1、第二章现代工程系统【本章提要】本章主要描述现代工程的分类,工程系 统结 构。工程的分 类和工程的系统结构对我国高等院校工程类专业的设置,工程 类行业和企 业的分类有决定作用(见图 21)。工程分类和工程系统结构工程学科和专业分类工程行业和企业分类学生就业图21 工程分类的作用第一节工程的分类一、按照工程所在的国民经济行业分类国民经济行业分类是对全社会经济活动按照获得收入的主要方式进行的标准分类。比如建筑施工活动按照工程结算价款获得收入,交通运输活动按照交通营运业务获得收入,批发零售活动按照商品销售获得收入等。由于工程的多样性,且工程分布于国民经济的各个领域,所以工程建设与国民经济的各个领域都相
2、关,工程建设受国民经济宏观管理的影响很大。工程在我国国民经济行业分类中划分为五类。1房屋工程。包括:(1)居民住宅;(2)商业用建筑物;(3)宾馆、饭店、公寓楼;(4)写字楼、办公用建筑物;(5)学校、医院;(6)机场、码头、火车站、汽车站的旅客等候厅(室) ;(7)室内体育、娱乐场馆;(8)厂房、仓库;(9)其他房屋和公共建筑物。2铁路、道路、隧道和桥梁工程。包括:(1)铁路、地铁、轻轨;(2)高速公路、快速路、普通公路;(3)城市道路、街道、人行道、过街天桥、行人地下通道、城市广场、停车场;(4)飞机场、跑道;(5)铁路、公路、地铁的隧道;(6)铁路、公路桥梁及城市立交桥、高架桥。3水利和
3、港口工程。包括:(1)水库;(2)防洪堤坝、海堤;(3)行蓄洪区工程;(4)水利调水工程;(5)江、河、湖、泊及海水治理;(6)水土保持工程;(7)港口、码头、船台、船坞;(8)河道、引水渠、渠道;(9)水利水电综合工程。4工矿工程。指除厂房外的矿山和工厂生产设施、设备的施工和安装,以及海洋石油平台的施工。包括:(1)矿山(含坑道、隧道、井道的挖掘、搭建) ;(2)电力工程(如水利发电、火力发电、核能发电、风力发电等) ;(3)海洋石油建设工程;(4)工厂生产设施、设备的施工与安装(如石油炼化、焦化设备,大型储油、储气罐、塔,大型锅炉,冶炼设备,以及大型成套设备、起重设备、生产线等) ;(5)
4、自来水厂、污水处理厂;(6)水处理系统;(7)燃气、煤气、热力供应设施;(8)固体废弃物治理工程(如城市垃圾填埋、焚烧、分拣、堆肥等设施施工) ;(9)其他未列明的工矿企业生产设备。5其他土木工程。包括:(1)体育场、高尔夫球场、跑马场等;(2)公园、游乐园、游乐场、水上游乐设施、公园索道以及配套设施;(3)水井钻探;(4)路牌、路标、广告牌;(5)其他未列明的土木工程建筑。二、按照工程的用途分类工程的类型有很多,它们的用途也各不相同。这使得各类工程的专业特点相异,由此带来了设计、建筑材料和设备、施工设备、专业施工队伍的不同。工程按照用途可以分为以下四类:1住宅工程这类工程主要是居民的住房,包
5、括城市各种类型的房地产开发项目和农村的大多数私人自建房。住宅工程是我国近二十多年来最为普遍,发展最为迅速的工程。房地产开发商是我国住宅工程最主要的研发中心和建设者。房地产业是我国最近二十多年是发展最为迅速的产业之一。2005 年,全国房地产开发计划总投资达 65 116.74 亿元,全国累计完成房地产开发投资 1.58 万亿元,增长 19.8%。其中,商品住宅完成投资 1.08 万亿元,增长 21.9%。近几年房地产市场的综合景气指数一直呈现上升的态势,土地交易价格、房屋销售价格和房屋租赁价格一直维持在较高位运行,而且由于我国的城市化进程和国民经济的快速发展,还会促进房地产投资的进一步增长。2
6、公共建筑工程这类工程中,按照不同用途还可以细分(1)大型公共建筑:医院、机场、公共图书馆、文化宫、学校等大型文化、教育、体育场所等。(2)商业用建筑:大型购物场所、智能化写字楼、剧院等。这类工程以满足公共使用功能为目的,需要较高的建筑艺术性,要符合地方文化和独特的人文环境的要求。如上海金茂大厦的塔形建筑巧妙地将中国的建筑文化融入到现代高层建筑中(见图 22) ,南京奥体中心体育场则用两条动感十足的红飘带设计造型(见图23) 。图 22 上海金茂大厦 图 23 南京奥体中心体育场公共建筑工程和住宅工程在国民经济行业分类中同归为房屋建筑工程,它们在工程总投资中所占的比重最大。通常,房屋建筑工程产值
7、占建筑业总产值的 65%以上。3土木工程土木工程主要指水利枢纽工程、港口工程、水电工程、高速公路、铁路和城市基础设施工程。这些工程主要由政府投资。我国近几十年来,基础设施建设高速发展,特别是铁路、高速公路、城市基础设施(地铁、轻轨等) 、水利工程等。4工业工程工业工程主要指化工、冶金、石化、火电、核电、汽车等工程。这些工程主要是建造生产这些产品的工厂,例如化工厂、发电厂、汽车制造厂等。这些工程涉及国民经济的各个工业部门。三、按照工程投资属性分类工程的投资属性主要是由工程建设的资本性质,即投资的来源决定的。工程的资本性质通常有两类,即私有资本和公共资本。工程按照投资属性可以分为如下三类:1私人资
8、本工程。这是由私有资本投资的建设工程,如由私人投资建造的大量的私有房屋,工业工程等。许多外资工程也属于这一类。2公共资本工程。主要是国家投资的公共事业工程和基础设施工程,以及国家垄断领域的工程。它主要是由政府投资建造的,为了社会公共服务的目的。3私人资本和公共资本联合投资工程(即采用 PPP1融资模式) 。现在在发达国家许多基础设施工程是采用 PPP 的融资模式建造的。近几年,国家在进行投资体制的改革,许多领域都向私人资本开放,私有资本的工程范围在扩展,将来会作为社会固定资产投资的主体。私人资本除了积极参与商业房地产的投资开发以外,已经开始进入城市基础设施建设领域。主要是通过联合、联营、集资、
9、入股等方式,也有个别有实力的私人资本进行独资经营,如宁波雅戈尔股份有限公司通过入股投入巨资兴建杭州湾跨海大桥;杭州锦江集团通过联营投资 4.8 亿元建成 6 个热电厂;北京在“十五”期间投资 1800 亿元建设基础设施,其中 900 亿元用于修建地铁、轻轨,政府只投资 20%左右,其余均需要私人资本的投资。第二节工程系统结构一、工程的系统构成工程是在一定空间上的技术系统。工程作为一个整体系统而言,它具有一定的功能。例如沪宁高速公路的总体功能是为上海和南京两地间的车辆运输提供通道,它在两地之间延伸,占据着一定的土地空间。一个工程由许多分部组合起来,是有自身的系统结构形式的综合体。任何工程可以按照
10、系统方法进行结构分解(见图 24) 。1功能面一个工程在一定的空间上布置,它同样有自身的系统结构形式。它是由许多空间分部组合起来的综合体。这些分部也有一定的作用,提供一定的功能。通常被称为功能面。一个工程可以分解为许多功能面。最常见的是一个工程系统由许多单体建筑组成,每个单体建筑在总系统中提供一定的使用(生产)功能,是具有特定产品或服务的区域。例如,一座工厂由各个车间、办公楼、仓库、生活区等构成;高速公路由各段路面、服务区、收费区、绿化区等构成。一个校区由教学楼、图书馆、宿舍楼、实验楼、体育馆、办公楼等单体建筑物组成。2专业工程要素每个功能面(每栋建筑)是由许多有一定专业特点的要素构成的。例如
11、学校的教学楼提供教学功能,它包括建筑、结构、给水排水、电力系统、消防、通风系统、通信、多媒体系统、语音系统、智能化、电梯、控制系统等许多专业工程要素。这些专业要素不能独1 :PPP (即 PublicPrivatePartnership)模式是指政府和私营企业合作,共同投资建设和运营工程。工程功能面 2专业要素 1 专业要素 3专业要素 2图 24 工程系统的结构功能面 1 功能面 3立存在,它们通过系统集成共同组合成教学楼的功能。专业要素有不同的形态,有的是实体系统,如结构、给排水系统、通风系统等;有的是软件系统,如智能化系统、控制系统、信号系统等。所以工程系统又是各个独立的专业要素紧密结合
12、,相互配合、相互依存的体系。将一个工程的所有专业要素提取出来,就得到该工程所包含工程专业的体系,如地铁工程包括四十几个专业工程要素。同类工程(如两栋教学楼,南京地铁和北京地铁)具有相同或相似的专业要素构成。这是分析工程系统的基本方法。这些专业工程要素有专业特点,高等院校里的工程专业通常是按照专业工程要素分类的。随着科学技术的发展和工程功能要求的提高,还会有新的工程专业要素出现。二、几种典型工程的系统构成(一)某大学新校区系统构成1某大学新校区总体要求。征地 3700 余亩(246.7ha) ,东西约 1.8km,南北约1.4km,预计建成后供 30000 学生学习和生活。2功能区按照校区学生和
13、教师规模,以及他们生活、学习、工作、后勤保障的需要,该校区规划有如下规模的功能区:(1)教学区(509000 m2):公共教学楼(100000 m2) ,图书馆(50000 m2) ,学校行政办公楼(20000 m 2) ,各学院(系)专业用房(339000 m2) 。(2)学生生活区(315000 m 2):研究生公寓(60000 m 2) 、本科生公寓(200000 m 2) 、学生食堂(40000 m 2) 、大学生活动中心(15000 m 2)(3)教师生活区(教工公寓 60000 m2) ;(4)外事活动区(30000 m 2):国际交流中心(20000 m 2) 、留学生楼(100
14、00 m 2) ;(5)科研区(87000 m2):科技创业中心(15000 m2) 、科研大楼(30000m 2) 、研发基地(42000 m 2) ;(6)后勤、保卫区(58000 m2):综合楼(20000 m2) 、后勤服务中心(10000 m2) 、接待中心及教工活动中心(15000 m2) 、幼儿园(3000 m2) 、医院(8000 m2) 、车库(2000 m2) ;(7)体育运动场地(15500m 2):体育馆(14000 m2) 、室外游泳池(1500 m2) 。另外标准田径场 3 个、篮球场 93 个、排球场 120 个、网球场 9 个、足球场 3 个。累计建筑面积 10
15、74500m2。湖水面积 18.25ha(公顷) ,道路用地面积(宽 3.5m 以上)25.64ha,绿化用地面积149.78ha,绿地率 59.80%。通过规划设计,该学校功能区总体布置见图 25。图 25 某学校功能区总体布置图在每一个功能区中还有许多子功能区,如公共教学区中的 B 区(见图 26) 。5F5F45F5F 4F4F4F4F4 3F3F3F图 26 该校区公共教学区 B 区图B 区中由 8 栋教学楼,5 个楼梯间,楼之间连接通道,楼外道路和景观绿化等子功能区组成。3专业要素每个功能面由不同的专业要素构成。将教学区,教师和学生生活区,外事活动区,后勤区域和运动场地等上述功能区各
16、工程的专业要素提取出,得到本校区工程的主要专业要素。它包括:规划,建筑,土木工程(结构工程) ,给排水,供电,园林绿化,道路工程,设备工程,卫生系统,装饰工程,信号系统,卫星接受系统,多媒体系统,通讯网络系统,交通系统,消防系统,人防工程,环境工程,校园智能化系统工程等。一个校区就是由这些专业要素构成的。这些专业要素对本校区的专业设计、施工和供应工作有规定性。(二)南京地铁工程系统结构南京城市地铁工程一号线一期工程是联系该市南北的大通道,它在 1999 年动工,2005年通车。它的系统结构如下(图 27) 。图 27 南京地铁 1 号线示意图1功能区的划分(1)车站:三山街站,张府园站、新街口
17、站、珠江路站、鼓楼站、玄武门站、许府巷站、南京火车站站、小行站、安德门站、中华门站、东井亭站、迈皋桥站等。各个车站还会划分为不同的子功能区,如出入口通道、地下大厅、票务和检票处、商务中心等。(2)区间段:为两车站之间的隧道或高架桥。(3)车辆段基地:小行车辆站,迈皋桥车辆站。还可以细分为综合维修中心、车辆段、材料库房、培训中心等。(4)总控制中心。(5)办公行政大楼。(6)变电所等。2地铁工程的专业要素上述功能区是由一些专业要素构成的,是一些专业要素的组合。将整个地铁工程的专业要素提取出来,主要有:建筑、土建结构工程、水文地质工程、给排水工程、照明、空气调节工程、装饰工程、综合布线、隧道工程、
18、桥梁工程、道路工程、轨道工程、电梯、动力工程、消防工程、设备安装工程、供电系统、机车工程、自动检售票系统(AFC) 、环境监控系统、各种防灾报警系统(FAS) 、各种信号系统(ATS、ATP、ATO) 、各种通信系统(有线、无线) 、广播系统、报时系统、闭路电视系统、综合监控系统等。大家一走进地铁就会感受到工程系统的结构和各个工程专业要素系统的运作。(三)某智能化住宅小区的系统结构某住宅小区平面布置见图 28。图 28 某住宅小区平面图1功能面:在平面上,该住宅小区可以分为 4 栋住宅楼,停车场、园林绿化区、道路、物业管理办公区(包括智能建筑的系统集成中心) 、进出口、维护工程等功能面。2专业
19、要素包括:规划,建筑,结构工程,给排水,供电,绿化和景观,设备,卫生系统,交通工程,智能系统、装饰工程,消防工程,人防工程等。该住宅小区的智能系统又可以细分为:(1)智能建筑的系统集成中心。(2)综合布线系统。(3)3A 系统1)楼宇设备自动控制系统(BAS) 。包括供电监控系统、照明监控系统、暖通空调监控系统、给排水监控系统、电梯监控系统、停车场监控系统、消防监控系统、安全监控系统等。2)办公室自动化系统(OAS) 。3)通信自动化系统(CAS) 。包括电话通信线路、电话交换机、网络电话(IP 电话) 、计算机网络。(4)门禁系统、停车场管理系统。防盗报警系统、电子巡更系统、闭路电视监控系统
20、。(5)消防系统:火灾报警系统、消防联动控制系统(控制对象包括灭火设施、火灾事故广播、消防通信、防排烟设施、防火卷门、防火门等) 。(6)公共广播系统和有线电视系统等等。三、工程系统结构的协调性要求一个工程系统虽然由不同部分组成,但都是为工程的最终总体功能服务的,构成总体功能的一部分。工程的总体目标是为社会提供预定的产品或服务,它是由工程的各个功能面和各个专业要素共同作用的结果。工程的各个功能面和工程专业要素必须有系统相关性和协调性。工程规划和设计必须体现整体的观念,整体结构和功能必须和谐,各专业平衡。这种协调性具有广泛的意义。主要体现在:1功能上的均衡性,既不紧缺,也不显冗余。一个工程各个功
21、能面大小的分配应该均衡,各个专业要素搭配是合理的。例如在上述校区建成后,预定规模的学生能够有效的使用各个功能区,既不出现功能的缺陷(如缺少某些功能) ,也没有功能的紧缺(如某些功能面设置不够,造成学生在使用过程中的拥堵) ,或者某些功能的冗余(即功能闲置,没有发挥作用) 。2工程的设计质量应是均衡的,最好各个功能区(建筑)和专业工程(要素)能够均衡地达到预定的使用寿命。3功能面之间、工程专业要素界面之间无障碍,能够形成高效率运行的整体。4工程与周边环境的协调。工程同时也是城市大系统中的一个子系统。它的功能面和专业要素发挥作用需要外界提供条件,如需要外界提供水、电、交通,并向外排出垃圾、废水等。
22、所以工程的许多功能面和专业要素与环境系统存在界面和接口。工程系统必须同外界环境相关子系统之间协调一致。只有实现功能的协调与平衡,才能保证工程安全、稳定、高效率的运行。第三节工程相关学科专业的结构从上面的分析可见,在整个国民经济中,工程有不同的种类;一个工程又是由许多专业要素构成的。工程需要科学技术的支持,而科学技术是分门别类的,形成各个工程学科。所以工程系统又与我国高等院校中的工程学科分类体系紧密联系。1根据普通高等学校本科专业目录和专业介绍 ,工学下的工程一级学科类别包括有地矿类(0801) 、材料类(0802) 、机械类(0803) 、仪器仪表类(0804) 、能源动力类(0805) 、电
23、器信息类(0806) 、土建类(0807) 、水利类(0808) 、测绘类(0809) 、环境与安全类(0810) 、化工与制药类(0811) 、交通运输类(0812) 、海洋工程类(0813) 、轻工纺织食品类(0814) 、航空航天类(0815) 、武器类(0816) 、工程力学类(0817) 、生物工程类(0818) 、农业工程类(0819) 、林业工程类(0820) 、公安技术类(0821)等 21 个门类。现在我国工学的一级学科专业(除工程力学类、测绘类、材料类等整个工程的基础学科外)主要是按照工程类别设置的。这些大类划分与工程所处的领域相关。它们是针对该领域的工程系统相关的科学技术
24、。2在高等院校中,在一级工程学科下还设置许多二级或三级学科。这些工程技术专业主要是按照工程的专业要素划分的。许多工程专业就是以研究工程中的专业要素子系统为对象的。例如,建筑学、土木工程、给排水、暖通空调、电器工程、机械工程、通信工程等。由于现代建筑工程功能要求的多样性,需要许多专业要素组合。某一类工程需要许多跨一级的二级或三级工程学科的配合与协调。例如一个纺织厂工程的建设(设计、施工、制造)和运营维护并不仅仅涉及纺织工程(081405) ,还涉及消防工程(082102) 、土木工程(080703) 、环境工程(081001) 、测绘工程(080901) 、安全工程(081002) 、交通运输(
25、081201) 、交通工程(081202) 、电气工程及其自动化(080601) 、电子信息工程(080603) 、通信工程(080604) 、计算机科学与技术(080605) 、电子科学与技术(080606) 、建筑学(080701) 、建筑环境与设备工程(080704) 、给水排水工程(080705) 、机械设计制造及其自动化(080301) 、热能与动力工程(080501)等二级专业要素。第四节工程相关企业和建筑业一、工程相关企业类别工程的设计、施工、供应、运营维护和管理(包括咨询、技术)服务工作任务是由一些工程界企业(或专业人员)完成的,所以工程系统又与工程界企业分类体系有密切的关系。
26、工程是建筑业的收入载体,所以与工程关系最大的领域是建筑业、建筑市场和建筑业企业。工程相关的企业是工程技术和工程管理专业的毕业生就业的主要选择对象。它的范围十分广泛,可以按照多维的标准划分。(一)按照工程大类划分如房屋建筑工程企业、石油化工工程企业、公路工程企业、水利水电工程企业、核工业工程企业、铁路工程企业、矿山(冶炼)工程企业、民航工程企业、港口与航道工程企业、电力工程企业、市政公用工程企业、通信与广电工程企业、机电安装工程企业等。这些企业就以承包该大类工程为目标。有些企业专业化更细,如土建工程中的基础工程施工企业、土方工程施工企业、装饰装修工程企业等。(二)按照在工程中所承担的任务划分如工
27、程承包(施工)类企业、咨询类(可行性研究、造价咨询、招标代理、工程管理)企业、勘察和规划设计类企业、供应(制造)类企业、运营维护(如物业管理)类企业等,也有综合性的工程总承包企业。这决定了我国工程领域的执业资质的划分和工程管理专业的毕业生就业去向。(三)按照企业规模划分按照企业规模划分企业资质的标准可以随着行业发展水平进行调整。1工程承包企业资质。我国现行工程承包企业资质等级划分为特级、一级、二级、三级。不同资质的企业可以承接不同规模的工程。特级企业可承担各类房屋建筑工程的施工。2005 年,我国具有资质等级的总承包和专业承包建筑业企业有 55962 家,其中特级企业占到总数的 0.2%;一级
28、企业约占到 7.5%;二级企业约占到 25.6%,三级及以下企业占总数的 66.7%。企业资质主要按照企业业绩、企业总经理和三总师的资质、工程技术和经济管理人员数量和职称要求,企业的一级资质项目经理(建造师)数量要求,企业注册资本金,企业净资产,近 3 年最高年工程结算收入,企业与承包工程范围相适应的施工机械和质量检测设备要求等决定的。如一级企业资质的标准包括:近5年的工程业绩,企业总经理、总工程师、总会计师、总经济师的资质要求,工程技术和经济管理人员数量和职称要求,企业具有的一级资质项目经理(建造师)数量要求,企业注册资本金,企业净资产,近3年最高年工程结算收入,企业具有与承包工程范围相适应
29、的施工机械和质量检测设备要求等。特级企业资质标准是在一级企业的基础上,企业注册资本金 3 亿元以上,企业净资产3.6 亿元以上,企业近 3 年年平均工程结算收入 15 亿元以上。2设计企业资质。我国工程设计单位资格分甲、乙、丙三个级别,主要是依据设计单位拥有的各级技术人员的数量确定的。例如甲级设计单位,要求从事建筑设计业务6年以上,独立承担过不少于5项工程等级为一级或特级的工程项目设计并已建成,无设计质量事故;单位有较好的社会信誉并有相适应的经济实力,工商注册资本不少于100万元;单位专职技术骨干中建筑、结构和其他专业人员各不少于8人、8人、10人;其中一级注册建筑师和一级注册结构工程师均不少
30、于 3人;符合规定的业绩要求等。3监理企业资质。根据我国现行工程监理企业资质管理规定 监理单位分为甲级、乙级和丙级企业。(1)甲级工程监理企业资质条件为:企业负责人和技术负责人应当具有15年以上从事工程建设工作的经历,企业技术负责人应当取得监理工程师注册证书;企业取得监理工程师注册证书的人员不少于25人;注册资本不少于100万元;近3年内监理过 5个以上二等房屋建筑工程项目或者3个以上二等专业工程项目。(2)乙级工程监理企业资质条件为:企业负责人和技术负责人应当具有10年以上从事工程建设工作的经历,企业技术负责人应当取得监理工程师注册证书;企业取得监理工程师注册证书的人员不少于15人;注册资本
31、不少于50万元;近3 年内监理过5个以上三等房屋建筑工程项目或者3个以上三等专业工程项目。(3)丙级工程监理企业资质条件为:企业负责人和技术负责人应当具有8年以上从事工程建设工作的经历,企业技术负责人应当取得监理工程师注册证书;企业取得监理工程师注册证书的人员不少于5人;注册资本不少于10万元;承担过 2个以上房屋建筑工程项目或者1个以上专业工程项目。4造价咨询企业资质。造价咨询企业主要承担建设项目的可行性研究和投资估算,项目经济评价,工程概算、预算、结算、竣工决算、工程招标标底、投标报价的编制和审核,对工程造价进行监控以及提供有关工程造价信息资料等业务工作。按照工程造价咨询单位管理办法的规定
32、,工程造价咨询单位资质分为甲、乙、丙三个等级。资质标准主要规定专职技术负责人的职称,从事工程造价专业工作年限;企业所具有的获得国家注册资质的造价工程师数量;企业具有专业技术职称、从事工程造价专业工作的专职人员数量;企业注册资金;固定的办公场所和组织机构要求;近几年已完成的工程业绩等。二、建筑业(一)建筑业的概念工程相关行业最重要的是建筑业。1广义的建筑业不仅包括房屋建筑、桥梁、堤坝、港口、道路等建构筑物建造施工,线路、管道、设备安装及建筑物装饰装修,还包括相关的建设规划、勘察、设计、技术、管理、咨询等服务活动,以及建筑构配件、建材生产、建筑环境设施的运营、相关的教育科研培训等活动。建筑业是工程
33、建造全过程及参与进行相关建筑活动的产业群体。2狭义的建筑业是指国家标准的产业分类中的建筑业。包括房屋建筑工程和土木工程的建造、设备、线路、管道安装、装饰装修等活动。根据国民经济行业分类国家标准(GB4745-2002),建筑业的产业内容如表2-1所示:建筑业的产业内容一览表 表 21(二)我国建筑业企业状况全国经济普查数据显示,建筑业企业的构成如下:12004年末,全国共有建筑业法人企业单位12.8万个,其中国有企业及国有独资公司0.95万个,占7.4%;集体企业 1.49万个,占11.6% ;私营企业 6.69万个,占52.2%;港澳台商投资企业0.08万个,外商投资企业0.08万个,均占0
34、.6% ;其余类型企业3.51万个,占27.6%。建筑业企业法人单位中,房屋和土木工程建筑业占44.3%;建筑安装业占18.3% ;建筑装饰业占29.3%;其他建筑业占 8.1。2建筑业企业法人单位就业人员2791.43万人(不包括工程临时用工人员) ,其中国有企业及国有独资公司人数占17.4%,集体企业人数占2.9%,私营企业人数占26.0%,其他有限责任公司人数占33.0%,其余类型企业人数占 10.7%。建筑业企业法人单位就业人员中,房屋和土木工程建筑业占84.0%;建筑安装业占8.8% ;建筑装饰业占4.4%;其他建筑业占 2.8%。复习思考题:1列举所遇到的工程,并说明其所属类别。2
35、选择常见的工程,了解该工程技术系统的组成,并图示其系统构成。3工程技术系统的各个部分为什么要协调?主要需要进行哪些方面的协调?4走访当地的工程相关企业(施工企业、设计单位、监理企业、造价咨询企业或招标代理企业) ,了解他们的工作内容及工作成果。5根据国民经济行业分类标准,简述建筑业的产业内容。6查阅本校所设置的工程专业,了解该专业在工程中的作用。代码 类别名称 说明门类 大类E 建筑业47 房屋和土木工程指建筑工程从破土动工到工程主体结构竣工(或封顶) 的活动过程。不包括工程内部安装和装饰活动48 建筑安装业 指建筑物主体工程竣工后,建筑物内的各种设备的安装活动,以及施工中的线路敷设和管道安装
36、。不包括工程收尾的装饰,如对墙面、地板、顶棚、门窗等处理活动49 建筑装饰业 指对建筑工程后期的装饰、装修和清理活动,以及对居室的装修活动50 其他建筑业第三章 工程的生命期【本章提要】本章围绕工程的建设和运营过程,介 绍工程的生命期系 统模型,工程 环境系统,工程生命期各阶段的主要工作,工程相关者。使学生对工程的生命期系统过程有一个宏观的了解。第一节 工程生命期系统模型一、工程生命期阶段划分任何一个工程就像一个人一样,有它的生命周期。工程生命期是指从工程构思开始到工程报废、拆除的全过程。在这个期限中工程经历由产生到消亡的全过程。不同类型和规模的工程生命期是不一样的,但它们都可以分为如下四个阶
37、段:(l)工程的前期策划和决策阶段。这个阶段从工程构思到批准立项为止。其工作内容包括工程的构思、目标设计、可行性研究和工程立项。(2)工程的设计与计划阶段。这个阶段从批准立项到现场开工为止,其工作包括设计、计划、招标投标和各种施工前准备工作。(3)工程的施工阶段。这个阶段从现场开工开始,各专业各部分工程按照设计完成,最终建成整个工程,并通过验收为止。这是工程技术系统的形成过程。(4)工程的运营阶段。工程通过运营实现它的使用价值。最终工程结束,拆除。一个工程的生命周期阶段划分可如图31所示。项目构思批准立项开始施工交付使用结束目标设计、可行性研究设计、计划、招标投标 实 施 运 营图 3-1 工
38、程的生命期阶段划分在上述工程的生命期中,每个阶段又有复杂的过程,形成工程建设和运营程序。任何工程在其生命期中都必须经历这个程序。虽然工程技术和工程管理专业的学生的主要任务,以及就业后主要在工程批准立项到交付运营为止的建设过程中工作,但我们必须有工程全生命期的理念!二、工程生命期系统模型工程在一定的时间和空间上建设和运营,它是一个开放的系统,它与环境之间存在着许多交换(见图32) 。施工运营工程建设和运营过程系统环境工程系统输入:土地资金原材料、设备劳动力技术和服务能源信息工程系统输出:产品或服务资金废弃物和噪声信息工程遗址设计前期决策图32 工程开放系统模型1工程在生命期过程中需要环境提供资源
39、。包括:(1)土地。任何工程都在一定的空间上建设和运营,都要占用一定的土地。(2)资金。例如建设投资、运营过程中需要的周转资金等。(3)原材料。如建筑所需的材料、构配件、工程建成后生产产品所需要的原材料。(4)设备。如施工设备、生产设备等。(5)劳动力。(6)技术和服务。如施工技术、生产产品技术,建设过程中的技术鉴定和管理服务。(7)能源。如电力、燃料等。(8)信息。工程建设者和运营者从外界获得的各种信息,指令。这些输入是工程建设和运营顺利进行的保证,是一个工程存在的条件。2工程同时向外界环境输出,包括:(1)产品或服务。如水泥厂生产出水泥,化工厂生产出化工产品,高速公路提供交通服务,汽车制造
40、厂生产小汽车,学校培养学生等。这些产品或服务必须能够被环境接受,必须有相应的市场需求。(2)资金。即工程在运营过程中出售产品,取得盈利,归还贷款,向投资者提交利润,向政府提供税收等。(3)废弃物。即在建设和运营过程中会产生许多废弃物,如建筑垃圾、废水、废气、噪声,以及工程结束后的工程遗址等。(4)信息。在建设和运营过程中向外界发布的各种信息,提交的各种报告。(5)其他,如输出新的工程技术、管理人员和管理系统等。第二节 工程环境系统一、工程环境的主要内容工程环境是指对工程的建设、运营有影响的所有外部因素的总和,它们构成工程的边界条件。任何工程都是在一定的环境中生存的。工程环境包括如下方面:1政治
41、环境主要为工程所在地(国)政府和政局状况。(1)政治局面的稳定性,如有无社会动乱、政权变更、种族矛盾和冲突,宗教、文化、社会集团利益的冲突;(2)政府对本工程态度,提供的服务,办事效率,政府官员的廉洁程度;(3)与工程有关的政策,特别对工程有制约的政策,或向工程倾斜有促进的政策。2经济环境(1)社会的发展状况。该国、当地、该城市处于一个什么样的发展阶段和发展水平;(2)国民经济计划的安排,国家的工业布局及经济结构,国家重点投资发展的工程、领域、地区等;(3)国家的财政状况,赤字和通货膨胀情况;(4)国家及社会建设的资金来源,银行的货币供应能力和政策;(5)市场情况:l)市场对工程或工程产品的需
42、求,市场容量、购买力、人们的市场行为,现有的和潜在的市场,市场的开发状况等;2)当地建筑市场情况,如竞争的激烈程度,当地建筑企业的专业配套情况、建材、结构件和设备生产、供应及价格等;3)劳动力供应状况以及价格;4)能源、交通、通信、生活设施的状况及价格;5)城市建设水平;6)物价指数,包括全社会的物价指数,部门产品和专门产品的物价指数。3法律环境工程在一定的法律环境中实施和运行,适用工程所在地的法律,受它的制约和保护。(1)法律的完备性,法制是否健全,执法的严肃性,投资者能否得到法律的有效保护等;(2)与工程有关的各项法律和法规,如合同法、建筑法、劳动保护法、税法、环境保护法、外汇管制法等;(
43、3)国家的土地政策;(4)对与本工程有关的税收、土地政策、货币政策等方面的优惠条件。4自然条件(1)可以供工程使用的各种自然资源的蕴藏情况。(2)自然地理状况:如地震设防烈度及工程建设和运营期地震的可能性;地形地貌状况;地下水位、流速;地质情况,如土类、土层、容许承载力、地基的稳定性,可能的流砂、暗塘、古河道、溶洞、滑坡、泥石流等。(3)气候情况:l)年平均气温、最高气温、最低气温,高温、严寒持续时间;2)主导风向及风力,风荷载;3)雨雪量及持续时间,主要分布季节等。5工程周围基础设施、场地交通运输、通讯状况(1)场地周围的生活及配套设施,如粮油、副食品供应、文化娱乐,医疗卫生条件;(2)现场
44、及周围可供使用的临时设施;(3)现场周围公用事业状况,如水、电的供应能力、条件及排水条件;(4)现场以及通往现场的运输状况,如公路、铁路、水路、航空条件、承运能力和价格;(5)各种通信条件、能力及价格;(6)工程所需要的各种资源的可获得条件和限制6工程相关者的组织状况工程相关者,特别是工程的投资者、业主、承包商、工程所属的企业、工程所在地周边居民或组织等的如下情况: (1)工程所属企业的组织体系、组织文化、结构、能力、企业的战略、对工程的要求、基本方针和政策。(2)合资者的能力、基本状况、战略、对工程的要求、政策等。(3)工程承包商、供应商的基本情况,技术能力、组织能力。(4)工程产品的主要竞
45、争对手的基本情况。(5)周边组织(如居民、社团 )对工程的需求、态度,对工程的支持或可能的障碍。7其他方面(1)社会人文方面。如工程所在地人的文化素质、价值取向、商业习惯、风俗和禁忌。(2)工程所需的劳动力和管理人员状况。如劳动力熟练程度、技术水平、工作效率、吃苦精神;劳动力的可培养、训练情况;当地教育,工程相关的技术教育和职业教育情况。(3)技术环境,即工程相关的技术标准、规范、技术发展水平、技术能力,解决工程建造和运行问题技术上的可能性。二、工程环境的重要性环境对工程的整个建设和运营过程有重大影响。工程与环境之间存在十分复杂的交互作用。主要体现在:(1)工程产生于环境(主要为上层系统和市场
46、)的需求,它决定着工程的存在价值。通常环境系统出现问题,或上层组织有新的战略,才能产生工程需求。而且工程的目标,如工程规模定位,产品的品种、产量、质量要求的确定必须符合环境(特别是市场)的要求。工程必须从上层系统,必须从环境的角度来分析和解决问题。(2)环境决定着工程的技术方案(如建筑平面布置、结构选型等)和实施方案(如施工设备选择、施工现场平面布置等)以及它们的优化,决定着工期和费用。工程的实施过程又是工程与环境之间互相作用的过程。工程的实施需要外部环境提供各种资源和条件,受外部环境条件的制约。如果工程没有充分地利用环境条件,或忽视环境的影响,必然会造成实施中的障碍和困难,增加实施费用,导致
47、不经济的工程。(3)环境是产生风险的根源。现代工程都处在一个迅速变化的环境中。在工程实施中,由于环境的不断变化,形成对工程的外部干扰(如恶劣的气候条件、物价上涨、地质条件变化等) ,这些干扰会造成工程不能按计划实施,造成工期的拖延,成本的增加,使工程实施偏离目标,造成目标的修改,甚至造成整个工程的失败。所以风险管理的重点之一就是环境的不确定性和环境变化对工程的影响。所以环境对于工程及工程管理具有决定性的影响。为了充分地利用环境条件,降低环境风险对工程的干扰,工程管理者必须进行全面的环境调查,必须大量地占有环境资料,在工程全过程中注意研究和把握环境与工程的交互作用。第三节 工程生命期各阶段主要工
48、作一、工程的前期策划(一)前期策划工作的重要性工程的前期策划阶段是指从工程的构思产生到批准立项为止。在这阶段要搞清楚:为什么要建设工程?建什么样的工程(规模、产品)?怎样建设(什么总体方案)?工程建设的效益和效果将会怎么样(总投资、预期收益、回报率)?工程建设有什么意义(对企业、对地区、对国家、对环境)?按照现代医学和遗传学研究结果证明,一个人的寿命、健康状况在很大程度上是由他的遗传因素和孕育期状况决定的。而工程与人有生态方面的相似性。前期策划是工程的孕育阶段,决定了工程的“遗传因素”和“孕育状况” 。它不仅对工程建设过程、将来的运营状况和使用寿命起着决定性作用,而且对工程的整个上层系统都有极
49、其重要的影响。工程过程的投资曲线和影响曲线可见图33。这说明,虽然工程的投资是随着工程的进展逐渐增加的,前期决策和设计阶段投入很少,大量的投资使用在施工阶段。但对工程生命期的影响曲线刚好相反:前期影响很大,即在前期决策阶段失误会对工程造成根本性影响,在设计阶段,设计费用常常不到全生命期费用的1,但设计工作决定了全生命期费用的75;而施工阶段影响就小多了。所以应该重视工程前期决策过程。从前面对三峡工程的决策过程的描述可见,大型工程的前期决策是非常复杂的。图33 工程投资曲线和影响曲线(二)工程前期策划过程和主要工作1工程构思的产生。工程构思的产生是十分重要的。任何工程构思都起源于对工程的需求。它在初期可能仅仅是一个“点子” ,但却是一个工程的萌芽。例如三峡工程的构思是在1918年由孙中山先生建国方略之二实业计划中提出的。工程构思是对工程机会的思考。它的产生需要有敏锐的感觉,要有艺术性、远见和洞察力。它常常出之于工程的上层系统(即国家、地区、城市、企业)的现存的需求、战略、问题和可能性上。不同的工程,其构思的起因不同,可能有:(1)通过市场研究