没有准备好的学生 （13）- 装修工程

没有准备好的学生 （13）- 装修工程
李革胜， 2013-09-27

Ben是加拿大A大学材料系二年纪博士生,在S教授的装饰工程材料实验室做研究助理，Research Assistant。Ben是广东潮州人，本科毕业于华南理工大学无机材料系，他的命运多舛跌宕，高考差几分没能上清华，第二志愿被华工录取。他原打算去美国读研究生，但阴差阳错来到加拿大。这其实是因祸得福，照Ben的说法，广东同学大都不愿离开物产丰富的家乡，在广州读书，天时，地利，人和都占了，如果真的考上清华，他一介草民，只能泯然于清华众多的天才学生中，根本不可能本科全A毕业，顺利负笈加拿大。毕竟清华对学生的要求比华工高多了，清华考60 分的学生在华工可能考100分。如果去了美国，没个十年八年根本不可能拿到绿卡，移民加拿大只需三年就可以入籍。所以，A大学不加区别按本科分数机械录取中国学生的方式，对“北清复交”这些精英大学里中等成绩的学生很不公平。作者并无主观恶意，毫无贬低华工之意，只是替G同学那样的草根学生鸣不平。Ben原计划做他的高温超导材料博士论文，却被S教授安排坐装饰材料研究。他喜欢讲广东话，不喜欢和“外省人”打交道，跟广东老乡G同学走得很近。Ben巧舌如簧，常这么给G 同学讲过去，G同学耳朵听出茧子了。

G同学那天来到实验室，S教授要求他给实验室安装个淋浴房，以便研究生回家前可以洗个澡。实验室的卫生间已经有安装好的供水系统，瓷砖和布线漏电保护开关装置，G同学决定用订做的转角型淋浴房再加一个DropIn 浴缸。

Ben是无机材料背景，带着一片对西方懵懂的向往，漂洋过海来到加拿大攻读博士学位，他对房屋装修是一窍不通。他量出DropIn 浴缸尺寸，cut-out，5x39.5” , G同学是个瓦工高手，他想也没想，你是否量错了？ 浴缸的尺寸通常是36“， 38”， 42“， 48”等标准尺寸， 39.5“是个非标尺寸，在加拿大非标尺寸价格非常昂贵，一般情况下都不用。况且在北美1英寸以下的长度尺寸通常用分数来表示，没有用小数的。

英制是从古罗马传过来的，加拿大政府从不限制民间交易使用英制。在北美很多华人使用英分这个单位，即1/8英寸 =1英分，英文读作：one-eighth inch，换算成米制是：25.4×1/8=3.175（毫米）。在温哥华，英分连“英”字也省略了，去Lordco买汽车配件，给广东老乡说，买5分 30齿的滑轮，人家绝对笑脸相迎，知道来了个内行。其实，真正的英制里没有英分这个单位，1英寸以下的长度，多用二进制分数来表示，如1/2 "、1/4 "、1/8" 、1/16"、1/32"、1/64 "等。

G同学亲自去量了一下，果然是Ben皮尺没有拉直，量了个非标长度。真实长度应该是Studio 5 1/2' x 36" Bathing Pool，G同学在图纸上写下正确的数据， 5 2/4' x 36"。如果有人写2/64“，国内来的同学可能会认为加拿大人数学不好，2/4与1/2都分不清，毕竟这是小学算术嘛。但G同学看到有人用不约简分数，心里热乎乎的，他知道，这是个有心人做的工作，在特殊的情况使用不约简的分数，可以避免别人犯错误，也是为了容易比较,节约时间，如：1/32"与2 /32"一看就知道后者比前者大，这可以减少别人算错的机会，提高工作效率。

春节前夕，天上张着灰色的幔。在淅淅沥沥的小雨中，两位同学开始安装淋浴房和浴缸。从专业的角度上讲，Ben同学由于经验少犯了很多错误。首先，安放浴缸前应先检查有无划痕，现在温哥华的浴缸几乎全是中国广东代工的，万里迢迢运到加拿大，划痕是难免的，一旦新浴缸搬运时出现划痕，将严重影响美观。Ben那天忘了检查，结果 浴缸右侧出现划痕，只好退货，耽搁了工期。考虑到嵌入式浴缸的承重,防水,维修,美观等因素，G同学决定把浴缸安在卫生间的一端，淋浴房的旁边。其次，安装前应检查浴缸是否漏水。通常是在浴室外边，倒上两三桶水，做24小时闭水，看浴缸是否有漏水现象，同时注意上溢水口。Ben同学把浴缸装好后，才发现没有检查漏水，事后听G同学一说，他惊出一身冷汗，幸好没有出现漏水，不然又要挨S教授一顿奚落。

还好没有出现漏水现象，两人小心地把浴缸抬进浴室，放在下水的位置，把浴缸的中心点正对着混水的中心点，否则安上混水龙头后混水位置与浴缸的宽度不匹配， 水龙头难看而且洗澡水会溅出来。接下来检查下水的密闭质量，通常用静置观察法，如果下水密闭性不好，要放满一缸水，大约10几分钟后，隔几秒就有咕嘟冒泡的声音，这说明下水有渗漏，可能是金属铜管件有砂眼或焊接断裂，只能放水重新安装或退货。密闭测试时不要怕麻烦费水，必须放满一缸水，水多压力大，砂眼才会被压大了，这样才能检漏；如果只有少许水，没有大的压力，砂眼小不一定会漏水。Ben的这些小技巧全是从G同学那里学来的。浴缸密闭性测试完后，他们接着进行溢水测试，将浴缸放满水，当水漫过上溢水口时，就有水就从溢水口流出来，G同学趴在地上，把手伸到浴缸底下，去摸溢水口的背面，如果有水从这里漏出来，说明溢水正常。管道做好后，应先补好开槽部位,24小时蓄水试验确保无渗漏。中国生产的浴缸质量比10年前好很多，现在这些漏水预检应该可以忽略了。

安装浴缸之前，铺设地面时，应该用水平仪保持排水孔的位置低一些，即排水口的另一端要略低于浴缸的另一端，使浴缸内的水可以及时排完，不会造成积水，排污 不畅。装修新手常常忘记这点。还有就是墙板，地板和防水材料，外面看不见，所以S教授常常忽视它们的重要性，可是很多问题恰恰就出在这里。

Ben那天下午独自在装饰工程材料实验室卫生间安装墙板，当他取下旧的墙砖，发现墙内有十多个loonie, twoonie, quarter 和 nickel的硬币，因年代久了，上面都生了深绿色的铜锈。钱不多，只有十几刀。Ben并没有研究YBaCuO，氧化铜超导体，他鬼使神差地窃为己有，到唐人街用这钱吃了顿晚饭，这是他犯的第一个错误。窃为己有让他心理产生了负罪感，在唐人街吃免费餐又没人责备让他尝到甜头，没有人看见拿回家不劳而获得到的快感让他兴奋，时间一长，纯粹是由于无法抗拒的内心冲动，偷东西竟然成了他的嗜好。G同学特别不喜欢北美的一个民风，据传这个习俗是欧洲的舶来品，就是，如果有人捡到钱包，只需把里面的信用卡驾照等证件还给失主，他可以理直气壮地把钱包里的现金据为己有，因为现金是没有任何身份标记的。这个风俗习惯在商品社会非常容易误导人，经常造成导师与研究生之间的相互猜疑。有次S教授把一根用过的Acrylic latex caulk plus silicone放在实验室垃圾桶旁，当时实验室地方太挤，他也没地方放。Ben主观认为在垃圾桶旁边的任何东西就是垃圾，垃圾是可以不打招呼拿回家的， 他家里的墙壁正好需要这种35 years durability的墙粉。这事让S教授知道后，他虽然没有吱声，但心里怀疑Ben手脚太灵活，事事都防着他，一直持续到Ben同学博士毕业为止。

S教授还是做了很多工作帮助Ben，比如，他一次带着研究生们去Lanley观看三文鱼洄游，壮观震撼的三文鱼洄游让研究生们不仅为三文鱼的命运叹为观止，更为其不折不挠的精神所感动。S教授指着在浅水中奋力逆流而上的三文鱼，对Ben同学励志，鼓励他象三文鱼那样只想着一个目标，毫不犹豫地前进，前赴后继、勇往直前去完成既定的使命。他的意思是，为了家乡父老的重托，Ben同学应该下定决心把博士论文写好，不要有太多私心杂念，不要再偷东西了！G同学发明的“场景暗示励志法”， S教授是掌握了精髓的。Ben 同学默不做声，是置若罔闻, 若有所思？还是为三文鱼们前赴后继、勇往直前奔赴死亡而震撼和感动？

现在中国生产的浴缸质量非常好，浴缸的底部大都设计了留出了排水的坡度，只要浴缸四个边找平后，水大都可以迅速排光，既在视觉上保持了美观，又不影响排水 的效果。填沙工作就是把浴缸的底部铺牢、砸实。也可以用泡沫，但泡沫的流动性不如沙，填沙时，应注意，使沙子不漏进下水管。接着就是瓦工砌裙了，为了美观漂亮，应预留高度，浴缸裙使用的砖和墙砖一样，使浴缸裙，下墙砖地砖是同样颜色材质，大理石,马赛克,不锈钢等都可以。然后是浴缸裙的贴砖，砌好砖台子，在表面抹一层水泥砂浆，就可以贴砖了，每一块大砖都需要要打磨成不同的尺寸，砖的尾部必须要塞入浴缸的圆边下，否则会产生阳角。要注意预留检修口，通常在浴缸下水口处都有孔洞，按尺寸截取截取有防水、防腐处理的木板，用建筑胶把砖贴在木板上，在砖的边缘抹上密封胶，镶在箱体上，以便于以后检修浴缸的排水系 统。浴缸安装完毕后，应该注意浴缸的保护，用纸箱，塑料等的把浴缸整体包裹起来，以免弄花浴缸表面。S教授是个瓦工外行，他只看表面，不看本质。

卫生间装修流程一般是，吊顶，安装浴缸，马桶，淋浴房，浴盆，连接给排水管，镶贴墙砖，铺设地砖，安装灯具、插座、毛巾杆挂钩等五金配件和镜子。装修时必 须注意不要破坏防水层 ，一般需做12小时积水渗漏试验。浴盆安装时应小心别损坏镀铬层，保持镀铬罩紧贴墙面。在安装浴盆时，裙板底部应紧贴地面，楼板在排水口应预留~10英寸洞孔，便于排水，还需在排水端部墙体设置检修孔。然后才是砌两条，热水龙头高度需超出浴盆~5英寸。

当时，他们安装浴缸时，S教授不知出于什么原因定购了两个浴缸。多余的浴缸在实验室放了两个月无人理会，浴缸盒子上灰尘都有了。Ben同学鬼使神差，一天晚上，风高月黑，他偷偷把多余的浴缸用私家车运回家。G同学到现在都搞不明白，Ben同学把又重又大的浴缸偷运回家干什么，他家里的浴缸好好的,不需要更换，难道他喜欢收藏大件瓷器？G同学后来怀疑Ben患有偷窃癖，其特点是内心反复出现的偷窃冲动，而不能自拔，偷来的浴缸并非自己所需，也不是为了卖钱。他只是把偷来的浴缸偷偷隐藏起来，应该是属于侥幸心理或者空虚心理。这种偷窃冲动有一定的周期，当冲动的紧张度升高时，偷窃行为就带给他心理上的满足感。据G同学观 察，Ben偷浴缸应该没有预谋，是在变态心理支配下表现出的反常行为，是一种疾病，而不是犯罪。所以每个人都应该不停地向上帝自我反省，才能不断完善自己。

现在中国生产的淋浴房质量比10年前要好很多，设计了调整功能，如联墙材具有纵横方向调整功能，甚至可以修正因水泥工失误所造成的偏差。淋浴房尺寸的预埋孔位，布线漏电保护等装置应该在沐浴房安装前考虑好，以免返工。安装底盆最重要的是排水，调节底盆水平，确保盆内无积水，即排水后，底盆内存水量不大于0.1加仑，排水通畅。G同学喜欢用铝质软管，防腐性能好，可随距离远近伸缩，可与地漏连接牢固。玻璃的侧面或下方安装好吸条或挡水胶条。用硅胶将铝材与墙体、玻璃与底盆接缝处密缝以防水。带淋浴头的浴盆墙围，干墙drywall,瓷砖高度约在底盘底及墙底部一尺半，用kerdi薄膜，并涂上防水涂料，用做油漆滚子和刷子涂在墙上，干后形成防水膜。

淋浴房必须用膨胀螺栓与非空心墙dry wall牢固连接，不能有晃动。木螺钉没有固定好，G同学后来发现门是斜的，只好拆下来重装。G同学喜欢用水平尺确定铝材的钻孔位，用铅笔做标记，用冲击钻打孔。往钻孔处镶入胶粒，用螺丝将铝条锁于墙壁。旋紧层板螺钉，固定层板玻璃，保持置物架垂直和水平。将玻璃夹紧锁在底盆钻孔处，再用螺丝固定玻璃。在 固定玻璃上方钻孔，装直口固定座用弯管套将顶管固定在玻璃顶端。将合叶装于固定门预留孔处，装好活动门的五金件，拉门必须和玻璃板左右对称、才能无缝隙、开闭流畅，淋浴房和底盆间需用硅胶密封密封，才能不渗水。门的安装需要体力和技巧，一般不鼓励新手独立安装活动门。淋浴门装好后，必须调整荷叶的轴芯位 置，通常延长调整门的底座，让门的重心前移，直到关门手感最佳为止。地板必须因地制宜，根据sub floor 来决定，比如需防水用玻璃纤维增强石膏板类，jypsium board加防水涂料，需强度用水泥板wander board，需韧性用夹板plywood。安装淋浴器时要先把冷、热水管口用水平尺找平，在铜进水口抹上铅油，安装三通口，并拧紧螺母，在将淋浴器用木螺丝固定在墙上。

他们接着安装马桶，先检查排污管道是否有杂物堵塞，不然，座便器不通畅，还得返工。地板也必须保持水平，如发现地板不平，必须调平地板。一般情况下，下水 口应高出地面约0.1英寸。马桶底部周围与下水口应均匀涂抹上玻璃胶，也应该处理平整，不然不美观。马桶底部出口应采用座便器专用法兰，马桶与墙间隙均匀，摆放平稳。玻璃胶应固化12小时才能防水冲洗，才能保证无渗漏、水位正确、冲刷畅通。现在，中国代工的马桶安装很多已经不需要地脚螺丝，只需用密封胶剂，膨胀螺栓就可以了。Ben同学自作聪明，直接用水泥做粘合剂，因为水泥本身就有膨胀性，时间长了，会导至马桶底座开裂。幸好G同学及时制止了他。最后才是安装水箱，先安装角阀和软管，再检查自来水管，放水冲洗管道，以保证自来水管通畅; 然后将软管与进水阀连接，保证进水阀进水正常，保证排水阀无卡阻和渗漏。马桶装好后，卫生间一直有股异味，后来G同学仔细检查，不禁哑然, 发现是Ben忘了用硅胶把马桶上的预留孔封上造成的。

美国的大学教授招研究生对中国学生的第一印象就是last name 非常简单而且一模一样。他们通常先看TOEFL成绩，再看GRE成绩。而加拿大的教授招研究生通常看本科成绩，推荐人背景。Ben同学的博士论文是用有限元精确计算并选择设计在地震带4区，seismic zone 4，临街交通灯转角处二层木制楼房选择主矩框架材料，该楼房二楼为两边大幅玻璃墙的写字间，底楼两侧为商店门面，storefronts。其实Ben无机材料背景做这个建筑设计论文看上去有点滑稽，他主要考虑到计算机找工作容易，做有限元可以轻易找到好工作。楼房框架设计所需的“结构力学”知识，Ben在本科期间的“理论力学”与“材料力学”都掌握了，华工给他“理论力学”95%的高分，G同学所在的交大材料班“理论力学”过90%只有两个同学。S教授曾经仔细查看了Ben在中国的成绩单，对他的本科成绩印象深刻，才拍板让他来材料系读博士的，但S教授没有想到的是，中国各大学要求不一样，本科分数没有太多横向比较的意义，所以A大学材料系招进来的学生巨强巨弱都有，水平能力良莠不齐。此外，框架材料需要严格按照ASTM标准做大量的拉伸，硬度，弯曲强度 和断裂韧性测试实验，建筑系的研究生这方面知识也不够，特别是空心框架“能大大提高强度而无需增加重量“ 的计算问题对材料系的学生来讲是小菜一碟，建筑系的研究生就需恶补材料机械性能方面的课程，考虑到这些，S教授就把题目交给Ben去做。很多人腹诽S教授录取研究生的方式太机械，在A大学，本科成绩80分就算A，79分算B，一分之差就可以决定一个人能否读研究生也太偶然，太不公平了。当然，S教授反唇相讥，每年望着堆积如山的研究生申请书，材料系哪有那么多人力物力来处理？

框架梁弯曲时一侧纤维伸长、另一侧纤维缩短，必然存在既不伸长也不缩短的横截面形心的中性层。Ben直接用了雅科布·伯努利假设的梁弯曲平截面模型，即框 架梁（中性层）的曲率和弯矩成正比，由此推出简化曲率的挠曲线微分方程，他用的弹性模量值是自己在拉伸机上测量的结果，并由此做出框架梁的弯矩图。最致命 的地方是Ben同学全部用的是简化方法，包括载荷简化、物性关系简化和结构形状简化。一句话，理想与现实之间的差距太大。

Ben同学博士论文最大的问题就是，没有考虑小概率非线性事件，他分析地震不确定系统时只关注框架刚度参数的统计分布。即这些参数的线性平均值。实际情况平均值常常是非线性非对称的，平均值就不但取决于参数的平均值，还取决于参数的变化。对在地震带4区临街交通灯转角处二层木制楼房进行力学分析，他仅仅从力学的角度进行应力分析，但实际情况是材料的破坏失效导致框架楼房在地震中倒塌。而应力较小时，只是对楼房进行疲劳损害，但应力超过一定阈值后就会带来材料破坏 失效，即使应力的线性平均值很低，但变动范围太大的话仍然带来框架材料破坏失效，这些问题在他的博士论文里根本就没有讨论。

Ben同学只有一个主梁框架采用五线有限元计算法，一条中性层，两条伸长层和两条缩短层five lines of calculations。其余的框架都只假设一个中性层来近似处理， one line of calculations。Ben 同学的有限元计算没有考虑任何框架梁在地震时必须考虑的垂直负荷， Vertical Loads， 也没有用计算机辅助设计分析框架刚度 stiffness 与地震引发的漂移earthquake-induced drift 之间的关系。这些前期工作都没有做的情况下，Ben同学的模型无论是从数学的角度，还是从有限元计算的角度看，结果完美无缺，博士学位指日可待。

但从建筑工程师的角度看，Ben的计算量不够，没有任何静载荷动载荷同时存在的评价分析，也没有做静动载荷联合作用下，应力应变关系与临界载荷之间的比较。是Ben同学疏忽了吗？实际经验通常都不能使这些看法具体化。field experience did not usually substantiate the claims . 计算模拟并不能代替工程本身，计算结果只是Ben同学表达他思路的方式之一， conveying the thought process，只能引导他解决问题的正确方向。在有限元计算中，只用中性层而不考虑缩短伸长层的博士论文比比皆是，因为这样简化了计算，看上去让人一目了然，理论上也讲得通，学术上好解释，论文答辩讲起来可以头头是道，眼花缭乱,但与实际情况相距甚远，金玉其外而败絮其中，往往华而不实。

Ben同学应该知道计算什么，怎样合理模拟现实，并提出合符实际的解决方案。计算结果的质量，即准确性和全面性是博士论文水平的一个标志。Even the best calculation only substantiates, but does not substitute，the judgement. 即使最好的计算结果也只能佐证，但不能代替决策, ”计算的推论到底不能代替事实“，他的博士论文在这里只能表明他并没有准备好。

现在很多博士没有准备好，最多只是个较熟练的实验室技工technician，毕业后都不能够独立工作。按照这个思路，大学博士生教育应该改革了，以后 大学实验室应该自动化，分工化，或者商业化。一个大学国家实验室只需2-3个人，很多工作可以送出去给商业实验室做。博士的工作就是写proposals 计划书，其余的步骤由商业实验室完成，最后给博士数据就完了，博士再用这些数据来写书写文章，申请专利。似乎可以预见，不久的将来，博士后将由大量训练有素的本科生代替。

一天清晨，在蒙蒙晨曦中，Ben同学在浅寐中被梦魇惊醒，他刚刚梦见自己设计的框架楼房在地震中倒塌。

（2小时40分钟初稿搁笔）

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