寄稿記事 ( contributed-article) 2016年02月03日

設計フェーズのコミッショニング 

Ryan Chang(TAB Engineers Inc.)
訳:川崎裕太、宮田翔平(東京大学大学院生)
レビュー:赤司泰義(同教授)

プロジェクト総括レポート

多くの国において、コミッショニングは未だに新しい取り組みであり、その進展によって一層の定型化やプロセス理解、手順の標準化が進むことが求められている。このレポートでは、日本の防衛基地での建設プロジェクトにおいて実施された設計フェーズのコミッショニング業務において、その目的やそこで得られた教訓、今後に向けた助言をまとめている。この文書の意図するところは、日本での今後のコミッショニングプロジェクトが成功裏に実施され、展開されることに貢献することである。

設計フェーズのコミッショニングは、設計内容の各要素を発注者の性能要求の内容と比較するプロセスである。設計フェーズのコミッショニングプロセスは、設計者やエンジニアの仕事や責務を同業種の視点からレビューすることではない。これらの仕事はあくまで設計チームの責任下にある。設計フェーズのコミッショニングは、設計の検証性、運用性、保守性、およびベストプラクティスの観点から、各システム・要素を評価することである。設計フェーズのコミッショニングの主な目的は、以下のとおりである。

・明確な設計意図を作り上げることにおいて、発注者と設計チームを補
 助すること
・発注者の設計意図に合致している建設図書を作り上げることにおいて、
 設計チームを補助すること
・検証性、運用性、保守性、ベストプラクティスの観点から、全ての設
 計図書をレビューすること
・引渡しフェーズの試験実施の指針となるような、明確で計測可能な引
 渡し基準を作成すること
・性能検証される全ての対象システム・機器に対して、施工フェーズの
 コミッショニングに関する工事請負業者の責務をまとめた仕様を作成
 すること

発注者が望めば、コミッショニング責任者は、次のような目標を達成するように、コミッショニングのプロジェクトを組み立てることを発注者から要請されるであろう。もちろん、各プロジェクトはそれぞれ異なるし、発注者はそれぞれ異なる要望を持っている。よって、発注者にとって重要なことは、設計開始の前にコミッショニング業者と会って、そのプロジェクトでどんな利益を求めているのかを協議することである。ここであげているものは、発注者が設計フェーズのコミッショニングプロジェクトでコミッショニング責任者に要請するであろういくつかの目標を示している。

設計フェーズでのコスト削減:   コミッショニング責任者は発注者のプロジェクト目標を文書化することを依頼される。この文書は設計チームが設計プロセスを手引するのに使われる。これにより、設計上の成果を明らかにし、追加予算や工期延長につながる設計変更を減らすことができるであろう。意思疎通や理解が不十分なことによって、設計者はしばしば、その建物の運用がどのようなものかを明確に理解しないまま、設計業務を始めなければならない。設計フェーズのコミッショニングの最初の目標は、その設備に対する発注者のニーズへの明確なビジョンを設計者が持っているか、を検証することである。

施工フェーズでのコスト削減:  施工フェーズのコミッショニングによってコストを削減する方法は数多く存在する。最もよくある方法は、施工のやり直しや工期の延長につながるような施工変更を減らすことである。工期延長や施工変更は不測の事態であり、それにより発注者は大きな影響を受けてしまう。もし工事請負業者が発注者の意図を明確に理解していなければ、施工のやり直しや追加コストが生じてしまう可能性がある。コミッショニング責任者は、施工上の間違いが生じる前に、工事請負業者と的確なやり取りを行って指導することで、発注者をアシストすることができる。

運用コストの削減:  建物や施設の発注者には、設備使用時の維持管理に支払うと考えている予算がある。しかし、発注者の運用予算が設計チームと協議されることはあまりなく、設計時に考慮されることも少ない。システムの設計には、維持管理スタッフの能力や経験のレベルが考慮されるべきである。発注者は建物の中のシステムを維持するために必要な十分な人数のスタッフを雇用するつもりがあるのだろうか。こういったことは、コミッショニングプロセスにおいて協議されるべき重要な論点である。

機器の維持管理や修繕コストの削減:  機器やシステムは、予防的なメンテナンスを定期的に行わなければ、不意に不具合を生じてしまい、長い時間、建物を機能不全にしてしまう。しかし、工事請負業者が発注者に建物を引き渡す際に、発注者は、どんな予防的な維持管理が機器を健全な状態で運転するのに必要であるのかを理解しているだろうか。コミッショニング責任者は、適切な運用と維持管理の方法を発注者が容易に理解できるようにすることを要請される。

建物や施設のエネルギー効率の目標の明示:  多くの建物の発注者は、プロジェクトにかかる建設コストに最大の関心を持っている。しかし、エネルギーコストが施設運用のための発注者の予算額を超えてしまうことがある。コミッショニングによって、エネルギーコストを評価し、利益になるような選択肢を検討することが容易になる。

環境負荷の削減:  自治体の中には、エネルギー効率の高い建物設計を求めるような規定を定めているところがあり、今日では多くの私企業のオーナーも、環境負荷を低減するために彼ら側で何かを行うことの責任を感じている。適切に設計・運用されていない建物と施設は、環境を汚染し、エネルギーを浪費する。その結果、より多くの温室効果ガスを排出する。コミッショニング責任者は、エネルギー効率の高い設計に必要なことを発注者が理解できるよう手助けすることに積極的な役割を担う。

今後のプロジェクトに活用するための教訓の文書化:  コミッショニングは継続的な改善プロセスである。コミッショニングプロセスでは、各プロジェクトで発生した問題やそれらを正すために使われた解決策を文書化する。過去の建設・改修プロジェクトから得られた教訓は、一般には、プロジェクトマネージャーやファシリティマネージャーが離れたときに失われる。コミッショニングの範囲には、将来の同様な問題に如何に対処するか、のために直面した問題、解決策、助言を記録した教訓報告書も含まれるべきである。

今後のコミッショニングのための助言

防衛基地における設計フェーズのコミッショニングプロジェクトに基づいて、以下のような助言があげられる。

企画・設計要件書
企画・設計要件書は、プロジェクトに対する発注者の目標、目的、期待を共有するように編集して文書化したものである。企画・設計要件書には、プロジェクトに関連するすべての明確な要求事項が含まれるであろう。防衛基地のプロジェクトでは、施設に対する利用者の要望をまとめた企画・設計要件書を作成することになっているが、一般的なコミッショニング契約の下では、設計チームとコミッショニング責任者は、発注者の意図が反映された企画・設計要件書に従うことになる。ただし、プロジェクトに予算投資する発注者は、彼らの要求に合致するように、コミッショニング責任者に企画・設計要件書をレビューさせ、修正させなければならない。プロジェクトに対する発注者の真の意図が反映されなければ、企画・設計要件書は有効的でなくなる。

企画・設計要件書は、発注者がそのプロジェクトに対して支払おうとしている、許容可能な予算額を決定するためにも利用される。ほとんどの防衛基地プロジェクトでは、発注者が建設コストの見積りを理解できるように、設計チームはそれぞれの分野(空調、電気、給排水、通信など)のコスト見積りを提示することが要求される。設計や設計レビューのプロセスで追加される各コストはプロジェクト全体のコスト見積りに加えられるべきである。このことは、限られた予算よりも利用者が多くの事項を求めるような受入国支援プロジェクトにおいて特に有効であろう。発注者は利用者が要求した追加コストの追跡ができるようになり、それによってプロジェクトのコストが予算を超えないようにすることができる。もし発注者が設計フェーズの初期の段階からコミッショニング責任者を雇用するのであれば、プロジェクトのコストを把握する仕事をコミッショニング責任者に割り当てることもできる。これによって、コミッショニング責任者の仕事量や報酬は増加するが、建設コストが把握できずに制御できなくなるような事態を防ぐためには、有効な手段である。

設計根拠書
設計根拠書は、設計チームによって記述された、企画・設計要件書の要求事項を満足させる設計提案の文書である。米国のプロジェクトでは設計根拠書が一般的に要求されるが、受入国支援プロジェクトにおいては通常要求されない。政府の契約担当者は、設計チームに設計根拠書を出させることによって、どのプロジェクトが有益となり得るのかを決定すべきである。設計根拠書を用意するには、設計者にはより多くの時間、労力、コストがかかる。また、発注者は設計根拠書を作成するための費用を支払う責任が生じる。それでも、設計プロセス、種々の決定、設計者の効率を改善したり低下したりしたことについての設計者のコメント、そしてプロジェクトの最終的な結果を記録することは重要なことである。この記録は、今後のプロジェクトを計画し、明確化していく上で非常に効率的なツールとなりうる。設計根拠書を要求することは、設計者に、建設的な評価を記述し、今後のプロジェクトを改善するための仕組みを与えることにもなる。

教訓報告書
建設中のコストのコントロールは、工事請負業者の入札の時点で細部まで計画された設計が行われているか否かで大きく影響を受ける。通常、施工中の設計変更は、入札時点で詳細な設計が完了していた場合よりも発注者に多くのコストがかかるものである。コミッショニング責任者は、個々の施工プロジェクトで発生して解決されてきた問題の記録を残すことを要求されるべきであろう。そのプロジェクトでコストを追加することになった項目は、今後のプロジェクトを改善していくためにも、教訓報告書にまとめられるべきである。発注者、設計チームともに、両者が今後のプロジェクトの設計範囲を話し合うのに、この教訓報告書を活用することができる。同様にコミッショニング責任者も、見落とされていた項目が今後の設計に確実に整合され、反映させられるよう、チェックリストにこの教訓報告書を加えて活用することができる。

教訓報告書

1. 早期にコミッショニングを開始すること:  設計フェーズのコミッショニングのプロジェクトでは、設計がほとんど完了するまでは、コミッショニングを実施するための予算が承認されないことが多い。我々の経験上、設計がすでに90%ほど完了している段階で、コミッショニング責任者が雇用されることが一般的である。このことは、設計完了間近の設計に影響を与えるようなコミッショニングの設計レビュー・助言の機会を失うことを意味する。より早期にコミッショニングが開始されれば、設計が行われる前の段階において、発注者や利用者のニーズについてより多くの意見交換を行うことができる。

2. 合同会議を実施すること:  合同会議は、全ての関係者が話し合って協力することができるように、設計フェーズの開始時に実施される。防衛基地のプロジェクトでは、問題の一つとして、多くの関係者がそのプロジェクトに関わるとともに、かつそれぞれ異なった目標を持っており、さらにその目標を達成するための必要な設計への理解も異なっていることがあげられる。全ての関係者が100%合意することは不可能である。しかしながら、チームワークやコミュニケーションを一層進めるために数回の合同会議を行うことは有益であろう。全ての関係者がプロジェクトを成功させたいという一つの共通した目標を持っていることがわかるだろう。

3. 協働することの合意を結ぶこと:  協働することの合意は、プロジェクトの最終成果と、それを達成するために各関係者がどんな責任を果たさなければならないのか、に焦点を合わせるべきであろう。合同会議の最終目標は、全ての設計者や主要なステークホルダーが署名する協働合意書をつくりあげることである。一旦、協働合意が結ばれれば、その協働合意書はすべての関係者によって尊重されるべきである。

4. 役割と責務をはっきりさせること:  一つのプロジェクトに二人以上の発注者、利用者、そして、会社を代表する複数の設計者や施工者が関わることがある。その場合、誰が財務上あるいは契約上の決定権を持つのかを明確にしておくことが重要である。発注者が財務上・契約上の最大の決定権を持つが、仮に異なる二つの関係者が発注者の役割(財務上・契約上の決定権)を共有するようなことがあれば、プロジェクトの成果に関わるような重要な判断は両関係者間で話し合われてなされるべきである。いかなる組織や個人も、自身が下した決定を容認するよう発注者に強要するような権限は持ち合わせていない。

5. 設計目標に優先順位をつけること:  発注者や利用者から要求される設計目標には、国際的な設計チームにとって、その実現が非現実的な場合がある。「UFC基準(Unified Facilities Criteria:統一施設基準)、NFPA(National Fire Protection Association:全米防火協会)、IBC(International Building Code:米国建築基準)等のすべての要求に応じなさい」という要請は全くもって不可能である。もし、発注者や利用者が設計目標に優先順位をつけるならば、設計者が優先して取り組む内容がはっきりするだろう。設計目標は、その重要度に応じて「最高」「高い」「普通」「低い」というようないくつかのリストに分けるべきであろう。これにより、最も優先度の高い設計目標が満足しているかを確実に評価できるようになり、設計チームにとってもその設計目標を単純化することができる。「すべての要求に応じなさい」は現実的に期待できることではなく、そうなれば多くの瑣末な要求までもまともに取り扱うことになってしまう。

6. 合同会議のガイドラインを作成すること:  設計レビュー会議を様々な段階で開催し、設計図書について議論すべきである。評価者は、発注者と利用者の代表として、契約担当者と技術エンジニアリングのスタッフにより構成される。彼らは政府の役人に代わって決定権を持っているが、このときに評価者は、不当な要求を表明すべきではない。より協力して、連携し、チーム間の理解が進めば、プロジェクトの最終成果にとって有益なものになるであろう。建物利用者の利益を代表する評価者は、自身らが設計者と一緒に協力して働いているということを忘れてはならない。無礼で不当な要求をする評価者は、それがプロフェッショナルに反した素人の振る舞いであることを心に留めておくべきである。設計レビュー会議に参加するすべての関係者(評価者、設計者、政府関係者、コンサルタント)は専門家であり、平等な敬意をもって扱われるべきである。このことは、設計が始まる前の合同会議で話し合い、後の合同会議で確固たるものにすべきである。

結論

設計フェーズのコミッショニングは継続的な改善プロセスである。失敗や工期の延長、コスト超過は、全てのプロジェクトから完全に取り除くことはできない。しかし、日本でコミッショニングが成熟していくにつれて、過去のプロジェクトで困難だったことが、将来のプロジェクトを改善することにつながる。発注者、契約担当者、設計者、工事請負業者、利用者、運用管理スタッフがコミッショニングに等しく関わることが、プロジェクトの成功に寄与することを理解することが重要である。この点は、すべてのプロジェクトにおいて、設計や施工のフェーズの最初の段階で説明され、確固たるものにすべきである。すべての関係者が共通の目標に向かって仕事をすることが合意されれば、関係者間の意思疎通や連携、協力をしっかりと行っていくことによって、コミッショニングは設計や施工のプロセスを改善し続けることになるのである。

寄稿記事 ( contributed-article) Feb. 03, 2016

DESIGN PHASE COMMISSIONING

Ryan Chang(TAB Engineers Inc.)

 

PROJECT SUMMARY REPORT

In many countries, commissioning is still an emerging activity and advances are needed for greater formalization, understanding of its process, and standardization of its procedures. This report summarizes the objectives, lessons-learned, and follow-up recommendations for the design phase commissioning work performed on defense base construction projects in Japan. The intent of this document is to contribute to the successful implementation and development of future commissioning projects in Japan.

Design phase commissioning is the process of comparing each element of the design to the owner’s performance requirements. The design phase commissioning process is not intended to be a peer review of the design architects and engineers work or responsibilities, as these remain the responsibility of the design A-E team. Design phase commissioning evaluates each system and element of the design as it relates to commission ability, operability, maintainability and industry accepted best practices. The main objectives of design phase commissioning are:

・To assist the owner and A-E design team in establishing
 clear design intent
・To assist the design team in developing construction
 documents that conform to the owner’s design intent
・To review all design documents for commissioning ability,
 operability, maintainability, and best industry standards
・To develop clear and measurable acceptance criteria that
 will guide the execution of construction acceptance phase
 work
・To develop specifications that outline the construction
 contractor’s obligations related to the construction
 phase commissioning for all applicable systems and
 equipment to be commissioned

If desired by the building owner, the commissioning authority can be requested to structure the commissioning project to achieve the following goals. Of course, each project is different and each building owner has different needs. It is important for the owner to meet with the commissioning agent before the start of design to discuss what benefits are desired for each project. These are some of the objectives that the Owner can request the commissioning authority to incorporate into the design phase commissioning project:

Achieve cost savings during the design phase: The CA can be asked to develop the owner's project goals for the design team to use to guide the design process. This might help clarify the design efforts and could reduce design changes that result in added cost and project deadline extensions. Due to miscommunications or misunderstandings designers sometimes must start their work without a clear understanding of how the building’s operation. The primary goal of commissioning during the design phase should be to verify that the designers have a clear vision of the Owner’s needs for the facility.

Achieve cost savings during the construction phase: There are many ways to reduce cost by commissioning during the construction phase. The most frequent method is to reduce construction change orders that result in construction rework and project deadline extensions. Missed deadlines and construction change orders are unforeseen conditions that largely impact the building owner. If the construction contractor does not have a clear understanding of the Owner's expectation for the building, construction rework and additional costs could result. The commissioning authority can assist by asking the right questions to guide the contractor before construction mistakes are made.

Reduce operations cost: Some building and facilities owners have a budget of what they expect to pay to maintain the facility when it is in use. The Owner’s operations budget is not frequently communicated to the design team, and usually not considered in the building’s design. The design of the systems should consider the capabilities and level of experience of the operations and maintenance staff. Does the owner intend to hire the quantity of staff that is needed to maintain the systems within building? These are important questions that can be coordinated in the commissioning process.

Reduce equipment maintenance and repair costs: Equipment and systems can fail unexpectedly and have lengthy building outages if preventative maintenance is not regularly performed. However, when the contractor hands the building to the Owner, does the owner have an understanding of what preventative maintenance steps are needed to keep equipment operating in good condition? The commissioning authority can be requested to facilitate the handover of proper operations and maintenance procedures.

Specify the energy efficiency goals for the building or facility: Many building owners are primarily concerned with the construction cost for the project. But the cost energy costs can exceed the amount that the owner’s budget to operate the facility over time. Evaluating the cost to benefit options can be facilitated by the commissioning authority.

Reduce the impact on the environment: Some governments have energy codes that require energy efficient building designs, and today many private building owners feel responsible for doing their part to reduce the impact on the environment. Buildings and facilities that are not designed and operated correctly will pollute the environment and waste energy which results in more production of greenhouse gasses. The commissioning authority can have an active role in assisting the owner to communicate the need for energy efficient designs.

Document lessons learned to use on future projects. Commissioning is a continuous improvement process. The commissioning process can be applied to document problems encountered on each project and the solutions that were used to correct them. The lessons learned from past construction and renovation projects are typically lost when the project manager or facilities manager resigns. The commissioning scope should also include a lessons learned report to record problems encountered, solutions used, and recommendations for how to approach similar problems in the future.

RECOMMENDATIONS FOR FUTURE COMMISSIONING PROJECTS

Based on observations made during our recent military defense base design phase commissioning project, the following recommendations are offered:

Owner s Project Requirements:
The Owner's Project Requirement (OPR) document is a compilation of the communications and documentation of the Owner's goals, objectives, and expectations for the project. This would include any specific requirements pertaining to the project. For military defense base projects, it is typical for the Users to write an OPR that outlines their own requirements for the facility. Under normal commissioning protocol, the A-E team and the commissioning authority should follow the OPR as the Owner’s intent. However, the owner who is responsible to provide funding for the project must have the authority to review and modify the OPR document to meet their requirements. The OPR is not effective unless it contains the Owner’s true intent for the project.

The OPR can also be used to specify allowable budget that the Owner is expecting to pay for the project. On most defense base projects, the A-E team is required to provide a cost estimate for each respective discipline (HVAC, electrical, plumbing, communications, etc.) that helps the owner understand the expected cost of construction. For each additional cost item that is added during the design and design review processes, the cost of that item should be added to the overall project cost estimate. This might be especially useful on Host Nation funded projects where the Users may ask for more items than the budget can afford. The Owner can keep track of the Users' added cost items so that the project costs do not exceed the budget. If the Owner hires the commissioning authority from the beginning of the design process, the task of keeping track of project costs can be assigned to the CA. This will require more work effort and cost by the CA, however, can be useful to the Owner to keep construction cost from escalating out of control.

Basis of Design Report:
The Basis of Design (BOD) document is the design A-E team’s written description of the proposed design solutions that satisfy the requirements of the OPR. The BOD is typically required on US projects, but is not typically a requirement on Host Nation funded projects. The government’s contracting officer should decide which projects could benefit by requiring the A-E design team to provide a BOD report. Preparing a BOD does require more time, effort, and costs by the designers. Also, the Owner is responsible for paying the expenses to write the BOD report. However, it is important to have a record of the design process, decisions made, and comments from the designers regarding items that either improved or reduced their efficiency and the project end results. This can be a very effective tool for planning and specifying future projects. Requiring a project BOD report also gives the A-E designers a mechanism to write constructive criticism and improve future projects.

Lessons-Learned Report:
Cost control during construction is highly dependent on having a complete design package for the contractors to bid on. Change orders during construction tend to cost the Owner more than when work is specified in the bid documents. The commissioning authority should be asked to keep an issue log of the problems that were resolved on each construction project. The items that added cost to the project can be summarized in a lessons learned report for improving future projects. The Owner and A-E designers can both use the lessons learned report for negotiating the design scope on future projects. Similarly, the commissioning authority can add lessons learned to coordination checklists to ensure that the omitted items are coordinated and provided on future designs.

LESSONS LEARNED REPORT

1. Start commissioning early: For design phase commissioning projects, it is typical that the funding to do commissioning is not approved until the design is mostly complete. In our experience, it is quite common that the commissioning authority is hired at the time when the design development is already 90% complete. There is less opportunity for the commissioning design review recommendations to influence a design near completion. Starting commissioning early can enable more dialogue about the Owner and User’s needs before the start of the design.

2. Host a partnering meeting: A partnering meeting can be held at the start of the design phase to encourage dialogue and cooperation between all parties. On host nation projects, one obstacle is that there were many parties involved that all have different goals and understanding of what the design needs to achieve. It will never be possible to have all parties reach 100% agreement. However, it would be beneficial to have one or two partnering meetings to encourage teamwork and communication. It is understood that all parties have a common goal of wanting the project to be a success.

3. Establish a partnering agreement: The partnering agreement should focus on the end result for the project and what responsibilities each party must perform to achieve it. The end result of the partnering meeting is the partnering agreement that all designers and major stakeholders will sign. Once established, the partnering agreement shall be honored by all parties.

4. Establish the roles and responsibilities: It may be possible to have more than one owner, more than one user on a project, and multiple design and construction managers who represent them. It is important to establish who has the authority to make financial decisions and contractual decisions. The owner has ultimate authority to make financial and contractual decisions. If two parties share the Owner's role (financial and contractual decision making), then important decisions that affect the outcome of the project should be negotiated between those parties. No party or individual has the right to force the owner(s) to accept a decision.

5. Prioritize design objectives: The design objectives requested by Owner and User parties can be unrealistic for an international design team to accomplish. The request to “Comply with ALL requirements in UFC, NFPA, IBC, etc.” is just not possible. It would improve the focus of the design engineers if the Owner and User representatives would prioritize the design objectives. Objectives should be put on several lists of Highest, High, Medium, and Low importance. This will allow the reviewers to ensure that the greatest design priorities are satisfied, and simplify the objectives for the design team. "Comply with All requirements" is not a realistic expectation and leaves too many openings for priorities to be neglected.

6. Establish guidelines for joint meetings: The design onboard review (OBR) conferences should be held at various stages to review and discuss the A-E design document submittals. The reviewers might consist of contracting officer technical engineering staff for both Owner and User representatives, who have the authority to make decisions on behalf of their government agencies. Reviewers should not present their requirements in a demanding manner. It would be beneficial to the final outcome of the project if there is more cooperation, teamwork, and understanding between the teams. The reviewers that represent the interest of the building occupants should be reminded that they a working in partnership with the designers. Reviewers who conduct themselves in a rude or demanding manner should keep in mind that this is unprofessional behavior. All participants who attend the OBR (reviewers, designers, government representatives, and consultants) are professionals and should be treated with equal respect. This item should be discussed at the partnering meeting before the design kick-off, and reinforced at subsequent partnering meetings.

CONCLUSION

Design phase commissioning is a continuous improvement process. Mistakes, delays and cost overruns cannot be completely eliminated from all projects. However, as the commissioning process matures in Japan, the difficulties on past projects can be used to find solutions that improve future projects. It is important that the owner, contracting officers, A-E designers, construction contractors, users, and operation & maintenance staff understand that their participation in commissioning equally contributes to the project's success. This goal should be explained and reinforced on all projects at the start of the design and construction phases. Commissioning will continue to improve the design and construction processes by improving communication, coordination, and cooperation if all parties agree to work towards that common goal.

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