建筑工程设计方法及影响因素

宁淑芬?徐敏航

建筑工程是为满足人类社会生活、生产以及社会活动的需要而建造，既有物质需求，又有精神需求。社会的发展，需要建筑工程建设和建筑设计，建筑设计求索依附于建筑工程的策划和建設，两者相伴而生，相互依存。本文将从设计方法和影响因素加以阐述。

对于一项建筑工程而言，如何满足适用、安全、经济、美观的建筑设计方针，是对建筑师做好每一个项目设计的基本要求。“适用”是指恰当的建筑面积，合理的布局，必需的技术设备，良好的设施以及保温、隔声环境；“安全”是指结构的安全度、建筑物的耐火等级及防火设计、建筑物的耐久年限等；“经济”主要指经济效益，它包括节约建筑造价，降低能源消耗，缩短建设周期，降低运行、维修和管理费用等，既要注意建筑本身的经济效益，又要注意建筑物的社会和环境的综合效益；“美观“是在适用、安全、经济的前提下，把建筑美和环境美作为设计的重要内容，搞好室内外环境设计，为人民创造良好的工作和生活条件。

合理的建筑空间设计

建筑设计不仅是满足人民生活、工作、娱乐、生产等物质需求，而且要满足人们精神、美观需求，不同的功能对建筑有着不同的要求。对于每一个建筑而言，首先考虑的是同周围的建筑环境相协调，满足规划、消防、节能等方面的要求；其次对内部空间如何更加合理有效的利用，满足规范和各种功能要求。所以建筑需要根据内外空间组合、周围环境、地形地势、气候环境、日照间距、朝向等诸多因素，满足使用者各种舒适性要求，创造适宜的人居环境空间，同时减少对机械调节设备的依赖，降低建筑使用时的能耗，从而形成建筑与自然之间良性的物质和能量循环。一般首层的平面布置是建筑设计的关键部位，它是建筑的主体使用功能，是建筑对内、对外联系的枢纽，一层的平面布局直接体现《规划意见书》的要求，如建筑退红线距离、建筑密度、绿地率、人流、车流、物流的组织、道路交通、广场、以及与城镇路接口、进出口方位都是和规划密切相关的，是建筑向上空布局和向地下室发展的空间使用功能的基础，所以合理方案布局及空间设计首层非常重要。

合理的方案设计

1.建筑与结构的关系

建筑方案设计，是表达建筑工程的总体布局、功能、环境、美观、绿色生态、可持续发展、主要技术和主要设备选型及总投资等总体性、整体性问题。决定着建筑的安全、经济和美观等因素。合理的建筑布局，对结构选型和结构安全设计至关重要。规则的平面布置对于有抗震设防要求的建筑尤为重要。所以方案设计中，平面布置力求简单、规则、对称，避免应力集中的凹角和狭长的缩颈。在建筑端部和转角部位，尽量不布置楼梯、电梯等，以减少扭转的影响。外观立面尽量避免外挑过多，不要为了追求立面变化而使外挑、内收过多、过急，避免产生变形集中。在满足立面变化的同时，力求刚度均匀变化。而在结构设计中，则对于不规则的平立面设计要采取加强措施，满足抗震规范和技术规程要求。合理的方案设计，不仅提高建筑的安全性能，也能达到合理的分配投资，使工程造价能够控制在限定的范围内。

2.建筑的节能设计

建筑节能是整个建筑寿命中每一个环节节能总和，它是通过合理的规划设计，采用节能型建筑材料、产品和设备，执行建筑节能标准，合理设计建筑围护结构的热工性能，提高系统的运行效率，利用可再生资源，降低建筑能源消耗，合理有效地利用能源。所以在建筑方案设计中，对于外部环境，在依据建筑物地址，分析当地气候、土地、水质、地形及周围环境因素，创造节能的有利环境。如在建筑周围布置树木、植被，既能有效遮挡风沙，净化空气，还能遮阳降噪；亦可以创造人工环境，在建筑附近设置水面，利用水来平衡温度、降风沙及收集雨水等。而对于内部环境，则要通过对建筑各部分的节能构造设计，如通过对屋顶、楼板、墙体、门窗的造型结构、材料等方面，充分考虑节能设计要求进行设计，不仅能利用外部气候环境条件，也能达到节能和改善室内微气候环境效果。

建筑方案设计的技术经济分析及影响因素

建筑方案设计是实现设计意图的基本前提，它是在工程项目的具体环境、各项要求、投资等条件下，创作出最佳建筑方案，通过选用最合理、最经济的主要技术和设备，达到合理的分配投资，使工程造价控制在限定范围内。而设计意图的实现又都与资金投入相关，任何一个建筑设计评价，不仅限于建筑方案本身，造价的考虑占有相当的比例，抑或是决定性的。

1.建筑设计的经济性原则

建筑方案的经济性，是在可比方案或可计算条件下，最经济地满足使用功能及其它功能要求的实现能力，通常以“元/m2”表示。建筑在不同性质的项目建设中所占投资比重有很大差异，一般说工业建设项目中建筑工程投资比重相对较低，而在民用建筑中则占有很大比重。而影响建筑设计的经济因素是由于建筑类别和功能要求不同而有明显差异，其中包括环境因素、技术因素、质量因素、法规政策、建筑设计的经济性分析等。对于建筑设计项目，其经济性的衡量是通过定量与定性分析确定，在综合评定中有具体的计算和要求，所以系统的成本概念和综合评价与方案比较是实现建筑经济性所应遵循的原则。

2.建筑工程设计影响工程造价因素分析

建筑工程设计影响工程造价的主要因素：平面形状、层高、层数、柱网布置、建筑物体积与面积、结构形式、建筑材料等。一般地说，建筑平面形状越简单，它的单位面积造价就低，而不规则的建筑物将导致室外工程、排水工程、砌筑工程及屋面工程复杂化，从而增加费用。一般情况下，建筑物周长与建筑面积比值越低，设计越经济；对于层高，在建筑面积不变的情况下，建筑层高增加会引起各项费用增加。建筑物层数增加也毫无疑问会提高造价，但建筑层数增加时，单位面积所分摊的土地费用及外部流通空间费用将有所降低，因而建筑层数对造价的影响，因建筑类型、形式和结构不同而不同；柱网布置是确定柱子的行距和间接的依据，柱网布置是否合理，对工程造价和空间利用率都有较大影响。柱距大，内部空间有更大的灵活性，避免工艺设备受到柱网布置限制，虽然可能会增加造价，但对后期使用和综合评价会更有益；建筑物体积和面积，在不影响功能的前提下，平面布置力求紧凑合理，要采用先进工艺和高效能的设备，尽量减少结构面积比例，增加有效面积，使结构面积系数越小越经济；建筑材料和建筑结构选择是否合理，不仅直接影响工程质量，而且对施工费用和工程造价有很大影响，尤其建筑材料，一般占直接费的70%，所以降低材料费用，简化基础工程，不仅能能提高劳动生产率，经济效果也十分明显。

3.建筑设计方案总体评价、优选

建筑设计既有工业建筑设计又有民用建筑设计，使用目的和功能不同，评价的重点也不同。工业设计由总平面设计、工艺设计、建筑设计三部分组成，它们之间是相互联系又相互制约。在设计中要满足各项评价指标的要求。民用设计包括公共建筑和住宅建筑，一般要求平面布置合理，长宽比例适当，所以设计方案完成后，要对多个方案评价优选，确定评价因素和评价指标，制定评价准则，确定评价方法，通过量化的评价指标，评选出合理的、有效的、经济的建筑方案。

结束语

建筑设计是综合建筑的适用性、技术性、经济性、艺术性，可持续性的多方案、多方位、多层次、反复调整、协调的产物，建筑设计是在理解设计任务书、规划意见书，了解建筑场地周边条件、场地条件，当时当地社会需求，城镇的现状和总体规划、交通流向等，对工程项目进行功能分区、合理布局，组织形体构成，组织内部环境空间，构思建筑立面形象等。设计构思是通过对项目的设计任务书解读，了解设计内容，通过收集资料，综合其它同类工程优点，营造融于自然环境、融于城镇建筑群体的有特色、有个性、有表现力的建筑精品。

（作者单位：中海油研究总院）

作者简介：宁淑芬（1966-），女，内蒙古赤峰市人，1988年毕业于内蒙古建筑学院建筑学专业，本科（工学学士），高级工程师，国家一级注册建筑师，现任职于中海油研究总院，从事建筑设计、总图审核工作；

徐敏航（1983-），男，吉林省吉林市人，2009年毕业于中国石油大学（北京）化学工程与技术学院石油与天然气加工专业，硕士学历（工学硕士），工程师，现任职于中海油研究总院，从事石油、天然气处理与加工研究设计工作。