建筑工程設計方法及影響因素

寧淑芬?徐敏航

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

對于一項建筑工程而言，如何滿足適用、安全、經濟、美觀的建筑設計方針，是對建筑師做好每一個項目設計的基本要求。“適用”是指恰當的建筑面積，合理的布局，必需的技術設備，良好的設施以及保溫、隔聲環境；“安全”是指結構的安全度、建筑物的耐火等級及防火設計、建筑物的耐久年限等；“經濟”主要指經濟效益，它包括節約建筑造價，降低能源消耗，縮短建設周期，降低運行、維修和管理費用等，既要注意建筑本身的經濟效益，又要注意建筑物的社會和環境的綜合效益；“美觀“是在適用、安全、經濟的前提下，把建筑美和環境美作為設計的重要內容，搞好室內外環境設計，為人民創造良好的工作和生活條件。

合理的建筑空間設計

建筑設計不僅是滿足人民生活、工作、娛樂、生產等物質需求，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。對于每一個建筑而言，首先考慮的是同周圍的建筑環境相協調，滿足規劃、消防、節能等方面的要求；其次對內部空間如何更加合理有效的利用，滿足規范和各種功能要求。所以建筑需要根據內外空間組合、周圍環境、地形地勢、氣候環境、日照間距、朝向等諸多因素，滿足使用者各種舒適性要求，創造適宜的人居環境空間，同時減少對機械調節設備的依賴，降低建筑使用時的能耗，從而形成建筑與自然之間良性的物質和能量循環。一般首層的平面布置是建筑設計的關鍵部位，它是建筑的主體使用功能，是建筑對內、對外聯系的樞紐，一層的平面布局直接體現《規劃意見書》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、以及與城鎮路接口、進出口方位都是和規劃密切相關的，是建筑向上空布局和向地下室發展的空間使用功能的基礎，所以合理方案布局及空間設計首層非常重要。

合理的方案設計

1.建筑與結構的關系

建筑方案設計，是表達建筑工程的總體布局、功能、環境、美觀、綠色生態、可持續發展、主要技術和主要設備選型及總投資等總體性、整體性問題。決定著建筑的安全、經濟和美觀等因素。合理的建筑布局，對結構選型和結構安全設計至關重要。規則的平面布置對于有抗震設防要求的建筑尤為重要。所以方案設計中，平面布置力求簡單、規則、對稱，避免應力集中的凹角和狹長的縮頸。在建筑端部和轉角部位，盡量不布置樓梯、電梯等，以減少扭轉的影響。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、內收過多、過急，避免產生變形集中。在滿足立面變化的同時，力求剛度均勻變化。而在結構設計中，則對于不規則的平立面設計要采取加強措施，滿足抗震規范和技術規程要求。合理的方案設計，不僅提高建筑的安全性能，也能達到合理的分配投資，使工程造價能夠控制在限定的范圍內。

2.建筑的節能設計

建筑節能是整個建筑壽命中每一個環節節能總和，它是通過合理的規劃設計，采用節能型建筑材料、產品和設備，執行建筑節能標準，合理設計建筑圍護結構的熱工性能，提高系統的運行效率，利用可再生資源，降低建筑能源消耗，合理有效地利用能源。所以在建筑方案設計中，對于外部環境，在依據建筑物地址，分析當地氣候、土地、水質、地形及周圍環境因素，創造節能的有利環境。如在建筑周圍布置樹木、植被，既能有效遮擋風沙，凈化空氣，還能遮陽降噪；亦可以創造人工環境，在建筑附近設置水面，利用水來平衡溫度、降風沙及收集雨水等。而對于內部環境，則要通過對建筑各部分的節能構造設計，如通過對屋頂、樓板、墻體、門窗的造型結構、材料等方面，充分考慮節能設計要求進行設計，不僅能利用外部氣候環境條件，也能達到節能和改善室內微氣候環境效果。

建筑方案設計的技術經濟分析及影響因素

建筑方案設計是實現設計意圖的基本前提，它是在工程項目的具體環境、各項要求、投資等條件下，創作出最佳建筑方案，通過選用最合理、最經濟的主要技術和設備，達到合理的分配投資，使工程造價控制在限定范圍內。而設計意圖的實現又都與資金投入相關，任何一個建筑設計評價，不僅限于建筑方案本身，造價的考慮占有相當的比例，抑或是決定性的。

1.建筑設計的經濟性原則

建筑方案的經濟性，是在可比方案或可計算條件下，最經濟地滿足使用功能及其它功能要求的實現能力，通常以“元/m2”表示。建筑在不同性質的項目建設中所占投資比重有很大差異，一般說工業建設項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。而影響建筑設計的經濟因素是由于建筑類別和功能要求不同而有明顯差異，其中包括環境因素、技術因素、質量因素、法規政策、建筑設計的經濟性分析等。對于建筑設計項目，其經濟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算和要求，所以系統的成本概念和綜合評價與方案比較是實現建筑經濟性所應遵循的原則。

2.建筑工程設計影響工程造價因素分析

建筑工程設計影響工程造價的主要因素：平面形狀、層高、層數、柱網布置、建筑物體積與面積、結構形式、建筑材料等。一般地說，建筑平面形狀越簡單，它的單位面積造價就低，而不規則的建筑物將導致室外工程、排水工程、砌筑工程及屋面工程復雜化，從而增加費用。一般情況下，建筑物周長與建筑面積比值越低，設計越經濟；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費用增加。建筑物層數增加也毫無疑問會提高造價，但建筑層數增加時，單位面積所分攤的土地費用及外部流通空間費用將有所降低，因而建筑層數對造價的影響，因建筑類型、形式和結構不同而不同；柱網布置是確定柱子的行距和間接的依據，柱網布置是否合理，對工程造價和空間利用率都有較大影響。柱距大，內部空間有更大的靈活性，避免工藝設備受到柱網布置限制，雖然可能會增加造價，但對后期使用和綜合評價會更有益；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，要采用先進工藝和高效能的設備，盡量減少結構面積比例，增加有效面積，使結構面積系數越小越經濟；建筑材料和建筑結構選擇是否合理，不僅直接影響工程質量，而且對施工費用和工程造價有很大影響，尤其建筑材料，一般占直接費的70%，所以降低材料費用，簡化基礎工程，不僅能能提高勞動生產率，經濟效果也十分明顯。

3.建筑設計方案總體評價、優選

建筑設計既有工業建筑設計又有民用建筑設計，使用目的和功能不同，評價的重點也不同。工業設計由總平面設計、工藝設計、建筑設計三部分組成，它們之間是相互聯系又相互制約。在設計中要滿足各項評價指標的要求。民用設計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，所以設計方案完成后，要對多個方案評價優選，確定評價因素和評價指標，制定評價準則，確定評價方法，通過量化的評價指標，評選出合理的、有效的、經濟的建筑方案。

結束語

建筑設計是綜合建筑的適用性、技術性、經濟性、藝術性，可持續性的多方案、多方位、多層次、反復調整、協調的產物，建筑設計是在理解設計任務書、規劃意見書，了解建筑場地周邊條件、場地條件，當時當地社會需求，城鎮的現狀和總體規劃、交通流向等，對工程項目進行功能分區、合理布局，組織形體構成，組織內部環境空間，構思建筑立面形象等。設計構思是通過對項目的設計任務書解讀，了解設計內容，通過收集資料，綜合其它同類工程優點，營造融于自然環境、融于城鎮建筑群體的有特色、有個性、有表現力的建筑精品。

（作者單位：中海油研究總院）

作者簡介：寧淑芬（1966-），女，內蒙古赤峰市人，1988年畢業于內蒙古建筑學院建筑學專業，本科（工學學士），高級工程師，國家一級注冊建筑師，現任職于中海油研究總院，從事建筑設計、總圖審核工作；

徐敏航（1983-），男，吉林省吉林市人，2009年畢業于中國石油大學（北京）化學工程與技術學院石油與天然氣加工專業，碩士學歷（工學碩士），工程師，現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計工作。