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摘要:從建設單位的角度,分析了實驗室建設過程中設計管理的重要性和必要性;結合具體案例,詳細論述了加強實驗室設計管理的思路,提出了實驗室設計管理的有效手段,以及具體措施。通過加強實驗室建設過程中的設計管理,進一步提升高校實驗室建設的效益。
關鍵詞:實驗室建設;設計管理;管理措施
實驗室建設是高校基本建設的一項重要內容。從建設和設計角度講,實驗室建筑功能復雜、工藝特殊、專業性強、設計難度大。設計是建設項目龍頭,設計質量直接決定了工程最終達到的質量水準、實施的秩序和費用水平。設計中的任何失誤都會在項目實施過程中擴展、放大,引起更大的失誤。所以建設單位要從加強設計管理入手,在設計階段采取必要的措施,提高設計質量。本文通過具體案例,詳細論述了提高設計質量的具體措施。
1實驗室設計管理的重要性
與其他教學用房相比,實驗室設計專業性強、難度大。建設單位加強設計管理非常重要,其重要性體現在以下幾個方面。
1.1設計管理是實驗室項目順利實施的根本保障
建設項目從策劃到建成一般要經歷4個階段:決策審批、設計、實施、竣工驗收,每個階段工作都是由設計牽頭和引領。高質量設計不僅能夠引領本階段工作順利進行,還可以為下一階段的工作打下良好基礎。相反,設計粗糙必然導致后期工作不順暢,工期延長、成本上升、質量下降,甚至返工。實踐證明,做好設計管理是項目順利實施的根本保障[1]。
1.2設計管理是控制工程造價的有效手段
設計階段是建設項目合理確定造價、有效控制投資的重要階段。據統計,設計階段決定了建設項目80%的費用;初步設計階段決定了80%的投資[2]。近期調研了某高校幾個超概算項目,分析發現導致超概算的主要原因之一是設計階段工作粗糙、缺項、漏項。所以,建設單位需加強設計管理,做到主動控制、事前控制,以便合理地控制工程造價。
1.3設計管理是保證工程質量的有效措施。
據統計,因設計原因引起質量事故占40%[2]。如某高校階梯教室樓梯休息平臺處的橫梁距地面高度僅1.8m,施工后無法更改,身材高大的人需要低頭穿行,留下永久的遺憾。又如某動物實驗室設計流程不合理,交工后無法使用;在改造過程中,為增加豎向通風管道,不得不在樓板上打洞加固。以上案例證明,設計缺陷對項目投入使用后造成的負面影響較大,有些甚至會延續整個建筑的生命周期。因此,必須提高設計質量,杜絕或避免因設計缺陷引起的質量問題。
1.4設計管理是實驗室專業系統設計集成的需要
實驗類用房在設計方面具有的特殊性,工藝復雜、專業及專項系統繁多,設計集成的難度遠高于一般建筑。通常負責主體工程的設計院都是綜合性設計院,精于建筑設計,但不太擅長專業實驗室設計,且有些設計院從自身利益的角度出發,疏于專業系統集成。但專業系統集成不好,會造成某些專業設計被疏落或工程進度滯后,影響工期。所以,建設單位要采取有效的措施,主動協調,提醒設計單位,共同做好專業系統梳理,并高效集成[3],保證設計橫向到邊、豎向到底,全面覆蓋沒有漏項。
2建設單位加強實驗室設計管理的措施
2.1扎實做好設計準備
設計前,無論建設單位還是設計單位,都要做好充分的準備工作,不能草率倉促行之。其中,建設單位確定的設計原則是綱領性文件,必須及早明確;需求調研工作,不能流于形式,要目標明確、保證保量。
2.2明確設計原則
策劃實驗室建設時,應該明確實驗室規劃建設的原則,用以指導設計工作。通常高校實驗室設計基本原則是:安全可靠、經濟適用、節能環保、高校智能,預留發展。安全可靠是第一位的,尤其是醫學實驗室,無論從實驗環境還是工藝流程,以及人流、物流走向都要保證安全可靠。節能環保指優化實驗室工程設計,妥善處理3廢,盡可能做到節能、節水、低碳環保。經濟適用是高校實驗室最基本的要求,既要滿足實驗功能,還要與高校內涵、特色、校園文化相符合。高效智能是指通過優化設計等手段,提升實驗室工作效率,實現集成和智能化。預留發展包含3個層面,即預留實驗室發展空間,預留功能改造、設備更新空間,預留25%系統設計為適應未來發展[4]。
2.3強化功能調研
在設計前,設計人員要進行充分的功能需求調研。鑒于實驗室設計的特殊性,調研的最佳形式是面對面的討論交流。因為,在直接的溝通過程中,設計人員從專業的角度出發,以探討問題的方式引導使用者說出功能需求和條件要求,制定切實可行的設計方案,這樣就可避免設計完成或項目建成后發現功能不全或不能滿足要求而返工的情況。調研的內容除一般實驗功能要求外,重點調研特殊功能要求[5]。以某醫學實驗室為例,列舉主要調研內容。(1)基本功能要求包括實驗室的工藝布局、工藝流程和環境、實驗區域、輔助功能區域、公共設施區域總體布局,實驗室面積分配、實驗室單元、層高凈高、開間、進深,管道的布置要求,靈活隔斷、吊頂、地面的要求;主要儀器設備的布置方式以及實驗臺、實驗家具的位置;基本實驗條件的要求,如電容量、網絡容量、通風采光要求、安防技防要求;上下水的要求等。(2)特殊功能要求包括生物醫學工程實驗室對樓板承載要求、對空間高度特殊要求;動物房的環境屏障要求、區域凈化要求、實驗環境的特殊要求,恒溫恒濕等;生化實驗室對排水、廢棄物堆放、處理要求,醫療垃圾、醫療廢液;藥學實驗室對換氣和排風的要求,大型儀器平臺如核磁對震動的要求、專用接地要求等。
2.4建立設計管理團隊
當前,包括實驗室建設在內的高校基建工作多是由基建處負責。基建管理人員有豐富的管理經驗,對學校的設計理念、標準、要求等有較為深刻的認識。但是實驗類用房設計具有其自身的特殊性,在設計的難度及專業性方面都有別于普通建筑,是一個復雜的系統性工程。基建管理人員缺乏實驗室領域的專業知識,僅依靠自身力量進行實驗類用房的專業設計管理,難以保障其設計質量及效果。這就需要改變現有的管理模式,補充專業人員加入到設計管理團隊。具體做法是,組建新型管理團隊,新型團隊包括4個方面人員:基建管理者、實驗室使用者、實驗室管理者、項目管理公司。其中基建管理者、實驗室使用者、實驗室管理者屬高校3個職能部門,3個單位之間取長補短,共同協作推進設計管理工作[6]。在這一過程中,使用單位和實驗室管理部門依靠其專業背景,明確提出使用及管理的專業性需求,并在工藝設計過程中直接指導設計單位進行實驗室工藝設計,從而提高了實驗室設計的實用性。
2.5切實落實限額設計
限額設計是設計階段對建設項目進行投資控制的重要手段。限額設計必須貫穿于各個設計階段,針對實驗室的限額設計主要有3個階段:一是在批準的投資估算控制下開展初步設計;二是在批準的初步設計概算控制內開展施工圖設計;三是在分配的投資數額內開展專項設計和專業設計,如實驗室凈化設計、室內精裝修設計、智能弱點設計等。在限額設計過程中,通過采取合理確定和分配投資數額、優化設計方案、加強審查等措施,達到提高設計質量的目的。
2.6合理確定和分配投資金額
從投資的角度講,限額設計的第一步是確定科學合理的總投資額度。建設項目總投資的形成一般經歷可行性研究階段的投資估算和初步設計階段的投資概算2個階段。與之同步的設計階段分別是方案設計和初步設計。初步設計概算一經批準,是建設項目總投資的最高額度,必須嚴格執行不能突破。這就要求設計方案盡可能考慮周全,充分考慮各種因素的影響。尤其是初步設計必須全面、真實、準確,不能有漏項,以確保投資總額科學合理。限額設計的第二步是合理分配投資額度。實事求是地將投資總額分配到建筑、結構、水暖電、通風、裝飾等專業,合理確定各專業限額,還要通過發動設計人員研究限額目標的可行性,調整限額目標,使之更完善更準確。考慮到實驗室工藝的復雜性和特殊性,細部設計和專業設計因設備選定、購置等原因,啟動得比較晚,容易被疏忽導致分配的資金額度不足。所以,力爭提早插入專業設計或預留充足的資金額度。
2.7督促設計單位多方案比較
通過多方案比較,優選出性價比高的方案是優化設計的常規做法。現實中,設計人員大多從自身利益出發,不愿意反復推敲的做幾套方案。為此,建設單位要在合同文件或設計任務書中明確優化設計的方法,并在過程中督促設計人員在限額控制下多做幾套設計方案,要求每一套方案要有對應的投資估算。多方案比較不僅能幫助確定優秀方案,通過比較還可以檢驗投資額分配的合理性,便于及時修正不合理的投資限額。鑒于實驗室功能復雜、工藝特殊的特性,設計院要以工藝設計為主導開展方案設計工作;實驗室工藝流程和平面布局完成后,建筑專業以此做建筑方案[7-8]。
2.8加強設計審查
設計圖紙審查,是一項技術性很強的工作,但非常重要。因為設計階段發現錯誤進行糾正最省事、最方便、最省錢、影響也最小。建設單位通常沒有足夠專業人員審查圖紙,可以委托專業管理公司或聘請專家進行審查。對照設計任務書重點審查,投資限額是否突破;各項規劃指標是否滿足要求;實驗室工藝要求,特殊實驗室工藝、流程、環境條件是否合理;建筑設備和實驗設備在未來使用中維修、更換、保養是否方便等;主體設計、細部設計、專業設計之間是否無縫連接、界面清晰等。
3專項設計及專業設計管理
實驗室建筑功能復雜,專業系統繁多。詳細規劃專業設計、統籌好專業系統之間的界面,及時合理的插入專項或專業設計是設計管理中一項重要內容。對設計專業和劃分和界面要分別編寫相應的設計任務書[9-10]。以下是以某校科研樓為例,梳理了17項設計管理內容。該科研樓的建筑面積為42000m2,地上14層,地下2層,主要功能是作為醫學科學實驗。(1)主體建筑安裝設計。一般包含了建筑、結構、給排水、暖通、強電、消防等。(2)基坑圍護。該項目地下2層,需要深基坑圍護專項設計,應與主體施工圖同步完成。(3)人防設計。提前和人防部門溝通,按照人防部門批準人防等級和類別,納入主體建安設計或分包給專業的人防設計院完成。(4)頂管設計。該項目與另一棟正在使用的實驗樓通過地下連廊連接,因場地狹小需采用頂管施工。頂管屬于特殊行業,需提前委托專業設計院設計。(5)室內精裝修。主體建安設計和室內精裝飾設計的界面應該引起足夠重視,這是最容易導致施工階段返工的環節。首先要確定精裝飾的范圍、檔次和空間,精裝飾設計時,必須將吊頂內的空調出風口、回風口、噴淋、煙感、燈具、監控、通風柜、通風櫥、通風柜、生物安全柜及其他儀器設備排煙罩、窗簾軌道等位置進行統籌布置。暖通、電氣、消防的施工圖必須根據裝飾設計單位提供的吊頂排版圖,進行調整和完善,調整后的安裝施工圖才能作為現場安裝單位預埋和施工的依據。(6)智能化弱電。主要包含網絡、通信、安防技防、樓宇自控門禁、多媒體會議系統、樓宇自控、音樂背景、門禁、泛光照明控制、LED等。應與精裝修設計同步進行。(7)室外管線。在供電、供水、通信、排污、燃氣等配套部門完成各專業配套圖紙后,設計單位負責各專業配套圖紙的綜合與協調。(8)室外景觀設計。包括用地紅線范圍的室外空間的景觀綠化、道路、停車場、雕塑小品、泛光照明、夜間亮化設計等。(9)通風系統設計。該系統是實驗室設計一項重要內容,包括機械部分和控制部分。在通風櫥柜等排風設備廠家配合下,由主體建筑安裝設計院負責設計。(10)設備配套設計。實驗室有2大類機電設備,即建筑設備和實驗設備,其安裝前應該按照訂貨尺寸,細化設計,避免結構返工。(11)實驗室凈化設計。動物實驗室和細胞間需要潔凈設計,包括潔凈空調、潔凈裝修、強電、弱電等。此部分專業性很強,需要委托專業設計院設計;最好與主體工程施工圖同步進行,因為需要在樓板上開洞。(12)安全評價中心設計。此部分專業性很強,需要委托專業設計院設計;最好與主體工程施工圖同步進行。(13)純水設計。該項目采用中央集中制純水系統,通過管道送到實驗臺。所以,應委托專業純水公司設計。(14)污水處理設計。明確技術規格委托污水處理廠家進行工藝設計。(15)實驗臺布置設計。實驗臺布置涉及到給排水、插座等預留位置。應委托實驗臺廠家進行配套設計,最好與實驗室精裝修設計同步進行。(16)標志設計。實驗室標志系統的設計裝修工程應充分融合。內容包含建筑單體標志、出入口標志、道路指引、總平面、各單體功能單元、房間標牌等。(17)通風柜、生物安全柜系統設計。由廠家負責設計,重點是和主體管道和控制系統的連接。以上1至11項屬于專項設計,以主體建筑安裝設計院為主進行細化,12至17項屬于專業設計,需要甲方單獨委托或由主體建筑安裝設計院委托專業設計單位進行。
4結語
實驗室建設是高校建設發展的重要基礎保障之一。加快推進實驗室建設是基建工作者的責任,建設高質量實驗室是基建工作者的義務。經驗證明,提高實驗室建設質量的關鍵環節是設計管理。所以,從建設單位角度講,要切實采取有力措施,需從龍頭抓起,加強設計管理。
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作者:曹海勇 董洪艷 單位:首都醫科大學后勤與基建管理處