设计牵头EPC项目的设计风...究——以某大型公共建筑为例_任路.pdf

建筑经济CONSTRUCTION ECONOMY第 44 卷第 7 期2023 年 7 月Vol.44 No.7Jul.2023摘要：设计风险是设计牵头EPC项目面临的主要风险之一，文章首先采用文献研究法识别出EPC项目的15项典型设计风险因素，然后以设计牵头EPC模式承建的某大型公共建筑为例，通过对项目高层管理人员半结构化访谈识别出项目关键设计风险因素，并从设计牵头EPC项目牵头方视角提出风险防范措施。关键词：设计牵头EPC；设计风险；风险识别；风险防范中图分类号：F426；TU71文献标识码：A文章编号：1002-851X（2023）07-0030-09DOI：10.14181/ki.1002-851x.202307030引用本文 任路，谢道鹏，向虎，等.设计牵头EPC项目的设计风险防范研究以某大型公共建筑为例J.建筑经济，2023，44（7）：30-38.作者简介：任路，高级工程师，一级建造师，一级造价工程师，研究方向：工程管理。1引言近年来，我国建筑业大力推行工程总承包模式，其中EPC（Engineering-Procurement-Construction）总承包模式有利于实现设计、采购、施工等各环节的深度融合和资源高效配置，在建筑工程领域已逐渐得到应用和推广。根据2020年3月1日起实施的 房屋建筑和市政基础设施项目工程总承包管理办法 规定，工程总承包单位应当同时具有与工程规模相适应的工程设计资质和施工资质，或由具有相应资质的设计单位和施工单位组成联合体。鉴于当前同时具备“设计与施工双资质”且能独立承担EPC项目建设任务的企业非常有限，通过组建EPC联合体已成为设计和施工单位从事EPC业务的重要途径。常见的EPC联合体模式有“设计牵头”和“施工牵头”两种，其中，设计牵头EPC模式能充分发挥设计主导作用，从设计开始就对项目的投资、进度、质量等方面进行总体把控，从而实现投资节约、进度优化和品质提升等目标。鉴于此，该模式得到了理论和实践界的认同和推崇。在设计牵头EPC项目中，设计单位作为牵头方，需同时负责项目的设计和项目管理工作，确保项目设计、采购和施工的整体性和协调性。然而，实践中设计单位仍没有摆脱“对图设计牵头EPC项目的设计风险防范研究以某大型公共建筑为例任路，谢道鹏，向虎，朱亮（中信建筑设计研究总院有限公司，湖北 武汉 430014）第 44 卷第 7 期31纸负责”的惯性思维，存在设计与总承包管理“两张皮”的管理困境，即设计人员负责“图纸”任务，项目管理人员负责项目管理工作，两者仍然是“泾渭分明”。同时，由于设计人员在项目管理知识、技能和经验上的缺乏（如设计人员普遍缺乏投资管控的知识和能力），设计单位在进行统筹设计和总承包管理时常显得力不从心，无法充分实现设计牵头EPC项目理论上应产生的增值效益。鉴于设计单位在该类EPC模式中承担着多元角色，其面临着更为复杂的设计风险。参考Liu等对设计风险的定义，本文设计风险指设计牵头EPC项目中牵头方所面临的与设计工作相关的风险，包括设计技术风险、设计管理风险等与设计工作相关联的风险。在当前设计牵头EPC项目价值实现常常“落空”的背景下，开展该类项目的设计风险识别和防范至关重要。设计单位通过采取有效的风险预防和应对措施，一方面可加强“设计主导”核心作用，另一方面可减少因设计风险扩散到后续采购和施工环节而导致的EPC项目整体目标失控。例如，设计可施工性不足引发的质量安全隐患，设计阶段投资控制不足导致的合同履约风 险等。尽管当前研究对EPC项目风险管理进行了一定探索，但普遍关注的是EPC项目整体风险，或不区分EPC模式类型进行风险分析，降低了研究结论的针对性和有效性。为了实现设计牵头EPC项目中设计、采购和施工深度融合带来的价值增值，提升设计单位在该类EPC项目中的风险管控能力，本研究拟从设计单位视角系统揭示该类项目的设计风险，并以某典型设计牵头EPC项目为例，制定相应的设计风险防范措施。2设计牵头EPC项目设计风险因素识别为初步识别出设计牵头EPC项目的设计风险，本研究采用文献研究法，通过对现有EPC项目设计风险相关文献进行分析，提取出了3类一级风险和15项二级风险，风险的分类和定义如表1所示。3典型案例设计风险因素识别3.1项目概况为开展设计牵头EPC项目的设计风险防范研究，本文选取某大型公共建筑项目为案例。该项目属于武汉市重点工程，总建筑面积14.1万平方米，功能包括政务服务中心、大数据网络中心、社区卫生服务中心、商务办公以及地下共享空间等。该项目造型新颖、功能复杂、技术难度高，建设单位通过公开招标选取某知名设计单位与某大型施工单位组建的EPC联合体共同实施建设，并由设计单位作为EPC联合体牵头方，负责项目的全部设计工作与全面协调管理工作。3.2项目设计风险因素识别为识别出所选案例的设计风险因素，本研究邀请该项目的12位高层管理人员进行了半结构化访谈，访谈对象包括EPC项目部的项目经理、总工、商务经理、设计经理、设计负责人、项目经营负责人、联合体施工单位的项目经理、技术总监、商务总监、采购经理、建设单位代表、总监理工程师等，访谈对象的平均访谈时间约为1小时。从访谈结果看，表1中的15项设计任路，等设计牵头EPC项目的设计风险防范研究建 筑 经 济2023年32风险因素在该项目中均有所体现，各项风险因素在访谈中被提及次数见表2。3.2.1技术风险受访者普遍认为该项目规模大、功能多、系统复杂，而设计周期较为紧张，设计文件易出现设计错误和缺陷（R1）、设计冲突（R2）等技术风险。此外，设计范围涵盖了基坑支护、人防、土建、钢结构、机电、幕墙、装饰、景观、泛表1EPC项目设计风险清单一级风险二级风险编码定义文献来源技术风险设计错误和缺陷R1因设计错误和缺陷导致成本增加或工期延误等风险，一般指单专业设计问题。5、13、14、18设计冲突R2因设计冲突可能导致成本增加或工期延误等风险，一般指专业间不协调甚至矛盾的问题。14、18技术应用不当R3因设计采用不恰当、不成熟的技术，导致使用性能不足、质量安全隐患等问题。4、8、9可施工性不足R4设计文件造成施工操作不便或实施难度大，导致施工成本增加或工期延误，甚至造成工程质量隐患及安全问题。7、8、9、12、23设计深度不足R5设计文件深度不满足工程计量计价、采购施工的需求，影响工程顺利实施。2、6、17、18设计漏项R6与EPC总承包合同要求的范围相比，出现设计漏项，导致工程造价偏差，影响项目履约和结算。14、17、18设计接口与界面管理不当R7设计工作实施过程中会产生大量设计接口与界面，其管理不当会诱发工程质量问题，也会造成EPC项目后续采购、施工环节的工作组织不合理，导致施工浪费或进度延误。6、7、10、19、20管理风险设计沟通不畅R8设计方配合意识差、沟通效率低，与设计有关的问题响应不及时影响现场工作正常推进。15、23设计进度延误R9因设计进度安排不合理或进度控制不力，影响后续采购、施工，造成项目整体工期延误。1、17、18、20、24设计阶段投资控制不足R10设计阶段投资控制不足将增加联合体总承包商的实施成本，影响项目正常履约。1、15、23人力风险R11主要指项目核心设计人员变动，或设计人员经验缺乏、责任心不强、业务能力差、服务意识差等潜在风险。4、18、20、22外部风险政策或规范调整R12与设计有关的法律法规、政策、规范标准调整所引起的风险。5、8、22使用需求不明确R13业主单位使用功能要求或档次标准等需求不明确，不能为工程设计提供有效、充分的依据，使得设计工作推进困难，影响项目整体实施。15、24业主需求变化R14项目实施过程中业主需求发生改变，由此会带来设计变更，导致施工返工费用增加以及工期延误的风险。4、5、8、15、21、24设计审批延误R15设计方案、图纸等外部审批程序冗长，影响设计工作推进，给项目工期带来不可控的风险。4、11、20第 44 卷第 7 期33光、智能化、IDC机房等多个专业，专业间的界面交叉和前后逻辑关系复杂，管理难度较大，存在设计接口与界面管理不当（R7）的技术风险。再者，该项目采用了多项新技术与新工艺，其技术适用性与可施工性方面的问题颇受关注。例如，设计在建筑9层以下设置的大面积无柱挑空空间是项目最大的设计亮点和难点；为实现建筑要求的通透效果，结构设计创新性采用了各层弱相关的悬挂钢结构体系，但鉴于国内尚未有类似工程案例，该结构设计创新存在技术应用不当（R3）与可施工性不足（R4）的风险。受访者中，商务、采购人员对设计深度不足（R5）与设计漏项（R6）风险更为担忧，EPC项目设计深度除应满足国家基本规定外，还应满足采购、结算等工作的需要，而设计人员往往缺乏这方面的意识和经验；此外，设计人员也较少关注工程总承包合同对于设计范围的约定，设计漏项（R6）问题时有出现。3.2.2管理风险设计进度延误（R9）与设计阶段投资控制不足（R10）的风险在访谈中谈及最多。设计进度受业主审批时间、设计工作时间、造价测算时间、施工图审查时间等多种因素影响，在EPC项目“边设计、边施工”的推进模式下，容易出现因设计进度延误（R9）影响采购和施工环节的风险。投资控制方面，该EPC项目主合同约定以审计审定的结算价格与合同价较低者作为工程结算价款；另外，在施工图预算不高于合同价的前提下，要尽量把概算资金用足，以提高EPC联合体施工单位的合理效益。在此双重限制条件下，设计阶段投资控制难度较大（R10）。设计沟通方面，大部分受访者认为联合体EPC模式集设计、采购、施工为一体，有利于减小沟通障碍，提高沟通效率，但少数受访者担心EPC联合体内部设计与施工还是“两张皮”运行，设计沟通不畅（R8）风险仍然存在。此外，设计牵头EPC项目中，设计人员在完成传统设计服务外，还需要配合完成总承包项目管理的其他工作，部分受访者对设计人员的责任心、工作积极性能否匹配新业务模式要求的人力风险（R11）表示担忧。3.2.3外部风险访谈结果显示，该项目使用需求不明确（R13）、业主需求变化（R14）以及设计审批延误（R15）三方面外部风险问题最为显著。其中，使用需求不明确（R13）主要原因在于使用单位数量多，需求较难统一。以项目中的政务服务中任路，等设计牵头EPC项目的设计风险防范研究表2研究案例的设计风险清单一级风险 编码二级风险提及次数技术风险R1设计错误和缺陷10R2设计冲突10R3技术应用不当8R4可施工性不足9R5设计深度不足5R6设计漏项4R7设计接口与界面管理不当10管理风险R8设计沟通不畅3R9设计进度延误9R10设计阶段投资控制不足9R11人力风险4外部风险R12政策或规范调整4R13使用需求不明确10R14业主需求变化11R15设计审批延误11建 筑 经 济2023年34心功能为例，其所涉及的7个使用单位对各自楼层分布、面积分配、办事窗口数量、平面布置、智能化系统和装饰风格都有着不同要求，各使用单位之间的相互制衡使得业主需求迟迟不能确定。业主需求变化（R14）是因为该项目有关政府部门和使用单位在项目建设期间进行了换届调整，业主需求也随之改变，这些不可预见的需求变化导致了大量设计变更，严重影响了项目建设正常推进。设计审批延误（R15）主要在于使用方、建设方和政府方等不同层级对于精装修、景观绿化、泛光照明和智能化等专项设计方案的审批意见不尽相同，甚至有矛盾之处，造成了设计方案的反复修改，这样冗长的外部审批流程，给项目工期带来了不可控风险。此外，项目建设周期长达3年，设计有关的政策或规范调整（R12）风险不容忽视，例如建筑工程抗浮技术标准 规范调整，导致桩基工程造价相比概算价格增加约30%，对投资控制影响较大。4设计风险防范措施针对上述案例识别出的设计风险，该项目采用了包括技术措施、管理措施、合同措施及经济措施在内的多项针对性防范措施，具体 如下：4.1设计技术风险防范4.1.1精细化设计精细化设计就是要求设计人员站在项目总体目标的高度上开展设计工作，除满足建筑功能要求和规范标准外，还要在项目控制细节上扩展深度，使设计深度满足成本控制、采购方便、施工便利等需要，从而降低设计深度不足（R5）的风险。例如，结构设计重点对结构体系、基础形式等进行多方案技术经济比选，避免造价浪费；建筑设计对防水等细部节点构造进行优化，提高设计质量；机电、装饰设计采用技术规格书对所使用的设备产品和建筑材料进行准确描述和定义，有助于采购工作准确高效地开展。4.1.2开展深化设计深化设计是指在施工图基础上，结合施工要求和现场情况，将各个专业分散的技术环节进行整合，并对图纸进行进一步补充、完善和优化。深化设计作为设计与施工的衔接环节，可以对多专业设计内容进行交叉验证，协助联合体施工单位加强对设计意图的理解，从而有效应对设计错误和缺陷（R1）、设计冲突（R2）、可施工性不足（R4）等技术风险。该项目在土建施工、机电安装和装饰装修阶段均开展了若干深化设计工作。例如，通过深化设计，将机电末端点位与装修图纸进行了综合排布，避免机电安装与装饰工程因设计冲突问题造成的返工浪费与工期耽误。4.1.3BIM技术应用BIM技术具有可视化、模拟性、协调性、优化性等方面的优势。在设计牵头EPC项目中，通过BIM技术应用可实现“被动式”解决问题向“主动式”设计风险预控的转变，不仅能有效解决设计冲突问题（R2），还能将施工工艺等要求前置考虑，降低可施工性不足风险（R4）。以该项目机电工程为例，利用BIM模型全面查找并解决了图纸中的管线碰撞问题；同时，通过机电分包单位的提前介入，对管线避让原则与安装顺序进行确认，形成设计施工 一体化第 44 卷第 7 期35BIM模型并出具管线综合平面图、剖面图等图纸；在机电安装阶段，利用BIM模型进行可视化交底与过程质量管理，实现机电安装一次“成活”。4.1.4设计会签制度设计会签制度可增强设计人员对与本专业交叉的其他专业设计工作的理解，从而对有关专业间的设计冲突问题（R2）、设计漏项问题（R6）以及设计接口与界面管理不当问题（R7）进行有效控制。以精装设计为例，其施工图设计完成后，由建筑专业牵头协调相关专业设计人员对精装修图纸进行会审和会签，针对设计接口等质量管理重点环节（详见表3）进行控制，提高精装设计质量。4.1.5施工联合审查制度施工图设计基本完成后，由EPC项目部牵头组织施工单位的技术、管理、商务、造价人员等对图纸进行施工联合审查，重点对设计图纸的可施工性、可计量性、经济合理性、界面划分合理性等方面进行评审，以减少可施工性不足（R4）、设计深度不足（R5）以及设计界面划分不当（R7）风险。以本项目悬挂钢结构为例，该新型结构体系施工难度极大，通过钢结构专业单位提前介入到设计评审环节，对该结构的关键施工工艺进行了多方案比选来确定最终的“整体提升+逆序拼装”施工工艺；同时优化了包括节点构造、安装顺序在内的多项施工难点，保证了钢结构在施工环节的顺利实施。4.2设计管理风险防范4.2.1建立联动计划体系为应对设计进度延误风险（R9），该项目同步制定了报批、设计、招采、施工建造的4级任路，等设计牵头EPC项目的设计风险防范研究表3精装设计会签审查要点序号设计会签审查要点相关专业1精装设计范围是否有遗漏；基层做法是否符合建筑装修表中的控制性做法要求；内装材料及做法是否满足防水、防潮、防滑、燃烧、隔声、环保等功能要求；护窗栏杆等是否满足规范要求。建筑2装修平面布置与建筑平面布置是否符合，如调整，是否满足消防设计和结构承载力要求。建筑、结构3精装与幕墙交界处是否有效配合，如吊顶、内隔墙与幕墙交界处收口处理；窗帘盒是否与幕墙开启扇撑杆碰撞。建筑、幕墙4室内精装出入口是否与景观铺装形成合理衔接。建筑、景观5顶棚图是否遗漏机电设备和末端点位；精装图中设备技术规格参数是否满足机电设计要求；墙面图是否处理好消火栓、开关、消防指示标识、门窗洞口、标识标牌的关系。建筑、暖通、给排水、电气6顶棚图中机电末端点位是否布置整齐、美观；吊顶高度、吊顶造型是否与机电综合排布后净高要求相匹配。建筑、BIM7地面图中疏散指示、强弱电插头是否设置安全合理；内装电气回路设置是否清晰、安全、稳定；电气负荷是否符合需求；精装照明设计是否符合技术标准。建筑、电气8挡烟垂壁布置是否满足规范要求；不可拆卸吊顶区域的风机、风阀等是否设置检修口。建筑、暖通9卫生间洁具节水是否符合设计要求；不可拆卸吊顶区域水阀是否设置检修口。建筑、给排水建 筑 经 济2023年36计划线，通过对各计划中工作接口、前置条件、外部约束等逻辑关系的研究和梳理，形成了各级联动的计划体系。项目执行过程中，利用关键工作时间检查点来对项目进程进行检查和控制，可有效避免因设计进度延误（R9）而导致设计、采购、施工相互制约和相互脱节的风险发生。以装修工程为例，根据总进度计划倒排出装修工程施工时间，再根据图纸审查、造价分析、材料询价和采购等主要管理活动时间需求，倒排出方案审批确认、施工图设计等工作节点。4.2.2执行限额设计限额设计是设计阶段投资控制的关键措施。该项目从全专业视角对概算进行商务策划，实现资源的优化配置，从而分解出各专业概算限额目标并压实设计责任，以实现对设计阶段投资控制不力（R10）风险的控制。限额设计需要造价与设计的协同，通过施工图设计前置，由造价人员跟进，对施工图进行造价测算，同时将各专业工程数量、单价指标与概算进行全面对比，对超额项目原因进行全面分析并指导设计调整或优化，直至满足限额设计 目标。4.2.3现场设计例会制度项目通过现场设计例会制度来应对设计沟通不畅问题（R8）。在设计例会上，设计人员对图纸问题的及时回复和对现场突发问题的快速处理，均能从源头上避免施工错误导致的返工浪费。通过设计例会，设计人员可结合现场进度需要分阶段、分专业进行设计技术交底与交流，使现场管理人员实时准确地掌握设计意图和施工注意事项。此外，每次设计例会均有现场质量巡查环节，通过现场巡查，设计人员能第一时间了解施工质量、验证设计图纸的可施工性，从而根据需要主动、及时地做出设计优化与调整，显著提高了设计问题的处理 效率。4.2.4设计分包合同管理设计分包合同的签订应以总承包合同为基础，设计分包合同中对于设计范围应进行清晰划定，避免出现设计漏项（R6）；同时，设计分包合同条款中还应明确EPC总承包单位的设计管理要求，如限额设计、设计进度计划、设计人员驻场服务等，使合同成为设计管理工作顺利开展的重要保障。4.2.5建立激励机制设计牵头EPC项目中，设计人员的工作量要远大于传统单独设计业务，导致设计费收入与工作量投入并不匹配。该项目从项目管理费中预留了一部分资金作为设计费激励，由EPC项目部对设计人员实际投入工作量进行全过程记录，梳理出其增值服务工作量，并从设计质量、进度、服务、技术创新等方面进行考核，由此来激发设计人员的工作责任心、积极性以及创造性，降低了 人力风险（R11）。4.3设计外部风险防范措施4.3.1成立业主需求调研组针对该项目使用单位多，使用需求难以明确的问题，EPC项目部组建了工作小组，通过集中调研方式主动征集业主需求，在一定程度上避免了设计工作陷入因业主需求不明确（R13）而难以开展的困境。调研小组由建筑、精装、智能化等专业的设计负责人以及EPC设计经理和商务经理共同组成，在多数使用方无法准确描第 44 卷第 7 期37述使用需求的情况下，采用对标项目考察、制作设计需求表格、设计多方案比选等方式收集各使用方的真实需求。调研过程中，工作小组结合投资控制要求对各使用需求进行分级排序，并利用专业知识进行了合理引导，明确业主最终需求后，通过会议纪要、图纸盖章等方式进行书面确认，形成正式依据。4.3.2总承包合同管理外部风险中的政策或规范调整（R12）、业主需求变化（R14）及设计审批延误（R15）属于系统性风险，可通过合同条款来约定该风险承担责任，即在总承包合同条款中明确政策或规范调整、业主需求变化、设计审批延误等外部风险属于业主方责任，总承包方有权利向业主提出索赔。此外，对外部风险问题要注意及时与业主沟通，采用工作联系函、会议纪要等文字形式确认，为商务索赔提供依据。5结语设计风险防范是设计单位开展设计牵头EPC项目亟需提升的风险管理能力之一。本文通过系统梳理文献，归纳识别了3类一级以及15项二级设计风险因素，其后以某大型公共建筑为研究案例，对该项目设计风险进行了详细分析并提出了针对性防范措施，可为设计牵头EPC项目中牵头方发挥设计主导作用和提升总承包管理能力提供参考。参考文献1 张升奇.EPC项目联合体运营管理研究以设计单位牵头模式为例J.建筑经济，2021（5）：30-33.2 汪凯，禚新伦，王正.设计牵头的工程总承包模式中的设计管理研究J.建筑经济，2018（9）：31-34.3 廖成泉，李剑锋，罗赤宇，等.设计企业转型工程公司的路径设计研究J.建筑经济，2021（10）：56-59.4 LIU，Jun Ying，XIE，Qun Xia，XIA，Bo，etal.Impact of design risk on the performance of design-build projectsJ.Journal of Construction Engineering and Management，2017（6）：04017010.5 周雅飞，王玉平.EPC模式下工程变更对造价的影响分析-基于设计单位风险承担角度J.建筑经济，2018（8）：58-62.6 黄声国.工程总承包EPC模式的风险防范J.企业管理，2013（8）：66-67.7 谢群霞，赵珊珊，刘俊颖.国际工程EPC项目设计工作界面风险管理J.国际经济合作，2016（7）：44-48.8 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430014，China）Abstract：Design risk is one of the main risks in design-leading EPC projects.This paper adopts the literature research to identify 15 typical design risk factors.Then，a typical large public building is selected as an example for further risk analysis.Based on semi-structured interviews with the top managers in this project，corresponding design risks are analyzed in detail via explicit event description，resulting in proposing risk prevention measures from the perspective of the design firms in this design-leading EPC project.Keywords：design-leading EPC projects；design risk；risk identification；risk prevention