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摘要：本文介绍了建筑设计方案的优选方法，并引用实例加以说明，有一定的参考价值。
关键词：建筑设计方案；优选方法
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
建筑设计的理念是着眼于持久的长期价值，它通过良好的功能与适用性的产品，在很长一段时间里，能够给消费者带来很高的价值。因此在目标要求、市场要求、销售要求、材料要求、结构及其要素的合理选用与商品生命周期间的配合下。形成了最佳配比和系统优化的组合，避免了资源的浪费及增加无效的投入。
1、建筑工程设计方案优化概述
建筑工程方案设计是依据设计任务书而编制的文件。主要由设计规范，设计图纸，投资估算，透视图四部分组成，是关系着国家及地方有关工程建设政策和法令的基础文件,是建筑工程投资有关指标、定额和费用标准的规定。建筑工程设计方案对建设投资有着重要的影响,通过科学的建筑工程设计方案优化能够有效降低工程造价10%左右,同时还能够对工程施工成本、施工质量起到简介的促进作用。因此，加强对建筑设计的优化，提高投资率，提高综合竞争力有着重要的影响。
2、建筑工程设计方案的优化分析
由于建筑工程设计方案对工程投资有着重要的意义,因此,加强建筑工程设计方案的优化已经成为现代工程建设的重要工作,是影响投资收益、建筑施工质量与成本控制的关键。
2.1建筑工程设计方案现状分析
目前我国的建筑工程设计方案主要是本着对投资方要求负责的理念进行,有关部门仅对图纸等进行简单的审核,这就造成对建筑工程设计方案缺乏必要的考核与评价。而且投资方没有充分认识到方案设计对投资的影响,仅注重投标价与标底价的差距。因此导致在投标过程中方案审核不细、概算粗略、要求出图时间紧、刻意压低设计费用。种种原因导致了建筑工程设计方案没有得到足够的重视,设计方案的优化也无从谈起,最终导致工程投资超标的现象屡屡发生。
2.2如何提高我国建筑工程设计方案优化水平
建筑工程设计方案优化水平的提高不仅仅是提高投资方对设计方案的认识,还要通过国家主管部门提高监管力度、提高设计监理推广、完善有关法规、强化综合性设计方案优化等多方面工作共同提高我国建筑工程设计方案优化水平。通过建筑工程设计方案优化不能夠单纯的强调节约投资,应从综合性考虑出发,注重设计的科学性、技术的先进性,以提高设计价值目标为基础、总体效益为出发点,从而达到建筑工程设计方案优化效果。
3、设计方案评价模型
对多个建筑设计方案进行评价,其中,专家有nE(nE\5)个,记为Ek(k=1,2,…,nE)。
建筑设计方案有m个,记为Ai(i=1,2,…,m);一级评价指标有t个,记为Cj(j=1,2,,, t),对于一级指标Cj有s个二级评价指标,记为Cjq(j=1,2,,, t;q=1,2,…, s),依次类推。Žωk表示专家给出的指标权重值(Žωk为三角模糊数),右下角下标表示不同指标层中指标的权重。专家Ek给出建筑设计方案Ai关于评价准则Cjq的评价值为三角模糊数。
1.1 评价指标的构造和约简
在系统分析建筑设计方案的基础上,给出建筑设计方案初始评价指标,然后采用粗集理论[1]进行指标约简,去除非重要指标。
1.2 指标评价值的规范化处理
指标类型有效益型、成本型。效益型指标是指标值越大越好的指标,成本型指标是指标值越小越好的指标。为消除不同物理量纲对评价结果的影响,对各数据进行规范化处理。若为成本型准则,则作下列变换:
若为效益型准则,则作下列变换:
1.3 评价指标权重的确定
首先构造指标重要性两两对比判断矩阵‰Rkj,‰Rk，计算得到指标权重,并求其期望: 。为方便权重合成,对其进行归一化处理:
计算得指标层二中指标对目标层的权重: 。
1.4 设计方案的评价计算
结合前面得到的建筑设计方案,每个评价指标的评价值和指标权重对每个专家不同设计方案的评价值进行计算。
通过IAHP法计算专家组中专家权重，满足，指标群体评价合成。
1.5 设计方案的识别排序
本模型采用改进的公式[5]作为排序依据。
。
其中,K为评价者的风险态度,我们定义专家的风险态度为中性。计算dK(Z(Ai)),然后按照dK(Z(Ai))从大到小进行排序,得到设计方案的排序序列,dK(Z(Ai))越大设计方案越优。
2 实例分析
某开发公司欲对三个建筑设计方案进行评价。该公司针对调查对象编制调查表,对5位专家进行调查,结合决策者的意见,制定出设计方案的评价指标体系,同时通过对专家进行调查,得到5位专家对指标权重的模糊判断矩阵(本文以专家E1对设计方案A1的评价过程为例阐述设计方案评价的计算过程)。
2.1 构造指标评价标准
指标等级评价标准规定如下:评价值≥85为优,评价值为85~75是良,评价值为75~65是中,评价值≤65为差。
2.2 评价指标的构建及约简
专家调查得到初始评价指标。经过约简处理,得到指标体系如下:功能指标(C1):房间组合(C11)、通风(C12)、保暖(C13)、采光(C14);技术指标(C2):结构形式、耐久性(C22)、方案的可行性(C24);经济因素(C3):工程造价(C31)、土地利用率(C35)、工程工期(C37);设备指标(C4):消防(C43)、给排水(C45)、污水处理(C46);形象与环境指标(C5):空间体型(C51)、与周边的协调(C54)、色彩(C55)。
2.3 建筑设计方案评价的计算
1)评价指标的规范化处理。在对指标体系进行分类后调查得到专家E1对指标的初始模糊评价值,并对模糊评价值进行规范化处理,结果如下:房间组合(C11): (0. 887 6, 0. 909 1, 1. 000 0)、通风(C12): (0.898 9,0.920 5,1.000 0)、保暖(C13): (0.764 0,0.829 5,0.939 8)、采光(C14): (0. 887 6, 0. 909 1, 0. 988 0)。其他指标采用同样的方法可以得到数据结果。
2)专家的指标权重计算。专家E1对设计方案各指标体系给出两两对比判断矩阵为‰R1,‰R11,‰R12,‰R13,‰R15。分别代表指标层一中五个指标的重要性对比判断,指标层二中各分类指标相对重要性对比判断。对其进行一致性检验,一级指标的权重数据计算结果为(0. 434 5, 0. 253 6, 0. 136 7, 0. 099 1, 0. 076 1)。同样方法,可以得到二级指标的权重数据。
3)建筑设计方案的个体评价。通过公式得到专家E1对设计方案A1的综合模糊评价值Z1(A1)。Z1(A1)=(0.861 7,0.896 0,0.935 5)。其他建筑设计方案的个体评价的处理过程与A1类似。
4)确定专家权系数。通过对专家进行调查得到专家相对权威性对比判断矩阵RE。通过公式计算得到最优传递矩阵。对数据进行归一化处理得到5位专家各自在专家组中的重要性权重:
ek=(0.238 7,0.071 9,0.160 0,0.356 1,0.173 3)。计算得到建筑设计方案群体评价模糊数Z(Ai)。A1: (0.872 5,0.886 5,0.912 9),A2: (0.811 7,0.875 1,0.936 7),A3: (0.806 9,0.870 5,0.915 6)。
2.4 建筑设计方案的排序
计算dK(Z(Ai))。在这里我们定义专家都是风险中性的,所以K=0.5。计算结果如下:d0.5(Z(A1))=0.889 6,d0.5(Z(A2))=0.874 7,d0.5(Z(A3))=0.865 9。排序得d0.5(Z (A1))>d0.5(Z(A2))>d0.5(Z(A3))。通过分析可以看到:建筑设计方案1优于建筑设计方案2,建筑设计方案2优于建筑设计方案3。
3 结语
本文建立了基于三角形模糊理论的建筑设计方案评价模型。首先对专家评价指标权重进行确定;其次,对专家重要性权重进行计算,在体现了专家个体评价相异性的同时,又避免了采用传统AHP法计算时复杂的一致性检验;最后,通过排序法得到了不同建筑设计方案的优劣顺序。实例证明该方法对于解决建筑设计方案评价问题是科学有效的。
参考文献:
[1] Pawlak Z.Rough sets theory and its applications to data analysis[J].Cybernetics and systems, 1998(29): 15-16.
[2] 姜艳萍,樊治平.三角模糊数互补判断矩阵排序的一种实用方法[J].系统工程, 2002(5): 134-135.
关键词：建筑设计方案；优选方法
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
建筑设计的理念是着眼于持久的长期价值，它通过良好的功能与适用性的产品，在很长一段时间里，能够给消费者带来很高的价值。因此在目标要求、市场要求、销售要求、材料要求、结构及其要素的合理选用与商品生命周期间的配合下。形成了最佳配比和系统优化的组合，避免了资源的浪费及增加无效的投入。
1、建筑工程设计方案优化概述
建筑工程方案设计是依据设计任务书而编制的文件。主要由设计规范，设计图纸，投资估算，透视图四部分组成，是关系着国家及地方有关工程建设政策和法令的基础文件,是建筑工程投资有关指标、定额和费用标准的规定。建筑工程设计方案对建设投资有着重要的影响,通过科学的建筑工程设计方案优化能够有效降低工程造价10%左右,同时还能够对工程施工成本、施工质量起到简介的促进作用。因此，加强对建筑设计的优化，提高投资率，提高综合竞争力有着重要的影响。
2、建筑工程设计方案的优化分析
由于建筑工程设计方案对工程投资有着重要的意义,因此,加强建筑工程设计方案的优化已经成为现代工程建设的重要工作,是影响投资收益、建筑施工质量与成本控制的关键。
2.1建筑工程设计方案现状分析
目前我国的建筑工程设计方案主要是本着对投资方要求负责的理念进行,有关部门仅对图纸等进行简单的审核,这就造成对建筑工程设计方案缺乏必要的考核与评价。而且投资方没有充分认识到方案设计对投资的影响,仅注重投标价与标底价的差距。因此导致在投标过程中方案审核不细、概算粗略、要求出图时间紧、刻意压低设计费用。种种原因导致了建筑工程设计方案没有得到足够的重视,设计方案的优化也无从谈起,最终导致工程投资超标的现象屡屡发生。
2.2如何提高我国建筑工程设计方案优化水平
建筑工程设计方案优化水平的提高不仅仅是提高投资方对设计方案的认识,还要通过国家主管部门提高监管力度、提高设计监理推广、完善有关法规、强化综合性设计方案优化等多方面工作共同提高我国建筑工程设计方案优化水平。通过建筑工程设计方案优化不能夠单纯的强调节约投资,应从综合性考虑出发,注重设计的科学性、技术的先进性,以提高设计价值目标为基础、总体效益为出发点,从而达到建筑工程设计方案优化效果。
3、设计方案评价模型
对多个建筑设计方案进行评价,其中,专家有nE(nE\5)个,记为Ek(k=1,2,…,nE)。
建筑设计方案有m个,记为Ai(i=1,2,…,m);一级评价指标有t个,记为Cj(j=1,2,,, t),对于一级指标Cj有s个二级评价指标,记为Cjq(j=1,2,,, t;q=1,2,…, s),依次类推。Žωk表示专家给出的指标权重值(Žωk为三角模糊数),右下角下标表示不同指标层中指标的权重。专家Ek给出建筑设计方案Ai关于评价准则Cjq的评价值为三角模糊数。
1.1 评价指标的构造和约简
在系统分析建筑设计方案的基础上,给出建筑设计方案初始评价指标,然后采用粗集理论[1]进行指标约简,去除非重要指标。
1.2 指标评价值的规范化处理
指标类型有效益型、成本型。效益型指标是指标值越大越好的指标,成本型指标是指标值越小越好的指标。为消除不同物理量纲对评价结果的影响,对各数据进行规范化处理。若为成本型准则,则作下列变换:
若为效益型准则,则作下列变换:
1.3 评价指标权重的确定
首先构造指标重要性两两对比判断矩阵‰Rkj,‰Rk，计算得到指标权重,并求其期望: 。为方便权重合成,对其进行归一化处理:
计算得指标层二中指标对目标层的权重: 。
1.4 设计方案的评价计算
结合前面得到的建筑设计方案,每个评价指标的评价值和指标权重对每个专家不同设计方案的评价值进行计算。
通过IAHP法计算专家组中专家权重，满足，指标群体评价合成。
1.5 设计方案的识别排序
本模型采用改进的公式[5]作为排序依据。
。
其中,K为评价者的风险态度,我们定义专家的风险态度为中性。计算dK(Z(Ai)),然后按照dK(Z(Ai))从大到小进行排序,得到设计方案的排序序列,dK(Z(Ai))越大设计方案越优。
2 实例分析
某开发公司欲对三个建筑设计方案进行评价。该公司针对调查对象编制调查表,对5位专家进行调查,结合决策者的意见,制定出设计方案的评价指标体系,同时通过对专家进行调查,得到5位专家对指标权重的模糊判断矩阵(本文以专家E1对设计方案A1的评价过程为例阐述设计方案评价的计算过程)。
2.1 构造指标评价标准
指标等级评价标准规定如下:评价值≥85为优,评价值为85~75是良,评价值为75~65是中,评价值≤65为差。
2.2 评价指标的构建及约简
专家调查得到初始评价指标。经过约简处理,得到指标体系如下:功能指标(C1):房间组合(C11)、通风(C12)、保暖(C13)、采光(C14);技术指标(C2):结构形式、耐久性(C22)、方案的可行性(C24);经济因素(C3):工程造价(C31)、土地利用率(C35)、工程工期(C37);设备指标(C4):消防(C43)、给排水(C45)、污水处理(C46);形象与环境指标(C5):空间体型(C51)、与周边的协调(C54)、色彩(C55)。
2.3 建筑设计方案评价的计算
1)评价指标的规范化处理。在对指标体系进行分类后调查得到专家E1对指标的初始模糊评价值,并对模糊评价值进行规范化处理,结果如下:房间组合(C11): (0. 887 6, 0. 909 1, 1. 000 0)、通风(C12): (0.898 9,0.920 5,1.000 0)、保暖(C13): (0.764 0,0.829 5,0.939 8)、采光(C14): (0. 887 6, 0. 909 1, 0. 988 0)。其他指标采用同样的方法可以得到数据结果。
2)专家的指标权重计算。专家E1对设计方案各指标体系给出两两对比判断矩阵为‰R1,‰R11,‰R12,‰R13,‰R15。分别代表指标层一中五个指标的重要性对比判断,指标层二中各分类指标相对重要性对比判断。对其进行一致性检验,一级指标的权重数据计算结果为(0. 434 5, 0. 253 6, 0. 136 7, 0. 099 1, 0. 076 1)。同样方法,可以得到二级指标的权重数据。
3)建筑设计方案的个体评价。通过公式得到专家E1对设计方案A1的综合模糊评价值Z1(A1)。Z1(A1)=(0.861 7,0.896 0,0.935 5)。其他建筑设计方案的个体评价的处理过程与A1类似。
4)确定专家权系数。通过对专家进行调查得到专家相对权威性对比判断矩阵RE。通过公式计算得到最优传递矩阵。对数据进行归一化处理得到5位专家各自在专家组中的重要性权重:
ek=(0.238 7,0.071 9,0.160 0,0.356 1,0.173 3)。计算得到建筑设计方案群体评价模糊数Z(Ai)。A1: (0.872 5,0.886 5,0.912 9),A2: (0.811 7,0.875 1,0.936 7),A3: (0.806 9,0.870 5,0.915 6)。
2.4 建筑设计方案的排序
计算dK(Z(Ai))。在这里我们定义专家都是风险中性的,所以K=0.5。计算结果如下:d0.5(Z(A1))=0.889 6,d0.5(Z(A2))=0.874 7,d0.5(Z(A3))=0.865 9。排序得d0.5(Z (A1))>d0.5(Z(A2))>d0.5(Z(A3))。通过分析可以看到:建筑设计方案1优于建筑设计方案2,建筑设计方案2优于建筑设计方案3。
3 结语
本文建立了基于三角形模糊理论的建筑设计方案评价模型。首先对专家评价指标权重进行确定;其次,对专家重要性权重进行计算,在体现了专家个体评价相异性的同时,又避免了采用传统AHP法计算时复杂的一致性检验;最后,通过排序法得到了不同建筑设计方案的优劣顺序。实例证明该方法对于解决建筑设计方案评价问题是科学有效的。
参考文献:
[1] Pawlak Z.Rough sets theory and its applications to data analysis[J].Cybernetics and systems, 1998(29): 15-16.
[2] 姜艳萍,樊治平.三角模糊数互补判断矩阵排序的一种实用方法[J].系统工程, 2002(5): 134-135.