建筑工程設(shè)計(jì)方法及影響因素

寧淑芬?徐敏航

建筑工程是為滿足人類社會生活、生產(chǎn)以及社會活動的需要而建造，既有物質(zhì)需求，又有精神需求。社會的發(fā)展，需要建筑工程建設(shè)和建筑設(shè)計(jì)，建筑設(shè)計(jì)求索依附于建筑工程的策劃和建設(shè)，兩者相伴而生，相互依存。本文將從設(shè)計(jì)方法和影響因素加以闡述。

對于一項(xiàng)建筑工程而言，如何滿足適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀的建筑設(shè)計(jì)方針，是對建筑師做好每一個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的基本要求?！斑m用”是指恰當(dāng)?shù)慕ㄖ娣e，合理的布局，必需的技術(shù)設(shè)備，良好的設(shè)施以及保溫、隔聲環(huán)境；“安全”是指結(jié)構(gòu)的安全度、建筑物的耐火等級及防火設(shè)計(jì)、建筑物的耐久年限等；“經(jīng)濟(jì)”主要指經(jīng)濟(jì)效益，它包括節(jié)約建筑造價(jià)，降低能源消耗，縮短建設(shè)周期，降低運(yùn)行、維修和管理費(fèi)用等，既要注意建筑本身的經(jīng)濟(jì)效益，又要注意建筑物的社會和環(huán)境的綜合效益；“美觀“是在適用、安全、經(jīng)濟(jì)的前提下，把建筑美和環(huán)境美作為設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，搞好室內(nèi)外環(huán)境設(shè)計(jì)，為人民創(chuàng)造良好的工作和生活條件。

合理的建筑空間設(shè)計(jì)

建筑設(shè)計(jì)不僅是滿足人民生活、工作、娛樂、生產(chǎn)等物質(zhì)需求，而且要滿足人們精神、美觀需求，不同的功能對建筑有著不同的要求。對于每一個(gè)建筑而言，首先考慮的是同周圍的建筑環(huán)境相協(xié)調(diào)，滿足規(guī)劃、消防、節(jié)能等方面的要求；其次對內(nèi)部空間如何更加合理有效的利用，滿足規(guī)范和各種功能要求。所以建筑需要根據(jù)內(nèi)外空間組合、周圍環(huán)境、地形地勢、氣候環(huán)境、日照間距、朝向等諸多因素，滿足使用者各種舒適性要求，創(chuàng)造適宜的人居環(huán)境空間，同時(shí)減少對機(jī)械調(diào)節(jié)設(shè)備的依賴，降低建筑使用時(shí)的能耗，從而形成建筑與自然之間良性的物質(zhì)和能量循環(huán)。一般首層的平面布置是建筑設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部位，它是建筑的主體使用功能，是建筑對內(nèi)、對外聯(lián)系的樞紐，一層的平面布局直接體現(xiàn)《規(guī)劃意見書》的要求，如建筑退紅線距離、建筑密度、綠地率、人流、車流、物流的組織、道路交通、廣場、以及與城鎮(zhèn)路接口、進(jìn)出口方位都是和規(guī)劃密切相關(guān)的，是建筑向上空布局和向地下室發(fā)展的空間使用功能的基礎(chǔ)，所以合理方案布局及空間設(shè)計(jì)首層非常重要。

合理的方案設(shè)計(jì)

1.建筑與結(jié)構(gòu)的關(guān)系

建筑方案設(shè)計(jì)，是表達(dá)建筑工程的總體布局、功能、環(huán)境、美觀、綠色生態(tài)、可持續(xù)發(fā)展、主要技術(shù)和主要設(shè)備選型及總投資等總體性、整體性問題。決定著建筑的安全、經(jīng)濟(jì)和美觀等因素。合理的建筑布局，對結(jié)構(gòu)選型和結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)至關(guān)重要。規(guī)則的平面布置對于有抗震設(shè)防要求的建筑尤為重要。所以方案設(shè)計(jì)中，平面布置力求簡單、規(guī)則、對稱，避免應(yīng)力集中的凹角和狹長的縮頸。在建筑端部和轉(zhuǎn)角部位，盡量不布置樓梯、電梯等，以減少扭轉(zhuǎn)的影響。外觀立面盡量避免外挑過多，不要為了追求立面變化而使外挑、內(nèi)收過多、過急，避免產(chǎn)生變形集中。在滿足立面變化的同時(shí)，力求剛度均勻變化。而在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，則對于不規(guī)則的平立面設(shè)計(jì)要采取加強(qiáng)措施，滿足抗震規(guī)范和技術(shù)規(guī)程要求。合理的方案設(shè)計(jì)，不僅提高建筑的安全性能，也能達(dá)到合理的分配投資，使工程造價(jià)能夠控制在限定的范圍內(nèi)。

2.建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)

建筑節(jié)能是整個(gè)建筑壽命中每一個(gè)環(huán)節(jié)節(jié)能總和，它是通過合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)，采用節(jié)能型建筑材料、產(chǎn)品和設(shè)備，執(zhí)行建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，合理設(shè)計(jì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能，提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率，利用可再生資源，降低建筑能源消耗，合理有效地利用能源。所以在建筑方案設(shè)計(jì)中，對于外部環(huán)境，在依據(jù)建筑物地址，分析當(dāng)?shù)貧夂?、土地、水質(zhì)、地形及周圍環(huán)境因素，創(chuàng)造節(jié)能的有利環(huán)境。如在建筑周圍布置樹木、植被，既能有效遮擋風(fēng)沙，凈化空氣，還能遮陽降噪；亦可以創(chuàng)造人工環(huán)境，在建筑附近設(shè)置水面，利用水來平衡溫度、降風(fēng)沙及收集雨水等。而對于內(nèi)部環(huán)境，則要通過對建筑各部分的節(jié)能構(gòu)造設(shè)計(jì)，如通過對屋頂、樓板、墻體、門窗的造型結(jié)構(gòu)、材料等方面，充分考慮節(jié)能設(shè)計(jì)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，不僅能利用外部氣候環(huán)境條件，也能達(dá)到節(jié)能和改善室內(nèi)微氣候環(huán)境效果。

建筑方案設(shè)計(jì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析及影響因素

建筑方案設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖的基本前提，它是在工程項(xiàng)目的具體環(huán)境、各項(xiàng)要求、投資等條件下，創(chuàng)作出最佳建筑方案，通過選用最合理、最經(jīng)濟(jì)的主要技術(shù)和設(shè)備，達(dá)到合理的分配投資，使工程造價(jià)控制在限定范圍內(nèi)。而設(shè)計(jì)意圖的實(shí)現(xiàn)又都與資金投入相關(guān)，任何一個(gè)建筑設(shè)計(jì)評價(jià)，不僅限于建筑方案本身，造價(jià)的考慮占有相當(dāng)?shù)谋壤?，抑或是決定性的。

1.建筑設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性原則

建筑方案的經(jīng)濟(jì)性，是在可比方案或可計(jì)算條件下，最經(jīng)濟(jì)地滿足使用功能及其它功能要求的實(shí)現(xiàn)能力，通常以“元/m2”表示。建筑在不同性質(zhì)的項(xiàng)目建設(shè)中所占投資比重有很大差異，一般說工業(yè)建設(shè)項(xiàng)目中建筑工程投資比重相對較低，而在民用建筑中則占有很大比重。而影響建筑設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)因素是由于建筑類別和功能要求不同而有明顯差異，其中包括環(huán)境因素、技術(shù)因素、質(zhì)量因素、法規(guī)政策、建筑設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性分析等。對于建筑設(shè)計(jì)項(xiàng)目，其經(jīng)濟(jì)性的衡量是通過定量與定性分析確定，在綜合評定中有具體的計(jì)算和要求，所以系統(tǒng)的成本概念和綜合評價(jià)與方案比較是實(shí)現(xiàn)建筑經(jīng)濟(jì)性所應(yīng)遵循的原則。

2.建筑工程設(shè)計(jì)影響工程造價(jià)因素分析

建筑工程設(shè)計(jì)影響工程造價(jià)的主要因素：平面形狀、層高、層數(shù)、柱網(wǎng)布置、建筑物體積與面積、結(jié)構(gòu)形式、建筑材料等。一般地說，建筑平面形狀越簡單，它的單位面積造價(jià)就低，而不規(guī)則的建筑物將導(dǎo)致室外工程、排水工程、砌筑工程及屋面工程復(fù)雜化，從而增加費(fèi)用。一般情況下，建筑物周長與建筑面積比值越低，設(shè)計(jì)越經(jīng)濟(jì)；對于層高，在建筑面積不變的情況下，建筑層高增加會引起各項(xiàng)費(fèi)用增加。建筑物層數(shù)增加也毫無疑問會提高造價(jià)，但建筑層數(shù)增加時(shí)，單位面積所分?jǐn)偟耐恋刭M(fèi)用及外部流通空間費(fèi)用將有所降低，因而建筑層數(shù)對造價(jià)的影響，因建筑類型、形式和結(jié)構(gòu)不同而不同；柱網(wǎng)布置是確定柱子的行距和間接的依據(jù)，柱網(wǎng)布置是否合理，對工程造價(jià)和空間利用率都有較大影響。柱距大，內(nèi)部空間有更大的靈活性，避免工藝設(shè)備受到柱網(wǎng)布置限制，雖然可能會增加造價(jià)，但對后期使用和綜合評價(jià)會更有益；建筑物體積和面積，在不影響功能的前提下，平面布置力求緊湊合理，要采用先進(jìn)工藝和高效能的設(shè)備，盡量減少結(jié)構(gòu)面積比例，增加有效面積，使結(jié)構(gòu)面積系數(shù)越小越經(jīng)濟(jì)；建筑材料和建筑結(jié)構(gòu)選擇是否合理，不僅直接影響工程質(zhì)量，而且對施工費(fèi)用和工程造價(jià)有很大影響，尤其建筑材料，一般占直接費(fèi)的70%，所以降低材料費(fèi)用，簡化基礎(chǔ)工程，不僅能能提高勞動生產(chǎn)率，經(jīng)濟(jì)效果也十分明顯。

3.建筑設(shè)計(jì)方案總體評價(jià)、優(yōu)選

建筑設(shè)計(jì)既有工業(yè)建筑設(shè)計(jì)又有民用建筑設(shè)計(jì)，使用目的和功能不同，評價(jià)的重點(diǎn)也不同。工業(yè)設(shè)計(jì)由總平面設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)三部分組成，它們之間是相互聯(lián)系又相互制約。在設(shè)計(jì)中要滿足各項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)的要求。民用設(shè)計(jì)包括公共建筑和住宅建筑，一般要求平面布置合理，長寬比例適當(dāng)，所以設(shè)計(jì)方案完成后，要對多個(gè)方案評價(jià)優(yōu)選，確定評價(jià)因素和評價(jià)指標(biāo)，制定評價(jià)準(zhǔn)則，確定評價(jià)方法，通過量化的評價(jià)指標(biāo)，評選出合理的、有效的、經(jīng)濟(jì)的建筑方案。

結(jié)束語

建筑設(shè)計(jì)是綜合建筑的適用性、技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性、藝術(shù)性，可持續(xù)性的多方案、多方位、多層次、反復(fù)調(diào)整、協(xié)調(diào)的產(chǎn)物，建筑設(shè)計(jì)是在理解設(shè)計(jì)任務(wù)書、規(guī)劃意見書，了解建筑場地周邊條件、場地條件，當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)厣鐣枨?，城?zhèn)的現(xiàn)狀和總體規(guī)劃、交通流向等，對工程項(xiàng)目進(jìn)行功能分區(qū)、合理布局，組織形體構(gòu)成，組織內(nèi)部環(huán)境空間，構(gòu)思建筑立面形象等。設(shè)計(jì)構(gòu)思是通過對項(xiàng)目的設(shè)計(jì)任務(wù)書解讀，了解設(shè)計(jì)內(nèi)容，通過收集資料，綜合其它同類工程優(yōu)點(diǎn)，營造融于自然環(huán)境、融于城鎮(zhèn)建筑群體的有特色、有個(gè)性、有表現(xiàn)力的建筑精品。

（作者單位：中海油研究總院）

作者簡介：寧淑芬（1966-），女，內(nèi)蒙古赤峰市人，1988年畢業(yè)于內(nèi)蒙古建筑學(xué)院建筑學(xué)專業(yè)，本科（工學(xué)學(xué)士），高級工程師，國家一級注冊建筑師，現(xiàn)任職于中海油研究總院，從事建筑設(shè)計(jì)、總圖審核工作；

徐敏航（1983-），男，吉林省吉林市人，2009年畢業(yè)于中國石油大學(xué)（北京）化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)院石油與天然氣加工專業(yè)，碩士學(xué)歷（工學(xué)碩士），工程師，現(xiàn)任職于中海油研究總院，從事石油、天然氣處理與加工研究設(shè)計(jì)工作。