工程优化设计

魏克娴

（中粮工程科技（郑州）有限公司，河南 郑州 450053）

工程优化设计

魏克娴

（中粮工程科技（郑州）有限公司，河南 郑州 450053）

加强工程设计方案优化已成为现代工程建设开展的重要工作，是控制工程成本、提高工程造价管理的关键。基于此，论述工程优化设计的影响因素与不足，提出搞好优化设计的几点建议。

工程设计；优化设计；成本控制

在工程项目建设中，建设单位作为投资主体，在建设过程中进行优化设计，加强工程成本全过程管理，有效控制投资具有重要意义。全面的成本控制和管理涉及与工程建设有关的各个要素，涉及工程项目的全过程，涉及建设单位、施工单位、设计单位、供货单位多家单位的管理与协调。工程成本控制又存在多种不确定性因素，故降低工程项目建设成本，提高投资效益是建设单位项目管理的重要目标。工程成本的有效控制应体现在决策阶段和实施阶段。如何进行工程优化设计，现从以下几方面进行分析。

1　优化设计直接影响投资

工程建设过程包括项目决策、项目设计和项目实施3大阶段。进行投资控制的关键在于决策和设计阶段，而在项目做出投资决策后，其关键就在于设计[1]。

据研究分析，设计费一般只相当于建设工程全寿命费用的1%以下，但正是这少于1%的费用对投资的影响却高达75%以上。

1.1建筑、结构的优化设计

单项工程设计中，其建筑和结构方案的选择以及建筑材料的选用对投资有较大影响，如建筑方案中的平面布置为内廊式还是外廊式、进深与开间的确定、立面形式的选择、层高与层数的确定、基础类型选用以及结构形式选择等都存在着技术经济分析问题。据统计，在满足同样功能的条件下，技术经济合理的设计，可降低工程造价5%～10%，甚至可达10%～20%。

据统计，在工程质量事故的众多原因中，设计责任多数占40.1%，居第一位。不少建筑产品由于缺乏优化设计，而出现功能设置不合理，影响正常使用；有的设计图纸质量差，专业设计之间相互矛盾，造成施工返工、停工的现象，有的造成质量缺陷和安全隐患，给国家和人民带来巨大损失，造成投资的极大浪费。震惊全国的宁波大桥事故就是这方面的典型例证。

1.2工艺优化设计方案

设备安装工程约占工程总投资的20%～50%，建筑物更多考虑设备因素影响。楼层越多，设备系统越庞大。设备的配置应充分考虑自然环境对能源节约的有利条件，如果能从建筑产品的整个寿命周期分析，能源节约是一笔不小的费用。通常在设备的选用问题上，需要尽量选用国内品牌，能降低产品成本，从而降低工程造价。

2　优化设计意识不足

2.1对优化设计监控不力

长期以来，形成了一种设计对业主负责，设计质量由设计单位自行把关的观念，主管部门对设计成果缺乏必要的考核与评价，有的仅靠图纸会审来发现一些简单问题，只有等出现了大的技术问题才来追究责任，而方案的经济性则问及更少。另外，对设计市场管理不够，越级、无证、挂靠设计时有发生，从而导致设计质量下降。加之由于设计工作的特殊性，不同的项目有各自的特点，所以针对不同项目优化设计的成果缺乏明确的定性考核指标。

2.2业主要求优化设计的意识不强

目前，业主往往把投资的控制重心放在施工环节上，而对设计环节重视不够。其原因如下：①对设计对投资影响的重要性认识不够，只看到搞施工招标，投标价要低于标底价、施工单位要让利等，殊不知设计方案的优化会带来更大的节约。②无法很好地选择设计单位，因为在设计前业主不知道谁能优化到什么程度。有些项目设计虽通过招投标，但此时方案不细，概算粗略，很难来综合评定。③业主由于专业知识上的限制，对设计方案难以从优化的角度提出要求或疑义。④有些业主经济实力雄厚扰，项目建设赶时髦、求新颖，根本不提优化要求。⑤有些业主自身对工程应具备的功能要求及应达到的目标不明确，随意性大，要求出图时间紧，又压低设计收费，从而也影响了优化设计的开展[2]。

2.3优化设计的开展缺乏必要的压力和动力

由于目前的设计经营往往凭的是关系，缺乏公平竞争，所以设计单位的重心不在技术水平的提高上，设计只要保证不出大的质量问题，方案的好坏、造价的高低关系不大，使优化设计失去压力。由于现在的设计收费是按面积或按造价的比例计取，几乎与投资的节约和设计质量的优劣无关，导致对设计方案不认真进行经济分析，而是追求高标准，或为保险起见，随意加大安全系数，造成投资浪费。相反，设计单位即使花费了较多的人力、物力，优化了设计方案，给业主节约了投资，但也不能得到应有的报酬，有时设计费反而变少，从而挫伤了优化设计的积极性。

3　搞好优化设计的几点建议

3.1主管部门应加强对优化设计工作的监控

为保证优化设计工作的进行，开始可由政府主管部门来强制执行，通过对设计成果进行全面审查后方可实施。作为《建设工程质量管理条例》的配套文件之一的《建筑工程施工图设计文件审查暂行办法》已由建设部建设［2000］41号文颁布施行，其实施将对控制设计质量提供重要保证。但《办法》规定的审查主要是针对设计单位的资质、设计收费、建设手续、规范的执行情况及新材料新工艺的推广应用等，缺乏对方案的经济性及功能合理性方面的审查要求。所以，①建设主管部门在执行《办法》的同时，应增加人员配备和审查力度，对设计成果进行全面审查。②应加强对设计市场的管理力度，严格通过资质管理、人员注册、设计招标、图纸审查等环节来规范设计市场，减少黑市设计。③利用主管部门的职能，总结推广标准规范、标准设计、公布合理的技术经济指标及考核指标，为优化设计的进行提供良好服务。

3.2注意优化设计工作的综合性

通过优化设计来控制投资是一个综合性问题，不能片面强调节约投资，要正确处理技术与经济的对立统一是控制投资的关键环节。设计中既要反对片面强调节约，忽视技术上的合理要求，使项目达不到功能的倾向，又要反对重视技术而轻经济、设计保守浪费的现象。设计人员要用价值工程的原理来进行设计方案分析，要以提高价值为目标，以功能分析为核心，以系统观念为指针，以总体效益为出发点，从而真正达到优化设计效果[3]。

3.3注重三维技术的应用

三维设计软件通过建立三维模型，模拟真实设计，使工艺的设计工作更准确、更高效，如确定工艺设计中穿楼板的斜溜管预留洞，及时发现和解决管路之间碰撞问题。在方案设计阶段，主要的工作是与业主沟通、商讨，确定工艺流程、工艺初步布置和设备配置等。多数情况下，业主往往都是非专业设计者，读工程图纸图能力有限，所以只通过图纸和语言的沟通往往会产生诸多麻烦。如果使用三维设计软件来设计，用三维图形把抽象的、平面的、分离的设计对象具体化、形象化，通过“虚拟现实”技术更直观地把厂房大小，设备大小及他们之间的位置关系，甚至加工过程都淋漓尽致地表现出来，会使我们和业主的沟通畅通无阻，提高合作的满意度和成功率[4]。

三维设计技术将现实虚拟化，形成了图形与工程数据的统一、主观与客观的统一、理论与现实的统一，真正将工厂建到了“纸”上。设计人员的主要精力不放在枯烦琐的三维到二维的转化上，主要考虑如何使方案更合理化；将复杂的书面提资转化为专业间模型的提交，实现专业间无缝对接；设计从经过修改后的模型上抽取，保证了设计成品的一致性，可以随意实现二维出图，使得出图质量和速度大大提高；三维漫游通过虚拟的三维空间直观真实地展示设计方案，通过碰撞检查等手段可以提前发现专业内外的配合问题，使施工阶段的差错大大减少；通过模拟吊装施工等手段可以迅速确定合理的施工方案，同时大大缩小了设计与施工的思维差异。

4　结语

在工程实践中，设计考虑不周，不进行合理的优化往往会对工程建设造成难以挽回的损失和浪费，有时还会给工程项目的使用带来不可弥补的损害，而优化设计会给工程价值增值。在设计中布置合理，考虑功能齐全，合理筛选，选择最优化的设计方案，优化设计可努力寻求投资和费用支出的最佳结合，使项目建设的全寿命费用最低。

[1]阎长俊，梁冒钰，Mat thew Fletcher.浅工程项目的设计/建造模式[J].沈阳建筑工程学院学报（自然科学版），2001，17（3）：229-231.

[2]江 辉.浅谈工程优化设计[J].大科技，2012，16（19）：281.

[3]赵建京.从管道设计看EPC总承包项目的设计控制与管理[J].石油化工设计，2005，22（2）：22-24.

[4]刘 刚.浅谈国际工程优化设计[J].湖北电力，2011，35（5）：75-76.

Engineering Optimization Design

Wei Kexian
（COFCO Engineering & Technology (Zhengzhou) Co. Ltd., Zhengzhou 450053, China）

Strengthening engineering design optimization has become an important work of modern engineering construction, which is the key to control the engineering cost and improve the management of engineering cost. Based on this, this paper discussed the influence factors and problems of engineering optimization design, and put forward some suggestions for optimizing design.

Engineering design; Design optimization; Cost control

TB21

10.16736/j.cnki.cn41-1434/ts.2016.18.004

魏克娴（1985-），工程师；主要研究方向为粮食工程。