EPC模式裝配式標準化廠房設計施工

姚惠超 和昊暉 山西建筑工程集團有限公司

1 前言

隨著社會經濟的發展，建筑行業的工作水平逐步提高，同時各界對建筑品質有更高的要求，在多重契機之下，建筑行業正彰顯出創新式發展的特色。其中，EPC模式在建筑工程中的應用成為主流趨勢，而裝配式建筑具有流程化、高效化的特點，將兩者融合后能夠集多項優勢于一體，提高資源的利用水平，推動工程相關工作的高效開展，同時實現質量、效率、效益多項目標，對推動建筑行業可持續發展有積極意義。

2 EPC模式裝配式標準化廠房設計施工的突出優勢

2.1 精簡項目組織結構，優化作業流程

某項目規劃占地面積169.43畝，總建筑面積123706m2，建設內容包含廠房區（共有10棟標準化廠房）、配套生活服務區、附屬基礎設施（包含配套水、電、路、管網、綠化等）。若采取常規的項目管理模式，參與管理的單位較多，彼此間缺乏高效的溝通，權責劃分模糊，呈現出混亂的管理局面，嚴重時阻礙工程各項工作的順利開展。而EPC模式貫徹先進的理念，科學配置人力、物力、財力各項資源，資源管理水平提高，可實現資源效益最大化的目標，對推動工程各項工作的開展大有裨益。

若采取傳統項目管理模式，將由監理、設計、施工等單位共同參與，但彼此間僅有簡單的合作關系，而非深化至合同關系的層面，導致在項目推進時業主需面臨大量的協調工作，而協調期間涉及的因素較多，難度較大，若某環節協調不到位，將對工程造成不同程度的影響，例如出現進度放緩、成本失控等問題。而在應用EPC模式后，整個工作關系得到有效的梳理，業主可挑選有資質的EPC總承包商，再由專業部門參與，因此EPC總承包商負責的工作量被有效精簡，僅需將采購、設計、施工等核心階段的相關工作落實到位即可，工程的可控性較好，各參與方的職權分明，此環境下的項目管理效率自然有顯著的提高。裝配式建筑對工程數據傳輸有較高的要求，若應用EPC模式，可打通內部通信渠道，提升信息流通的便捷性，信息在項目參與者間的流通效果較好，各方可及時掌握最新的工程信息，以便更好地協調合作。

2.2 加強優化設計，提高資源利用率

EPC模式下，承包商統籌規劃設計、采購、施工等工作，以全局化方式開展工作，妥善調用資源，資源利用水平大幅提高，管理成本顯著下降。從企業內部來看，得益于EPC模式的合理化應用，施工組織結構得到有效優化，可規避傳統模式下項目管理中存在的問題，降低管理成本。盡管EPC模式中總承包商需承受較多的風險，但由于EPC模式的可行性較高，有利于總承包商主動規避風險、防控風險，以保證風險的可控性。EPC模式中設計單位的工作更具主動性，在該裝配式標準廠房的設計中，可更為靈活地整合內部資源、深度優化組織架構，為后續建設工作的開展創設良好的基礎。在EPC總承包的領導下，還打破原本項目參與者相互獨立的局面，彼此間產生聯動關系，溝通力度增強，及時共享信息，識別工程項目推進過程中存在的問題，并盡快處理。

2.3 優化工作流程，提高效率

裝配式標準化廠房工程應用EPC模式后，招標工作量減少，招標效率大幅提高，總承包商能夠及時介入建設工作中，為工作的開展保駕護航，保證設計、采購、施工等的有效性，更好地契合于裝配式建筑施工標準。在設計階段充分顧及技術、材料、設備等各項生產要素，把握各自與施工的關聯，隨著項目進程的推進，正式進入施工階段時，能夠增強施工工作的銜接緊密性，富有秩序性地落實各項工作，施工失誤率隨之降低，工程建設成本減少，達到高質量、高效施工的效果。

2.4 優化成本控制，提高經濟效益

在EPC總承包模式中，總承包商同時負責設計、采購、施工等重要工作，能夠協調管理，創設最為合適的工程施工節奏。總承包商在項目中針對成本費用等采取有效的管理措施，發包人僅需將工作重心放置在資金籌措和劃撥方面即可，所面臨的成本管控壓力隨之減輕。總承包商的工作主動性較強，針對項目做流程化管理，將各項成本穩定在可控狀態，有效規避資金層面的風險，有助于實現利潤最大化的目標。在裝配式廠房的建設中，EPC總承包商在日常工作中將更具主動性，可以有效參與到統籌化、流程化的管理工作中，外部因素對其的干擾較小，成本控制效果顯著，工程利潤隨之增加。

2.5 人才優勢顯著，管理專業化

EPC總承包商在參與多個項目后，逐步積累起管理經驗，且能夠打造一支高素質的專業團隊，憑借著人才軟實力優勢有效提升工作成效。管理團隊具有專業性，采用的技術、工作方法也較為先進，綜合考慮裝配式標準化廠房的具體建設情況，圍繞質量、進度、成本多個方面做科學的管理，確保各項工程要求均處于可控狀態。因此，EPC模式裝配式標準化廠房的管理具有突出的專業化特征，設計和施工期間各項工作的管控效果突出。

3 EPC模式裝配式標準化廠房施工難點及BIM解決方案

3.1 EPC總承包模式的應用

裝配式標準化廠房的設計、施工、運維全流程均采用到BIM技術，建立一套系統性模型，有效銜接設計、采購、施工、運維各個關鍵階段，以便協同開展工作，充分發揮出EPC總承包模式的優勢，為工程項目的開展提供有效的助推力。

3.2 廠房功能復雜

利用BIM技術從廠房的總體結構出發，結合生產需求，對其進行功能分區，在充分保證廠房各區功能得以正常實現的前提下，兼具適用性、美觀性的特點。

3.3 專業協調難度大

廠房具有規模化的特點，在設計階段建立BIM模型，用于直觀呈現廠房內部的布局，并啟用專業碰撞檢查功能，以富有前瞻性的方式發現廠房建設期間存在的矛盾、沖突，有效優化，在源頭上規避問題的出現，減少正式施工中的變更量。

3.4 安全文明施工要求高

通過BIM技術的應用，客觀評估項目施工過程中的風險，確定風險類型，有效監督與管理。啟用智慧管理平臺的安全管理功能，做到及時發現隱患、有效處理隱患，消除項目施工中的阻礙，實現安全文明施工的目標。

4 項目各階段的主要任務

在“EPC+BIM”的綜合管理模式下，確定廠房項目各階段的具體任務，以任務為導向，在前期做合理的規劃，為后續工作的落實打好基礎。EPC模式組織架構，如圖1所示。

4.1 設計階段的任務

項目設計階段，根據已經掌握的信息建立BIM模型，并在方案設計、施工藍圖設計等環節持續對既有模型做深入優化，使生成的BIM模型與實際環境相契合。準確統計工程量，開展招采工作。在整個設計過程中，各專業分包單位均能夠有效參與其中，建言獻策，提高設計水平。

4.2 施工階段的任務

施工階段，有效細化已經建設的BIM模型，增添必要的工程數據，形成有可行性的施工模型，作為管理平臺運行的關鍵依據。通過平臺各模塊的聯合應用，實現工地智慧化管理。

4.3 運維階段的任務

除了設計與施工外，運行維護也是重要的工作階段，完善BIM模型，視實際情況有針對性地增添運維所需的管理信息。在構建運維BIM模型后，為智慧化運維管理提供支持，保證運維階段的管理效果。

5 工作流程與具體要點

項目部高度重視EPC總承包模式的應用，也關注到裝配式標準化廠房項目的特點，提前招標各專業分包單位，由此類參與者共同投身于設計及前期準備工作中，探討可能存在的工作問題，予以有效的解決，在前期消除工作阻礙。項目工作流程如圖2所示。

5.1 項目BIM實施導則

實施導則對各參與單位的職責做出明確說明，闡述各自在設計、施工、運維階段的具體工作內容，并規范BIM工作的管理及流程，以便有秩序性地開展各項工作。實施導則中制定BIM實施質量管理保障措施，具體涉及溝通機制、評審機制等。

5.2 項目BIM實施標準

綜合考慮設計、施工、運行維護各階段，統一各階段的規定，細化模型整合、模型扣減、模型表達等內容，制定具有可行性的模型交付及驗收規則。在形成相應標準后，對工作產生約束作用，以免出現工作隨意化、盲目化問題。提高項目BIM協同工作質量，管理成效突出。

6 工程應用

集EPC總承包模式、BIM技術優勢于一體，結合裝配式標準化廠房項目的建設要求，在項目初期做統籌規劃，依據規范將分包的招標工作落實到位，選擇具有資質的分包單位，深化圖紙設計，化繁為簡。此后，輸出文件（包含專業圖紙、全景場景等），作為現場施工的重要參考。

6.1 裝配式鋼結構應用

鋼結構是廠房的重要結構形式，結合項目加工生產需求，用TeklaStructures軟件建模，并分析模型，對細部做深化設計。在具體設計中，先確定鋼結構定位及選型，再綜合考慮加工、安裝、運行維護等因素，有針對性地設計鋼結構模型，提高可行性。在前述基礎上，得到一套合理的鋼結構深化模型數據，導入數控機床，以便下料、加工成型。縱觀整個鋼結構作業流程，可有效打通設計與施工間的信息傳遞壁壘，整個流程得以精簡，施工效率大幅提高。

6.2 機電管線應用

依托BIM模型，進行廠房的綠色安全性能分析，從穩定性、功能可靠性、節能環保性多個方面分析，根據分析結果開展設計，提高廠房的綜合品質。在完成性能檢查后，著重針對廠房的各重點部位做管線綜合排布設計，此項工作由各專業機電分包單位負責，重點考慮對象包含走廊、機房等（見圖3）。根據機電各內部專業特點有效協調，在關注機電自身質量的同時，積極與鋼結構專業、幕墻專業等取得聯系，加強溝通，及時發現各專業間存在的沖突，有效協調，以免因前期深化設計不到位而導致后續存在明顯機電管線設計變更現象。

6.3 幕墻應用

幕墻設計環節，綜合應用到Rihno與Revit組合方案，得到初步的幕墻模型后，優化各處細節，提高可行性。窗框和傾斜龍骨的施工要求較高，在設計階段要加強與鋼架結構專業、機電水暖電專業等的溝通，做全面的分析，識別幕墻模型中錯漏碰缺等問題，妥善處理。在前期設計階段便有幕墻分包專業技術人員參與其中，在其配合下，順利完成幕墻窗框和龍骨的深化工作。

經過深化設計后，輸出幕墻和龍骨排布的圖紙，此類圖紙具有重要的參考價值，后續幕墻工廠加工、現場安裝工作均根據該圖紙展開。設計人員與幕墻分包人員在設計階段彼此磨合，共同配合，可有效保證幕墻的施工質量。

7 各類型工作平臺的應用

7.1 協同設計平臺的應用

設計部門和專業分包單位分別負責自身職責范圍內的工作，但彼此間還具有緊密的關聯，加強兩大主體的溝通尤為關鍵，以便共同促進工程項目的發展。為此，建立協同設計平臺，賦予各方特定的權限，憑借專屬賬號登錄，在平臺上進行文件上傳、下載、瀏覽、問題探討，即借助平臺增強彼此的聯動性，凝聚工作合力。

7.2 智慧工地平臺的應用

依托智慧工地平臺，提供智能化管理功能，全面管理人員、材料、機械設備等各項要素，建立創新管理體系并彰顯出其價值，以便深化設計內容的順利落地，進而實現安全、質量、效率等層面的目標，將EPC模式裝配式標準化廠房的建設水平提高至更高的層次，打造具有代表性的現代化廠房項目。

8 結束語

綜上所述，在廠房項目中應用EPC模式與裝配式結構的綜合方案后，可更好地針對組織架構、工程、成本等采取全方位的管理措施，消除項目推進過程中的阻礙因素，使項目具有高品質的特色。此時，設計水平提高，施工質量得到保證，廠房的綜合質量良好，能夠為正式投產提供可靠的硬件支持。