论文部分内容阅读
摘要: 建筑方案设计是根据具体环境条件进行的有针对性的空间环境建构过程。随着建筑用地的紧张，对建筑师提出了更高的要求，力求在建筑设计中做到以最小的资金投入去获得最大的使用效益。本文根据笔者多年的工作经验，对某工程的方案设计进行阐述。
关键词: 建筑节能；小区规划；住宅方案设计
一、建筑方案中贯彻经济、节能设计的原则概述
（1）做到建筑与自然环境的和谐。作为大自然的一分子，人的活动一定要和自然环境建立一种和谐的关系。建筑设计要尊重自然，注重对生态环境的保护，加强对自然生态环境本身特点和规律的重视，做到与自然环境的和谐发展，最大程度降低人工因素对自然环境的负面影响。减少人工层次分布，加强对自然环境的有效利用，尽量做到人工环境和自然环境能够有机交融并和谐相处。
（2）坚持以人为本的设计理念。建筑的使用主体是人，因此，在建筑方案设计中要注重人的因素，充分考虑人的主体作用。除了要考虑节能、经济，还要充分考虑到建筑本身对人的舒适度性及方便性。
（3）充分考虑对能源的合理使用与节约。建筑节能的技术性原理一般是通过采取蓄热等方法来降低能源的消耗，提高能源和材料的使用率。在具体的设计时，要充分考虑对可再生的自然资源，比如太阳能、风能、海洋能、生物能等的利用，尽量减少使用或不使用不可再生的自然资源。在对材料的选择设计上，要尽量使用材料本身的蓄热和绝热性能，使维护结构的保温性能和隔热性能得到提高和改善。充分利用太阳能冬季可以取暖，夏季可能降温，通过一定的遮阳设施来防止夏季过于热，提高建筑物室内环境整体的舒适度。
（4）弹性设计原则。随着可持续发展战略的不断贯彻与落实，在建筑设计上要具有一定的弹性，以应对将来科技的应用或进行建筑的整修，减少不必要的浪费，同时更为了适应将来的发展。
二、方案设计与经济关系
按照“适用、经济、安全、美观”原则确定建筑的合理投入和建造所要达到的建设标准。力求在建筑设计中做到以最小的资金投入去获得最大的使用效益。
当然，自人类开始进行建筑活动以来，经济条件就表现出强烈的制约作用。不管业主有何宏图大志，不管建筑师有何奇思妙想，都不可能脱离具体的经济条件去加以实现。但是，这并不意味着建筑师在经济条件的制约之下就只能墨守陈规，不思进取。相反，还要求建筑師在这种苛刻的限制条件下，充分发挥自己的聪明才智，在看似无法突破的境地中，创造出经典的作品。要做到在建筑设计中以最小的资金投入去获得最大的使用效益。就要把建筑经济的重点转移到建筑设计和规划上来，未雨绸缪，以取得事半功倍的效果。
三、居住小区规划评价
随着近年来我国房地产业的蓬勃发展。越来越多的居住小区在全国各地得到发展。小区是城市居住区的一个组成部分，它是组织居民日常生活的比较完整和相对独立的居住单位。目前，我国新增商品住宅绝大多数是以居住小区的形式开发的。小区规划设计是否合理，直接关系到居民的生活环境，同时也关系到建设用地、工程造价及城市的总体发展规划。随着我国耕地面积的日益减少，土地资源越来越成为经济发展的一个重要因素。而城市居住小区规划的一个重要任务就是满足城市发展规划，节约土地。提高土地利用率。
城市居住小区规划评价指标有：①建筑毛密度；②居住建筑净密度；③居住面积密度；④居住建筑面积密度；⑤人口毛密度；⑥人口净密度；⑦绿化比率。
居住建筑净密度是衡量用地经济性和保证居住区必要卫生条件的主要技术经济指标。其数值的大小与建筑层数、房屋间距、层高、房屋排列方式等因素有关。适当提高建筑密度，可节省用地，但应保证日照、通风、防火、交通安全等基本需要。
居住面积密度(容积率)是反映建筑布置、平面设计与用地之间关系的重要指标。影响它的主要因素是房屋的层数。增加层数其数值就增大，有利于节约土地和管线费用。但层数太多，房屋本身的造价就会大幅增加。两者之间存在着最佳比例的关系。
四、方案设计的经济性策略
1建设用地的有效利用
建设用地是建筑设计的基本条件之一，建筑设计中对用地的经济性考虑就是对建设用地的适应性加以深刻分析。多方寻求建设用地的限制与建筑意向之间最佳结合点。以充分发挥建设用地的效率和作用。因此。建设用地及其今后的建设意向是用地设计的两个基本要素。建筑师应根据用地的最佳使用要求对用地本身和设计目标进行分析，使二者得以协调和平衡。
在居住小区设计中节约用地的方法：(1)适当压缩建筑的间距。住宅建筑的间距主要有日照间距、防火间距和使用间距。取最大间距作为设计依据。(图1)
(2)适当提高住宅层数或高低层搭配，提高住宅层数和采用多层、高层搭配都是节约用地、增加建筑面积的有效措施。(图2)
(3)适当增加房屋长度。可以取消山墙间的间隔距离。提高建筑密度。但房屋过长也不经济，一般是70m左右最佳。
(4)适当提高公共建筑的层数，充分利用地下空间作为停车场、设备管道层和人防设施。
(5)合理组织小区内的交通。通过建筑师的精心设计．可以使土地资源利用的效率得到改善。
2总体布局
总体布局是在全面分析建设用地条件的基础上。本着设计的一般原则和总的思路全面地、综合地考察影响场地设计的各种因素，因地制宜、主次分明、经济合理地对建设用地的利用做出总体安排。
2．1场地总体布局要点
(1)场地的总平面设计应以所在城市的总体规划、分区规划、控制性详规以及当地政府部门提出的规划条件为依据。
(2)设计应结合工程特点。要注重节省用地、节能、节约水资源。适应建设发展的需要。
(3)设计应结合用地的环境条件，因地制宜地确定规划指导思想，尊重自然环境，保护生态平衡。
(4)设计应保证功能分区合理，路网结构清晰，交通有序。并对建筑群体、竖向、道路、环境景观等进行统筹安排。
(5)场地内建筑的布置要最大限度地争取良好的自然通风和有利的朝向。
(6)公共建筑要根据建筑的性质满足其室外场地及环境设计要求。
(7)总平面布局设计要考虑安全和防灾的要求。
2．2功能分区与交通组织
功能分区是总体布局的核心内容。进行功能分区时必须考虑到场地整体的建筑组合、交通流线组织与绿化、环境保护等要求，并结合地形因地制宜，灵活分区，合理使用土地，提高场地布局的经济性。
在居住小区(图3)方案设计中，我们充分考虑了业主开发高品质小区的需求。在满足居住小区规划指标的要求下，合理地分区，组织人车流。采用高低搭配，选择合适的建筑物长度和形状。寻求用地限制、用地效益和建筑意向之间的最佳平衡点，创造了人车分流，环境优美，空间丰富的居住小区。
项目总平面规划特点：(1)沿道路布置商业，内部住宅封闭管理分区明确。
(2)人车分流，流线短捷，路网清晰。
(3)南北朝向，建筑物长度、形状合理。
(4)建筑层数6、12、18层，高低搭配，有效利用土地。
(5)建筑物间距30～50m，满足容积率等指标要求；环境好，采光、通风、景观佳。
2．3单元空间设计
建筑中都包含有公用功能的空间。如楼梯、电梯等主要的垂直交通部位及管道井等。这些空间通常是必须的。但在设计和布置时，应保证它们不会限制和影响其它空间的使用，并力求所占用面积最小。项目单体大部分均为板式单元住宅设计，这样的组合有两个问题：①底层入口狭小；②超过10层相邻单元需设连接两个楼梯的连廊。为此。在设计时采用了在底层楼梯转换，以及10层以上采用跃层，并在跃层错半层处设连廊的手法。解决了上述两个问题，取得了变幻的空间、丰富的造型与合理的经济指标的较好统一。(图4)
住宅单元住宅入口做法住宅底基入口做法住宅二层入口做法
图4住宅底层入口做法比较
2．4建筑群体组合的经济性
建筑的群体组合涉及建筑体型、朝向、间距、布置方式、空间组合以及与所在地段的地形、道路、管线的协调配合。
建筑功能决定建筑的基本体型，只有充分考虑场地条件，才有与环境融合的建筑群体。应当根据地段的地形地貌、绿化的状态、地下水位、承载力大小等因素，来决定不同体型的建筑格局，而不能一味单纯追求建筑造型和建筑布局。
居住区群体的组合方式一般有三种：成组成团组合、成街成坊组合、整体式组合。本居住小区采用整体式组合，将四栋住宅设置在半地下生态车库之上。结合底层架空花园，在满足功能和经济性的前提下，将一相对处于同一水平面的平面用地创造成为层次丰富的环境空间(图5)。
3居住区停车模式的经济性
居住区停车模式一般来说有地面停车、独立式地下停车、独立式半地下停车、地面单(多)层停车库、住宅底层停车。
地面停车是一种最为经济的停车方式。而且在使用上具有方便、快捷的特点。但随着私人汽车拥有量的迅猛增加。路面停车所带来的不利影响日益突出，导致停车场面积的严重不足，或是占用过多地面面积，而导致环境绿化面积的严重不足。独立式地下停车能极大改善居住区的环境质量和节省因停车而占用的居住区空间，但其造价要高许多。其它停车方式的优缺点介于这两种方式之间。项目设计的停车方式采用了地面停车、独立式地下停车库和独立式半地下停车库三种结合的停车方式。其停车方式确定的依据是：①停车数量的要求：②全埋式地下人防工程的要求；③结构基础埋深的要求；④工程造价的经济性要求。此外考虑了可由电梯直接进入车库，方便住户使用以及环境空间层次的需要等等因素并加以综合，因此取得造价和使用上的优势。获得了开发商与用户的一致好评。
4平面布局的合理性和经济性
建筑平面布局是对人的活动行为在空间环境中加以组织的结果。平面布局的合理性就是要提高建筑空间的使用效率，发挥建筑空间的最大潜能。所以，合理高效的空间布局一方面要处理好建筑与外部环境的协调关系，另一方面要充分利用空间。达到節约土地资源的目的。
4．1开间、进深、层数
在平面布局中加大房屋进深就能节约用地。在层数与建筑面积相同的两幢建筑物中，进深大的建筑物长度必然短，如果日照间距不变。则用地面积就会大大减少。在工程的设计招投标方案中，总平布局有布置三排、四排和五排等几种方式。浅进深的方案则需布置多排建筑，占地多，感觉拥挤，环境质量差，总体造价高。而大进深的方案则可减少建筑物排数。在处理好建筑平面日照采光通风的前提下，能增加小区绿化空间，提高环境质量，并获得总体造价上的优势。
增加建筑层数，一般也有利于节约用地，因为在建筑物面积规模一定的前提下，层数越高，建筑物基底所占的用地面积越少，而且从建筑物每平方米摊销的土地费用来看，也越经济。当然，层数增加，日照采光通风所需要的间距也要增大．工程造价也相应会增加一些，但总的说来仍然是节约的，只要找到它们之间的最佳结合点。(表1)
本项目总体布局上不同于其它投标方案，而是采用三排、大进深、高低层搭配的布局，也就是说通过对用地、进深、层数分析后，找到其最佳的平衡点，以求得良好的经济性。
4．2建筑物平面形状
一般来说，建筑平面形状越简单，它的单位造价就越低，且合适的房屋长度也影响到工程的造价。在建筑面积相同的条件下，以单位造价由低到高的顺序排列，建筑平面形状的顺序是正方形、矩形、L形、工字形和复杂不规则形。仅以矩形平面形状的建筑物与相同面积的L形平面形状的建筑物相比较：L形建筑比矩形建筑的围护外墙增加了6．06％的工程量，相应造成施工放线的费用增加了40％，土方开挖的费用增加了18％，散水费用增加了4％，屋面费用增加了2％。就整幢建筑而言，单位造价增加了5％左右。长度以70m左右为最佳。
项目方案设计依据功能布局、地形、周边环境因素等条件，选择了矩形和L形两种建筑物平面形状。同时建筑长度控制在60～70m之间，取得较好的经济指标。(图6)
五、结束语
综上所述，影响一个建筑工程经济指标的因素是多方面的。一项优秀的建筑产品的诞生，不仅取决于建筑师的设计修养，同时是结构、水、暖、电等众多工程师的共同努力成果。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词: 建筑节能；小区规划；住宅方案设计
一、建筑方案中贯彻经济、节能设计的原则概述
（1）做到建筑与自然环境的和谐。作为大自然的一分子，人的活动一定要和自然环境建立一种和谐的关系。建筑设计要尊重自然，注重对生态环境的保护，加强对自然生态环境本身特点和规律的重视，做到与自然环境的和谐发展，最大程度降低人工因素对自然环境的负面影响。减少人工层次分布，加强对自然环境的有效利用，尽量做到人工环境和自然环境能够有机交融并和谐相处。
（2）坚持以人为本的设计理念。建筑的使用主体是人，因此，在建筑方案设计中要注重人的因素，充分考虑人的主体作用。除了要考虑节能、经济，还要充分考虑到建筑本身对人的舒适度性及方便性。
（3）充分考虑对能源的合理使用与节约。建筑节能的技术性原理一般是通过采取蓄热等方法来降低能源的消耗，提高能源和材料的使用率。在具体的设计时，要充分考虑对可再生的自然资源，比如太阳能、风能、海洋能、生物能等的利用，尽量减少使用或不使用不可再生的自然资源。在对材料的选择设计上，要尽量使用材料本身的蓄热和绝热性能，使维护结构的保温性能和隔热性能得到提高和改善。充分利用太阳能冬季可以取暖，夏季可能降温，通过一定的遮阳设施来防止夏季过于热，提高建筑物室内环境整体的舒适度。
（4）弹性设计原则。随着可持续发展战略的不断贯彻与落实，在建筑设计上要具有一定的弹性，以应对将来科技的应用或进行建筑的整修，减少不必要的浪费，同时更为了适应将来的发展。
二、方案设计与经济关系
按照“适用、经济、安全、美观”原则确定建筑的合理投入和建造所要达到的建设标准。力求在建筑设计中做到以最小的资金投入去获得最大的使用效益。
当然，自人类开始进行建筑活动以来，经济条件就表现出强烈的制约作用。不管业主有何宏图大志，不管建筑师有何奇思妙想，都不可能脱离具体的经济条件去加以实现。但是，这并不意味着建筑师在经济条件的制约之下就只能墨守陈规，不思进取。相反，还要求建筑師在这种苛刻的限制条件下，充分发挥自己的聪明才智，在看似无法突破的境地中，创造出经典的作品。要做到在建筑设计中以最小的资金投入去获得最大的使用效益。就要把建筑经济的重点转移到建筑设计和规划上来，未雨绸缪，以取得事半功倍的效果。
三、居住小区规划评价
随着近年来我国房地产业的蓬勃发展。越来越多的居住小区在全国各地得到发展。小区是城市居住区的一个组成部分，它是组织居民日常生活的比较完整和相对独立的居住单位。目前，我国新增商品住宅绝大多数是以居住小区的形式开发的。小区规划设计是否合理，直接关系到居民的生活环境，同时也关系到建设用地、工程造价及城市的总体发展规划。随着我国耕地面积的日益减少，土地资源越来越成为经济发展的一个重要因素。而城市居住小区规划的一个重要任务就是满足城市发展规划，节约土地。提高土地利用率。
城市居住小区规划评价指标有：①建筑毛密度；②居住建筑净密度；③居住面积密度；④居住建筑面积密度；⑤人口毛密度；⑥人口净密度；⑦绿化比率。
居住建筑净密度是衡量用地经济性和保证居住区必要卫生条件的主要技术经济指标。其数值的大小与建筑层数、房屋间距、层高、房屋排列方式等因素有关。适当提高建筑密度，可节省用地，但应保证日照、通风、防火、交通安全等基本需要。
居住面积密度(容积率)是反映建筑布置、平面设计与用地之间关系的重要指标。影响它的主要因素是房屋的层数。增加层数其数值就增大，有利于节约土地和管线费用。但层数太多，房屋本身的造价就会大幅增加。两者之间存在着最佳比例的关系。
四、方案设计的经济性策略
1建设用地的有效利用
建设用地是建筑设计的基本条件之一，建筑设计中对用地的经济性考虑就是对建设用地的适应性加以深刻分析。多方寻求建设用地的限制与建筑意向之间最佳结合点。以充分发挥建设用地的效率和作用。因此。建设用地及其今后的建设意向是用地设计的两个基本要素。建筑师应根据用地的最佳使用要求对用地本身和设计目标进行分析，使二者得以协调和平衡。
在居住小区设计中节约用地的方法：(1)适当压缩建筑的间距。住宅建筑的间距主要有日照间距、防火间距和使用间距。取最大间距作为设计依据。(图1)
(2)适当提高住宅层数或高低层搭配，提高住宅层数和采用多层、高层搭配都是节约用地、增加建筑面积的有效措施。(图2)
(3)适当增加房屋长度。可以取消山墙间的间隔距离。提高建筑密度。但房屋过长也不经济，一般是70m左右最佳。
(4)适当提高公共建筑的层数，充分利用地下空间作为停车场、设备管道层和人防设施。
(5)合理组织小区内的交通。通过建筑师的精心设计．可以使土地资源利用的效率得到改善。
2总体布局
总体布局是在全面分析建设用地条件的基础上。本着设计的一般原则和总的思路全面地、综合地考察影响场地设计的各种因素，因地制宜、主次分明、经济合理地对建设用地的利用做出总体安排。
2．1场地总体布局要点
(1)场地的总平面设计应以所在城市的总体规划、分区规划、控制性详规以及当地政府部门提出的规划条件为依据。
(2)设计应结合工程特点。要注重节省用地、节能、节约水资源。适应建设发展的需要。
(3)设计应结合用地的环境条件，因地制宜地确定规划指导思想，尊重自然环境，保护生态平衡。
(4)设计应保证功能分区合理，路网结构清晰，交通有序。并对建筑群体、竖向、道路、环境景观等进行统筹安排。
(5)场地内建筑的布置要最大限度地争取良好的自然通风和有利的朝向。
(6)公共建筑要根据建筑的性质满足其室外场地及环境设计要求。
(7)总平面布局设计要考虑安全和防灾的要求。
2．2功能分区与交通组织
功能分区是总体布局的核心内容。进行功能分区时必须考虑到场地整体的建筑组合、交通流线组织与绿化、环境保护等要求，并结合地形因地制宜，灵活分区，合理使用土地，提高场地布局的经济性。
在居住小区(图3)方案设计中，我们充分考虑了业主开发高品质小区的需求。在满足居住小区规划指标的要求下，合理地分区，组织人车流。采用高低搭配，选择合适的建筑物长度和形状。寻求用地限制、用地效益和建筑意向之间的最佳平衡点，创造了人车分流，环境优美，空间丰富的居住小区。
项目总平面规划特点：(1)沿道路布置商业，内部住宅封闭管理分区明确。
(2)人车分流，流线短捷，路网清晰。
(3)南北朝向，建筑物长度、形状合理。
(4)建筑层数6、12、18层，高低搭配，有效利用土地。
(5)建筑物间距30～50m，满足容积率等指标要求；环境好，采光、通风、景观佳。
2．3单元空间设计
建筑中都包含有公用功能的空间。如楼梯、电梯等主要的垂直交通部位及管道井等。这些空间通常是必须的。但在设计和布置时，应保证它们不会限制和影响其它空间的使用，并力求所占用面积最小。项目单体大部分均为板式单元住宅设计，这样的组合有两个问题：①底层入口狭小；②超过10层相邻单元需设连接两个楼梯的连廊。为此。在设计时采用了在底层楼梯转换，以及10层以上采用跃层，并在跃层错半层处设连廊的手法。解决了上述两个问题，取得了变幻的空间、丰富的造型与合理的经济指标的较好统一。(图4)
住宅单元住宅入口做法住宅底基入口做法住宅二层入口做法
图4住宅底层入口做法比较
2．4建筑群体组合的经济性
建筑的群体组合涉及建筑体型、朝向、间距、布置方式、空间组合以及与所在地段的地形、道路、管线的协调配合。
建筑功能决定建筑的基本体型，只有充分考虑场地条件，才有与环境融合的建筑群体。应当根据地段的地形地貌、绿化的状态、地下水位、承载力大小等因素，来决定不同体型的建筑格局，而不能一味单纯追求建筑造型和建筑布局。
居住区群体的组合方式一般有三种：成组成团组合、成街成坊组合、整体式组合。本居住小区采用整体式组合，将四栋住宅设置在半地下生态车库之上。结合底层架空花园，在满足功能和经济性的前提下，将一相对处于同一水平面的平面用地创造成为层次丰富的环境空间(图5)。
3居住区停车模式的经济性
居住区停车模式一般来说有地面停车、独立式地下停车、独立式半地下停车、地面单(多)层停车库、住宅底层停车。
地面停车是一种最为经济的停车方式。而且在使用上具有方便、快捷的特点。但随着私人汽车拥有量的迅猛增加。路面停车所带来的不利影响日益突出，导致停车场面积的严重不足，或是占用过多地面面积，而导致环境绿化面积的严重不足。独立式地下停车能极大改善居住区的环境质量和节省因停车而占用的居住区空间，但其造价要高许多。其它停车方式的优缺点介于这两种方式之间。项目设计的停车方式采用了地面停车、独立式地下停车库和独立式半地下停车库三种结合的停车方式。其停车方式确定的依据是：①停车数量的要求：②全埋式地下人防工程的要求；③结构基础埋深的要求；④工程造价的经济性要求。此外考虑了可由电梯直接进入车库，方便住户使用以及环境空间层次的需要等等因素并加以综合，因此取得造价和使用上的优势。获得了开发商与用户的一致好评。
4平面布局的合理性和经济性
建筑平面布局是对人的活动行为在空间环境中加以组织的结果。平面布局的合理性就是要提高建筑空间的使用效率，发挥建筑空间的最大潜能。所以，合理高效的空间布局一方面要处理好建筑与外部环境的协调关系，另一方面要充分利用空间。达到節约土地资源的目的。
4．1开间、进深、层数
在平面布局中加大房屋进深就能节约用地。在层数与建筑面积相同的两幢建筑物中，进深大的建筑物长度必然短，如果日照间距不变。则用地面积就会大大减少。在工程的设计招投标方案中，总平布局有布置三排、四排和五排等几种方式。浅进深的方案则需布置多排建筑，占地多，感觉拥挤，环境质量差，总体造价高。而大进深的方案则可减少建筑物排数。在处理好建筑平面日照采光通风的前提下，能增加小区绿化空间，提高环境质量，并获得总体造价上的优势。
增加建筑层数，一般也有利于节约用地，因为在建筑物面积规模一定的前提下，层数越高，建筑物基底所占的用地面积越少，而且从建筑物每平方米摊销的土地费用来看，也越经济。当然，层数增加，日照采光通风所需要的间距也要增大．工程造价也相应会增加一些，但总的说来仍然是节约的，只要找到它们之间的最佳结合点。(表1)
本项目总体布局上不同于其它投标方案，而是采用三排、大进深、高低层搭配的布局，也就是说通过对用地、进深、层数分析后，找到其最佳的平衡点，以求得良好的经济性。
4．2建筑物平面形状
一般来说，建筑平面形状越简单，它的单位造价就越低，且合适的房屋长度也影响到工程的造价。在建筑面积相同的条件下，以单位造价由低到高的顺序排列，建筑平面形状的顺序是正方形、矩形、L形、工字形和复杂不规则形。仅以矩形平面形状的建筑物与相同面积的L形平面形状的建筑物相比较：L形建筑比矩形建筑的围护外墙增加了6．06％的工程量，相应造成施工放线的费用增加了40％，土方开挖的费用增加了18％，散水费用增加了4％，屋面费用增加了2％。就整幢建筑而言，单位造价增加了5％左右。长度以70m左右为最佳。
项目方案设计依据功能布局、地形、周边环境因素等条件，选择了矩形和L形两种建筑物平面形状。同时建筑长度控制在60～70m之间，取得较好的经济指标。(图6)
五、结束语
综上所述，影响一个建筑工程经济指标的因素是多方面的。一项优秀的建筑产品的诞生，不仅取决于建筑师的设计修养，同时是结构、水、暖、电等众多工程师的共同努力成果。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。