建筑規(guī)劃設(shè)計優(yōu)化的重點分析

賈立祥

河北大地建設(shè)科技有限公司

建筑規(guī)劃設(shè)計優(yōu)化的重點分析

賈立祥

河北大地建設(shè)科技有限公司

任何建筑體在建造初衷上都是希望成為完美的建筑工藝品，隨著市場經(jīng)濟不斷發(fā)展，隨著社會環(huán)境問題日趨嚴峻，我們對各類建筑的要求也不斷提高。本文主要通過對建筑規(guī)劃設(shè)計的簡析，然后探討生態(tài)建筑設(shè)計方案優(yōu)化的策略與關(guān)注要素，最后分析建筑規(guī)劃設(shè)計優(yōu)化的重點等幾個方面進行討論。

建筑規(guī)劃；優(yōu)化方法；設(shè)計

1 前言

任何建筑想要獲得較好的效果都需要設(shè)計者將它的外在和結(jié)構(gòu)設(shè)計密切的設(shè)計到一起，都需要建設(shè)單位與中標的設(shè)計單位快速的展開建筑規(guī)劃設(shè)計優(yōu)化這項工作。生態(tài)型建筑將成為未來社會的各類建筑發(fā)展的主流，如何優(yōu)化建筑規(guī)劃設(shè)計將成為一個新的時代的命題。

2 建筑規(guī)劃設(shè)計簡析

建筑規(guī)劃設(shè)計是確保工程建筑的一項基礎(chǔ)前提，建筑設(shè)計優(yōu)化能否順利完成關(guān)系到工程建筑能否圓滿完成。傳統(tǒng)意義上的建設(shè)規(guī)劃設(shè)計，大多憑借著現(xiàn)有的知識、以往的經(jīng)驗或者運用比較模糊的思維方式，對方案的性能及效果做出一定的判斷，繼而采取質(zhì)疑、推敲、論證，從而提出自認為滿意的方案，在這個基礎(chǔ)上再進行評價、優(yōu)選。由于個人知識素養(yǎng)及工作經(jīng)驗上的局限性，由于個人不同的如專斷、偏見、猶豫等心理情緒的影響，評價及優(yōu)選工作往往出現(xiàn)失誤，影響這個建筑工程進程。

3 建筑規(guī)劃設(shè)計優(yōu)化在結(jié)構(gòu)設(shè)計中的步驟

3.1 建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型

首先，要選擇設(shè)計變量和預(yù)定參數(shù)。設(shè)計變量通常是對設(shè)計要求起到主要影響的參數(shù)，如約束控制參數(shù)和目標控制參數(shù)；預(yù)定參數(shù)通常是對設(shè)計要求來說變化范圍小的參數(shù)，或者是根據(jù)局部性的設(shè)計考慮就能滿足設(shè)計要求的參數(shù)，這有利于減少工作量。其次，要確定目標函數(shù)，使總費用保持最少。第三，要確定約束條件。可靠度優(yōu)化設(shè)計的約束條件主要包括尺寸約束、應(yīng)力約束、結(jié)構(gòu)強度約束、變形約束、構(gòu)件單元約束、從可靠指標約束到確定性指標約束等等。優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用到實際的建筑結(jié)構(gòu)工程上，就是結(jié)構(gòu)設(shè)計中實際的約束條件與目標的約束條件對比，控制各約束條件都能符合現(xiàn)行的規(guī)范，最后實現(xiàn)最優(yōu)的設(shè)計。

3.2 設(shè)定優(yōu)化設(shè)計計算方案

建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計問題屬于比較復(fù)雜的多約束非線性優(yōu)化問題，因此在處理這種多變量問題的計算過程中，要將問題轉(zhuǎn)化再求解，即把有約束優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化成為無約束問題。具體的優(yōu)化設(shè)計的計算方法有拉式乘子法、復(fù)合形法等。

3.3 程序設(shè)計及探索活動

依據(jù)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型和設(shè)定、選擇的優(yōu)化設(shè)計計算方法，設(shè)計出功能強大、運行速度快的綜合程序。完成程序后應(yīng)對工程全局展開探索活動，根據(jù)涉及到的不同層面綜合化、多層次的去分析，進而明確優(yōu)秀合理的規(guī)劃。設(shè)計與經(jīng)濟會發(fā)生碰撞，要求決策者平衡投資與設(shè)計，不能片面強調(diào)經(jīng)濟節(jié)約，也不能一味重視技術(shù)，設(shè)計保守、經(jīng)濟浪費。

4 生態(tài)性建筑規(guī)劃設(shè)計優(yōu)化方法

4.1 環(huán)保型建筑規(guī)劃設(shè)計

環(huán)保是時代主題，能耗低、能效高、污染少，減少不可再生能源的利用，盡可能開發(fā)、合理使用可再生資源，最大限度減少建筑工程帶來的社會與生態(tài)壓力。一方面，我們可以建設(shè)生態(tài)小區(qū)，小區(qū)住宅房間能實現(xiàn)自然通風，有效的控制住宅內(nèi)外的噪聲源，在采光方面盡可能使用自然光與節(jié)能工具。另一方面，在住宅的設(shè)計中可以根據(jù)現(xiàn)實情況，實現(xiàn)在屋頂上安裝器具合理利用太陽能、風能等綠色能源。

4.2 節(jié)約型建筑規(guī)劃設(shè)計

節(jié)能型建筑規(guī)劃設(shè)計的重點包括住宅節(jié)能、綠色可再生能源及常規(guī)能源系統(tǒng)優(yōu)化。在建筑節(jié)能方面，要考慮能否維護結(jié)構(gòu)的保溫、滿足國家相關(guān)標準；在綠色可再生能源利用上，要因地制宜，選擇適合當?shù)靥攸c的產(chǎn)品與技術(shù)。在建筑規(guī)劃與裝修設(shè)計中都要考慮資源的節(jié)能問題；常規(guī)能源的系統(tǒng)應(yīng)不斷進行優(yōu)化，避免能源結(jié)構(gòu)重復(fù)建設(shè)帶來的浪費。

5 建筑規(guī)劃設(shè)計優(yōu)化中需關(guān)注的要素與原則

5.1 文化要素與成本要素

建筑承擔一定的文化特質(zhì)與內(nèi)涵是毋庸置疑的，涉及到民族、歷史、地域特征、風格定位以及建設(shè)單位的組織文化等各個方面。能否正確把握并合理表達文化要素是建筑設(shè)計的一大難題。通常中標的方案都能在文化要素的詮釋方面設(shè)計獨到，在設(shè)計優(yōu)化階段建設(shè)單位與設(shè)計單位都應(yīng)充分關(guān)注文化要素，準確把握建筑的格調(diào)與文化定位的融合。

5.2 業(yè)與堅持原則

堅持并充分的發(fā)揮專業(yè)人員的主導(dǎo)作用相當重要。優(yōu)化不成的原因很多，非專業(yè)因素的指導(dǎo)或者干預(yù)是干擾優(yōu)化過程的主要原因。一方面，領(lǐng)導(dǎo)的主觀意愿或者建設(shè)單位的熱情參與會影響甚至壓制建筑師的創(chuàng)作空間；另一方面，中標單位的被動工作心態(tài)影響建設(shè)。為確保優(yōu)化方案的合理與科學(xué)性，應(yīng)整理、甄別各方面的專業(yè)意見，通過專業(yè)設(shè)計手段加以落實。

6 建筑規(guī)劃設(shè)計優(yōu)化的重點

6.1 建筑規(guī)劃設(shè)計方案的優(yōu)化

設(shè)計方案的優(yōu)化要從工程的功能需求出發(fā)，關(guān)注工程造價嚴謹、技術(shù)先進以及財務(wù)審核的規(guī)范性。對工程造價嚴謹性進行控制，可以達到造價對施工的指導(dǎo)目的，奠定施工成本的基礎(chǔ)；對施工技術(shù)的先進性進行優(yōu)化，可以提高施工效率，達到降低成本與投資的目的；而對財務(wù)審核的規(guī)范性優(yōu)化，可以對建筑造價及施工資金的使用進行控制，達到科學(xué)的使用過程投資目的，避免偷工減料。職務(wù)侵占現(xiàn)象的發(fā)生。

6.2 建筑規(guī)劃設(shè)計方案的質(zhì)量優(yōu)化與管理

建筑規(guī)劃設(shè)計方案的質(zhì)量優(yōu)化與管理，是提高建筑工程的設(shè)計質(zhì)量、滿足建筑設(shè)計的規(guī)范要求、達到高標準工程的關(guān)鍵，對投資企業(yè)和施工企業(yè)來說意義重大。建筑規(guī)劃設(shè)計方案的質(zhì)量優(yōu)化主要包括三方面。首先，設(shè)計人員必須有較高的專業(yè)素養(yǎng)，對各設(shè)計人員的專業(yè)項目整合使其強項得到發(fā)揮，進而提高設(shè)計方案的質(zhì)量；其次，項目設(shè)計的管理過程要對建筑設(shè)計的方案圖、施工圖、重點、關(guān)鍵點與預(yù)算進行控制，保證方案的質(zhì)量；最后，要通過科學(xué)的優(yōu)化頭籌方法安排工作、提高設(shè)計效率與各環(huán)節(jié)的交接，對交叉工作進行統(tǒng)籌安排縮短設(shè)計時間、提高設(shè)計工作效率。

7 結(jié)語

總的來說，建筑規(guī)劃設(shè)計優(yōu)化是一個多層次、全面綜合的課題，離不開周密設(shè)計與嚴謹部署。設(shè)計時綜合分析，開展具體設(shè)計工作時，要積極探索，實現(xiàn)最高利潤，從建筑美學(xué)和消費者使用需求的視角進行優(yōu)化，積極的開展設(shè)計優(yōu)化工作。

[1]肖寧.建筑規(guī)劃設(shè)計中建筑節(jié)能的設(shè)計[J].科技致富向?qū)?2013(6).

[2]李鋒.淺談現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[J].科技資訊,2010(26).