更好地进行现场施工。现场的深化设计图纸也应基于实事求是的原则，才能真正达到指导现场实际施工，只有深化设计的图纸使责任师和工长的工作更加简单方便，图纸应用才可发挥其最大价值。例如，在西安数字大厦建设的主体施工中，设计管理团队同BIM技术团队对于图纸进行了较为全面的深化，如图3所示，并较好地指导了现场工作。

图3 西安数字大厦地上结构第三施工段KZ2配筋详图

针对复杂节点，设计管理团队采用了平面图+BIM模型的形式进行可视化交底，如图4所示。

图4 BIM模型图

施工后期阶段，设计管理团队准备结合机电深化模型利用Revit与3D Max进行一些复杂节点处效果图制作，以便于将来在运维阶段发挥其作用，如图5所示。

图5 山东省肿瘤医院医疗街装饰与机电效果图

对于专业分包的设计管理，总包设计管理团队应该注重管理，每一个专业分包都会有一套自己的深化设计体系。设计管理团队的工作应该是对于所有专业分包提交过来的深化设计图纸进行审核，主要关注图纸上深化区域与总包施工区域有无冲突或间隙；同样的材料施工工艺是否有不同；各个分包之间和与总包之间交接区域吊顶标高不一、不同材料交接等问题。对于一些专业分包的图纸，设计管理团队也应该针对其施工范围独有的施工工艺与材料进行学习，针对其施工范围内与总包范围相同的材料与施工工艺同团队内部深化的图纸进行对比，查缺补漏。古人云：“见贤思齐焉，见不贤而内自省也。”设计管理团队成员应该时刻把握机会，充实自己知识储备，以便于在以后的工作中遇到相同的设计时更可容应对。

4 BIM与设计管理之间的信息集成

设计管理信息的集成对于IPD项目的重要性不言而喻，没有集成的信息就无法准确地对于项目的各种设计、施工过程进行判断。集成信息就是要整合零散的信息[10]，将其赋予到建筑信息模型中，并可以让团队每个人进行实时访问以准确了解设计意图和变更。基于BIM的集成化管理为实现项目全寿命周期组织沟通协调管理，所有利益方的信息协调工作都依赖于IPD项目各阶段的BIM模型，如建筑设计模型、系统专项分析模型、设计协同模型、施工协同模型运营期模型等[4]。

缺乏集成信息的设计就是一潭死水，无法焕发出信息的生命力；集成信息则是一泓清泉，让项目的各方参与者皆可享受到她的甘冽。设计信息的集成和共享是项目集成交付的关键，当设计信息可以充分地互享，这也就意味着项目各参与方可以在时间上保持一致，不会出现因为上游设计信息的不及时、不准确而造成项目无法较好地完成设计。

设计管理和BIM技术信息管理是互相成就的，设计管理依据集成的BIM技术信息管理进行深化设计和管理，BIM模型再根据设计深化内容集成信息并共同进行深化。笔者认为，将零散的信息整合并控制好项目中的信息流对于设计与BIM集成信息管理而言，是一项基础并有效的工作。此举可以将项目的工作流、物流配送及资金流，各管理职能作用、项目组织结合在一起，互相联络，互相影响，也互相依存。只有信息流通畅，才能保证信息的上传下达、协同共享，从而提高项目实施效率。