从一位外行人的角度看工程设计——监理人员所理解的工程设计

张家勇

（武汉星宇建设监理有限公司，湖北 武汉 430083）

0 引 言

笔者参加工作至今，主要对工业建筑和民用建筑(含居住建筑、医疗建筑和体育建筑)工程实施了监理，包括酒钢宏兴股份公司新建炼铁浴池工程、武汉钢电 2×200 MW 火电机组烟气脱硫工程、韶钢松山股份清洁生产改建工程、武钢金属资源公司搬迁三期工程、武钢一招整体改造工程、武钢总医院新建门诊大楼工程、武钢体育中心工程等。

通常情况下，每一个受监工程项目的施工单位、材料设备供货单位、设备租赁单位、建设单位等，都会给监理单位带来诸多风险(包括质量风险和安全风险)。因为这些风险因素都已经被大家识别出来，并根据这些风险因素发生的频率和概率，以及发生后的严重程度，制定出了相应的对策措施进行预控，再通过过程控制，最终达到了降低风险的目的。所以在平时的监理工作中，大家可以沉着应对，并使整个监理行业得以健康发展。

但是，监理单位在规避上述监理风险的同时，却往往忽视了设计单位带给监理行业的风险。在实际工作中，设计失误、设计遗漏、设计错误、文字表述不严谨、图纸与工程实际不符等问题，常常让施工单位现场工作难以正常开展，使建设单位投资增加，也让监理工作陷入被动。

为了引起各参建单位的高度重视，避免造成不必要的人力、物力、资源等的浪费，增强设计师们的社会责任感，促进建筑行业的良性发展，笔者谈谈对工程设计的一些看法，在提醒监理单位需对工程设计带来的风险加强辨识和管理外，也建议设计单位严肃设计、人性化设计；以人民的生命及财产安全为根本；少些花哨，多考虑使用者(设计师同样也是使用者中的一员)的幸福感与舒适度。

1 工程设计带来的种种风险及建议

在笔者看来，一项完美的工程设计首先应满足结构安全、其次是使用功能，最后才是美观。三者均重要，但应区分孰轻孰重。曾经的计划经济年代，因受国力、财力的限制，设计师们基本都能遵循这个理念，虽然建筑外观稍差，但牢固性和适用性基本满足居住及办公需要。随着国民经济的快速发展和市场的不断放开，美观似乎被理所当然地放在了第一位，工程设计师们片面追求视觉震撼效果，力求做到标新立异，与众不同，多考虑建筑的外观和整体造型。却不曾想，美观的背后是以牺牲使用功能为代价(如异形结构的室内空间利用率很低，舒适度差)；以牺牲结构安全、抗震性能为代价(如在高层设计中，设计师们专挑规范中列举的不规则建筑类型进行设计，以体现自己所谓的实力和水平)。

1.1 结构安全应是工程设计的首要前提

无论是 GB 50010《混凝土结构设计规范》(以下简称《混规》)、 JGJ3《高层建筑混凝土结构技术规范》(以下简称《高规》)，还是 GB 50011《建筑抗震设计规范》(以下简称《抗规》)中，在描述制定规范的目的时均把“结构安全”排在第一位。其原因不言自明。结构设计的不安全，除了会造成巨大的经济损失外，还会让许多无辜的生命丧生。引用国外的一个案例：位于加拿大的圣劳伦斯河之上的魁北克大桥，本该是著名设计师 Theodore Cooper的一个真正有价值的不朽杰作；然而作为当时世界上最长跨度的钢悬臂桥，Theodore Cooper 却忘乎所以地把大桥的主跨由 490 m 延伸至550 m，以此节省建造桥墩基础的成本。然而就在这座桥即将竣工之际，悲剧发生了：1907年 8月 29日，大桥杆件发生失稳，突然倒塌，19000 t 钢材和86名建桥工人落入水中，只有 11人生还。由于Theodore Cooper的过分自信而忽略了对桥梁重量的精确计算，导致了一场事故。引用当时的事故原因分析：“设计考虑不足，构件失稳。”设计师们应吸取上述事故的惨痛教训，永远把结构安全放在第一位。因为设计师们可能变相地掌控着那些无辜生命的生杀大权。

1.2 在保证结构安全可靠的前提下，其次是满足使用功能，而不是美观

在《混规》和《高规》中同样将“适用”排在第二位。一项工程设计首先就是围绕着使用功能而展开，有需求才有设计(除了那些仅供观赏的建筑)，而设计的最终目的就是达到预期的使用功能。曾经有朋友高高兴兴地买了一套新房，可没住到一年，就再也不想住下去，最后不得不“离家出走”、亏本变卖。原因是客厅和卧室均不方正，无法将方正的家具和电器正常摆放，造成空间浪费、整体观感差，使用功能大打折扣，最重要的是严重影响到了使用者的身心健康。再例如笔者所监理的两项医院工程，设计外观均为弧形，所以弧形一圈的房间必定不可能方正(呈扇形)，中间也有部分房间不方正。投入使用后，听到最多的不是使用者们对建筑外观的赞美，而是对异形房间布局的抱怨。异形建筑的“魅力”可见一斑。上述事实表明，设计师们片面追求外观效果，却忽视了使用者们对舒适度和幸福感的渴求。在此建议设计师们将人机工程学原理、人性化设计充分运用于工程设计之中。当使用功能和外观发生冲突时，应优先满足使用功能，让人们的一生都能够在轻松愉悦的环境中度过。

另外，某医院门诊楼工程，消防验收过程中，验收人员提出，要求离地 100 mm 安装烟道的风口篦子改为吊顶以下 100 mm 安装，以免人员行走此处发生意外。在整改过程中，监理工程师意外发现，某个烟道下部居然能看到石膏板吊顶，而不是钢筋混凝土楼板，继续查看，是 1层候诊大厅的吊顶。当时发现后让笔者全身冒冷汗，于是赶紧查对设计图纸。设计图纸显示，烟道预留洞确实是从 2层楼板开始，直至屋面。按图施工没有问题，而是严重的设计失误。如果不是此次阴差阳错发现了，并对该洞口进行了封堵，否则安全隐患就是永久的。虽然是设计的问题，但是如果出现人命关天的事情，施工、监理仍难脱责任，这件事就像梦魇一样时刻缠绕着笔者，提醒着笔者，工作过程中变得更加小心翼翼。

1.3 在满足结构安全和使用功能、经济合理的前提下，再考虑美观无可厚非

俗话说：“人靠衣装马靠鞍”，建筑物也不例外。一项优秀的工程设计首先映入眼帘的必定是外观，然后通过外观继续了解使用功能、结构的安全性等。然而过度的“包装”除了耗费人力、物力、财力外，可能只是画蛇添足，达不到应有的效果。所以在此呼吁设计师们在工程外观设计中也应讲求度，过之则犹不及。

1.4 好的工程设计应便于现场施工

在《高规》陈述制定规范的目的时，重点提到了“方便施工”。

首先，好的创意无可厚非。许多建筑物外观造型或多或少都会有一些装饰线条、图案等，却不知这些奇怪的造型所花费的造价远远高于花费在结构和使用功能上的造价(即性价比很低)，甚至有些造型是工人冒着生命危险去完成。一旦因此发生安全事故，得不偿失。

其次，“钢筋太密和模板难做”是在施工现场听到最多的话题。当模板截面尺寸既定，许多受力较大的梁柱结构的钢筋摆放间距均无法达到规范规定的最小间距。特别是梁柱节点处最为严重，大大增加了钢筋安装及混凝土浇筑等工序的施工难度，很难真正达到理论上的设计和规范要求，使结构实体难免存在蜂窝麻面甚至露筋现象。对于这一点，幸运的是国家相关部门已做出相关规定，要求设计师在进行结构设计时，采用高强度钢筋代替低强度钢筋，优选结构形式(如钢混结构)。当然，要全面落实还需要一个过程。同样，异形结构是令测量放线人员、技术人员和模板安装人员头疼的大事，耗费精力、工效低，毕竟是手工操作，虽经百般努力，完成的产品仍然与理想的设计图纸尺寸存在差距。正因为这些异形结构的大量采用，混凝土结构实体强度虽能够满足设计要求，但整体观感却难以达到规范要求，需要下道工序去弥补。异形结构除了增加施工难度外，由此而产生的难度系数费用，也必定造成建设单位投资的增加，与“经济合理”的原则不相适应。所以敬请设计师们在发挥创意的同时，应考虑施工的方便性。

2 好的工程设计应避免闭门造车或一错再错

设计人员应该对自己的作品给予足够的关注。设计之初应该多听取委托设计单位的一些要求和建议，并提出自己的合理化建议，同时还应对项目周边环境有所了解，这样才能设计出真正出色的作品。设计作品实施阶段也就是施工阶段，建议设计师们经常与建设、施工、监理单位人员沟通，必要时到现场查看，配合施工单位解决好设计图纸中存在的缺陷和疑问。这既是对自己设计的作品负责、对委托单位和社会负责，也能为日后的设计工作积累经验。例如某焦化项目煤气鼓风机扩建工程：增加 4# 风机系统。之前已有了 1#、2#、3# 风机系统(其中 1#、2# 为当时某知名大设计院设计、3# 由该钢厂自己的设计院设计)，按常理看应该是一件轻车熟路的事情；可等到基础做好，准备安装设备时才发现了问题：基础顶面标高高于设备安装要求 20 mm(幸好设计钢筋保护层为30 mm，防钢筋腐蚀)。内行都知道，设备安装特别是联动设备安装精度要求非常高。可如此大的偏差从何而来？经建设、施工、设计及监理单位联合查找原因，发现设计图纸中基础标高与设备安装标高不符，设计出图前的审核关把关不严。另经辗转找到当年参与 1#、2#、3# 风机系统建设的建设单位退休人员，更爆出惊天内幕：扩建于上世纪 90年代末的3# 风机系统，与正在扩建中的4# 风机系统发生了同样的问题(不排除 4# 风机系统的图纸就是以前 3# 风机系统的图纸)。可能当时在处理 3# 风机系统的问题时，未通知设计院；随后，甲方也因人员的调动，无人对新图纸提出异议。如果当时设计人员能够与建设、施工或监理单位保持联系，也不至于同样的错误犯两次。最后给建设单位造成损失，也给设计院的声誉带来了不良影响。所以在此敬请设计师们不要抱着夜郎自大的态度进行工程设计，应主动与各参建方保持联系。

3 各专业设计之间应该取得良好的沟通，出图前做好图纸会审

怎样才能避免前后矛盾、专业之间不吻合而造成返工损失？对于一些小型工程设计来说，结构简单，专业也不复杂，一般不会出现各专业之间“打架的问题”；但对于大型公共建筑来说，涉及结构、装饰、通风空调、强电、弱电、给排水、消防、电梯等多个专业，如果专业设计之间不保持良好的沟通，则会给工程施工、监理工作带来极大的影响。返工是在所难免的，同时也给建设、施工单位带来经济损失。按常规，施工之前建设单位组织设计院、施工单位、监理单位等进行图纸会审，能解决部分设计缺漏问题，但不可能将其全部消灭在萌芽之中。一方面施工、监理、建设单位人员毕竟不是设计人员，只能根据个人水平尽可能地发现问题；另一方面图纸会审时只有少数施工单位到场，因为还有一些专业施工内容可能还没有进行招标；再者说，设计以外的人员去找寻图纸中的缺漏也只是尽到自己的义务，而不可能是责任，因为甲方没有向设计院以外的单位支付设计费。所以关键的关键还是设计院在出图之前的图审，经联合审查无误后，再交付委托设计单位投入使用。

4 避免设计变更脱节

工程设计中很容易出现设计变更脱节的状况。

一是正式的设计变更单基本都在施工完后才补发。设计院先发个白图(或电子版)给施工单位或施工单位自己拿出设计草案进行施工；然后设计院根据实施结果补发正式设计变更单，有的设计变更单甚至在竣工验收前才姗姗来迟。

二是专业之间变更脱节。例如房间装饰设计方案发生变化，那么电气安装、通风空调安装、设备摆放等都需要进行调整，都应该出具相应的设计变更单。在实际实施过程中，设计单位并未同步出具设计变更或不出具设计变更单，而是在建设单位的认可下由施工单位根据现场情况作出调整。如果施工单位之间未提前沟通，未收到设计变更单的施工单位仍按原图施工，必定会造成返工。

三是现场变更了却没有设计变更单(指设计失误造成的变更)。据说设计院有相关规定，设计人员发设计变更单要扣工资。单从保证设计作品的质量来看，这种规定无可厚非，对整个行业设计水平的提高有很大帮助，但是却给现场施工和工程结算带来很大麻烦，竣工图也是有缺陷的。例如地下管线不能按原设计图纸敷设，需要根据现场实际情况改道，但无改道后的设计变更单；多年后，建设单位需要对原有地下管线进行改造，如果将未经更改存档的图纸提供给管线改造施工单位，难免会引起不必要的麻烦或发生事故。

四是设计单位对已经施工完毕的部位下达设计变更单。不管设计单位是出于何种原因在事后下发设计变更单，所得到的结果要么是返工、增加投资，要么是无法返工，影响使用功能或留下质量安全隐患。

综上可知，设计变更的脱节给工程建设、施工、监理单位带来的风险，不是几行字、几幅图，扣几个工资的问题，还有可能酿成事故。所以敬请设计单位应当及时、准确、毫无遗漏地下达设计变更单。

5 工程设计应优先设计成熟稳定的材料/设备

设计人员需要对材料/设备的质量、性能、功能、适用性等参数有一个全面的了解。最好做一些必要的调查研究，而不是偏信某些生产厂商的片面之词。这里的成熟稳定就是能经得起一定周期的考验。不论是旧有产品还是新产品，不论是大厂生产的产品还是小厂生产的产品，不论是国内产品还是国外产品，能够经受时间考验的产品才是好的产品，才能用在工程设计中。因为材料/设备设计的不合理往往会产生连锁反应，严重影响到建设、施工、监理等单位的声誉，受害最大的是建设(使用)单位。例如某医院工程，设计内墙及隔墙为轻质石膏砌块，根据图集 04J 114—2《石膏砌块内隔墙》介绍，石膏砌块“具有自重轻、外形整齐、表面光滑、尺寸精确、体积稳定，防火、保温、隔热、隔声和耐久性能好、具有调节室内环境湿度功能等特性”。乍一听，这材料不错，设计师设计得合情合理，还具有前瞻性；与加气混凝土砌块、灰砂砖等相比，不用抹灰，直接刮腻子刷乳胶漆，似乎也节省了材料还减少了抹灰层的自重。但是使用过石膏砌块工程的建设(使用)单位最是后悔莫及。根据两个工程的经验总结，笔者所了解的石膏砌块，目前无法克服的致命缺陷和后遗症完全将上述优点盖过。

例如石膏砌块本身强度低，无法用简单的方法在石膏砌块墙上固定洗脸盘、毛巾架、热水器等设备，即便钉了都可以随手拔出。图集要求设备固定必须采用对穿螺栓等加固方法进行加固，但时间长了仍无法承受设备重量，只能重新用其他方法进行加固安装，留下质量隐患，并使成本大大增加。石膏砌块墙虽然不用抹灰，但根据现场实施情况，必须刮 2～3 道膏灰后才能正常刮 2 道腻子，用来防止开裂、泛黄；即便是这样，工程投用一段时间后，墙面仍会不断地开裂、泛黄，然后就只能不断地维修，影响观感，增加了维修成本；石膏砌块墙不能直接粘贴墙面砖，即便按设计及石膏砌块厂家要求，先对墙面进行挂钢丝网、掺胶水甩浆、抹灰(刮糙)等工序处理后再贴面砖，仍然难逃面砖空鼓脱落的命运，只是时间的问题。笔者公司监理的某科技楼工程在投用半年后的夏天，公共走道石膏砌块墙上的面砖全面脱落，无一幸存；而医院工程在投用半年后同样难逃厄运，大面积脱落，同样增加了工程成本。其他缺陷不再一一举例说明。上述事实表明，设计单位设计了存在先天质量缺陷的材料，带来的经济损失是巨大的，也使建设、施工、监理单位无端承受“豆腐渣工程”的骂名(名誉损失比经济损失更重要)。所以敬请设计单位设计时应当慎重选用材料/设备，避免盲目设计并用于工程中留下后患。要知道，不是每一项发明创造都代表着创新和历史的进步。

6 工程设计应考虑成型状态下的情况

通过优化设计来节约工程投资无可厚非。但是不要为了盲目地节约投资而使设计的图纸无法付诸实施。无法按图施工表面上是施工单位技术水平不够，而实际上是设计单位尴尬。例如，某医院工程由 20层的框剪式住院楼和5层的框架式门诊楼组成，设 1层地下室。地下室设计说明：“地下室各部位混凝土的强度等级：除住院楼主楼范围对应的框架柱及剪力墙混凝土强度等级为C50 外，其余的框架柱混凝土强度等级为C40，其余的墙体(包括地下室外墙、人防墙体、其他非主楼对应的内墙)混凝土强度等级为C35，所有梁、板及承台混凝土强度等级均为C35。”一百来字的说明看了 3 遍基本看懂了，简单来说也就是：“地下室的住院楼区域框架柱混凝土强度等级为C50，门诊楼区域框架柱为C40，梁、板、墙均为C35”。读懂了也看出问题来了：因为地下室外墙和一圈框架柱是连成整体的，中间隔墙也是和框架柱连成整体的，是不能留施工缝的，必须整体浇筑，否则会渗水。所以如果按照设计图纸无法实施。监理单位发现后立即向建设单位进行了汇报，随后在建设单位的督促下，设计单位出具了设计变更单，将墙、柱混凝土按相应高标号调整一致。所以在此敬请设计单位设计时应多考虑成型状态下的情况，避免发生类似失误。

7 设计还应考虑细节，减少文字说明、尺寸标注、工艺顺序等小错误

严格来讲，设计图纸的所有内容都是具有法律效力的，必须严谨无误。但实际情况难如所愿。例如某医院工程，设计图纸中对隔墙厚度的要求前面说到 150 厚，后面又说 100厚；施工时就不知道以何为准，不能盲目组织材料进场施工，因为涉及到使用功能和价差等问题。又例如某大理石楼面做法(该楼面为地下室顶板)，设计图纸要求的施工工艺顺序为：“①地下室钢筋混凝土自防水顶板→②20 厚 1：2.5 水泥砂浆找平层→③刷基层处理剂一遍→④素土夯实→⑤80 厚C15 混凝土垫层→⑥素水泥浆结合层一道→⑦2 厚聚氨酯防水涂料→⑧30 厚 1：4 干硬性水泥砂浆，面上撒水泥→⑨20 厚大理石板铺实拍平。”乍一看好像没有什么问题，但仔细看就会发现“⑦2 厚聚氨酯防水涂料”似乎成了防潮层；那么地下室顶板结构混凝土渗水怎么办，没有任何屏障。所以要保证地下室顶板无渗漏，应该将工序⑦放在工序③之后，另外工序⑦做完后还必须做一层保护层才能填土；否则防水层会遭到破坏。鉴于上述问题，监理单位及时向建设单位进行了汇报，由建设单位督促设计单位出具了设计变更单，工艺顺序变更为①②③⑦⑥④⑤⑧⑨，并将工序⑥的做法变更为“20 厚 1：2 水泥砂浆保护层”。在此敬请设计师们不要小看类似细节，有一句话叫做：“差之毫厘，失之千里”。

8 结 语

作为一名监理人、一名工程技术人员、一名工程建设者，笔者以为，设计工作应该是一件非常严谨而严肃的工作。一项完美的设计会带给人们舒适而愉悦的心情，一声发自内心的赞叹；这不仅需要好的创意，更需要细致和细心。但是设计的失误可能会造成世人一生的唾骂，更严重的是造成巨大的经济损失，或者威胁到人民生命财产安全。现实有时就趋向于后者。市场的过于开放，就变成什么人都可以做设计了。当然多数人的设计都是非常严谨而严肃的，只是被少数滥竽充数的人破坏了整个市场形象；然而不要小看这些宵小之辈，曾经名噪一时的大设计院也能被他们搞得乌烟瘴气，名声大不如前。其实笔者真的不想诋毁谁，也不想攻击谁，只是工作上屡屡遇到设计失误的作品给监理工作的开展带来了不小的麻烦，增加了管理人员的额外工作，甚至让管理人员后怕得半夜做噩梦。如果因设计失误而发生质量、安全事故，应该与监理单位毫无关系，但是从众多事故案例来看，调查部门必定把监理单位牵涉其中，最后充当了冤大头和替罪羊；即使不产生法律后果，在精神上也是一种煎熬。就像做贼的心不虚，不做贼的心倒虚了，而最后分析原因，多排除了设计的原因。

作为一名监理人，拿着最少的报酬去承担无限的风险，除了无谓地承担着施工单位、建设单位带来的风险外，还承担着设计失误所带来的风险，一名监理人生存之难可见一斑。这样不利于监理行业的健康发展。在此呼吁政府主管部门在规范建筑市场的同时，应加大力度规范设计行业。因为一项作品首先源于设计，好的作品首先必须有好的设计。