王海明,魏昌智,杜 雨
(中建二局第三建筑工程有限公司,北京 100070)
工程总承包项目(以下简称EPC 项目),是指承包单位按照与建设单位签订的合同,对工程设计、采购、施工或者设计、施工等阶段实行总承包,并对工程的质量、安全、工期和造价等全面负责的工程建设组织实施方式。
相比传统的工程设计和工程施工分开招标形式,EPC 项目要求承包单位同时具备相应的设计资质和施工资质。EPC项目的总承包方,也是设计、采购、施工全过程的主责方。业主把很大一部分管理权限同时下放给了承包单位,尤其是设计管理权限。设计和设计管理对整个项目的成败起着至关重要的作用,本文旨在通过设计管理前期、设计管理中期、设计管理后期三个大的阶段来剖析设计管理在EPC 项目中的重要性。
本着投标即中标的思维,设计管理人员需研读招标文件,正确把握项目交付标准和合同结算模式等技术条款,制定投标策略。对于要求带方案投标的项目,需组织方案设计人员依据发包的要求和深度制作投标方案。对于总包单位下属设计院,需要具备方案设计能力,而对于某些公建综合体、复杂业态等往往受限于总包下属设计院的方案能力,没有办法满足方案要求,只能寻求传统综合大院或者知名建筑方案事务所的技术支持,对于此种形式更需对方案的多角度把关,既需要控制总体成本,又需要个性化方案增加中标概率。
对于方案设计已完成,以方案成果发包的项目来说,业主更在意的是后续的初步设计、施工图设计、深化设计如何实施,有何具体的实操措施及进度、质量、技术保障体系。此时,需就发包文件的要求重点阐述设计管理的具体措施、图纸质量保障措施、设计进度管理措施以及技术体系支撑措施等,完善的制度体系和质量保障措施是做好EPC 项目的根本所在。
EPC 项目在投标的技术文件中还应注重设计技术标与施工技术标的多角度、多层面融合,并应详细介绍各阶段设计管理理念,体现设计+采购+施工多角度融合、跨平台管控的专业管理思维。
项目中标后,首先开展项目的设计策划工作,对项目功能定位、业态特征、设计要求、交付标准、工程范围、施工界面、设计及施工进度、合同及结算审计要求、采购要求、项目风险点等进行整体分析梳理,进一步明确设计策划工作思路。人防的设计各地均有不同的规定,差异较大,设计前期应评估人防异地建设与项目建设的成本孰高孰低,详细对比论证后反馈给业主,以此来节约建造成本。关于装配式建筑各地亦有不同的规定,应详细梳理关于装配率、预制率的不同要求。设计策划还体现在利用当地的一些政策性文件尽量减少地下停车比例,减小地下室面积等多方面,总体宗旨就是利用设计的手段节约建造成本,提高项目利润率。
前期的策划绝非设计单角度的策划,而应综合设计、采购、施工多角度的策划。采购可以提前进行当地市场询价,把高利润项、低利润项、负利润项做分类,反馈给设计,设计可以提前把高利润项纳入图纸,减少低利润项,避免负利润项。施工也可以把便于施工的、能够缩短工期的、节约建造成本的措施反馈给设计,设计亦可以根据施工的需求纳入的图纸中。例如,某项目中存在30m 左右跨度的大跨度梁,设计时可以做成预应力混凝土梁,亦可以采用型钢混凝土的钢骨梁,如果施工团队能够反馈某种工艺的工期更短、成本更低、利润更高,设计完全可以考虑采用施工团队推荐的工艺。可见项目的前期策划绝非单纯的设计策划,而是设计、采购、施工多角度的策划,这也是EPC 项目的优势所在。有研究表明,前期策划阶段对工程造价的影响可达75%~95%,通过有效的设计管理和设计策划,能够降低工程成本,提高利润率。
方案设计阶段是整个EPC项目影响投资概算、设计概算以及施工成本的最主要阶段。方案设计管理体现在两个方面:一是适度设计,没有最好的方案,只有最适合的方案,适合业主需求、适合项目需求,过度的设计等于浪费成本,不足的设计则无法达到业主预期;二是限额设计,即带成本设计,设计师及设计管理人员均应有较强的成本意识,在方案创作过程中带着成本意识,这样的方案设计成果就不至于偏离正确的轨道。方案设计成果应能为项目的概算提供依据。
方案设计阶段应完成竖向论证,协调竖向设计、景观设计、排水设计等,初步确定排水方式和竖向标高,确定给水、电力和热力接驳方式等,其目的是合理确定项目的正负零标高,尽量减少填方和挖方量。
方案设计完成后,依据项目当地要求,设计管理人员配合业主进行方案报批工作。
初步设计阶段要求设计人员和设计管理人员均有较深的技术功底,因为此阶段建筑、结构、机电各专业均需完成阶段性的成果。建筑各业态的布置是否最优、车位流线布置是否最优、结构方案是否最合理、机电系统方案是否最合理,各专业系统性的工作均在本阶段完成。各专业之间的方案是否高度融合,决定了项目的价值创造。对于结构专业来说,还会涉及是否超限,如果超限的话还需要设计管理人员组织超限审查、专家论证工作。为了避免超限建筑的成本增加、设计周期拉长,在本阶段可以采取设置抗震缝、局部调整建筑方案等措施力争做到不超限。本阶段设计管理人员亦可以与当地图纸外审部门沟通审图要点、对超限要点的把控度等,合理吸收外审专家的意见纳入施工图纸中,避免施工图完成后翻车的可能。初步设计成果可做出设计概算,设计管理人员与商务人员沟通并确保各专业概算符合限额拆分标准。
控制施工图设计质量、设计进度和成本,提高设计的可建造性,为施工提供比较可靠的设计依据,是本阶段设计管理的主要目的。施工图阶段的设计管理体现在三方面。
1)施工图完成后的审核优化,这也是设计管理工作的重中之重,各专业设计管理人员审核图纸的同时,设计院各专业技术总工牵头审核各专业图纸,剔除设计中的冗余度,核对图纸是否有安全风险、是否满足各专业既定的统一技术措施,最后形成各专业图纸审核优化报告,并对优化的金额予以估算,体现优化价值。如果项目业态较复杂,体量庞大,可以考虑聘请专业的优化顾问进行审核优化工作,力争做到成果最优。
2)施工图的外审。现在越来越多的地方政府采用线上审图,为了确保审图一次通过,不出现强条,有必要在线上审图之前与图审专家进行一次线下的沟通交流。
3)组织商务部门进行施工图预算的编制,根据预算的结果判断项目是否有超概风险,并且评估项目用钢量指标、混凝土用量指标等,是否满足预定的限额指标。如果超概或者指标超限则需要重新调整图纸。如果满足概算和指标要求,则可以根据成本测算的不同子项利润的高低,动态调整局部图纸,增加高利润项,避免负利润项。
专项设计是指精装、景观、幕墙、智能化等专项的设计。专项设计工作往往由专项设计事务所来完成,而且往往在主体施工图完成后启动。专项设计启动之前需要设计管理人员会同商务部门进行成本划分,在此基础上可以初步测算各专项平方米成本单价,而此单价作为专项限额设计的依据,指导专项设计团队开展设计工作。
以往的专项设计通常在主体施工图完成后启动,存在一定误区。以某酒店项目为例,主体施工图设计单位会根据业主要求布置客服、宴会厅、行政酒廊等,并以此布置作为各专业施工图设计的依据。但是,在酒店精装设计单位介入后,客房的布置、宴会厅的细节布置,行政酒廊等业态布置往往会有较大的调整。如果主体施工图完成以后酒店精装设计方再启动设计的话势必造成精装的二次提资,对建筑、结构、机电各专业的影响均较大,所有施工图均需二次修改调整,重复修改图纸的工程量大。正确的做法是在主体初步设计阶段,酒店精装设计启动,精装设计提资完成后主体施工图设计启动。
幕墙的设计工作也应在主体施工图完成之前启动,对于层高较高的拉索式幕墙,拉索传给主体结构的荷载往往较大,单根拉锁的拉力往往能达到几十吨,如果没有精细化的幕墙设计就无法给主体提资,主体设计单位则无法准确预估幕墙反力。对于幕墙专项,设计管理人员亦需有成本意识,对不同受力形式的幕墙体系能够判断其初步造价。
BIM 深化设计是解决现场一次结构预留预埋的重要手段,确保及时、准确、合理,同时也为相关专业深化设计提供条件图。机电管线的深化设计能够优化管线布置、检查碰撞、核查净高,对管线、设备综合优化排布,使管线、设备整体布局有序、合理、美观,最大程度地提高和满足建筑使用空间。总包单位在机电工程开工之前就应完成各系统的管道、电气线路、机电设备的布置,并与土建专业进行全面协调,结构施工时应做好密切配合,做好预留预埋工作。避免在机电安装施工时在主体结构上开洞,并可以使土建和机电的细部处理都能够预留足够的空间。这就要求深化设计管理人员需密切关注现场施工进度,着力推进深化设计工作开展,做到深化设计为现场施工服务,使二者有机结合,不出现后凿洞口、二次拆改等不必要的工程量,既浪费工期又浪费成本。
钢结构深化设计工作一般由钢结构分包方来完成,主要依据原施工图、设计变更、图纸会审、工程洽商等技术资料进行钢结构建模、出图。钢结构深化图纸的原则就是构件拆分细致到位,尺寸准确无误。设计管理人员依据分包提供的深化设计图纸交由主体设计人员审核签字盖章后方可加工生产。
对于精装、幕墙、景观等深化设计图纸更注重品质保障,重点复核深化图纸是否符合原设计意图以及对材料封样的重点把控等。为了提前把控实施的效果,根据不同项目要求,可以制作精装样板间、幕墙样板段等,能够起到很好的检验作用。而对样板间、样板段的施工,深化设计管理人员需要密切跟踪、密切配合,确保满足图纸细部要求,做好现场品控。
EPC 项目的招采具有两大特点,一是要求分包商除了具备传统项目的施工实力外,还要具备较强的深化设计实力,在施工图设计阶段提出可实施性的优化设计、节约造价的建议,增强图纸的经济性、合理性;二是招采前移,提前确定分包商,为机电材料与设备参数、装饰装修材料选用、景观苗木选择、产品品牌档次等提供技术参数支持,让专业的材料、设备供应商人才参与评审管控,避免出现垄断产品、唯一性产品、指向性产品。
专业工程招标阶段,设计管理人员配合项目商务部编制招标技术文件,并进行招标过程配合、评标议标、招标答疑等。材料、设备招采阶段,设计管理人员根据合同文件及项目设计文件、交付标准等拟定材料设备技术参数要求,提交商务部作为招标依据,并参与材料设备招采全过程。以电梯为例,根据多个电梯品牌厂家提供的电梯参数,选择通用的电梯设计参数,以便招采时扩大范围,有利于充分竞争。
本阶段,设计管理人员亦可根据自己掌握的资源库信息为商务部门提供合格供应商名单,尽量做到利润的最大化。
此阶段设计管理的主要工作转移到服务现场施工,一切以现场施工的顺利开展作为主要工作目标,同时设计管理人员与商务人员有机结合,关注项目动态成本变化。本阶段的主要管理工作有以下几项:①组织设计院、业主、总包管理团队、监理等进行施工图设计交底;②现场设计变更的控制、审核与下发;③实时解决施工现场遇到的技术问题;④参与施工组织设计的编制与评审;⑤参加现场的分部分项工程验收。
项目设计风险主要分为设计计划风险、设计质量风险、设计超概风险、设计实施风险。
1)设计计划风险是指方案设计、初步设计、施工图设计、专项设计等各计划节点是否按时完成、是否存在设计延期的风险等。大的节点计划可以拆分成月度节点计划、周节点计划等,某一项节点计划如果延后应及时预警,提出风险规避措施,及时修正设计计划,避免因为单个节点的延误导致整个设计计划的延误,进而导致采购计划和施工计划的顺延。
2)设计质量风险是指设计院出图时未经过完整的三级校审,设计图纸中存在错漏碰缺项以及各专业图纸之间的不交圈,某些图纸问题往往在施工的过程中才被发现。经常出现的问题如楼梯碰头、结构留洞尺寸与建筑图纸不符等,这时需要设计管理人员及时梳理同类问题反馈至设计院修改,避免出现后期大量的拆改,增加建造成本。
3)设计超概风险是指在方案设计、初步设计、施工图设计、专项设计等各阶段设计工作完成后设计管理人员和商务人员参与成本测算工作,判断是否有超概风险。如已经超概,则应进行风险预警,设计管理人员指导设计方进行优化设计,调整本阶段的设计工作,直至不超概,方可进行下一阶段工作。
4)设计实施风险主要是指施工的过程中遇到的各种技术风险问题,需及时由项目总工会同公司技术团队协商处理潜在风险,必要时可以邀请行业专家进行技术论证,形成最稳妥安全的解决方案,坚决不出现安全隐患。如南京某项目塔楼地上高度150m,塔楼下存在溶洞区,原设计的桩长均为100m 以上,穿越溶洞区,到达持力层,最长桩长达到142m。经过多次专家论证认为超长桩的成桩可行性差,施工质量不容易保证。最后设计单位调整桩基方案,桩长均控制在70m 以内,并适当增加底板厚度。避免了超长桩的施工,既节约了造价,也节约了工期,亦不存在桩基的质量问题。
项目的品质管理主要体现在以下4 方面:一是对深化设计图纸的重点把控,深化设计图纸必须经过严格的审核程序后由设计管理人员签字确认方可用于现场施工,深化设计是精益建造的保证;二是严格核对合同技术要求、交付标准等文件,做到完全满足交付要求,不缺项不漏项;三是对材料封样的把控,尤其是精装、景观等效果类材料封样,确保材料封样满足设计封样要求,并组织业主、设计方、施工方进行签字确认,材料封样是满足项目品质的最根本保障;四是设计管理人员现在密切关注施工工艺,尤其是效果类的施工工艺,做到设计与施工精密配合,做好现场技术指导,为业主呈现最优质的产品。
本文通过对EPC 项目设计管理前期、中期、后期三个大的阶段中的作用进行阐述和分析,旨在说明设计管理贯穿于EPC 项目策划→设计→采购→施工→交付的全过程,各个阶段均不能脱离设计管理的参与。通过设计与采购、设计与施工、采购与施工三者之间的有机融合,并经过设计管理的全过程参与,把项目价值创造最大化,这也是EPC 项目的魅力所在。