近年来,随着科技的发展,医院建筑变得愈加复杂,提供的功能更加多元化,建设过程中涉及的专业也逐渐增加。同时,医院方提出的项目目标已不再局限于传统的质量、成本和进度,而对医院的绿色节能、环保以及使用性等各方面均提出了新的要求。面对不断变化的建设环境以及过程、信息割裂的问题,传统的建设模式面临巨大的挑战。在此背景下,集成项目交付模式(Integrated Project Delivery,以下简称“IPD”)应运而生。学术界依托于IPD实践项目进行了大量案例研究,但由于建设项目的差异性,对于医院建筑项目IPD模式特点的分析依然存在不足。本文针对这一不足,开展了相关研究,并以上海市某三甲专科医院项目为例,探讨了IPD模式在国内工程建设环境下的探索性实践。

AIA对IPD模式的定义为:在设计、装配及建造的过程中,将人员、系统、商业结构以及实践集成在一个过程中,合作利用所有参与者的能力与经验以优化项目结果,为业主提升价值,减少浪费以及最大化效率的交付方式。目前学术界对于IPD模式的研究主要集中在IPD模式实施的障碍、特点及成功因素等方面。研究成果主要站在整个AEC(Architecture,Engineering,Construction)行业的角度,试图总结出具有普适性的IPD模式,但缺少对于医院建筑项目特点的考虑。

AIA对美国的IPD项目进行了案例分析,提出IPD的6大特点:核心参与方的早期介入、共享风险和收益、多方型合同、协同决策、关键项目参与方之间的责任豁免、共同开发和验证项目的目标。Sive认为IPD模式的6个特点必须包含在一个项目中,以便IPD以其最纯粹的形式实现。但是根据实际项目实施情况,在美国的众多IPD项目并没有包含全部特点。相反,Ghassemi等发现各个IPD项目对这些特点进行有选择性的应用,以获得更高的效率。另外,Kent等发现76.5%的被调查者在IPD项目中运用了BIM技术。

目前国内的医院建筑项目多采用DBB的传统建设管理模式,医院方分别对设计方和施工总包方招标,建设流程按照线性顺序进行,建设效率低下。IPD模式的应用有利于减少由于医院建筑的复杂性导致的沟通协调问题,确保医院建筑建成后符合医护人员的使用需求以及医疗工艺流程的要求,也有利于实现医院方在项目初期提出的节能、环保等全生命期目标。因此医院建筑项目应用IPD模式是适用的且更加符合当前建设环境,主要表现在以下两个方面。

医院建筑是具有特殊功能的公共建筑,科室繁多、流程繁杂、专业系统与设备繁复、发展与改扩建要求灵活,医院建筑项目在设计、施工和运营方面均是各类建筑中最具有挑战性的。设计阶段,由于医院建筑具有极强的医学专业特性,不仅需要遵循国家医院建筑相关标准,医院也有自身的标准,涉及到医疗工艺流程设计、与本院特色学科相关的区域设计、未来预留给医院发展等各方面,内容复杂且专业程度高,并且医护人员等使用者的需求无法准确表现在设计方案中。施工阶段,医院建筑项目的给排水、通风以及专业管线数量十分庞大且排布复杂,不同科室及功能用房的设计及施工要求各不相同,为现场施工管理带来诸多挑战。最后,由于医院建筑项目建设周期长,建设过程中往往会发生使用需求的变化及设施设备的更新换代,造成大量返工和变更。

IPD模式通过组织、流程与信息维度的集成,解决医院建筑项目的难点。流程集成方面,施工总包方、医护人员、运维人员等下游参与方及使用方在设计阶段介入项目,通过集成医学、建筑学等各专业知识优化设计方案,减少方案的不确定性,使设计符合医疗工艺流程等医院建筑的特殊要求。组织集成方面,IPD模式下的集成团队摒弃了不同参与方之间的组织边界,优先解决问题而非确定责任归属,减少由于决策和化解矛盾花费的时间及成本。信息集成方面,BIM等信息技术的兴起为IPD模式提供了技术支撑。医院建筑的设施设备众多,设备间差异极大,以3D模型作为信息的载体,能够将信息完整传递至运维方,提高运维工作的效率

近年来,医院的管理者对于医院建筑项目的要求不再局限于建设期的“质量、进度、成本”三大目标,而拓展至医院建筑全生命期,包括对运营维护阶段的可使用性、可维护性以及可持续性。医院方要求建成交付的医院建筑不再是按照规范和模板建设的同质化产品,而是能够满足其医院特色,符合医院自身运营模式及特点的个性化产品,同时由于医院建筑能耗巨大,医院方普遍提出了节能、环保等可持续性方面的要求。

IPD模式通过集成的思想及方式将医院方提出的要求转换为便于参与方理解及执行的建设目标。医院方提出的要求主要站在医学专业的角度,其余参与方难以完整理解,进而导致最终建成的产品不符合医院方的预期。IPD模式通过建立集成、合作的项目团队,提高医院方的项目参与程度,使各参与方清晰准确地理解医院方提出的全生命期要求。之后,利用精益建造的思想方法,将全生命期的要求转化为便于各参与方实施的可度量的建设期目标。建设过程中,项目团队各参与方的协同决策有利于各方保持目标的一致性。

本文选取4个采用IPD模式的医院项目案例,提取并分析各案例IPD模式的共同特征,共形成以下五个医院项目的IPD模式特点,案例基本信息如表1所示。

医院建筑项目IPD模式的目标由医院方、设计方、施工总包方等主要参与方共同制定。项目目标分为两个层次,第一层为医院建筑全生命期目标,该目标为医院方对医院建筑的要求,包括可建设性、可使用性、可维护性以及可持续性四个方面。第二层为建设目标,即医院建筑建设期目标,包括成本、进度、质量等方面,建设目标为医院建筑全生命期目标的一部分。最后,各方约定的目标被写入合同中,通过合同进一步约束各方行为,并确保各项目参与方在目标上的一致性。

对于医院建筑全生命期目标的实施,项目团队参考医学领域的循证医学(Evidence-Based Medicine)方式,试图采用循证设计(Evidence-Based Design)方法以提高医院建筑的使用性及维护性,并通过信息技术模拟医院的能耗等建筑性能,比选出较为节能、环保的设计方案,从而满足医院建筑的可持续性要求。对于建设期目标,项目团队主要采用精益建造的思想及方法,如末位计划系统(Last Planner System)和目标价值设计(Target Value Design)等,从进度和成本角度辅助目标的达成。

医院方往往要求施工总包方、关键分包商、医护人员及运维人员等项目下游参与方在项目前期介入,将各方的专业知识与经验集成在设计方案中,以提高设计方案的可施工性并确保方案符合医院运营、维护的需要。同时,各主要参与方项目前期的协同工作有助于团队文化的形成。

医院方在选择设计、施工总包等主要参与方时,更倾向于选择有一定合作经验的公司。主要目的在于确保各参与方能够更快地形成合作、创新的团队文化。除此之外,医院建筑不可避免的会出现扩建、改造等情况,有合作经验的公司能够更加快速地理解医院方的目标及改扩建需求,减少新工程建设过程中的障碍。同样的,施工总包方在选择分包商时,也倾向于选择有合作经验的公司,以减少沟通和融入团队所花费的时间。

IPD模式下的医院建筑项目均签署了多方型合同,若受限于当地法律法规,则签订补充的多方型协议。多方型合同是IPD模式成功实施的重要保障,为IPD模式的理念及措施提供了法律支撑。萨特医疗集团(Sutter Health)编制的IFOA合同(Integrated Form of Agreement)在医院建筑项目中运用最为广泛,该合同对项目的过程及结果均体现了极高的关注度,对各参与方在项目实施过程中的权利和义务规定与传统合同差异较大。签署多方型协议的医院建筑项目,更依赖于各参与方之间的信任关系,相比多方型合同,该类IPD模式较为脆弱,由于缺少合同的约束,一旦各参与方发生利益冲突,则各方将重新回归相互对抗的状态。

医院建筑项目IPD模式通过同地协同、决策机制以及会议制度三方面辅助项目主要参与方共同做出决策。

同地协同方面,项目现场设置“大房间”。“大房间”的作用包括供所有团队成员共同工作、审查和处理文档、进行各类会议等。所有“大房间”均配备了投影仪、白板等多媒体设备,以提高沟通的效率。

决策机制方面,医院建筑项目的决策结构往往分为三个层级:现场级、核心级、管理级。每个层级均有医护人员或医院管理人员参与,实时跟进项目进展,确保项目目标与最初设立目标的一致性。IPD模式下的决策机制运用了A3报告等精益建造的思想方法,使项目团队中的每个成员均有提出问题、参与决策的途径,从而提高了决策的分散程度以及成员的参与程度。

会议制度方面,医院建筑项目的会议包括例会、模型会议,以及优化会议。其中例会为项目决策提供支持,模型会议以3D模型为对象,讨论模型搭建、整合及模拟过程中出现的问题,优化会议则运用精益建造的思想方法优化项目效益。

医院建筑项目IPD模式中的信息技术主要包括BIM、网络平台以及模型管理工具。BIM是信息技术的核心,用于搭建医院建筑的3D模型,对医院的采光、通风、人员疏散进行模拟并集成医院各类设施设备信息以便运维工作的开展。网络平台用于项目视频、音频及文档的共享,并支持团队成员的实时沟通及模型查看。模型管理工具用于协调不同专业模型之间的冲突并对模型进行整合。总体而言,信息技术通过可视化、模拟仿真以及线上协同的方式起到以下四个方面的作用:支持3D模型深入使用、合并和巩固零碎的信息、及时获取项目最新的信息、运用充足的信息进行决策。

上海市某三级甲等公立专科医院扩建工程总面积68136平方米,包括住院综合楼、教学综合楼以及35KV降压站。由于国内招投标法等相关法律法规的限制,本项目无法签署多方型合同,仍采用传统的DBB模式。但在项目筹备阶段,医院方了解到IPD模式在医院建筑项目中的成功运用,因此决定将IPD的思想及方法运用至本项目中,并聘请了全过程BIM咨询团队辅助项目管理。

本项目主要存在三大难点。其一为交通及区位的挑战。本项目可用场地范围狭小,建筑材料堆放受到极大限制,且西侧及南侧均为居民区,对施工现场的噪音、扬尘控制要求较高。另外,医院周边道路狭窄且施工场地紧邻医院主要出入口,施工车辆进出动线设计难度大。

其二为现有建筑资料的缺失。本项目涉及到现有建筑与新建建筑的连接,包括地下空间的连通、地下车库通道出口的延伸等,但由于建筑图纸等资料信息丢失严重,且已有资料对于桩基、墙等位置的定位也与实际建筑不符,为设计方案的选定以及后续施工带来不确定性。

其三为医院方提出运维高要求。本项目新建住院综合楼将用于新生儿临床中心,对于医院建筑的洁净程度、温湿度以及光照的要求很高,因此医院方要求在设计方案中对采光、通风等建筑性能进行详细论证,同时要求建成建筑能够及时、便捷地维护设施设备,确保医院营业的稳定性。

设计初期阶段,考虑到新建住院综合楼的运维要求,医院要求医护人员与运维人员参与各类设计会议,并与设计方、咨询方共同讨论确定运营阶段的需求。首先,由医院各科室内部的护士、主任医师讨论确定各科室对于新建住院综合楼的需求,之后由各科室派出代表将需求传递至设计方,并讨论需求的可行性。对于设计方未能完全理解的需求,由基建处组织召开专门会议,确保所有需求准确传达至设计方。设施设备维护方面,医院方要求运维部门派出专门人员与BIM咨询方对接,提出运维工作需要的设施设备信息需求,并由BIM咨询方在后续建设期将所有信息逐步收集在3D模型中,最后将包含完整信息的建筑模型交付至运维部门。

住院综合楼进入施工阶段后,医院方提出要求将工地现场的会议室改为“大房间”,并在其中增设投影仪、白板等多媒体设备,并要求日常会议及事项的决策均在“大房间”中进行(即医院方、设计方、施工总包方、BIM咨询方等参与方依托BIM模型,在“大房间”讨论住院综合楼相关建造问题)。

会议制度方面,在传统的工程例会、进度例会的基础上,医院方要求增加由BIM咨询方主持的模型例会。模型例会以3D模型为基础,各参与方根据自身专业对模型进行修改,并依据模型对施工过程中出现的问题进行决策。

由于在项目初期即确定了全生命期的BIM咨询工作,BIM咨询方建立了项目信息的集成方案。一方面,BIM咨询方收集下游参与方,如运维人员、医护人员对于医院建筑及设施设备信息的需求,制定部品部件的信息采集表,另一方面,搭建协同管理平台作为信息集成的载体,通过共享项目的文档、音视频资料以及模型等信息,达成线上协同决策,提高问题的处理效率。

之后,根据收集到的需求信息,BIM咨询方在设计初期进行光照分析、人群疏散模拟、舒适度模拟等多项医院建筑性能模拟,以比选出符合医院方要求的设计方案,并利用Revit建立的模型,按照施工方提供的场布图结合医院周边的交通情况,模拟施工车辆的交通流线,提出施工场地车行出入口开口及流线建议。

基于国内建筑行业割裂的现实情况,结合医院建筑项目存在的问题及国外IPD模式的成功实践,本文通过案例分析的方法,梳理分析了国外医院建筑IPD模式的特点,并在国内医院建筑项目中进行了探索性的应用。本文的关键应用包括参与方的早期介入、共同决策以及协同管理平台的运用,实现了精益建造思想与医院建筑项目的有效融合,有利于医院方建设目标的达成,提高了医院建筑的性能。然而,由于国内外建设环境及相关法规存在差异,IPD模式的特点并未在项目上得到全部应用,并且对于医院建筑的特殊性以及其使用者的特殊需求,还有进一步研究的空间。总体上,实践表明IPD模式的思想与方法能够推动医院建筑项目的精益化建造,进一步提升医院建筑在全生命周期的可使用性以及可持续性。