7 工程设计的原则及方法7.1 工程设计所谓工程设计，是指设计师在一定工程需求目标的指导下，运用相应的科学原理及 知识设计出对人类社会有用的“产品”具体地说，工程设计是根据对拟建工程的要求，采 用科学方法统筹规划、制定方案，最后用设计图纸与设计说明书等来完整表现设计者的思想、 设计原理、外形和内部结构、设备安装等工程设计是工程建设前期工作的主要内容，是实现工程建设的基础，通过工程设计证明 拟建工程在技术上的可能性和经济上的合理性工程设计是工程建设计划的具体化工程建 设计划确定之后，必须进行工程设计，对计划所规定的工程项目进一步具体表达工程设计 是工程建设中的重要环节之一，没有先进合理的工程设计，就无法确定工程建设程序，工程 建设就会是无序的、盲目的，因此，工程设计是工程建设按客观经济规律办事的必需条件工程设计有如下几个特点和特征：① 特殊性：工程设计的最终产品是设计图纸，这是区别于其他产品的显著特征设计 图纸是评价设计水平及设计人员工作量的主要依据，也是设计单位的“资本”，设计单位一 切工作，都是围绕着图纸的形成过程进行组织和展开的② 社会性：设计任务来源于社会，设计成果的实现取决于社会，设计图纸只有得到了 社会的许可，才能建成实在的物体。
因此，工程设计有普遍的社会性③ 创造性：工程设计是一种复杂的脑力劳动它的劳动成果与工厂产出的产品有着本 质区别，它是一种知识产品在工程设计过程中，不仅要了解现实主体，而且要创造新的事 物④ 科学性：工程设计的实质，就是运用科学原理去实现某种社会需求的技术活动，它 必须严格遵循科学规律设计工作离开了科学的轨道，就会造成不可估量的严重后果⑤ 专业性：任何一个设计单位，不论规模大小，都是由不同专业和不同技术层次的技 术人员组成的规模愈大的设计单位，专业分工愈细，专业性也愈强而且，设计出的产品 也是为某些特定的用户服务的⑥ 综合性：要完成一项工程设计需要多方面的专业人才，因此设计单位内部各专业不 是独立的，而是相互联系、相互作用、相互渗透的整体系统只有各专业之间密切配合，协 调工作，才能完成高质量的精美设计⑦ 约束性：工程设计要受到很多条件的约束与限制受科学技术条件的限制；受资金、 物力、人力等经济条件的限制；受主管部门、建设单位、当地文化风俗、社会意识等社会条 件的限制等因此，工程设计既要尊重科学，又要注重实践由于工程设计涉及的领域宽广并具有其独特的性质，因此在介绍工程设计的原则和 方法之前，首先介绍工程设计的一般流程。
7.2 工程设计的一般程序工程设计从提出设计要求到完成设计，一般需要经历以下几个阶段：a.提出设计要求这是设计工作的第一步设计要求通常由用户以设计任务书形式或订货合同形式提出 如果该任务书是一个更大项目的一部分，则由大项目的总体设计者提出设计要求中应包括 项目内容、设计目的和用途，各项性能指标、使用环境、使用条件等，一般还要包括相关设 备的情况及彼此之间的配合关系和信息交换方式等项内容b初步分析研究设计者根据设计要求研究可能的各种设计方案，拟定可行的设计方向和路线在这一阶 段，要充分运用设计者所掌握的基础理论知识及设计者具有的多方面的实践经验，通过分析、 综合、组合，还要通过一定的想象和创造设计中如得出多个方案，对每个方案的利弊应有 基本的分析c. 调查研究要想在可能的方案中确定一个最合理和可行的方案，或证实某一方案是否可行，通常必 须进行调查研究调查研究一般可从两个方面进行：一是检索文献资料（已有的设计档案、 期刊杂志、专利文献等）；二是对同类工程或产品进行考察和研究，对完成的工程项目或产 品实物进行调查研究d. 提出初步设计在调查研究的基础上，对原设计的各种方案，与调查研究时得到的各种方案做进一步的 比较分析，对其中的一些方案加以修正和综合，从中选出最适当的方案作为设计的基础，并 进行工程的概预算。
e. 建模与计算分析在初步设计的基础上，进行更详细和更确切的论证在这一阶段，应就基本方案的主要 参数进行分析和计算为此，往往要为设计对象建立计算模型通常用计算机仿真的方法， 必要时也可采用实物模型与此同时，要对所提出的设计进行性能分析如果性能指标达不 到要求，应对所提出的设计进行修改f. 详细的设计计算在基本设计方案被证明可行后，可转入结构尺寸、结构材料和加工等方面参数的设计计 算g. 绘图与编制技术文件包括绘制完整的图纸，编制各种有关的技术文件这一步和上面两步都有大量的工作要 做，最便于计算机发挥作用h. 施工图设计施工图设计也称详细设计，它是工程设计最终的设计阶段施工图是工程建设或产品试 制的实施依据完整的施工图包括全部工程内容的图样、尺寸、结构、形状、构造、设备等， 并备齐施工安装的图纸、说明书、计算书和预算书施工图是为施工建设服务的，要求详尽、 细致、准确、齐全、简明、清晰，以保证设计意图从技术上、经济上、施工方法上均能合理 实现工程设计是一个不断完善和经过反复多次的过程，往往需花费很多的时间和人力才能 完成上述的工程设计流程可以概括为图7.1所示圏A 1 T程设让的一般流程图7.3工程设计的原则工程建设的目的，从总体讲是为了增强国家或地区的综合实力，它是社会发展、经 济发展的基础之一。
因此，工程设计师必须把社会效益、经济效益、环境效益等作为设计工 作的原则一般来讲，工程设计的原则包括以下几个方面1) 实事求是原则工程设计工作是严肃的科学技术工作尊重科学，尊重事实，按客观规律办事是工 程设计师起码的职业道德要坚持实事求是的原则，就不能随心所欲，人云亦云，视而不见，见而不闻坚持 实事求是的原则，就要认真进行调查研究，要有刻苦耐劳的精神，要勇于排除阻力和干扰, 要有扎实的基本功，能透过现象看到本质2) 精益求精原则工作认真负责，精益求精是工程设计工作的重要原则之一工程设计是工程建设的灵魂 要创造性地完成某项工程的设计，在设计中采用的技术路线、设计方法、设计技巧以及完成 的设计图纸等无处不体现出工程设计师的工作态度和综合素质衡量设计质量的一个重要指 标是看设计图纸中的错误率，错误率愈高质量愈差，反之亦然严格地说，世界上没有完美 无缺找不出意识差错的工程，更不存在没有差错的设计但是通过努力，精益求精，可以使 设计的出错率减少到最低限度，提高工程设计的质量3）安全可靠性原则工程的安全性与可靠性是确保人们生命财产安全的重要问题，也是工程设计的重要原则 之一我国一直十分重视安全生产，并把安全生产作为基本方针确定下来。
要做到安全生产， 除了加强生产管理，工程设计与工程建设也要提供有利条件和可靠保证搞矿井设计要考虑 矿工的生命安全，搞水库设计要把下游人民群众的生命财产放到首位，搞工厂设计要把防火、 防爆、防污染等安全措施考虑周全……总之，工程设计中要把安全性与可靠性贯穿到每个设计阶段和每个环节，不管搞哪类工程设计，在以正常使用情况下的安全可靠性为设计依 据外，还要留有一定的安全裕度，考虑非常情况下的安全措施，并全面考虑非常情况下的安 全问题4） 经济性原则降低成本、厉行节约是我国优良的传统作风和基本国策，工程设计师必须坚持这一原则 工程建设中的浪费现象，有一半是工程设计造成的，工程设计师在图纸上增加或减少一个线 条，少注或注错一个数字，就可能导致严重浪费为了强调所谓的安全，宁可多打出保险系 数，也不肯多做两次计算或论证，在设备选型上，造成“大马拉小车”的后果不计其数降 低成本、厉行节约并不是指工程设计搞得越简陋越好，这是一种错误观点降低成本、厉行 节约要建立在方便使用、安全可靠的基础上经济性原则应全面理解为：在确保安全可靠性 及方便使用的基础上，要求用最短的建设时间、耗费最少的人力、物力、土地，使工程发挥 最大的效益。
5） 可持续发展性原则工程设计必须立足现代，考虑未来，工程设计师要有远见卓识，设计的工程项目要遵循 可持续发展的原则值得注意的是，这些年我国在经济飞速发展的同时，自然环境也遭到了 空前的破坏只注重眼前的经济效益而不顾长远的社会效益和环境效益的现象不是个别项 目，也不是个别地区，一定要引起工程设计师的高度重视这种现象的出现，不是偶然的， 也不都是设计师们造成的，原因很复杂，有历史的背景也有现实的社会问题，但不能排除工 程设计师应负的责任因此，工程设计师要首先端正工作态度，树立正确的设计思想，在自 己的设计活动中，从每个项目的可行性研究开始，就要注意设计项目的经济效益、社会效益 和环境效益综合地、客观地、科学地评价工程项目对那些不该建的工程项目，设计师要 敢于抵制作为科技工作者不能搞实用主义，也不能单纯图谋本单位或个人的利益，要从长 远的观点出发，要把祖国的兴旺富强与全民族的未来牢记在心6）方便使用的原则广义地讲，工程建设就是为了使用，尽管使用的功能和性质有区别，但使用的目的无非 是物质的和精神的两个方面例如，建造生产厂房、公用基础设施等，其使用价值主要体现 的是物质的效果而修筑纪念碑、公园等，其使用价值主要体现的是精神的效果。
绝大多数 工程是既体现物质使用价值又体现精神观赏价值要想抓住方便使用这个设计活动的本质并 不困难，主要是工程设计师要学会换位思维，站在用户的角度考虑问题有位从事土木工程 教育的老教授曾经说过，假如你设计的东西就是你自己去用，你就知道该怎么设计了这句 话虽然讲得很通俗，但含义很深7）观赏性原则美观大方能否作为设计师的工作原则，这个问题值得探讨对于建筑学专业、装饰装修 专业来讲，是容易理解和承认的而对于如工程设计、采暖通风、电气工程、结构工程等专 业来讲，就不容易被接受和认可现代工程建设，更加重视工程的综合效益，其中它的观赏 价值已被普遍重视工程建设是百年大计，它不同于一般商品生产那样不断更新换代，要特 别引起每位设计师的高度重视在满足使用、节省资金的条件下，要从整体上、局部配套上 全面体现观赏性原则工程设计中的观赏性原则包含三层含义：一是尽量将工程与艺术有机地结合起来； 二是其美观不单纯指外形设计，而强调它的整体美；三是美的工程，不一定要增加造价，也 不一定需要豪华的装饰因此，要求工程设计师既要把工程设计当作科学技术的创作，也要 把它看作艺术的创造工程设计师运用材料、结构、绿化等物质手段，把人类社会的生活和 生产活动对工程建设的要求转化成为具体的有一定形状、大小、且彼此有机联系的“产品”。
7.4 工程设计中的分工与协作工程设计中的分工与协作是伴随着每一项工程设计的每项工程的设计，都是由分工不 同的工程设计师组成的群体来完成的每位设计师的设计生涯中，都有可能扮演各种角色 设计项目的工程设计师群体是一个有机的整体，每个设计师由于分工的不同，承担的任务和 责任不同，但他们都不同程度地影响着整个项目的设计设计师树立正确的职业观，并自觉 地扮演好自己所担当的角色，是非常重要的问题工程设计中一般有四种分工：项目负责人（总设计师）是工程设计的第一责任人；专业 负责人（专业设计师）是工程设计的第二责任人；设计人是制作具体设计工作的设计师；校 审人是工程设计质量的最后把关人不同的分工，其工作任务和职责各不相同，每一位工程 设计师必须明白自己的分工及其工作内容和职责，按照设计原则完成自己所要承担的任务， 在整个设计过程中应具有团结协作的团队精神7.4.1 项目负责人 项目负责人又称总设计师，是工程设计的第一责任人，对于工程设计的进度、质量、 效益和服务等起决定作用项目负责人由业务能力、组织能力、社交能力强，并有多年设计 经验的设计师担任项目负责人的主要工作内容有以下几个方面1）组织工作 项目负责人首要的工作任务是组建设计团队。