EPC總承包項目設計優化的創效研究

沈德一

(中鐵建設集團有限公司 北京 100040)

1 引言

2014 年以來，在建市〔2014〕92 號文、建市〔2016〕93號文、國辦發〔2017〕19號文等一系列政策規定的推動之下，工程總承包在我國進入快速發展階段，2020年3月1日起，《房屋建筑和市政基礎設施項目工程總承包管理辦法》正式施行，從承發包、項目實施方面進一步明確具體管理規定，給工程總承包管理提供了明確指導，EPC工程總承包模式在我國一般有設計院牽頭或施工企業牽頭兩種承包模式[1]，但不管哪種形式，都需要牽頭單位有較強的設計管理能力來滿足各參與企業的效益需求，如何有效整合各方優勢資源創造效益，是目前總承包企業所要面臨的問題[2－3]。

目前我國的EPC總承包項目大多數為政府主導并且固定總投資限額，與以往施工總承包建設項目以變更索賠為營收突破方向和房地產項目以成本控制為主導思想不同，EPC總承包更注重項目總體收益，具體表現在如何利用有限資金，滿足業主需求的同時獲得更大收益[4]。這就要求總包單位統籌協調設計與施工，總體把控收入與成本之間的關系，本文以EPC總承包項目前期設計為研究對象，就如何進行設計優化創效進行探討[5]。

2 EPC總承包項目設計優化創效存在的問題

EPC總承包項目創效的目標是讓各相關利益方滿意，即如何滿足業主需求的前提下降低工程造價，同時增加施工承包方利潤及相關各方社會效益，設計優化創效要求相關設計主體既要儲備一定的比選方案又要了解施工程序及工程造價。現實中，由于設計師專業慣性思維很難獨立完成此項任務[6]，而造價人員往往等待圖紙完成后，再進行算量、套價工作。由于項目總體時間限制無法對設計方案選擇提供有效的造價支持，最終導致在施工過程中優化變更增加，對項目總體進度及總投資控制增加了非常大的難度[7]。

3 EPC總承包項目設計優化創效具體操作方法

EPC總承包項目設計優化創效要發揮各參與方的主觀能動性，具體表現在設計師與造價人員融合各自專業對不同設計方案進行經濟技術對比分析、施工方結合工程特點及客觀條件，綜合判斷其技術可行性和經濟合理性。一個理想的優化創效項目離不開各參與資源的高效整合，發揮其最優效能。筆者對已完工的EPC總承包項目的設計優化創效進行了匯總整理，對典型案例進行了分析，主要從建筑結構方案比選、建筑材料替換、建筑新工藝利用、與地方文化特色結合等四個方面具體闡述設計優化創效方法。

3.1 建筑結構方案比選設計優化創效

傳統的建筑結構方案設計優化方向主要集中在盡量減少結構鋼材及混凝土用量、優化結構造型、減少土方量等方面，從而降低工程總造價，很少考慮工程造價與承包方利潤之間的關系。因EPC總承包項目設計施工一體化的特殊性，在方案設計時就要考慮如何降低工程造價，同時增加承包方利潤[8－9]。

案例1:南方某EPC房建項目，在地下建筑結構方案設計時有兩個比選方案，均能滿足業主需求，其中方案1地下結構埋深10 m，方案2地下結構埋深為9.5 m，具體情況對比見表1。

表1 方案2與方案1情況對比

從表1中可以看出，方案2相較于方案1結構埋深減少0.5 m，由于增加基礎樁長，增加工程造價14萬元，但其他五項施工內容減少工程造價180萬元，最終減少工程總造價166萬元；同時，方案2土方增加利潤24萬元，基坑支護、外墻防水及裝飾減少利潤6萬元，樁基增加利潤2萬元，最終增加利潤總額20萬元。在EPC總承包方案設計中，建筑結構設計占總造價比重較大，一個理想的設計方案是在滿足業主需求的條件下，盡可能減少工程造價的同時增加施工利潤，達到設計優化的目的。

3.2 建筑材料替換設計優化創效

傳統的建設項目設計與施工分工明確，設計人員在前期方案選擇時很少考慮不同建筑材料對項目造價、利潤、施工可操作性及綜合效益的影響，建筑材料的替換往往在項目設計完成后由項目部在施工過程中提出，反饋給設計人員，完成方案論證及變更手續后實施，此過程在施工工期相對不充裕的條件下被動完成，不僅周期長、效率低，同時耗費各參與方精力，不利于項目的總體控制。EPC總承包項目設計優化通過將造價、施工等各方優勢資源整合，主動分析、確定設計優化項目，使優化內容前置，規避了后期優化所產生的不良效果，同時促進整個項目效益最大化[10]。

案例2:湖北某市政工程EPC總承包項目，業主單位在項目招標前已經完成前期方案設計，并相應做了投資估算，控制項目總造價。項目造價人員在復核投資估算中發現:混凝土道路估算單價為290元/m2，共計45 600 m2，單項工程造價合計1 322.4萬元，如果按常規混凝土道路設計，根據當地材料市場價，結合以往施工經驗，綜合成本價為350元/m2，此項潛虧273.6萬元。因本項目規劃方案已經確定，無法改變其道路屬性，同時為保證道路結構整體性及安全性，結構層厚度優化范圍有限，如想扭虧為贏，只能替換主體結構材料，造價人員在當地定額對比中發現，水泥穩定碎石攤鋪，其中材料含稅市場價為165元/m3，山皮石攤鋪，其中材料含稅市場價為38元/m3，此項材料替換方案經設計人員復核，滿足結構要求，最終完成設計優化(見圖1)，綜合單價降為275元/m2，實現利潤68.4萬元。

圖1 水泥穩定碎石替換為山皮石示意

在EPC總承包項目設計優化中，造價人員要充分發揮專業優勢，結合現場實際情況，通過成本測算、搜索相關指標庫、查詢地方定額等，努力探索優化方向，積極主動為設計人員提供相關材料替換等比選方案，做到設計與造價完美契合，達到設計優化創效目的。

案例3:南方某體育場館EPC總承包項目，在項目初步設計圖紙完成后進行專家內部評審時發現，本場館的墻體均為蒸壓加氣混凝土砌塊墻，施工項目部相關代表提出，鑒于本項目為大型場館工程，具有場館工程特有的層高較高、跨度較大、功能房間普遍超高的特性，且砌塊運輸成本高，施工難度大、危險性高，可否將砌塊墻改為其他材料。針對這一見意，設計人員與施工人員聯合組成攻關小組，通過調研當地材料市場、技術模型驗算、開專家討論會的形式，最終選擇用新型EPS輕質隔墻代替部分蒸壓加氣混凝土砌塊墻，具體做法為:除建筑外墻及防火墻外其余部位的墻體均采用新型EPS輕質隔墻。通過此次建筑材料替換設計優化，不僅使現場施工方便、工期縮短，同時降低安全生產系數，為后續施工及時提供工作面，優化效果顯著。

一個成功的EPC總承包項目，離不開施工項目部對前期設計的全面參與，從施工的角度判斷設計方案的可行性及合理性，同時結合成本及收益提出設計優化意見或方法，為設計師的前期優化工作提供更廣闊的思路與方向，使設計優化工作全面、高效[11]。

3.3 建筑新工藝利用設計優化創效

建筑新工藝的利用在項目前期設計方案比選中往往被忽視，在一些條件下，傳統的施工工藝通常不能滿足建設項目施工進展快捷高效的要求，更無法適應其綜合效益提升的大方向，在EPC總承包項目更加關注項目整體效益的大背景下，項目前期設計優化中對新工藝的利用顯得尤為重要。

案例4:北方某小區改造EPC總承包項目，原首層既有汽車坡道為混凝土路面，為滿足業主提升小區品質，提高整體效果的要求，設計人員提出兩套設計方案:方案1為在原混凝土路面上鋪設防滑石材，方案2為在原混凝土路面上粘貼防滑地磚，具體情況對比見表2。

表2 方案2與方案1情況對比

從表2中可以看出，方案1較方案2施工時間長，造價高，但只需輕度鑿毛，按照傳統人工鑿毛施工，對小區周圍噪聲、粉塵污染較輕，環境影響小，通過咨詢專業施工隊伍，經過反復對比，最終選用了高壓水無損鑿毛設備施工方案。其通過高壓水的噴射，使混凝土破除及精細鑿毛作業便捷、高效、鑿毛效率高達290 m2/h，用時1 d就可完成此項工序，租用1臺設備成本僅為2.8萬元，完美彌補了方案2的不足，且工期短，低污染、少擾民，經濟社會效益明顯。

案例5:南方某超高層小區EPC總承包項目，外側墻體為剪力墻結構形式，且混凝土結構外墻外側無抹灰，外立面裝修為玻璃幕墻裝飾面，在選擇外墻螺桿眼封堵設計方案中，設計人員綜合分析該玻璃幕墻體系較大，難免有細部節點未處理到位，引起外墻螺桿眼滲漏，導致嚴重的滲水隱患。最終選擇防水砂漿封堵、螺桿眼外側周邊涂刷防水涂料的設計方案，相較于常規水泥砂漿封堵方案，該設計方案造價相對較高，但消除了后期外墻滲水風險，提高外墻整體質量，降低后期維護成本，提升項目整體效益。

EPC總承包項目設計優化創效更多關注項目的整體效益。在案例5中，雖然選擇了造價相對較高的設計方案，但避免了因墻體滲水而導致維修成本增加及影響企業信譽等一系列問題的發生，一個成功的設計優化會對項目的綜合效益產生積極深遠的影響[12]。

3.4 地方文化特色結合設計優化創效

隨著社會各界對建筑物所能體現的特色文化元素要求越來越高，如何與地方特色文化相結合是設計人員在建筑方案設計中需要考慮的設計優化方向，這就要求設計人員在完成相關設計前要充分深入項目所在地，不斷挖掘特色元素，通過選擇富含文化特色建筑方案，努力提高建筑附加值，以此獲得最大綜合效益。

案例6:南方某特色小區EPC項目，多為5～6層單體樓幢建筑，在方案設計中，為了保持與周圍環境協調的同時彰顯地方特色，業主要求各樓幢屋面采用紅色陶瓦坡屋面形式。因該EPC項目總投資限定，如何滿足業主的需求，同時減少工程造價成為設計方案中的突破方向。通過現場實際調研與各方論證，最終選擇輕鋼龍骨掛彩陶瓦假坡的形式，平屋面中間合理配置綠植、輔以景觀小品的設計方案，經測算，共計降低工程造價380萬元。通過以上屋面結構設計優化，既滿足業主需求，又降低了工程造價，同時施工方便快捷、合理利用空間，增加了綠化景觀效果，取得了非常好的經濟社會效益。

在江西某市政廣場EPC總承包項目中，為了展現地區特色，在綠化景觀方案比選中，設計人員融合當地紅色文化，最終選擇井岡山杜鵑、紅色火炬小品、紅色亮化景觀方案，宏揚紅色革命精神；浙江某市政EPC總承包項目在綠化景觀方案比選中，因了解當地正在打造慢城文化，設計人員在廣場中心設置景觀造型蝸牛，為凸顯景觀效果，周圍配合種植低矮灌木和草坪，彰顯特色的同時降低整體造價。

4 結語

結合EPC總承包項目的設計優化創效案例，探討了一個成功的EPC總承包項目是讓各相關利益方都滿意，其基礎主要在前期設計優化創效；而在設計優化創效過程中離不開設計、造價、施工各方充分參與，最終尋找出在不同條件背景下所采用的設計優化創效措施，為今后的EPC總承包項目設計優化創效提供理論基礎和實踐指導。