導語：數字化思維的設計管理探索與實踐一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:數字化時代的當下，賦予了傳統設計與工程建設領域一次重大機遇。在以建筑信息模型為代表的數字化理念與技術支撐下，設計創作、跨域協同、組織管控等方面都在朝著精細化、集成化、有序化的方向融合與重塑，全方位地呼應和回饋數字化浪潮下市場的需求、客戶的訴求、項目的要求。本文以上海張江科學城未來公園（藝術館）項目為例，探索基于構件要素的全過程設計與管理方法，力求在以品控為導向的設計及其管理中實現融合創新。

關鍵詞:BIM；全過程設計管理；數字化思維；精細化

設計近年，建筑行業轉型戰略方針層出不窮，發展態勢如火如荼。十四五規劃對建筑行業轉型升級要求迫切程度更是迫在眉睫，行業內紛紛呼吁“互聯網+”形勢下的新管理——基于大數據、人工智能、BIM、物聯網等技術的建筑行業新方向。數字化時代的當下，賦予了傳統設計與工程建設領域一次重大機遇。在以建筑信息模型為代表的數字化理念與技術支撐下，設計創作、跨域協同、組織管控等方面都在朝著精細化、集成化、有序化的方向融合與重塑，信息化和工業化深度融合可能是建筑產業新升級的必然途徑。筆者所在的設計團隊，多年深耕于建筑設計項目中數字化技術的實踐與應用。本文以上海張江科學城未來公園（藝術館）項目為實踐案例，詳細闡述基于全過程設計管理主導下數字化技術的集成應用，探索基于構件要素的全過程設計與管理方法，力求在以品控為導向的設計及其管理中實現融合創新。

1工程概況

基地位于上海市張江高新科技園區內，羅山路以東，川楊河以南，外環線（環東二大道）以西，華夏中路以北。項目總建筑面積約為4.29hm2，總建筑面積約為5300m2，建筑高度為10.81m。項目東側緊鄰的張江人工智能島，是上海市唯一的“AI+”園區。其作為張江發展人工智能產業的重要空間載體，已集聚了IBM、英飛凌、微軟、AdaHealth等跨國企業巨頭。公園內五個獨立的室內場景建筑作為主體展覽空間，通過一個半室外的環廊串聯起來，圍繞出一個向心式的中心廣場，作為室外科技展場。原創建筑師的設計主旨是營造出一種超出常人的浸入式體驗效果。參觀者仿佛置身于科幻電影之中，開啟奇妙的未來之旅。[1]項目已于2019年10月順利竣工，現已對外開放（圖1）。

2挑戰：有限周期下的品控導向

本項目雖然規模不大，但是一直受到政府主管部門與社會各界的廣泛關注，主管部門、建設單位、設計團隊從不同的角度都對項目的品質有著極高的要求。其中，從設計到竣工的整個建設周期僅有四個月。面對如此緊湊的建設周期，雖然考慮了裝配式、標準化平行施工等因素，但如何確保項目原創方案的高品質完成，設計精細化表達、專業間集成有效、后續施工的可建造性成為設計團隊需要全過程持續關注的重中之重。在項目組織策劃伊始，本著順應工程、聚焦重點、確保落地的本源出發，基于構件要素完成了全專業、全過程、全參與方精細化設計管理與進度控制方略的組織策劃（圖2）。

3回歸：精細化設計主導下的數字化應用

從技術層面看，無論是非線性設計的造型優化與把控，還是原創方案還原度對設計細節的追求，以建筑信息模型為載體的設計過程深入演進本身就是凝聚各專業、各參與方的創作思維、設計智慧、技術經驗的精細化呈現。3.1非線性造型方案優化?；诰邆淇梢暬瘍瀯莸慕ㄖ畔⒛Ｐ停ㄖ煂δ粔ν獍偃~設計方案從美觀性、可建造性、通風效果等方面進行多輪綜合比選，同時利用參數化、可視化編程技術，在對幕墻外百葉的優化設計中，智能分析造型的曲率與設備通風的效率關系，實現了基于BIM數字化信息為導向的幕墻方案最終決策（圖3）。占據場地視覺中心的“V”柱，在整個項目周期中一直是困擾各參與方的難點及重點。其正對公園入口的地理位置特殊性決定了它的重要性。除了主視覺的景觀效果，“V”柱是支撐通廊結構受力的雙曲鋼構件，加工的難度、造價和實現后的質量控制難度都很大，尤其是雙曲造型導致超長的加工周期。在緊張的設計施工周期里，建筑師、結構工程師及鋼結構深化設計團隊、施工單位始終圍繞信息化模型開展“V”柱優化工作，包括將雙曲鋼構優化至單曲形式，同時進一步將非線性設計信息轉譯為二維圖紙的表達形式，以盡量少的相切弧線將“V”柱的定位通過二維圖紙進行描述，極大提升了可實現性（圖4）。整個過程確保和實現了對原創方案中造型、空間、細部的準確還原，同時也是對時間周期、各方需求、效益平衡等各隱性關切因素的深入思考與決策的過程。3.2功能實現——嚴格把控的設計品質。為了滿足展廳和功能用房嚴格的凈高控制要求，設計團隊對建筑層高控制、結構布置形式、機電管線綜合進行了反復設計優化和方案比選。其中，水專業受工期時間因素的影響，采用預作用噴淋系統，但是該系統下水管不可二次翻繞,對機電管線綜合也是一個很大的挑戰。圖5和圖6綜合展廳橢圓館的三維模型剖切展示，清晰地展示了為滿足使用需求的功能實現，設計過程中的難點以及BIM控制的重點要素，如地下的管溝、半室外的機房夾層、大空間展廳的凈高控制等等。

4融合：集成化設計管理思維

在眾多因素的驅動力下，本項目基于傳統的“四要素”設計管理模式，提出了精細化、集成化的設計管理思維。為了在較短的時間周期內創造高品質的空間，完成大量非線性造型優化，同時控制成本及保證設計的落地還原度，全過程設計管理與數字化構件要素相融合的復合管理思維，主要重點聚焦在“一致性管控”“多維度決策”“投入度前置”三大策略。三大策略間相互交融，復雜且影響深遠，是該工程建設實現精準落地的關鍵。4.1一致性管控。實際上，一致性管控的提出是從根本上解決、協調多專業、多要素之間的沖突矛盾問題。工程項目通常會被割裂出很多專項設計，但是專業之間有很多界面或要素是相互重合的，如豎井，主要是為機電管線服務的，但又同時出現在多個專項設計的圖紙中。確保這些要素在所有專業里的一致性，將會在源頭上消除很多設計沖突問題，為順利施工掃平障礙。在本項目中，“基于模型構件要素”的設計管理模式始終堅持并貫徹“一個模型+先模型后圖紙”的方式來控制設計質量，保證建筑立面、剖面與自身平面、結構、幕墻等多專業之間的協調性、一致性和可建造性。4.2多維度決策。在項目管理協調過程中，管理者會面對很多不同專業者、不同利益方，他們的需求和角度各不相同。在這種多維度的因素下，數字化、可視化方式的介入利于平衡及協調管理各方，以減少內部管控的被動，并及時發現、暴露隱藏的問題，幫助設計團隊、項目管理者，乃至業主去主動決策。凈高管理是一個典型的多維度因素決策。一般，傳統凈高管理的做法是靠各個專業之間的圖紙疊加，比如建筑為空間提供邊界，結構為空間提供梁高，水、暖、電等專業為空間提供管線路由和尺寸，它們往往通過相互的疊加和交叉，最后由室內專業提出對凈高的要求。基于疊加后的圖紙，設計師和管理者可能需要花費很多時間和精力去判斷凈高品質等問題，這種狀態下是無法全面覆蓋的，往往會有很多隱藏的問題在施工后期被暴露出來，最終或者犧牲凈高，或者代價很大地做設計變更或施工調整。由于本項目在未來館室內功能上的特殊展陳要求，展廳和功能用房有著嚴格的凈高控制要求，故在方案設計初期就開始著手于與凈高品控相關構件要素的控制（圖9），通過數字化、可視化的手段，從多個維度——多個專業、多種協調方式、多方向解決方法，去協助設計項目管理者進行凈高品控。4.3投入度前置。筆者所在項目團隊基于多年的設計經驗，在本項目初期預判篩選出需要在本項目中可能前置或并行的專項設計，如機電管線深化、鋼結構深化及幕墻深化。而在實際的項目應用中，各項深化前置也確實縮短了設計周期，避免因施工現場返工所造成的不必要的資源浪費和造價調整（圖10）。在本項目中，將機電深化前置到方案設計階段，反向指導和干預了建筑層高和結構布置。施工圖后期，室內的機電管線綜合深度幾乎已經達到了施工深化的要求，對后期機電安裝有著重要的指導意義。除了將機電深化、鋼結構深化前置到施工圖初期階段，本項目中采用模型與模型對接審核的方式，將鋼結構深化與建筑、幕墻和機電多專業協調工作并行，進一步壓縮了時間進度。幕墻的方案優化一直全過程地配合原創團隊的精細化推敲完善，優化調整貫徹整個方案確立過程。也正因幕墻專業深化的前置，模型也實時地為精細化造價的管控提供支撐。

5重塑：基于構件要素的設計品控管理

在本項目中，建筑師通過一系列巧妙的設計手法，如采用參數化生成的漸變熒光石點陣、無裝飾、無臺階、消失的參照物、隱藏的接縫、模糊的尺度、變換的光影，營造出室內外模糊的氛圍，以及失真的、科幻的、未來的場景。[1]而基于“數字化構件要素”的設計管理，其實也在探究未來的設計模式、設計流程。從構成建造實體與虛擬模型的最小單位、即建筑構件這一要素出發，探索重構生產組織模式與設計流程、研發新的設計品控平臺，最終形成可量化的設計管理指標，進而重塑企業與行業的精細化未來。5.1數字基礎——有效構件要素。針對BIM構件要素的概念，目前已經出臺的國家標準《建筑信息模型分類和編碼標準》中，將建筑構件按元素劃分為480多種。從技術層面上看，這是目前較為成熟的、最精細化的分類標準。[2]在國家標準基礎上，基于筆者所在團隊多年的設計管理經驗，尤其是通過BIM開展的設計管理項目總結，從項目管理的角度，對400多個元素構件行二次梳理，初步提煉出幾十類有效的、具有普適工程意義的要素類別。從工程維度（時間、深度、應用方向等方面）給它們賦予了一些具有設計管理者理解的意義，讓這些構件要素成為項目管理者的著力點，從而協調團隊工作，提升設計品質，順應工程時序，加快項目進度，嚴格控制成本，推動業主決策實施。5.2橫縱聯合——重構管理組織計劃?；谏衔闹刑峒暗囊恢滦园芽亍⑼度攵惹爸?、多維度的因素決策角度，對構件要素之間的關聯性和原創設計項目管理的內在邏輯進行匹配研究。在不影響設計流程的情況下，縱向聚焦設計階段BIM的各個應用要點，橫向聯合所有專業的參與方，將核心關注問題與設計節點緊密結合，隨著初步設計，施工圖完成度為30%，60%，90%，100%，每個節點嚴控專題協調設計問題，BIM構件要素逐步跟隨圖紙迭代，嚴控構件要素專題問題協調，確?，F場得到的圖紙正確而少返工，甚至無返工。5.3追溯機制——品控管理平臺。對可能出現反復性、衍生性的協調問題提出多條記錄的管理追溯辦法，明確了設計邊界和責任主體，問題記錄中可以清晰地看到該由哪個專業方落實、消化問題。通過狀態辨識問題是否依然存在，并逐條開展管理分類，將三類問題——未解決的問題，有解決方案還未落實圖紙的問題，閉環的問題，明確地呈現給設計項目管理者。[2]管理者通過該追溯機制，可以直接落實到責任主體，使項目往更明晰的方向推進。5.4設計品質管理質量指標化。管理成果質量的指標化是項目管理科學數字化實現的難題。通過對要素之間的關聯性進行研究，這些指標具備普適性、可復制性，完全可以覆蓋大多數的項目需求。在不同的設計階段，可通過基礎的質量核查，以及多個維度、各個專題核查縱向聚焦在時間維度上。在本項目中，不同的階段對應不同的專題核查（圖2）；橫向聯合各個專題參與方，也可分為幕墻專題、人防專題、總體—建筑—景觀專題等。一方面，嚴格把控設計成果，全面提高圖紙質量，保證設計品質；另一方面，也能避免繁復設計的修改工作，引導設計師更加專注于設計本身。

6結語

數字化時代賦予了傳統設計與工程建設領域一次重大機遇，使設計師得以用新的思維與價值認知對設計方法與流程組織等進行回眸與再思考。同時，在數字化技術的支撐下，設計及其管理的內在界面與思維界限都在朝著精細化、集成化、有序化的方向內生、重塑，全方位地呼應和回饋數字化浪潮下市場的需求、客戶的訴求、項目的要求。

參考文獻

[1]譚春暉．點亮城市空間的未來設計[J]．華建技術，2020（5）：40-41．

[2]劉雯．基于BIM的精細化管理研究[J]．綠色建筑，2020（5）：80-84．

作者:劉雯 蘇駿 單位:華建集團上海建筑設計研究院有限公司數字中心