建筑物整体移位与拆除重建的效益对比分析

赵曦ZHAO Xi；丁新意DING Xin-yi；付显顺FU Xian-shun；张浩宇ZHANG Hao-yu

（山东建筑大学管理工程学院，济南 250101）

0 引言

2021 年国务院印发了《“十四五”文物保护和科技创新规划》，其中提到：将文物安全工作全面纳入地方各级政府考核评价体系，探索推行“文物长制”[1]。而当“文物长制”政策与城市规划建设产生冲突时，怎样可以有效地权衡文物保护与城市规划之间产生的矛盾成为亟需解决的问题，基于此问题，建筑物整体移位技术成为解决这类问题的有效方案。根据国家建设和城市总体发展规划中规定的条例，如果一栋建筑物仍具有完备的功能和完好的结构，且重要的是该建筑物具有重大的纪念意义，因此必须保留下来，此类建筑物若实施建筑物整体移位技术，比起拆除重建，不仅可以节省大量的建设资金，同时还可以减少因为拆除建筑物而产生的大量建筑垃圾并减轻因此造成的环境污染问题。

我国在进行大规模的城市改造时主要采用了拆除的方式，在这些被拆除的建筑中，有一大部分建筑物仍具有较大的实用价值、文化价值，尤其是一些具有人文价值的古建筑物，这些古建筑若被拆除可能会给国家古文物建筑方面造成无法弥补的损失与研究素材。在此形势下，对建筑物的整体移位与拆除重建进行效益对比在新的城市规划与积极响应国家推进建筑垃圾减量化的进程中便显得愈加重要。

建筑移位技术和建筑物重建一样，都具有一定的经济效益、社会效益和环境效益。目前许多建筑领域的专家学者都对建筑移位技术进行了系统成套的技术研究分析，还有对于建筑移位控制技术中的具体原理与方法进行研究，例如鲁海涛等在“同步顶升技术在复杂建筑物竖向移位中的运用”一文中，是对雁滩公园水榭和长廊的一个具体实例的分析，其中确定了建筑物的顶升设计方案，与公园长廊整体平移的施工方案，对该建筑物的整体各项参数进行分析整合，并采用了顶升过程中结构沉降与水平位移检测分析技术，确保可以安全地施工，平稳地顶举建筑物[2]。张鑫等在“建筑物移位托换技术研究进展”一文中主要对建筑物移位的砌体和框架柱移位托换技术进行总结，对建筑物移位的发展现状进行了概述，并深入研究了托换结构的承载力情况，建立了承载力公式，有力地推动了托换结构在工程上的应用[3]。国内对于建筑移位技术制定了很多相关设计规范，但对于一栋建筑物是进行整体平移还是拆除重建，两个方案所带来的效益不同之处却鲜少有研究，本文的研究目的是为需要建筑移位或者拆除重建的工程在两者进行方案比选方面提供参考。

1 建筑物整体移位与拆除重建效益对比的指标体系及评价模型

通过大量搜集、整理建筑平移与建筑物重建方面的文献，通过对近五年的建筑平移方面的文献进行搜集，整理出建筑物整体移位与拆除重建的效益对比，主要可以从以下几个方面进行对比分析：

①造价：经过文献调研，通常6 层以下建筑物，整体移位的造价大约为拆除重建造价的30%-50%；如果是体量较大的高层建筑，经济效益会更为显著，其移位造价大约是拆除重建造价的15%-30%；中国目前每年拆除建筑物的面积高达上亿平方米，大量建筑物被拆除造成国家固定资产的大量流失，而通过建筑物平移技术，在很大程度上减少了建筑物造价。

②工期：建筑物整体移位的工期普遍是其拆除重建的1/4-1/3，由于工期缩短能带来更多的经济效益。

③城市规划：建筑物的拆除重建响应城市规划建设；建筑物移位为房屋拆迁、城市建设、建设节约型社会提供了可参考借鉴的样本，具有积极的社会意义。

④社会秩序：因为拆迁往往会产生很多不稳定社会因素和社会矛盾，而这一问题在国内尤为突出；建筑物整体移位技术，减少了对民众生活和工作秩序的影响，移位期间建筑物二层及以上可正常使用，这在一定程度上避免因拆迁而产生的社会矛盾，保持社会稳定，不扰乱人们正常生活工作秩序。

⑤环保：在建筑物拆除过程中，绝大多数都会采用爆破的形式，而在这过程中会带来很多问题：爆破中可能会产生大量的飞石，这些飞石会对被拆除建筑物周边的环境安全造成危害；在爆破中产生的粉尘会对周边居民造成影响等。建筑物移位减少了建筑垃圾的产生，避免了爆破所带来的一系列问题，减少了对环境的破坏。

⑥资源使用：中国正在致力于建设节约型社会，呼吁减少资源浪费，建筑物拆除重建过程中会产生大量的建筑垃圾，建筑物移位技术则有效地减少了建筑垃圾的产生与建筑材料的浪费情况，既保护了环境，还有效地节约了资源使用。

⑦文物保护：建筑整体移位技术有效缓解了古文物建筑保护与现代城市规划拆除既有建筑物的矛盾，保护了优秀历史建筑、文物，促进了文化传承和可持续发展。

由此，分为三大类指标：经济效益包括造价、工期两个二级指标；社会效益包括城市规划、社会秩序二级指标；环境效益包括环保、资源使用、文物保护的二级指标。

采用层次分析法来进行两个方案的优劣比选，具体步骤是：首先将三个对比分析的指标作为准则层的三个决策因素，决策问题分为三个层次，最上层为目标层M，即选择建筑方案（M）；中间层为准则层C，包括：经济效益（C1）、社会效益（C2）、环境效益（C3）三个指标，根据不同建筑物的不同情况，具体情况具体分析，建立不同的准则层指标；最下层为方案层P，即两个对比方案：建筑物整体移位（P1）、建筑物拆除重建（P2），构建层次结构图，如图1 所示。再构造准则层判断矩阵以及四个指标判断矩阵，构造完判断矩阵后，对其矩阵进行一致性检验，并建立权重矩阵，计算其标准化特征向量，最后将上述得出的数据进行综合整理，进行方案排序选优，计算总排序一致性指标CI和总排序一致性比率CR，验证其一致性，得出总排序权值进行选优决策，最终根据评分得出最适合的方案。

图1 层次结构图

2 工程案例分析

2.1 工程概况

A 办公楼建筑物为框架—剪力墙结构，该建筑物地上共15 层楼，地下有一层，采用的是筏板基础，该建筑物长约70 米，宽度在40 米左右，该办公楼的总体高度约70米，总建筑面积达到了25000m2。A 办公楼在城市的规划建设中，因占用新规划的市政道路，决定采用建筑物整体平移技术将其向指定方向平移70 米或者拆除重建方案。

2.2 采用层次分析法进行方案比选

根据第3 节中进行方案比选采用的层次分析法，对A办公楼进行“建筑物整体平移”与“建筑物拆除重建”的方案比选，根据该工程的实际情况，建立三大指标，采用层次分析法，建立层次结构图，构造准则层判断矩阵和三个指标判断矩阵，对其矩阵进行一致性检验并建立权重矩阵，计算其标准化特征向量，进行方案排序选优，计算总排序一致性指标CI 和总排序一致性比率CR 并验证其一致性，根据总排序权值得出适合的方案。

为了对于A 办公楼工程中的建筑物整体移位和建筑物拆除重建这两种不同的处理方式进行更客观公正的评价，统计了3 位建筑领域的专家以匿名打分的方式结合A办公楼的实际情况进行打分，先对准则层的三个指标进行对比打分，根据各指标对完成该工程实施的两个方案的相对重要性，两两对比，得出对比打分结果；其次分别对于C1、C2、C3 三个指标中P1、P2 的相对优劣性进行对比打分，最后将分数整合，记取平均值然后取整，列入层次分析中的比较判别矩阵[4]，根据专家打分结果，将结果填入表1-表4 判断矩阵。准则层特征向量计算见表5，经济、社会、环境效益判断矩阵特征向量计算分别见表6、表7 和表8。

表1 准则层判断矩阵

表2 经济效益判断矩阵（C1）

表3 社会效益判断矩阵（C2）

表4 环境效益判断矩阵（C3）

表5 准则层特征向量计算

表6 经济效益判断矩阵特征向量计算（C1）

表7 社会效益判断矩阵特征向量计算（C2）

表8 环境效益判断矩阵特征向量计算（C3）

计算单排序权向量并做一致性检验。一致性检验：CR＜0.1：矩阵构造正确；CR＞0.1 或负数：不具有满意一致性。准则层判断矩阵最大特征值为3.024；经济效益判断矩阵最大特征值为2；社会效益判断矩阵最大特征值为2。一致性指标CI=（3.024－3）/（3－1）=0.012；平均随机一致性指标RI：2 阶=0；3 阶=0.52。一致性比率CR=CI/RI=0.012/0.52=0.023＜0.1，通过验证。方案排序选优的计算如表9所示。

表9 层次总排序权值和一致性检验计算

根据计算出的准则层特征向量值以及三个指标特征向量值，进行层次总排序权值的计算以及一致性检验，并根据总排序权值进行选优决策。得出在A 办公楼工程中“建筑物整体移位”总排序权值是0.849，“建筑物拆除重建”的总排序权值是0.151，因此适合A 办公楼工程的最佳的方案是“建筑物整体移位”。

A 办公楼整体平移工程产生了显著的经济效益、社会效益和环境效益，若该工程选择拆除重建，大约需要资金5000 万元，而整体移位比拆除重建节约资金3600 多万元，节省了工程造价。该办公楼拆除重建的工期大概在两年左右，而采用建筑物整体平移技术，不但节约了工期，将工期缩短在5 个月，而且在平移期间楼内可正常办公；采用建筑平移避免了因拆除而产生大量的不可再生的建筑垃圾、粉尘和噪音污染，节约了资源，有力地保护了环境。有利于该城市的改造和城市规划的实施，使移位后的办公楼满足规划、市政方面的要求。

3 结语

本文在对“建筑物整体移位”和“建筑物拆除重建”方案比选中主要采用了层次分析法，对建筑物整体平移和建筑物拆除重建进行了总权值排序对比，发现建筑物整体平移总权值大于建筑物拆除重建，在城市规划建设进程中遇到需拆除重建的重要建筑物可以采用建筑物整体移位技术替换，以减少造价、工期，提高经济、社会、环境方面的综合效益，在降低能耗，节省资源，环境保护方面也有积极深远的意义，有利于城市建设发展。本文为建筑物移位和拆除重建的方案比选提供了评估方法，具有实用性与可靠性。