工程優化設計

魏克嫻

（中糧工程科技（鄭州）有限公司，河南 鄭州 450053）

工程優化設計

魏克嫻

（中糧工程科技（鄭州）有限公司，河南 鄭州 450053）

加強工程設計方案優化已成為現代工程建設開展的重要工作，是控制工程成本、提高工程造價管理的關鍵。基于此，論述工程優化設計的影響因素與不足，提出搞好優化設計的幾點建議。

工程設計；優化設計；成本控制

在工程項目建設中，建設單位作為投資主體，在建設過程中進行優化設計，加強工程成本全過程管理，有效控制投資具有重要意義。全面的成本控制和管理涉及與工程建設有關的各個要素，涉及工程項目的全過程，涉及建設單位、施工單位、設計單位、供貨單位多家單位的管理與協調。工程成本控制又存在多種不確定性因素，故降低工程項目建設成本，提高投資效益是建設單位項目管理的重要目標。工程成本的有效控制應體現在決策階段和實施階段。如何進行工程優化設計，現從以下幾方面進行分析。

1　優化設計直接影響投資

工程建設過程包括項目決策、項目設計和項目實施3大階段。進行投資控制的關鍵在于決策和設計階段，而在項目做出投資決策后，其關鍵就在于設計[1]。

據研究分析，設計費一般只相當于建設工程全壽命費用的1%以下，但正是這少于1%的費用對投資的影響卻高達75%以上。

1.1建筑、結構的優化設計

單項工程設計中，其建筑和結構方案的選擇以及建筑材料的選用對投資有較大影響，如建筑方案中的平面布置為內廊式還是外廊式、進深與開間的確定、立面形式的選擇、層高與層數的確定、基礎類型選用以及結構形式選擇等都存在著技術經濟分析問題。據統計，在滿足同樣功能的條件下，技術經濟合理的設計，可降低工程造價5%～10%，甚至可達10%～20%。

據統計，在工程質量事故的眾多原因中，設計責任多數占40.1%，居第一位。不少建筑產品由于缺乏優化設計，而出現功能設置不合理，影響正常使用；有的設計圖紙質量差，專業設計之間相互矛盾，造成施工返工、停工的現象，有的造成質量缺陷和安全隱患，給國家和人民帶來巨大損失，造成投資的極大浪費。震驚全國的寧波大橋事故就是這方面的典型例證。

1.2工藝優化設計方案

設備安裝工程約占工程總投資的20%～50%，建筑物更多考慮設備因素影響。樓層越多，設備系統越龐大。設備的配置應充分考慮自然環境對能源節約的有利條件，如果能從建筑產品的整個壽命周期分析，能源節約是一筆不小的費用。通常在設備的選用問題上，需要盡量選用國內品牌，能降低產品成本，從而降低工程造價。

2　優化設計意識不足

2.1對優化設計監控不力

長期以來，形成了一種設計對業主負責，設計質量由設計單位自行把關的觀念，主管部門對設計成果缺乏必要的考核與評價，有的僅靠圖紙會審來發現一些簡單問題，只有等出現了大的技術問題才來追究責任，而方案的經濟性則問及更少。另外，對設計市場管理不夠，越級、無證、掛靠設計時有發生，從而導致設計質量下降。加之由于設計工作的特殊性，不同的項目有各自的特點，所以針對不同項目優化設計的成果缺乏明確的定性考核指標。

2.2業主要求優化設計的意識不強

目前，業主往往把投資的控制重心放在施工環節上，而對設計環節重視不夠。其原因如下：①對設計對投資影響的重要性認識不夠，只看到搞施工招標，投標價要低于標底價、施工單位要讓利等，殊不知設計方案的優化會帶來更大的節約。②無法很好地選擇設計單位，因為在設計前業主不知道誰能優化到什么程度。有些項目設計雖通過招投標，但此時方案不細，概算粗略，很難來綜合評定。③業主由于專業知識上的限制，對設計方案難以從優化的角度提出要求或疑義。④有些業主經濟實力雄厚擾，項目建設趕時髦、求新穎，根本不提優化要求。⑤有些業主自身對工程應具備的功能要求及應達到的目標不明確，隨意性大，要求出圖時間緊，又壓低設計收費，從而也影響了優化設計的開展[2]。

2.3優化設計的開展缺乏必要的壓力和動力

由于目前的設計經營往往憑的是關系，缺乏公平競爭，所以設計單位的重心不在技術水平的提高上，設計只要保證不出大的質量問題，方案的好壞、造價的高低關系不大，使優化設計失去壓力。由于現在的設計收費是按面積或按造價的比例計取，幾乎與投資的節約和設計質量的優劣無關，導致對設計方案不認真進行經濟分析，而是追求高標準，或為保險起見，隨意加大安全系數，造成投資浪費。相反，設計單位即使花費了較多的人力、物力，優化了設計方案，給業主節約了投資，但也不能得到應有的報酬，有時設計費反而變少，從而挫傷了優化設計的積極性。

3　搞好優化設計的幾點建議

3.1主管部門應加強對優化設計工作的監控

為保證優化設計工作的進行，開始可由政府主管部門來強制執行，通過對設計成果進行全面審查后方可實施。作為《建設工程質量管理條例》的配套文件之一的《建筑工程施工圖設計文件審查暫行辦法》已由建設部建設［2000］41號文頒布施行，其實施將對控制設計質量提供重要保證。但《辦法》規定的審查主要是針對設計單位的資質、設計收費、建設手續、規范的執行情況及新材料新工藝的推廣應用等，缺乏對方案的經濟性及功能合理性方面的審查要求。所以，①建設主管部門在執行《辦法》的同時，應增加人員配備和審查力度，對設計成果進行全面審查。②應加強對設計市場的管理力度，嚴格通過資質管理、人員注冊、設計招標、圖紙審查等環節來規范設計市場，減少黑市設計。③利用主管部門的職能，總結推廣標準規范、標準設計、公布合理的技術經濟指標及考核指標，為優化設計的進行提供良好服務。

3.2注意優化設計工作的綜合性

通過優化設計來控制投資是一個綜合性問題，不能片面強調節約投資，要正確處理技術與經濟的對立統一是控制投資的關鍵環節。設計中既要反對片面強調節約，忽視技術上的合理要求，使項目達不到功能的傾向，又要反對重視技術而輕經濟、設計保守浪費的現象。設計人員要用價值工程的原理來進行設計方案分析，要以提高價值為目標，以功能分析為核心，以系統觀念為指針，以總體效益為出發點，從而真正達到優化設計效果[3]。

3.3注重三維技術的應用

三維設計軟件通過建立三維模型，模擬真實設計，使工藝的設計工作更準確、更高效，如確定工藝設計中穿樓板的斜溜管預留洞，及時發現和解決管路之間碰撞問題。在方案設計階段，主要的工作是與業主溝通、商討，確定工藝流程、工藝初步布置和設備配置等。多數情況下，業主往往都是非專業設計者，讀工程圖紙圖能力有限，所以只通過圖紙和語言的溝通往往會產生諸多麻煩。如果使用三維設計軟件來設計，用三維圖形把抽象的、平面的、分離的設計對象具體化、形象化，通過“虛擬現實”技術更直觀地把廠房大小，設備大小及他們之間的位置關系，甚至加工過程都淋漓盡致地表現出來，會使我們和業主的溝通暢通無阻，提高合作的滿意度和成功率[4]。

三維設計技術將現實虛擬化，形成了圖形與工程數據的統一、主觀與客觀的統一、理論與現實的統一，真正將工廠建到了“紙”上。設計人員的主要精力不放在枯煩瑣的三維到二維的轉化上，主要考慮如何使方案更合理化；將復雜的書面提資轉化為專業間模型的提交，實現專業間無縫對接；設計從經過修改后的模型上抽取，保證了設計成品的一致性，可以隨意實現二維出圖，使得出圖質量和速度大大提高；三維漫游通過虛擬的三維空間直觀真實地展示設計方案，通過碰撞檢查等手段可以提前發現專業內外的配合問題，使施工階段的差錯大大減少；通過模擬吊裝施工等手段可以迅速確定合理的施工方案，同時大大縮小了設計與施工的思維差異。

4　結語

在工程實踐中，設計考慮不周，不進行合理的優化往往會對工程建設造成難以挽回的損失和浪費，有時還會給工程項目的使用帶來不可彌補的損害，而優化設計會給工程價值增值。在設計中布置合理，考慮功能齊全，合理篩選，選擇最優化的設計方案，優化設計可努力尋求投資和費用支出的最佳結合，使項目建設的全壽命費用最低。

[1]閻長俊，梁冒鈺，Mat thew Fletcher.淺工程項目的設計/建造模式[J].沈陽建筑工程學院學報（自然科學版），2001，17（3）：229-231.

[2]江 輝.淺談工程優化設計[J].大科技，2012，16（19）：281.

[3]趙建京.從管道設計看EPC總承包項目的設計控制與管理[J].石油化工設計，2005，22（2）：22-24.

[4]劉 剛.淺談國際工程優化設計[J].湖北電力，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

魏克嫻（1985-），工程師；主要研究方向為糧食工程。