EPC模式下装配式建筑设计

摘 要：本文针对EPC模式下的装配式建筑设计通常存在的“建筑设计不符合装配式、EPC模式项目的要求”、 “设计图纸深度不够、各专业图纸错误”的问题，极大的影响项目的“成本、进度、质量” 目标的实现，对此本文提出了优化设计流程——技术前置”、“采用协同软件及配套设计流程”、“建立‘标准设计产品库”三个切实可行适应装配式EPC模式的建筑设计方法，推进建筑行业“两提两减”的实现;提升设计大量性建筑的设计效率，推进建筑行业的生产力提高，助力设计单位业务拓展及战略升级。

关键词：装配式;EPC;建筑设计;協同设计;标准化设计产品库

伴随着2016年国务院发布71号文《关于大力发展装配式建筑的指导意见》，政府明确提出“力争用10年左右的时间，使装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30%”的目标，同时强调了总体要求和基本原则，部署了重点任务及相关的保障措施。目前已经取得很不错的成果：装配式建筑国家标准、国标图集、技术措施，配套的施工规范、验收标准等陆续发布;全国各地也培育出一批国家级、省级装配式产业基地;装配式生产、施工水平也有极大的提升;运用绿色建材、全装修模式，采用EPC占比得到大幅提升，工程质量也得到了保证;甚至各大建筑软件公司都推出了装配式建筑专用的拆分软件的初代产品......但是在装配式项目的实施过程中，装配式建筑的设计相对其他环节取得的成果仍然滞后，仍然有很大的空间改进，补齐短板，在建筑业下行，竞争加剧的大环境，如何在设计上挖潜提效降成本就显得尤为重要了。本文就“如何在装配式、EPC模式下做好设计”展开论述。

1 建筑设计的现状

工程总承包是总承包单位受业主委托，按照合同约定对从决策、设计到试运行的建设项目发展周期实行全过程或若干阶段的承包。EPC总承包一般具有三大优势：1、充分发挥设计在整个工程建设过程中的主导作用，有利于工程项目建设的整体方案的不断优化;2、有利于设计、采购、施工各阶段工作的组织衔接，有利于对建设工程项目的成本、进度、质量控制，确保项目既定目标的实现;3、相关责任主体明晰，有利于确定具体的责任人及追求相关责任，明确“责、权、利”。

目前装配式、EPC项目中普遍存在“设计流程不符合装配式、EPC模式项目的要求”的问题，“设计”和“施工”只是简单粘结，缺乏设计与施工之间的协同。现在建筑设计分工细造成各专业设计相互脱节，同时设计人员整体偏年轻，相关工程经验匮乏，造成设计无法起到“发挥在整个工程建设过程中的主导作用”;而要做好EPC项目的设计工作，设计需精细化设计，设计需花大力气去协调沟通，设计周期大概率会相对一般项目拉长，还需配置有丰富工程经验、工程造价经验的设计师（这种人在设计院还很稀缺），而在设计费恶性竞争的大环境下，设计费用提不上来，设计单位普遍主观能动性低，默认放弃“项目主导”地位。

设计流程仍然是沿用一般的流程：

方案设计→初步设计→施工图设计→施工准备阶段→施工阶段→竣工验收→使用（运营）阶段

既然设计流程是沿用一般项目的流程，设计单位的工程经验也不足以起主导作用，EPC模式的优势也就无从谈起。

装配式、EPC项目中普遍存在“建筑设计不符合装配式、EPC模式项目的要求”的问题，设计单位一般做惯了传统砌筑建造方式的建筑设计，缺乏装配式、EPC模式项目的设计经验。用传统砌筑建造的建筑设计思维，去设计装配式、EPC项目，没有考虑装配式建筑的建造特点，没有设计、施工实施全过程意识，进而造成构件标准化低，生产工效低，施工流程复杂，进而造成成本失控，施工进度慢，工程质量、安全隐患多，进而造成项目进度、成本、质量目标全面失控。通常造成这种情况的原因：1、设计人员的设计意识没转变过来，缺乏“标准化”、“模块化”的设计意识;2、按传统砌筑建造设计的建筑，后期为装配式业务而改成装配式建筑。

在原来传统砌筑项目建筑设计的“设计图纸深度不够、各专业图纸错误”的影响不大，但在装配式、EPC项目中，这些问题，将显著拉长装配式构件详图设计周期，造成构件生产、现场施工的浪费，降低构件生产、现场施工的效率，造成项目成本高企，为后继项目的承揽、市场的开拓造成极为不利的影响。

2 如何解决现阶段的问题

“设计流程不符合装配式、EPC模式项目的要求”问题的解决，可以采取优化设计流程的措施。利用构件生产企业的生产经验、施工企业的工程经验指导设计，“技术方案”前置到方案设计或方案设计之前，分阶段提出合理化建议，使“设计”与“生产”、“施工”之间的实现协同互动，避免可研立项、报规报建等政府流程完成后，因时间限制，哪怕设计存在不合理，生产、施工只能被动的按不合理的设计实施的情况。

优化设计流程：

建筑概念设计→施工单位、构件生产单位提出初步的合理化建议→方案设计→初步设计、工艺平面图设计→施工单位、构件生产单位提出详尽的合理化建议→施工图设计、工艺设计同步进行→施工准备阶段、模具设计、构件生产→施工阶段→竣工验收→使用（运营）阶段

根据通用的划分标准，产品开发的周期可分为需求分析、概念设计、详细设计、工艺分析、加工制造等不同阶段，遵从产品开发的相关规律，根据成本沉淀理论，产品总价值约80%～85%是生产研发阶段决定的，其中75%是在产品概念设计阶段决定的。这里提出的“概念设计”是指根据理论与实验研究结果和工程经验等形成的基本设计原则和设计思想，进行建筑和结构的总体布置，并正确确定细部构造的过程。建筑设计原则上需要满足下列要求：1、满足建筑的使用功能要求，为使用者的生产生活创造良好的空间环境，这也是建筑设计的根本任务;2、应与所在周边建筑、道路、环境和人形成和谐的有机空间组合，形成生动有趣怡人的室外空间;3、根据项目建筑空间的特点，正确地选用建筑结构体系、相关的建筑材料和技术，这直接决定了可行的施工方案以及土建成本高低;4、建筑在满足使用功能要求的同时，还需要考虑人们对建筑的审美要求，建筑作为“历史的活化石”所展示所处时代的精神面貌;5、建筑设计要有周密的计划和核算，重视经济领域的客观规律，讲究经济效果，要在符合业主投资计划内运作。建筑设计的优劣直接关系到项目投资、项目目标实现程度的75-85%;建筑设计的优劣也就基本决定施工平面布置图与施工组织设计优劣。

要做好装配式、EPC模式项目建筑设计，首先设计人员要具备建筑设计涉及到的建筑造价、建筑施工、建筑业务管理、场地设计、建筑物理和建筑设备等专业的基本知识，其次要有装配式建筑的设计意识，要有服务施工、运营的EPC项目意识。这需要设计人员从“建筑功能”、“场地规划要求”、“技术措施要求”、“建筑美学要求”、“经济性要求”找出交集，完成概念设计，这将从项目一开始避免“设计”、“生产”、“施工”之间相互冲突，成倍的减少沟通协调的工作量。建筑设计作为脑力密集型工作，应尽量规避低效繁冗的沟通协调以及相对于的设计变更、图纸修改工作的过程中，而应专注于项目质量、进度、成本目标的实现，专注建筑功能为业主的工作生活品质提升。

其次要有与设计工作相匹配的设计软硬件及设计方法、流程。随着社会发展、技术进步，现在建筑设计技术复杂程度越来越高、工作量激增、设计职责也越来越重、与政府可研立项报规报建审图相关的工作也越来越严格，越来越正规。按传统设计流程中暴露的问题也越来越突出，对自身建筑设计各专业带来的影响、对生产、施工带来的影响也越来越大，设计方法、流程急需改进。像北京、上海、广州、深圳等建筑设计发达地区普遍采用的协同设计软件在装配式、EPC模式下的项目上优势特别突出。

协同软件及配套设计流程使得各专业设计衔接更紧密，极大的避免设计上的“错漏碰缺”问题;协同软件及配套设计流程能减少设计人员重复工作量，提升设计绘图效率，极大的避免大量的低效繁冗的沟通协调工作。笔者曾见过做预制构件深化设计的工艺设计师，拿着与他15m外同一个集团公司旗下设计院做的设计图纸做深化设计，一天内套n遍图纸，核对n+1遍图纸，再套各专业图纸、核对各专业图纸，再核对自己的梁图、板图、柱图……类似这种神奇的工作量几何倍数增长的情况，用协同软件及配套设计流程完全可以解决这个问题：1、协同系统限制提资次数，提资需领导权限审核通过，迫使上游设计师对自己的设计、自己的图纸严格要求;2、协同系统中模块一次链接，无需反复套图，图紙哪改了，非打印图层用云线圈上，备注好简要说明，其他设计专业及相关人员都能第一时间知晓。避免设计人员做无效的重复工作，节约企业人力资源。

协同软件及配套设计流程使得设计操作面更大，使得各专业设计人员能更早的开展设计、容纳更多的设计师同时展开工作;协同软件及配套设计流程使得团队效率变得更高，人员变得更加精干成为切实可行的现实。一个项目各个专业一般不是一个人设计完成的，未使用协同设计软件的情况下，一个设计文件只能一个人操作，协同设计软件分模块链接，使得以往只能一个人绘制的图允许多人同时分工绘制，实现特殊情况下业主的苛刻进度要求。协同软件及配套设计流程能够使得建筑、结构、水暖电设备专业的人员能够参与到构件深化设计工作中来，而不是单独再配置一个庞大的专门做装配式构件深化设计的团队;使得传统设计院只增加配置一个小规模的装配式技术中心即可指导完成装配式构件深化设计。这为传统设计院拓展装配式设计业务提供了便利。构件深化设计任务划分为建筑专业绘制构件轮廓、建筑预埋件;结构专业绘制相关的配筋、结构预埋件;水暖电设备专业绘制水暖电设备预埋;装配式技术中心居中技术指导、校审，促进装配式构件深化设计图纸的高标准完成。相对通常情况下的工艺设计师的做装配式构件深化设计，项目建筑、结构、水暖电设备专业原班人马做装配式构件深化设计还是系统些、专业些，对项目情况也熟悉。装配式构件深化设计的经历也将促使建筑、结构、水暖电设备专业在后续项目的“概念设计”、“方案设计”阶段对设计考虑得更周全、更精细，使设计真正做到指导构件生产、现场施工，确保项目既定目标的完成，使得建筑设计成为建筑行业技术集大成者，实现建筑设计行业的产业升级。

最后还可以针对市场行情、政策导向开展“标准化设计”研究，以空间换时间，实现在实际项目中抢跑。在建筑业，业务主要来源于房地产开发商跟地方政府相关企业，在房地产下行的背景下，房地产普遍采取“高周转”的开发模式应对局势，这要求设计周期非常短，甚至有地产公司对设计院提出“一天出图”的要求。政府投资的项目也经常因种种原因耽搁了进度，真正留给项目设计、建造的时间并不充裕。

在严苛的设计周期内，保质保量的完成设计，可以通过建立“标准化设计产品库”来解决问题。可以跟房地产开发商开展相关设计研究合作，建立“标准设计产品库”，或者将已完成的成熟的设计产品纳入“标准设计产品库”;政府的大型公益性项目和基础设施项目实施前都有个政策宣传时间，再地方政府选址拿地走流程又有段时间，这一大段时间项目设计前的空档期可以进行相关“标准设计产品库”的研究开发。从库中选取标准化设计产品做项目相当于设计中抢跑，节省大把的时间，也避免因项目设计时间紧张而造成设计图纸粗糙，遗留各种问题。

事实上采用装配式方式建造大量性建筑在建筑功能、建筑造价、装配式生产施工技术之间的交集，留下的设计发挥空间并不大，甚至造成设计产品平面布局的雷同。“标准设计产品库”可以在“色彩、材质”、“平面形式构成”、“体块组合”三方面寻求立面造型个性化，在“标准化”与“个性化”中平衡取舍。“标准设计产品库”可以采用房地产开发商成熟的符合装配式建筑特点的产品，仅根据装配式构造特点做微调即可完美适用装配式构件生产、吊装施工，譬如某市“环球城”项目中用的万科按传统建造方式设计的标准化住宅产品，平面布局无需过多调整，仅仅改为按装配式建筑的标准构造节点实施而已。这种户型平面功能布局合理，储物空间多无面积浪费，结构规整，传力路径简明合理，尤其是90㎡小三房，主卧与小孩房采用轻质隔墙分隔，可分可合，类似这种优秀的标准化建筑设计产品可以纳入“标准化设计产品库”。

“保障性住宅”、“异地扶贫搬迁项目”、“芙蓉学校”、“厕所革命”、“标准化工业园”等一系列公益性项目和基础设施项目都适合纳入“标准设计产品库”的研究开发，实现在项目竞争中赢得先机。笔者在多个装配式“保障性住宅”、“教育扶贫”项目中曾遇到过，项目已按传统建造方式完成设计，原设计不符合装配式建筑特点，施工项目周期紧，建设方主动问有无合适的标准化户型能直接采用的，避免重新设计拉长建设周期的。

另外“标准设计产品库”以什么文件形式保存、运用？倘若用BIM模型保存，运用成了单体模型从“标准设计产品库”拷贝到项目场地内排列布置，根据项目要求微调立面造型、装饰作法，需重新设计的部分可能仅剩基础、地下室了，场地简单的甚至“一天出图”也能实现。

3 结语

在建筑行业下行的环境下，为了“活下去”，房企对设计周期要求越来越苛刻，建筑设计行业越来越艰难;在装配式建筑推进中，技术要求、复杂程度越来越高;在政府往服务型政府转型中，政府行政权力下放，监管越来越正规，建筑设计企业和设计师的责任越来越重。目前，很多建筑设计单位跟不上时代发展的步伐，在装配式、EPC模式下碌碌无为，甚至出现设计进度赶不上施工进度，设计不合理造成功能缺陷、质量隐患，拖行业的后腿情形。本文提及的“优化设计流程——技术前置”、“采用协同软件及配套设计流程”、“建立‘标准设计产品库”是切实可行适应装配式EPC模式的建筑设计方法;是能切实推进建筑行业“两提两减”的实现的手段;极大的提升设计大量性建筑的设计效率，推进建筑行业的生产力提高。也有助于建筑设计师及建筑设计单位从繁忙的绘图工作中解脱出来，稍作思考，如何把建筑设计做得更好，提升建筑的品质;如何助力个人和企业的业务提升和业务转型，

参考文献：

[1]《装配式建筑的设计方法概述》 张志全

[2]《建筑工程管理与实务》 全国一级建造师执业资格考试用书编写委员会

[3]《一级注册建筑师考试教材—建筑结构》  《注册建筑师考试教材》编委会