時間：2022-10-22 10:55:23
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開工不久的浦東國際機場擴建工程，正在我國建筑設計業引起非同一般的轟動。因為，它實現了我國超大型公共建筑設計的一次歷史性跨越———國內建筑設計企業擔綱設計總承包。擴建工程中的第二航站樓，也是我國首個原創設計的大型機場航站樓。
當眾人關注的目光聚集而來，承擔設計總承包的現代設計集團有關負責人曾經說過這樣一句話：這也要感謝項目業主方———上海機場集團，給了一個讓國內建筑設計師獨立創意并進行項目管理的舞臺。
話語雖短，意義深長。
唯“洋”至上的悲哀
不知何時起，國內重大公共建筑中標方案中，已經很難見到本土建筑設計師的名字。應當承認，國外建筑設計事務所和國外設計師在各地“創意”了一批優秀的建筑項目。以上海為例，從中國古塔中汲取靈感的金茂大廈，晶瑩剔透的上海大劇院，都是國外建筑設計師領銜，并廣受好評的建筑。
但勁吹的“洋”風，正引起越來越多建筑專家的憂心。如今，不少項目業主在新建建筑設計方案招標中，非“洋”不取；在建筑造型上，優先考慮的不是實用、經濟、美觀，而是好不好看，是不是新、奇、特，有沒有“眼球沖擊”。于是，中標的國外設計方案，建筑造型一個比一個大膽、奇特，有的已經到了“怪異”的程度。先不論建筑建成后是否與周邊建筑和諧、用材是否節約，光是項目實施時的施工方案、結構安全問題，就已引起廣泛爭議。在一些大規模的城市開發項目中，有些國外設計師由于缺乏對中國的國情、風土人情和當地經濟發展的深刻了解，拿出的方案也并不十分符合當地發展的要求。
按照我國有關規定，國外建筑設計企業并不能單獨參與項目投標，必須與國內設計企業組成聯合體，方有投標資格。在這樣的情況下，國外建筑設計企業通常會選擇與一些當地比較有實力的企業進行合作。由于“洋設計”在市場上更為吃香，許多國內完全有能力獨立承擔項目設計的企業，也只能和國外建筑企業聯合，以求獲得項目。但是，他們在聯合體中只能從事設計咨詢、施工圖設計及一些輔助工作，屬于從屬地位。
國外設計師出馬的項目，設計費用也通常比由國內設計師單獨完成高。于是，有個別國內設計企業，通過向國外某些設計事務所上交一定的費用，打著其招牌在國內招攬業務，也擾亂了整個行業的秩序。
大師匱乏的窘境
今年已是我國加入世貿組織的第五個年頭。隨著市場環境的更為公開、公平、公正，我國建筑設計企業必將與國外建筑設計企業進行更充分的競爭。要應對今后的激烈競爭，建筑設計企業更需要的，恐怕還是內功的歷練。
從一些大型項目的實戰經驗來看，國內不少設計企業的技術水平，包括設計圖紙的繪制，結構、電氣安裝等細部處理等，已經和國外設計企業不相上下，要說最主要的軟肋，還是在設計理念上比國際一流建筑設計企業遜色，創意能力不夠。
放眼國際，很多知名的建筑設計公司，規模并不大，但由于有一個或數個富有創意的大師級設計師領銜，在重大項目上極具競爭力。反觀目前本土建筑設計企業，盡管人數成百上千，但真正稱得上“大師”的，鳳毛麟角。上世紀八九十年代，上海曾經涌現了諸如江歡成、邢同和、汪大綏、蔡鎮鈺等建筑大師，但此后便鮮有新面孔出現。
建筑大師匱乏的原因有多方面。除了建筑師本身的創意不夠，還有建筑設計企業論資排輩嚴重，年輕人無法快速脫穎而出；社會輿論對建筑界的新秀關注不夠等。包括上海建筑設計“領頭羊”上海現代建筑設計集團在內的一批建筑設計企業，已經深深認識到人才對企業持續發展的重要性，并開始采取一系列舉措，加大人才隊伍建設。比如：現代建筑設計啟動了一項以中高端人才隊伍建設為核心的人才工程，致力于培養一批在上海乃至全國范圍內有影響的設計精英，去年還隆重表彰了五名“科技精英”和六名“優秀導師”。但總體而言，整個建筑設計業界，大師仍舊緊缺。
建筑設計是一個智力密集型行業，對建筑設計企業來說，參與市場競爭，最主要的生產要素是人，資金、生產設備等要素則是其次的。近年來，國內建筑設計市場上，小型事務所迅速增加，它們以靈活的經營機制、專業特色的經營理念迅速在市場上站穩腳跟，并與原有的大型建筑設計企業展開差異化市場競爭。可以想見，今后不斷尋求本土化的境外建筑設計企業、傳統的大型建筑設計企業和新興的民營建筑設計事務所，將展開一場無聲的“人才之戰”。它們爭奪的，不止是大師，還包括那些具有較高專業技術水平、較好演講展示才能、宏觀項目管理才能的“全才”。
專家認為，要適應這場競爭，對國內設計人員來說，必須進一步提升設計理念，既不能因循守舊，也不能一味洋化，而是要不斷培養融國際先進理念與中國傳統文化為一體的設計觀念。對于原有的國內設計企業而言，還必須從體制機制上不斷求變，以求獲得人才、留住人才。
全過程管理是趨勢
浦東機場擴建工程徹底打破了我國建筑設計師為外國建筑設計師打工的格局，轉為15家國外建筑設計和咨詢公司為中國建筑設計師打工。
作為設計總承包方，現代設計集團所屬華東院此番將工程進行了一次全過程的項目管理———不僅承擔包括航站樓和道路、景觀系統等設施的方案設計、初步設計、施工圖設計、施工配合等全過程設計，還將組織國內外33家專業設計、咨詢公司，承擔進度、質量、成本、分包等多種項目管理與控制。
生成設計是一種科學的藝術創作過程，這個過程能夠通過一種類似生物基因編碼的轉換最終形成一種人工的世界。這是一種設計活動，目的不僅僅是要獲得一個結果，更要形成一種可以操作的編碼，在演化過程中可以產生無可窮盡的變形體。這是一種鼓舞人心的經驗，借助這種經驗，我們能夠重讀20世紀60年代以前那些采用元設計方法（meta-designapproach）設計出來的建筑作品，那些作品在生成設計法中可以視為一種具體的三維模型，屬于這種設計法的一個種類。
與生成設計法相平行的設計方法叫做參數設計法。人們使用參數工具來產生和控制數量不多的變形體。盡管參數設計法具有易于控制的優點，但是，在表現復雜性和發展潛力方面，參數設計法不同于生成設計法。參數設計法在運用過程中較多地局限于設計模型的物件尺寸或者幾何變化。作為一個完整的形體，當每一個物件被附加上特定的維度約束以后，這種形體的變化才能夠被實現和認識。而運用生成設計法進行工作時，雖然每一個三維的物件也要采用參數設計法來進行，但是，參數的建立僅僅是系統結構中的元素之一，該系統結構可以產生無可窮盡的形象表現場景，這些物件都具有理想基因編碼的特征。所以說，生成設計法不是一個最終結果，也不是一個堆積物件或者形式的數據庫，而是一個設計行為模式的開放矩陣，這個開放矩陣會把存在于世的東西轉換成未來可能看得到的樣子。
生成設計法的特征和結構在于它能把基因編碼變成一個開放的形象體系，設計過程就好像是在操控一股可以聽憑擺弄的意識流（fluxusoperandi），隨時能夠把任何一個特征突出的形象作為最終定奪的結果。雖然這個形象會與眾不同，甚至不可名狀，但是卻可以被人們輕易地認知。最終形象都是互不相同的，都表現出獨一無二的個性；但是，最終形象又是互有聯系的。若把這組最終形象的特征放大去觀察，就會發現它們差不多來自同源的基因編碼。換句話說，生成設計法的設計作品就像有一個人工的DNA，從每一件設計作品中都會被認知，因為它們帶有基因的印記，那就是設計者的思想。
生成設計法不僅能夠作為一種技術手段來操作和發展，不僅是一種可以利用的工具，它更是一種具有強烈人文特征的設計方法。事實上，生成設計法的每個步驟均始于設計者的一種思維或假設，這種思維或假設被視為一個科學過程，設計之初就帶有一種主觀的或者想象的未來世界的形象。因此，這種設計方法決不能認為是一種人手可得的設計工具，而是應該被理解為一種設計的操作方法（modusoperandi）。對于建筑師、設計師、藝術家來講，生成設計法是可以發展的，可以發展成為一種異常靈敏的、有助于進行更為深刻的創造性設計的工作方法，這是因為這種設計方法發現了我們這個技術時代的工具—計算機—并與之有著良好的操作協同性。
事實上，當我們進行創造性工作時，我們會意識到我們的思想并不容易被轉譯成一個用物件或者圖樣來表現的結果。每一個輸出命令僅僅可能是設計者某種思想的表現，或者是某種思路的發展。我們設想并且試圖來塑造出一個能夠產生不同結果的完整思路，但是，最終我們獲得卻是綜合的多樣共時性（syntheticsimultaneityofpluralities）的東西，也可以說成是示意的差異共時性（schematicsimultaneityofdifferences）的東西。利用復雜性來創造美麗和諧的世界是可能的，生成設計法的運用是多種創造性思維的表現，能夠以一種毋庸置疑的魅力表達設計者的思想。
20世紀的80年代，我就嘗試著如何把設計思想作為一種視覺表達的動力來生成可能出現的結果，如何使得這種如泉噴涌的思想能夠把握和操作。設計的意識流（fluxus）在表現為物件和圖樣之前，它不但能夠表達我的建筑理念，還要能夠表達建筑理念得以實現的基本邏輯。這種新的設計方法的特征在于如何展望未來，如何掌握實驗，操作重復不斷的演化的設計過程，建構一個復雜的視覺世界。
由于計算機技術帶來的好處，可以把一個人的創造思維轉換成一種邏輯編碼。生成設計法需要大量地借助于計算機技術，計算機善于處理數據量大、周期長、重復性的工作，生成設計法正好利用計算機的這一特點。
2.基本概念和文化背景
利用人工基因編碼來制作符合我的建筑理念的場景，這是一個令人激動不已和充滿創造意義的工作。在進行這項實驗的過程中，我意識到這種方法可能是文藝復興時期科學與藝術相結合的時代精神的探索。當我利用計算機作為探索時代精神的工具時，我碰到許多始料未及的問題，例如幾何學、透視學和失真學的邏輯，建筑學的形狀與數字的編碼，這些都能夠表現基本的文化特征。通過探索這些特征的性質以及它們之間的和諧性，是尋找生成設計法進行建筑方案設計的路子。
和諧編碼不論在文藝復興時期還是在今天都是一種表現強烈的特征編碼。當我們置身于美麗、和諧與統一的自然環境中來用鏡子來反映自己的話，每一個人所具有的獨特的征象就會表現出來，這種獨特的征象就是特征編碼。同樣的道理，當我們精心制作的人工形體在自然環境中看起來很可愛，那么，這個不斷完善的過程就被稱為“生成藝術”。
文藝復興時期的建筑理論家曾提出過不少建筑法則，例如文藝復興時期的阿爾伯蒂和帕拉蒂奧，那些建筑法則是不盡相同的或者是各具特點的，因為它們表現了建筑師本人的思想、印象和想像力。我也在做建筑方面的效仿，提出自然的復雜性和物件的簡明性，并且試圖在作品中表現出我的這種建筑理念的獨特和完整。
為了實現這種復雜性和簡明性，就必須建立一個可以操作的邏輯系統，這個邏輯系統要有完整的結構，要能夠像鏡子一樣反映出設計者的想法和理念，哪怕是很細微的想法和理念。首先，復雜性的表達不是一蹴而就的事情。如果我們要描繪出一座城市，我們總是可以采用一種簡化的表現方法，或者在最大的程度上，采用一種能夠強烈地表現某個特殊的或者某種限定意義的關鍵方法。皮拉奈西[1]筆下“卡切利”系列雕版畫的城市形象，也許就是筆法簡練的城市和建筑復雜性的最好的視像表現。可是，皮拉奈西為了表現復雜性也采取了疊加畫面的手法，在一層已經蝕刻好的版面上再疊加上另一層畫面，畫面上物體的透視關系也往往是不盡相同的，制造出一種含糊不清或者疊加出來的新的理解。這種畫面的特點是把不同時間和情感的關系相互混合起來，可是它們之間并不矛盾。
復雜性的實現總是要在不斷地合成和疊加后才會有結果，這個結果是借助一個變化多端的生成過程得來的，這個過程通常是非線性的。事實上整個過程并非這樣簡單，復雜性還取決于設計者產生想法或假設的能力，這種想法或假設要對應于在一個短暫的轉換過程中出現的不可預見的物件。假如設計者的想法或假設是對未來的一種視覺成像，那么，在系統生成的運行中一旦碰到阻礙，就必須克服這些阻礙，巧妙地解開復雜性纏繞的結扣。同時，克服那些不利于提高設計者對于想法或假設的視覺識別能力的阻礙，那就是每一個物件所具有的復雜特征。
2.1生成圖碼庫的結構
生成圖碼庫（Argenia）[2]的結構基本由兩種不同的要素組成，一個是基因轉換編碼，另一個是動態演化的范例組織，這兩種要素是運用生成設計法進行創作的最為基本的內容。
2.1.1轉換編碼
生成設計法的編碼系統就像自然生物結構中的DNA，那是一個復雜的結構系統，控制著生物演化過程中千變萬化的復雜性。換句話說，我們也可以把基因轉換編碼看成是一組能夠描繪和確定某種特殊設計行為的理念。我在第一年研究結構圖碼庫的時候，對文藝復興時期的藝術大師們有了更為深刻地認識和理解。生成設計法的規則反映了我對于自然美的認識，這些規則表現了我對于某些特殊的自然結構的主觀迷戀，然后又將這些特殊的自然結構轉譯成了一種操作系統的設計規則。
然而，這些設計規則不是客觀的，也不是產生于哪種哲學方法。總的來說，這些設計規則表現了我對于和諧之美的理解，這個理解一方面來源于我個人的社會和文化閱歷，另一方面來源于我讀到的那些描繪自然和人工世界中各種結構形態的作品，那些結構形態竟然能夠產生出一種新的“現實”場景。其實，這種做法與文藝復興時期的精神和挑戰非常接近，那就是：把對于自然的和諧之美的理解作為一種可以操作的基因編碼來表現一種人工的世界。在“理想的城市”這篇文章中論述了這些設計規則表現出的一種詩意的結構形態[3]。
一套具有演化邏輯的轉換編碼既源自于傳統文化，又反映出我的個人特征。甚至，它在藝術的與科學的方法之間還存有不可分割的協同關系呢！事實上，我們利用這個復雜系統的演化邏輯進行設計實驗時，就能夠尋找那些可能實現的和諧編碼的片斷，追求我們對美的理解。這個非線性的復雜系統以及它的那些出乎意料的生成結果，表現出美學研究領域中那些似乎無甚關聯的東西之間隱含著意想不到的協同關系。
在尋找和諧編碼的設計規則時，我曾利用過多種方法進行實驗，例如幾何編碼、透視編碼、數學編碼等，這些都可以通過計算機的操作變成可視圖形。更特殊的是，我還利用圖像數字技術進行編碼的轉換，這樣使我更清楚地認識到生成物件在這個復雜系統中的作用。這個復雜系統能夠通過子系統的變體和細部表現，沿著“優先路徑”進行轉換和演化，暗示了它是對設計對象在整體和特征方面進行范例控制的一種邏輯。我也曾利用多維細胞體自動生成系統（MCA,multidimensionalcellularautomata）編寫設計規則，這種規則能夠確定生成的建筑場景的拓撲結構。
為了建立每個單獨的生成物件，這種人工化的DNA需要一個演化系統，或者說是一種人工生命的演化系統。這個系統能夠發展和產生適合我們這個時代要求的復雜性，目標是能將那些復雜的生成物件最終賦形，使它們形成城市、建筑、工業制品。當然，僅把能夠產生美妙動人的形式作為目標是不夠的，盡管這些形式表現出來了未來可能環境中的自然復雜性，就像貝塞爾曲線[4]的整體數字公式中出現的那些不規則線段。我的研究要使最終賦形能夠表現出人工的個性化特征，這種個性化特征令人們在現存環境的復雜性中“可識別”。例如，意大利中世紀保留下來的歷史城市的特征，紐約城市濱海地段的特征，芝加哥城那些20世紀初期建筑的歷史特征，香港城中充溢著東西方混合風格的特征，凡此種種，不勝枚舉。1986年我開始進行生成設計法的實驗就是首先從意大利的中世紀城市著手。
2.1.2動態演化的范例
為了對復雜的物件進行賦形，就必須設計出能夠在系統的結構演化過程中使用和指導的范例，這樣產生的結果是各不相同的意大利中世紀城市的典型樣板（圖3、4）。為了能夠做出這么多可以組合的范例，我就需要像文藝復興時期的建筑師所做的那樣，對建筑的空間結構進行分門別類的組織。因此，我建立了一個系統，在這個系統中建筑的各個物件的關系是相互嵌套的，這個系統是建筑空間可演化結構和非演化結構的基礎。非演化結構也是值得重視的，因為在演化的過程中它可以完全與其相同的結構。
這個系統是按照“生成物件—空間結構”的對應關系制作的，它的周圍設計了26個像神經元那樣的突觸（synapse），這些突觸能夠處理那些相鄰物件的拓撲界面，這樣，這個系統就有了第27種功能。兩個空間結構之間的單個直接聯系最大程度能夠激活9個復雜界面，這樣，在空間關系上，每個相鄰的物件之間在建立拓撲關系上就同時有了1∶9的可能性。每一個界面在運行演化—轉化時可以利用一系列平行的子系統來生成自己的特征，這些平行的子系統可以同時使用或者相互合成。每個子系統都有對應于用物件來說明和表現的特性，都有一個不同的幾何結構或者類型結構來代表它的特殊性。試舉例說明，對建筑的生成對象進行演化合成時可以采用三種平行的幾何系統，第一種是基于數字9的系統，例如9×9×9的形體與黃金分割法的關系，第二種是基于中軸線與對角線逐次劃分的系統，第三種是基于笛卡爾坐標中角度與圓心關系的系統，在這三個平行系統的合成和干涉下同時生成出來作品的復雜與和諧的特性。
除此之外，這個系統還有折疊功能，它能夠改變空間結構的拓撲關系，讓突觸產生的界面與每個物件剛好重合。而在折疊功能作用以前，界面與物件之間是分離的。在整個編碼轉換的過程中，時間作為惟一的不可預知的因素，在演化結構中可能會出現分歧（bifurcation）的決定性作用。每一個生成路徑的起始端在一開始就設定了時間量。很明顯，開始的時間總是不同的。伴隨著各自的加速或減速，系統的折疊功能控制著結果的不可預知性。同樣，這種方法使得相同的生成程序無法重復進行，這種獨特的性能是因為生成程序一經啟動就具有短暫性，這種性能只有通過調整或者重新設置時鐘來產生克隆體時才會被克服，當然，這樣的做法與生成設計法的主旨是相矛盾的。
一旦建筑空間的網絡系統組織好了，我就會針對每一個設計要求來制定一個有條理的計劃來檢查系統的演化動態，以使其能夠滿足設計委托人的要求。具體地引例來講，不論是設計洛杉磯的一棟多功能的摩天大樓，還是設計一個簡單的椅子，都必須運用和諧編碼來按部就班的進行工作，直至達到了所要求的目標。對于每一種設計工作來說，利用生成法來進行設計明顯是一件異乎尋常的（adhoc）工作，所以，從經驗的成熟程度來講，我們還沒有一種嚴格確認的技術。
生成設計法并非是一個能夠產生各種各樣可能方案的工具，也不適合所有從事創造性工作的人。生成設計法的運用需要一種主觀目的明確的方法，這種方法能夠對設計委托人的特殊要求做出回答，同時與社會的人文傳統相一致。最有可能的就是制定出一種可以操作的方法，這種操作方法可以通過各種規則來執行，就像我在教學中的實驗探索，這就需要進一步的驗證了。
2.1.3方法和技術
這里的問題是，生成設計法能否被認為是一項技術？能否被認為是一種類似于我們建筑師常用的CAD那樣的生成系統？根據我個人的試驗，答案明確是“不”！其他諸如參數設計法、隨機形式法等，只不過是簡化了設計的過程。
首先，讓我們來把生成設計變成參數設計來考慮問題，參數設計在可能有約束條件的變體參量下僅能產生被程序化的變化形體，物件不是被生成的而是被畫出來的。接下來，產生的變體不是與可能產生的結果發生相互作用，而是與同一結果在尺寸大小方面發生相互作用。因此，這種假設成參數設計的方法只能適用于復雜系統的“簡單”部分，這個結論并非是偶然的。復雜性不是通過增加、而是通過整合來實現的。因為建筑的相關要素是千變萬化的，所以，若是利用參數設計建筑的話，只有把建筑減少到只是體塊的程度時才有可能進行。無論如何，一個體塊不是建筑，它只表示某個量的體積。要成就建筑，就必須通過設計這樣一個階段。在當今的全球化時代，這種主觀目的明確而且具有創見性的設計方法的確能夠打開一扇看到強烈文化特征的門扉。
接下來，讓我們再以隨機產生形式的方法來考慮建筑設計的問題，這種方法有許多的支持者，也有不少人拿它來做實驗。這種方法的理念是讓計算機隨機產生出許許多多的建筑形式，建筑師只是在這些建筑形式中做出選擇罷了。但是，這種方法忽視了生成過程的主觀目的性，而只把它作為一種如何進行挑選的方法。
這樣就出現了兩個最基本的問題，真正的隨機狀態如何產生？對建筑如何做出選擇？
對于前一個問題可以這樣考慮，只有當形式以及產生形式的思想變得愈發不可預測或者令人驚訝的時候才是隨機的狀態。舉例子講，當一只瓶子的外緣沿著一根隨機變化的中軸旋轉360度的時候，瓶子輪廓產生出來的樣子是不可預測的嗎？設計者的思想是通過旋轉的構思和逐次的結果表現出來的，但是，僅僅拿出旋轉中軸的馬達類型或是應用的約束條件來說明設計者思想所產生的結果，能夠讓人信服嗎？無論如何，這個例子說明了不論生成設計內容的繁簡程度如何，即便是一個極其簡化的系統，都是一個相當可觀的矩陣。
另一方面，如果這種可辨識性沒有具體的形象，建筑師何必守在電腦前等著正確的建筑形式出現呢？如果建筑師真要這么做？那他是在做建筑師要做的事情嗎？我想會有這兩種不同的情況，其一是針對建筑師，其二是針對委托設計的業主。建筑師在業主的面前擺弄著電腦，不斷地把現存的世界轉換成將來可能的世界，把現存的環境朝著他的思想方向發展，什么未來的、美好的、有用的、和諧的等等，面對這種情況，業主只能去做選擇。建筑利用電腦工作靜候著他所希望的建筑形式出現，然后他再把這種形式附加上專業特征。對于這樣的做法，說到底建筑師還是像個業主。
對于后一個問題可以這樣考慮。不消針對一棟摩天大樓，只是針對建筑在結構、技術、配置、審美、形式等方面的復雜性，時下的設計方法常常提供的是一種相關的和綜合的多層面的系統。做出一條隨機變化的貝塞爾曲線，無疑是一個有趣的事，我相信我們所有從事建筑學這個領域的人都會非常欣賞這樣的曲線。但是，一項建筑設計就有所不同了，很可能會利用隨機的方式設計建筑的外表，或者設計建筑的內部，但是，我相信有必要在出現的建筑形式上加大表現建筑品質和特征的范圍，例如技術的、材料的、色彩的等等。目前可供選用的設計方法嚴重地制約了建筑表現的瀟灑自如（arbitrariness）。
無論如何，前面論述可以認為是針對業主的情況，不是針對建筑師的情況。某種形式之所以被選中，是因為它令人激動，具有一種特殊的效果。設計就是在建立和轉換那些能夠實現復雜性的編碼，把設計者幻境般的思想編錄成可操作的條理規則。這樣看來，僅僅利用隨機這個條件是不夠的。
那么，到底什么是生成設計法呢？它是一種能夠成為最終產品的思想，一種能夠產生無窮無盡的結果并令業主能從這些結果中進行挑選的思想。最終結果肯定不僅僅是形式的結果，例如貝塞爾曲線形成的那樣漂亮的形狀，而是一種具有實施可能性的直接賦形。因此，生成圖碼庫的建立是要把它作為一種人工的DNA，作為一種和諧編碼，作為一種可組織的范例，這種范例能夠以動態的方式檢查設計環節的特殊性。整個系統的運行由轉換規則和控制規則所決定，轉換規則是一種可以控制的運行方式，控制規則把握著關聯、干涉、合成和諧振等環節的運行，特別是諧振常常會出乎意料地出現在被激活的演化動態中。這里一點沒有數據庫的樣子。當我們研究達·芬奇繪畫作品的編碼時，我們知道了利用大量不同的創作思想作為試驗性假設的設計方法，每一種假設都限定于一個可操作的方法，而不僅僅是一堆零件的組裝。創新的目標一經設定，科學的探索總是不斷進行的。
根據我的做法，生成設計并不是把那些預先設計好的零件儲存起來，然后拿出來可以進行相互交換的設計方法，而是一大堆可能的物件在出生、形成、相互合成的過程中在系統中不斷地發生作用，直至生長成熟，這種過程與自然的生命現象很相似。不可預知性并不是固定在隨機形式的上面，而是與系統運行的人工生命相關聯的。人工生命愈是復雜、愈是不可預知，伴隨著不同時間的演化，就愈是能夠從和諧編碼的龐大矩陣中激發出令人激動的答案。這些答案將大大提高設計者波濤浪涌般創作思想在特征表現上的明確性和可識別性。
2.2生成設計的方法
人們的創造性活動發生了變化，不僅僅是因為使用了新出現的數字工具，更是因為人們對新領域的開發利用產生了新的哲學思想。設計也從重于成形改變到重于轉換。思想的表現在開放與包容的程度上向前邁進了一大步。當前，各種各樣的音樂變奏曲已經偏離了基本主題，在多樣形式并存的情況下，每一種形式都可以變成一種可轉換的模式，甚至是一種思想。
今天，我們掌握的技術工具不會像老式機器那樣，制造出來一堆一模一樣的產品，而是制造出各具特色的產品，這是一場新興的革命。在成本相同的情況下，數字化時代使我們能夠效仿大自然或者手工藝來制造出獨一無二的產品。獨具特色的產品已經成為對于當今文化需求的一種新的回答，這種文化需求把人們引導到這樣一個境地，那就是每一個人都希望自己的環境、建筑、人工制品都能反映出一種獨一無二或者舉世無雙的特點。可惜，這種文化需求長期沒有得到正確的估計。在這樣一個時代中，我們發現了自然界的生物特征是通過克隆的方式來產生和傳遞的，那么，生成設計法可以在人工的世界中實現一種與之相應的發展趨勢，利用這種方法，通過人工智能、人工生命系統以及高科技，我們能夠再次體驗到大自然給予我們的審美和道德上的愉悅。
3.形態生成設計的作品
下面介紹利用生成設計法制作的一些形態生成實驗作品，我的第一個生成設計案例開始于1986年，主題是關于意大利中世紀城鎮的DNA，接下來做的是“巴西利卡”軟件。
唐朝以來，基督教曾四次入華，基督教教堂建筑也在中國建筑歷史中占一定地位。
唐初“景教”從波斯傳到中國，為基督教第一次入華，其傳教最初利用了佛法的外衣，此時的景教教堂也采取了佛寺建筑的名稱和樣式。元朝的“也里可溫教”為基督教第二次放華，使中國出現了最早的東正教堂和天主教堂，但它們基本上采取了中國古代建筑的型制。
明末清初基督教第三次入華，導致了西洋建筑在澳門的大規模出現了“大三巴”教堂（1638年）的建成。明萬歷二十九年（1601年），意大利人利瑪竇（字西泰，atthieuRicci，1552-1610）入京，萬歷皇帝準其留居北京。1605年，利瑪竇在宣武門住處建“禮拜堂”。雖然澳門“大三巴”教堂表現了12-15世紀法國哥特教堂的特征，但宣武門“禮拜堂”則由于地處北京仍采取了中國傳統樣式，且沿用一百多年，直至1712年重修后才易為“洋風”（西洋樣式）。
自利瑪竇1605年建宣武門“禮拜堂”到1904年南堂第五次重建，其間基督教教堂建筑在北京300年的演變，可分為以下四個時期。
一、17世紀：初始期——基本為中國傳統樣式
1517年，德國宗教改革運動之后，新教在北歐取得優勢地位，天主教則在南歐進行“革新”，并借助于葡萄牙、西班牙的炮艦向東方擴展宗教勢力。因此，由天主教東進開始了基督教第三次傳入中國。
為適應天主教勢力的擴張，1540年羅馬教皇批準成立了名為“耶穌會”的傳教團體。該會創辦人之一方濟各·沙勿略（FranciscoJavier，1506-1552）于1552年（明嘉靖三十一年）到達廣東上川島，成為耶穌會來華的先驅；然而為耶穌會在中國傳教奠定基業的，卻是意大利人利瑪竇。
利瑪竇開創了耶穌會傳教士尊重中國社會制度和禮教文化的先例，改穿儒服，研習儒籍，并專門在官府上層及士大夫身上下功夫，“用西方的奇物珍品鋪成了從肇慶到北京的漫遠道路”，而使天王教得以進入明王朝的宮廷。利瑪竇等人考慮到了中國禮教文化的特點，為了吸引中國的士大夫“禮儒易佛”，相信天主教教義，采取了“傳道必先獲華人之尊敬，以為最善之法，莫若漸以學術收攬人心”的手段，與傳教互為表里，構成了明末清初天主教東傳的特點。這也決定了這一時期天主教堂多使用中國的民宅、寺廟，或者按中國傳統建筑樣式建造，稍有西洋裝飾，簡單的僅立十字架為象征。
1605年（萬歷三十三年），利瑪竇病逝北京后，曾由皇帝賜地建墓，在“阜城門外二里馬尾溝騰公柵欄外”。騰公司柵欄俗稱“太監墳”，自17世紀末，又被人稱為“荷蘭墓地”，以與正福寺附近的救世堂法國耶穌會士公墓——“法國墓地”相區分。
利瑪竇在意大利耶穌會士，其繼任人龍華民（字精華，NicolasLongbardi，1559-1654）指導下設計，是中國第一座基督教式墳塋，開始表現出“洋風”的特征：“其坎封也異中國。封下方而上園，方若臺圯園若斷木。后虛堂六角，所供縱橫十字文。”
清順治七年（1650年），德籍耶穌會神父湯若望（字道未，JeanAdamSchallvonBell，1591-1666）在宣武門利瑪竇所建禮拜堂基址上修建南堂。兩年后大堂建成，仍“按中國式樣而造”。但“堂牖器飾，如其國制。”“內建亭池臺榭，式仿西洋，極其工巧。”“堂前有大理古牌樓一座，……署有上賜‘欽宗天道’四金字。”
順治十二所（1655年）皇帝賜地兩位神甫利類思（LudovicusBuglio，1606-1682）、安文思（GabrieldeMagalhaens，1609-1677），在王府井八面槽利用民宅設東堂。
東正教在北京設堂是1685年（康熙二十四年）。清政府在雅克薩城自衛反擊戰中俘虜了沙俄入侵者，因押來北京的59人中有一名司祭，康熙皇帝將他們駐地東直門內胡家園胡同的一座關帝廟撥作臨時祈禱所，這即為北京人所稱的“羅剎廟”或俄羅斯“北館”。1689年（康熙二十八年）后，沙俄教區將其命名為“圣尼古拉”教堂（又稱“圣索菲亞”教堂，后改為“圣母安息”教堂），是為北京第一座東正教堂。
二、18世紀：發展期——中國傳統樣式轉“洋風”
康熙三十八年（1699年），法國耶穌會士張誠、洪若、劉應奏請在皇城西安門內所建小堂基礎上另賞隙地建蓋大堂。康熙四十二年（1903年）“救世堂”——北堂的前身，在中海西畔蠶池口落成。
南堂在救世堂落成之時（1703年）開始重修，康熙五十一年（1712年）完成，歷時10年。“徐日升與閔明我予以改造，成為歐洲區”。這標志著北京基督教教堂建筑開始從中國傳統樣式向折衷主義“洋風”轉化。
由于天主教在西方歷史進程中代表了反對宗教改革的力量，利瑪竇等所代表的遠不是已蔚為主流的西方近代文化，他們東傳的“西學”處處以不違背天主教教義為前提，不過是經基督教義陶治過的西洋學術，因而，自龍華民之后，對祀孔祭祖的傳統都不能容忍，導致了天主教在華陷入困境。1717年（康熙五十六年），康熙皇帝下令禁止天主教在華傳教；1775年耶穌會在羅馬教皇取締令下解散。自沙勿略1552年來華，在中國傳教200年的天主教耶穌會退出了歷史舞臺。
但是，由于這時天主教以“西學”為傳教工具，并幫助封建統治者鑄造戰炮；而明末和清初的統治者又需要火炮和歷法，也還想借各種宗教維護其統治。所以，取締天主教時緊時松，并不堅決。北京教堂建筑在18世紀仍進入發展期，并以從中國傳統樣式向折衷主義“洋風”轉化為特征。
康熙五十九年（1720年）京師地震，南堂、東堂均被毀。
“康熙六十年（1721年），費隱以葡王斐迪南三世之款第二次重建南堂，利博明修士（Fr.F.Maggi）為建筑師，……此堂系當時歐洲盛行之巴羅克（Barogue）式。全部地基作十字形，長八十尺，寬四十五尺。教堂內部，賴立柱行列，分教堂頂格為三部，各部作穹窿形，若三艘下覆之船身。”
利博明同時為東堂重建進行了設計。
雍正元年（1723年）意大利人德理格（TeodoricusPedrini，1670-1746）神父于京都西直門內大街南建西堂。
雍正八年（1730年）京師地震，南、北二天主堂亦被損傷。南堂第三次重建，“堂之為屋圓而穹，如城門洞，而明爽異常。”乾隆四十年（1775年），南堂堂內火發，建筑盡毀，又進行第四次重建。重建后的新南堂“堂制狹以深實，正面向外，而宛若側面；其頂如中國卷棚式，而覆以瓦；正面止啟一門，窗則設于東西兩壁之巔。……左右兩磚樓夾堂而立，左貯天琴，……右圣母堂。”“其式準西洋為之。……其堂高數仞，凡三層，層層開窗，嵌以明瓦，漸高漸斂如覆舟形，圓而橢。”可知時南堂網絡仍為巴洛克式。
至1785年，北京有四天主堂。“一即北堂，在皇城內，與西安門相近，……二即南堂，在宣武門內，即利瑪竇所居之處。后耶穌會士不屬法國者，皆居其內。兩經火災，旋即重修如故；三即東堂，乃葡國之耶穌會士所居。此堂雖系西式，而甚卑矮，與北堂無異長僅七丈；四即西堂，乃遣使會士德理格所置，后獻與傳信德部，以居此部所差之司鐸。”
1715年（康熙五十四年），俄國政府正式委派組成歷史上第一個東正教“北京傳教士團”，駐在東江米巷（東交民巷）中由會同館之“高麗館”改設的俄羅斯“南館”。1727年（雍正五年）開始，這里成為專用的俄羅斯館，“中國辦理俄事大臣等幫助于俄館蓋廟。”1732年，北京傳教士團在“南館”建立了新的永久性教堂——“圣瑪利亞”教堂（或稱“奉獻節”教堂）。
三、19世紀：延續期——“洋風”
隨著西方工業資本主義的發展，基督教新教傳入中國。“新教徒的傳教活動大部分來自英國和美國，部分原因是由于新教徒高度集中在這兩個國家。同樣地，也由于工業革命給講英語的世界帶來了空前的財富和人們旺盛的活力。”1807年（清嘉慶十二年），英國倫敦會派遣傳教士馬禮遜（RobertMorrison，1782-1834）來華。1830年（清道光十年），傳教士裨治文（ElijahColeman
Bridoman，1801-1861）受美國公理會委任抵廣州。此后，基督教新教傳教士相繼進入中國南方口岸城市，卷入了近代中國的歷史旋渦，并開始扮演各自不同的社會角色。
基督教傳教士第四次大規模進入中國，是同西方資本主義列強對中國的入侵分不開的。“1858年和1860年的中法條約使所有基督教徒在華傳教的地拉發生了革命性的變化”；“新條約為1860年以后傳教運動的空前大發展提供了合法前提”。這造成了北京基督教教堂建筑在19世紀繼續得以發展，進入延續期。此期間的基督教教堂建筑，以折衷主義“洋風”為特征。
1860年之前，北京基督教教堂建筑屢遭厄運：
嘉慶十二年（1807年）教會遭到清洗。先是東堂被焚，“大堂雖未焚坍，亦令拆毀，飭修士等盡移南堂居住。”嘉慶十六年（1811年）西堂被毀。道光七年，（1827年）借沒北堂，“其大堂則令拆毀。”
1860年10月25日，中法《》簽訂，中法《》互換，第二次結束。清廷歸還救世堂。1864年，“孟主教復欲于舊北堂地基起建主教座位之大堂。有法人布里耶者，曉于工料，畫堵為式。”1865年5月1日奠基，1866年1月1日落成。“此堂雖未建于原址，而堂之名稱仍……為‘救世堂’。堂之格局乃照圣教第十三世之時樣建成。”
法國遣使會教士譚微道（JeanPicrreArmandDavid，又譯“達維德”，1826-1900）是著名博物學家，當時“于北堂創設博物館一所。”人稱“百鳥堂。”
1867年西堂重建。
1880提開始重建東堂，1884年建成，為羅馬式。“大堂計長二十二丈二尺，寬六丈余。高亦如之。堂內明柱計十六楹，每楹俱高五丈有余，徑一尺六寸，皆系黑龍江運來之赤松，精堅勝任。堂內望板，皆作穹窿之形，彩繪盡致。堂中之正祭臺，俱用意大利亞國拿波里府之五色珉古鐫成。臺前之短柱，皆以琺瑯燒成，璀燦可觀。……堂前鐘樓三座。正中一座，至地高九丈有余。其正面圓牖框，與它牖各框，及其層檐，與檐下之方柱，皆大理石雕成。堂之全身，皆以上用之城磚砌成。每磚重可五、六十斤。堂前階除，長闊相等，俱十丈有余。又起洋式大門一座，達于通衢。
1886年慈禧太后大規模修建西苑，將救世堂劃入苑中，因此與法公使簽訂了《遷堂條款》，商定把救世堂遷到西什庫。教堂遷到西什庫后，人稱“西什庫教堂”，即為北堂。
北堂于1888年12月建成，“北堂輪煥崇閎，可為中國第一。堂內之格局，乃照圣教會第十三世時起建大堂之式樣而成。堂中明柱三十六楹，柱下礎石皆漢白玉所成；柱頂俱鏤菘菜葉形，玲瓏可觀。每柱計高四丈九尺，……柱皆四棱，面寬一尺八寸，皆美國運來之檜。柱之四面俱貼關圓細柱，約寬四、五寸，與大柱共撐穹窿。大柱檜以天藍之色，細柱則涂以金屑。堂之正身，有雙尖洞牖十二，高約三丈，蔽以五色燒花玻璃作坊所制。其正祭臺三面單尖洞牖亦有十二，約高一丈五尺。蔽牖玻璃皆燒五色圣像，……大堂后面，建有耶穌苦難小堂，計長五丈有余，與大堂相通，間以玲瓏隔扇。”
教堂入口處前部，建造了中國傳統樣式的月臺，設漢白玉石欄桿，并有兩座重檐歇山黃琉璃瓦頂的碑亭分立左右，亭內立教堂遷建諭皆碑和滿漢文天主堂碑。中國傳統樣式的碑亭同大堂正面鐫刻的耶穌善牧圣象形成強烈對比。
北堂是北京天主教堂中最大的，除教堂外，尚包括主教府、修道院、醫院、若瑟院、光華女中、育嬰堂以及神甫宿舍等。“這些建筑除教堂外都基本一致，用大開條青磚、板瓦屋頂，帶平頂廊子，無須掛檐板。室內用地板，抹灰天花……是初期外國人在中國建造的‘洋房’的近代式樣。”
四、19世紀末20世紀初：后期——“洋風”轉復古主義
后期基督教堂（主要是新教教堂）有的仍利用中國舊有房屋忙改設，新建的則多模仿中國傳統樣式，但是，北京基督教教堂建筑在經歷了18世紀從中國傳統樣式轉“洋風”的發展期、19世紀的“洋風”的折衷主義影響，表現出中國傳統樣式的復古主義，并引導了30年代中國復古主義建筑的出現。
中，南堂、東堂、西堂被焚，北堂受損。
1900年后北堂修整，鐘樓加高。
1902-1904年南堂第四次重建。
1904年東堂第三次重建。
1012年西堂第二次重建。
1901年，法國神父高司鐸在東交民巷建圣米厄爾堂（St.Mechel），后由法國人斬利國擴建。同北京四大教堂相比，該堂規模為小。堂院北部是一座灰磚砌筑的“洋風”二層樓房，面闊七間，供神職人員居住。西部為哥特式圣堂，坐北朝南，南北進深十四間，東西面闊三間。圣堂東側有十間磚砌平房，為北京傳統住宅樣式，但門窗均代拱券處理。
東正教“圣尼古拉”教堂于1900年被毀，其后重建，命名為“致使堂”，由教堂、種樓、中外書房、神父住宅及寡婦院組成。致使堂為典型的十字形東正教堂，堂頂上有五個帶十字架的拱形堡。
東正教“圣母堂”建于1918年前后，在安定門外六鋪炕，坐西朝東，堂體最寬處約16m，進深約27m。堂內分“圣所”和“致圣所”兩部分。圣所中間設寶座，為一米多高的方臺，上置圣體、寶匣；東北角有一祭臺。圣所兩旁設木制圣隔門，供祈禱時出入。圣母堂設有地下室，是停放靈樞的場所。堂西為俄國墓地。
馬尾溝荷蘭墓地、正福寺法國墓地、六鋪炕俄國墓地——是為北京三大外國墓地。
1900年后，荷蘭墓地墓碑、墓穴及一切建筑物遭毀，僅索智能、利瑪竇、龍華民、湯若望、南懷仁及徐日升等六人之墓尚未全毀。經修復后，“利瑪竇墓已不在其位置上，而是西移至湯若望的塋地上來了。”同時，在墓地內興建了“致使圣教堂”。
在這一時期，北京的基督教教堂建筑以亞斯立堂（AsbruyChruch）規模為大。1909年美國美以美會教士劉海瀾（HiramHarrisonLowry，1843-1924）在崇文門內建亞斯立堂。該堂分正、逼兩堂，中間以活動木墻相隔，可以推開活動木墻形成一體。正堂堂頂做成高起的八角形，輔以高側窗采光。
在這一時期，南溝沿救主堂和八面槽救世軍中央堂為中國傳統模樣式的復古主義之典型。
南溝沿救主堂（建于1907年，又稱安立甘Anglican教堂、中華圣公會教堂）是當時中華圣公會華北教區的總堂，由主教史嘉樂（CharlesPerryScott，1847-1927）請人畫藍圖、找工匠建筑的。它“是北京最早的中國‘宮殿式’教堂。教堂平面為十字形，中央部分作成交叉的兩個硬山建筑，兩側廊做成單坡硬山，比中央部分低。中央部分上部做成側窗。側廊中部又各開一個側門，高度和中央通廊齊，這樣屋頂就成了‘？？’字形。在屋頂的兩具交叉點上，各設一個八角形亭子，作為鐘樓和天窗。教堂入口開在硬山山墻上，作成中國式住宅大門式樣，外墻全用青磚，筒瓦頂。建筑內部用木柱，柱上用桁架支持屋頂。平面十字交叉處為祭壇。作為方形木臺子，四周用中國高式欄桿，圍繞起來，祭臺背后是中式帶冰紋格子隔扇，主教壇和講壇都是仿中國紅木家具的式樣，雕刻中國番草花紋。祭壇頂上的天窗做成八角井，用英國高直式樣構件，井上是中國式的重檐八角亭子。”
質量是產品的生命，沒有好的質量，產品就沒有市場，只有高質量的產品，在市場上才有競爭力，建筑設計也是同樣如此。
本人認為，只有在建筑設計質量的優化管理上做文章，才能產出高質量的建筑設計成品。建筑設計，在某種意義上講可等同于建筑產品，它是藝術創作與科學技術的結合體。它不能用工業化、工廠化、程序化的過程進行生產，對于不同使用功能、性質的建筑從內容到外表形態是不同的。
建筑設計成果的質量評定不能用固定的標準去衡量，即使達到建筑設計規范、標準和規程，也不能稱該建筑設計就是優良品或精品。建筑設計是科學與藝術雙重創作的結合，是創作構思加科學計算合成的結果。在運行過程中設計構思組合產生出全新的東西，不可能有固定的模式可套用，建筑設計具有一定的隨機性變化。
建筑設計質量的優劣，確切地說是一個目標范圍的界定，建筑規范、規程和標準是建筑設計合格的下限。建筑設計精品是在設計運行過程中優化取舍，完善完美。因此，設計質量的優化管理是十分值得重視的。
建筑設計質量的優化管理，就在于強化、強調了設計的“全過程管理”，這是動態管理。它也打破了過去靜止的簡單化的“結果管理”淘汰制。從而避免浪費時間和造成直接經濟損失。建筑設計運行過程要自始至終，由部分到整體、由管理點到強化點，由方案到施工圖，這些工作都要進行細化、優化和篩選。它是積極主動、極具挑戰性的動態管理。
2、健全建筑設計質量優化管理的基礎——質量管理保證體系
（1）建立法人掛帥的組織機構。成立監督機構，即法人親自掛帥，專家起主導作用的全方位的有機結合體。設立質量檢查小組，每個項目均設質檢員。以專家為主導是為了掌握專業技術的高標準高質量，法人掛帥是保證質量管理體系順利運行。主要目的是使這項工作經濟化，制度化，責任化。
（2）健全可操作的規章制度。主要包括以下方面：一是規章制度的制訂要結合實際情況，一定要具體化、細化、量化，特別是要具有可操作性，以保證其運用的經常性和可檢查性，以其達到預定目標。二是規章制度要量化，做到可以制成表格分門別類填寫打分。三是設計人員行為要規范，原則性要強，只有我們自己有效地規范了行為，才能使我們的服務對象滿意。四是跟蹤服務、反饋信息及時更正與處理。五是事前計劃要具體，事中控制有措施，事后總結有效果。
3、建筑設計質量優化管理的運作
建筑設計質量優化，不僅是為了設計產品合格，滿足設計規范的要求，而是為了高標準的追求。在設計優化管理運行的前后，從計劃到分工、從人員到產品，從部分到整體等都是為了篩選出最優的方法和手段，產出最佳產品。
（1）在定崗定位人員時即時挑選，既要進行優化思想教育，又要注重量才使用，使每一個設計人員都有進取精神，思想中時刻存在著爭奪市場的競爭意識。這就是人員的優化組合。
（2）確定每一個項目的優化管理。所謂管理點，就是項目中起決定作用的關鍵點。比如：項目設計的方案圖、施工圖、預算，這就是建筑設計項目宏觀中既有影響又起決定性作用的關鍵點。
（3）設計項目的優化統籌安排。設計項目的各個專業及專業內部的不同程序的交叉運行必須要進行周密地安排。只有這樣才能使各個專業及專業內部密切聯系，避免出現差錯，大大地縮短設計時間，提高工作效率。
（4）隨時制訂與研究項目的創新計劃。凡是設計項目運行過程出現新情況新問題，都應該進行分析研究。只有不斷地向較高的目標前進，優良產品才會不斷產出。
（5）提倡精品化、集成化、信息化。要創新要精品就必須掌握足夠的信息，如向國外發達國家學習，他們的設計理念和先進經驗，做到這一點也就等于找到了捷徑。
（6）提高設計人員整體水平和素質，給設計對象創造更多的學習，深造的機會，使他們在設計運行中的各個環節都能獨當一面。
（7）制定優化的最佳目標，打出最低的要求線，盡量把一些定性的要求變成定量的標準，以具有明確的可操作性。
（8）建筑設計方案的優化管理。建筑設計方案對于設計項目十分重要，建筑設計方案的確定不僅僅是為了評選好的方案，優化選取方案不是目的，重要的是在建筑設計方案運行中進行優化管理。當建筑設計方案選取后，按專業部分進行優化、細化、量化而后運行。建筑設計方案優化管理，旨在于打破舊的、固定不變的教條，采取積極地動態管理方法。
建筑設計質量的優化管理，首先在于建筑設計質量的優化，然后才是管理。建筑設計質量的優化關鍵在于建筑設計思想目標的確立，建筑設計思想的優化。
4、建筑設計運行系統與過程的優化控制
設計運行系統指總體的各個部分運行一體化，而過程是進行設計的全過程。要對其進行優化控制。首先，要確定系統部分的控制點，也就是運行的各個部分，即管理點，使每一個部分都進行優化處理。然后，進行過程的優化控制。如果只提達到質量標準、滿足規范、規則的要求，那么建筑設計這個特殊的產品并非是精品。因為建筑設計的創作意識包括科學與藝術的排列與組合。提倡設計質量的優化管理，就是始終有一個較高的目標去奮斗。這里目標指的是一個范圍，而不是具體的標準。方案有幾個，而最好的只有一個。復雜的建筑設計周期短的幾周、長的幾年，施工的周期更長。
關鍵詞：機械設備管理機械設備維修機械設備人才
隨著國家市場經濟的發展，特別是國家對建筑施工管理體制的改革，使國有建筑施工企業真正成為獨立經營、自負盈虧的經濟實體，建筑行業的機械化程度有了很大的提高，機械設備在施工中的地位和作用日益顯著和重要，在大大促進了建筑施工企業本身的發展同時，也為社會基礎設施的建設提供了技術支撐。20世紀90年代中期開始，建筑施工企業尤其是大中型國有建筑施工企業適應市場經濟，加強了成本核算，對于機械設備管理中采用租賃方式給予重視，建筑機械設備租賃取得了一定進展。
在國有體制下，建筑機械設備的投資，由于受所謂固定資產舊式概念的影響，基本上采用的模式為：單位購買—單位所有—單位使用。就如筆者本人單位而言，其大型建筑機械設備購置時間，從最早的20世紀80年代中期到90年代中期。近年來，由于市場競爭的加劇，各建筑企業，把資金主要都投入到主業中，用于持續投資建筑機械設備的資金幾近于無，所購設備使用年限基本上都已超過10年，部分已經報廢，在用建筑機械設備陳舊。雖然各企業根據自己的實際情況，對現有設備進行一些革新，制定了一些相應的安全管理制度，克服了許多困難，狠抓了建筑機械設備的管理，取得了一定成績，積累了不少行之有效的經驗。但是，也還存在著許多問題。特別是在目前情況下，如何積極主動地適應市場經濟體制，通過創新使機械設備煥發出勃勃生機與活力，是擺在我們面前迫切需要解決的一個大問題。筆者僅就這些當前管理工作的現狀作出剖析，并結合工作實際，探討一下解決問題的具體辦法與措施。
1存在的主要問題
（1）從技術層面來講
①機械設備陳舊，技術狀況下降。
②操作人員隊伍龐雜，素質高低不一。
③修理技術力量薄弱，維修保養困難。
④配件質量好壞不一。
（2）從管理層面來講
①對機械設備租賃的重要性認識不足。
②機械設備租賃市場不規范。
③建筑機械設備租賃專業人才十分短缺。
2產生建筑機械設備問題的多方面因素
（1）國有大中型企業購置建筑機械設備的時間，大多集中在20世紀80年代中期，到現在，在用的建筑機械設備大都已進入使用壽命晚期，經過10多年的使用，即使維修保養到位，其設備現狀已不具備良好狀態，為了能投入使用，企業必須花費更多的人力物力來保證其使用，從經營上來說，已是一種負擔。
（2）我國建筑業是以體力勞動為主的勞動密集型行業，工作人員素質普遍偏低。建筑機械是特種設備，其操作人員必須經過特種作業培訓才能上崗，但現在一些培訓點，為了更快讓人員投入使用，操作人員的培訓時間、強度、實踐都不夠，一些人員可能今天還在人力資源市場等待用工，而明天就成為了一名特種作業操作人員。許多操作人員僅僅只會動按鈕，而對一些基本的維修保養作業都不懂，這對設備的維護保養和作業過程中對安全事故的預防都有害無益。
（3）在90年代初期，國家對大學生畢業分配開始實行雙向選擇，在此期間，許多國有大中型建筑企業都大量引進了一批大學生，但從此后，卻很少招收中等專業人員，這批大學生現在留在建筑企業的，都已成長為管理人員，但對于進行實際操作的維修技術人員，已出現了人員斷層現象，基層大量缺少電工、機修工等維修人員，造成建筑設備維修力量薄弱，設備維修保養困難。
（4）國家實行市場經濟，建筑機械設備的維修配件也打斷了專營，進入了市場，其利弊眾說不一。但有一點，由于受經濟利益的影響，在機電配件市場上，許多魚目混珠的配件擺上柜臺，這些產品并不是不能用，只是使用壽命有限，或強度不夠，造成維修工作不力。
（5）國營企業的企業等級是以固定資產總額作為劃分的標準，造成各企業重占有、輕效益，對建筑機械設備等固定資產的投資，每個單一的企業都在進行，造成社會財富巨大浪費和資本的低效益，由于多年來的計劃經濟體制和傳統觀念的影響，現代租賃意識不足，建筑施工企業對施工機械設備這一重要生產要素的管理長期處于重用輕管、管理粗放、不重視經營成本的狀態，經濟效益和機械設備利用率較低，成本核算不清，對設備租賃的重要性認識不足。在現代租賃觀念中，追求資本價值的最大化是其核心內容，這種分岐導致我國租賃業與發達國家相比嚴重滯后。目前我國租賃業在宏觀管理上還沒有具體的部門統一地對租賃業實施有效管理，難以在政策上協調統一，無法形成一個規范的、具有規模效益的社會租賃市場，對租賃業在優化組合、合理配置社會資源的重要作用估計不足，對機械設備租賃的重要性認識不足。
（6）機械設備租賃市場不規范。我國目前尚無一部系統完備的、旨在保障租賃雙方合法權益的《租賃法》，只是在《合同法》、財政部的有關文件及專業銀行自行制定的金融租賃暫行辦法中對融資租賃有一些簡單的規定，致使租賃業近似處于一種“無法可依，無章可循”的環境之中，與發達國家比較差距明顯，嚴重制約了租賃業的發展。特別是我國加入WTO后面臨國際市場競爭的租賃業發展的需要。經營性租賃業無法可依，租賃合同沒有統一的行為準則，租賃市場就難以規范運作，租賃合同的合法權益就不能得到有效保障。在財政稅收政策上，沒有根據租賃業的經營特點，制定符合其經濟規律的財政稅收政策。由于租賃業的特點是需要大量、穩定的資金來源才能夠正常運行，而我國則長期將租賃融資視作貸款，在稅收上視同一般商業行為，因此租賃業的經營資金和正常利潤無可靠保障。企業看不到利用租賃方式進行交易的獨特優勢，因而影響了其實行租賃的積極性。近年來為適應市場競爭，建筑施工企業的管理體制進行了相應的改革，部分大中型建筑施工企業出現了內部機械設備租賃市場，但租賃市場的建設沒有放在企業經營管理的重要地位進行籌劃，基本上屬于盲目的、不規范的運作。主要表現在租賃市場規模小，服務功能單一，用于租賃的機械設備數量少，機型陳舊老化，同時由于租賃企業的資金無可靠來源，更新改造能力不強，租賃市場無法滿足施工生產的需要。這種無序的、自發的、粗放的、主要針對企業內部需要的機械設備租賃市場，是一種功能不健全、運作不規范、生命力非常脆弱的市場，雖對降低工程成本起到一定作用，但無法實現國有大中型建筑施工企業集團化規模運作和增強投標、承攬工程任務的競爭能力的目的。另外，由于一些私人公司涉足建筑機械設備租賃，其購買的設備均是新設備，并進而和生產廠家聯合起來，實施以租代買，在租賃費用上，用較低價位對原有市場進行爭奪，對國有建筑施工企業形成了較大沖擊。
（7）設備租賃專業人才十分短缺。租賃業在我國發展雖然已有20年的歷史，但它仍然是一個新興的行業，由于市場環境等諸多因素的影響，建筑施工企業的租賃市場與全國其它行業一樣，專業人才十分短缺。建筑施工企業普遍存在著人員管理水平、文化素質、技術能力不強的問題，加之從事租賃業務的人大多數未從事過租賃專業工作，缺乏專門知識和經驗，不能滿足租賃業發展的需要，急待調整人員結構，提高和充實專業人員的素質。
3解決建筑機械設備問題可采取的對策
（1）加強教育培養，努力造就一支高素質的專業技術人員隊伍。首先要抓好管理人員的選配和培養，通過送出去培訓、在職自學、函授等形式，提高他們的素質，使之成為具有現代科學管理知識和以法管理的能力，善于在復雜條件下實施有效管理專業管理人員。其次要抓好操作人員的教育訓練，要結合本單位實際，采取集中學習與分散自學相結合、定時輔導與集中測試相結合的方式，分層次地進行政治理論學習和專業技術培訓，積極開展評先創優、崗位練兵和技術比武活動，多手段培養職工的愛崗敬業的精神，對于未按規定使用、維護設備的要進行嚴厲的處罰，同時對嚴格執行機械設備管理規程、工作認真負責、成績突出的給予獎勵。真正把機械設備管好、用好、修好，確保生產的安全、高效、低耗。最后是要抓好維修隊伍的建設，通過單位自培、引進中等專業人才等辦法，提高國營建筑企業的維修技術力量，通過較好的維護保養作業，努力提高陳舊設備的活力。
（2）立足現有條件，積極想辦法改善管理條件。近年來，客觀上由于大部分單位管理條件差，經濟緊張，不可能一下子拿出更多的經費來改善設施，這就要發揚艱苦奮斗的精神，因陋就簡，立足現有條件，挖掘潛力，千方百計搞好保障。在此情況下，要積極想辦法克服當前的困難，要精打細算，堵塞各種漏洞，做到計劃開支，制度監控，讓每一分錢都用在刀刃上，找信譽好的經銷商購買配件，形成長期伙伴關系，這樣質量價格可以得到有效保證。搞好修舊利廢，充分利用現有庫存，能用就用，該處理的就處理，變死物為活物，以彌補維修經費不足。
（3）廣泛宣傳機械設備租賃的重要作用，提高企業領導者對租賃的認識。建筑施工企業的領導者要充分認識到實行機械設備租賃是搞好建筑施工管理體制改革的重要組成部分；認識到機械設備租賃既是一種商品交易方式，也是一種優化配置生產要素，提高企業經濟效益的管理方式；認識到機械設備租賃對降低經營成本、提高資金利用率和企業的綜合效益，充分利用社會經濟資源具有不可替代的作用。企業的領導者應從集團化運作及社會化大生產的高度把握機械設備租賃對建筑施工的深層意義，樹立“機械設備使用比占有更重要”的現代租賃經營觀念。要打破陳舊的思維方式，對機械設備租賃給予高度重視，下大力解決租賃市場運行中的具體問題，統籌安排租賃市場的建設和規范運作。
（4）規范租賃市場，實現生產要素優化配置。根據目前大中型國有建筑施工企業機械設備存量資產多、產權界限不清的實際情況，企業應建立內部機械設備租賃市場。采取資產置換、收購、以機械設備折價入股等方式進行企業的資產重組，實現生產要素的優化配置。機械設備租賃公司既要面向建筑施工企業內部市場的需求，真正成為要素市場的骨干，又要面向社會市場創收，提高建筑施工企業的綜合效益。各建筑施工企業的機械設備租賃分公司之間應建立租賃信息網，在保證本企業施工生產需要的前提下，為增加經濟效益，可進行相互調劑、拾遺補缺，提高機械設備的利用率。租賃市場的規范運行必須排除來自由于傳統管理模式形成的陳舊觀念以及各方面的阻力，對機械設備租賃渠道、價格、臺班定額、交易規則、資金來源及信用等方面經過一個調整和理順的過程。
論文摘要:設計方案直接影響投資，設計質量間接影響投資，設計方案影響經常性費用。建筑優化設計越來越引起人們的重視，如何搞好優化設計，應主要抓好那些問題，本文作了簡要分析。
一、建筑設計在工程建設中的地位和作用
（一）設計方案直接影響投資。工程建設過程包括項目決策、項目設計和項目實施三大階段。進行投資控制的關鍵在于決策和設計階段，而在項目作出投資決策后，其關鍵就在于設計。據研究分析，設計費一般只相當于建設工程全壽命費用的1%以下，但正是這少于1%的費用對投資的影響卻高達75%以上，單項工程設計中，其建筑和結構方案的選擇及建筑材料的選用對投資又有較大影響，如建筑方案中的平面布置為內廊式還是外廊式、進深與開間的確定、立面形式的選擇、層高與層數的確定、基礎類型選用、結構形式選擇等都存在著技術經濟分析問題。據統計，在滿足同樣功能的條件下，技術經濟合理的設計，可降低工程造價5%～10%，甚至可達10%～20%。
（二）設計質量間接影響投資。據統計，在工程質量事故的眾多原因中，設計責任多數占40.1%，居第一位。不少建筑產品由于缺乏優化設計，而出現功能設置不合理，影響正常使用；有的設計圖紙質量差，專業設計之間相互矛盾，造成施工返工、停工的現象，有的造成質量缺陷和安全隱患，給國家和人民帶來巨大損失，造成投資的極大浪費。震驚全國的寧波大橋事故就是這方面的典型例證。
（三）設計方案影響經常性費用優化設計不僅影響項目建設的一次性投資，而且還影響使用階段的經常性費用，如暖通、照明的能源消耗、清潔、保養、維修費等，一次性投資與經常性費用有一定的反比關系，但通過優化設計可努力尋求這兩者的最佳結合，使項目建設的全壽命費用最低。
二、建筑設計存在的問題
（一）政府監控不力
長期以來，形成了一種設計對業主負責，設計質量由設計單位自行把關的觀念，主管部門對設計成果缺乏必要的考核與評價，有的僅靠圖紙會審來發現一些簡單問題，只有等出現了大的技術問題才來追究責任，而方案的經濟性則問及更少。另外，對設計市場管理不夠，越級、無證、掛靠設計時有發生，從而導致設計質量下降，加之由于設計工作的特殊性，不同的項目有各自的特點，所以針對不同項目優化設計的成果缺乏明確的定性考核指標。
（二）優化設計的意識不強
目前，業主往往把投資的控制重心放在施工環節上，而對設計環節重視不夠。其原因：一是對設計對投資影響的重要性認識不夠，只看到搞施工招標，投標價要低于標底價、施工單位要讓利等，殊不知設計方案的優化會帶來更大的節約；二是無法很好地選擇設計單位，因為在設計前業主不知道誰能優化到什么程度。有些項目設計雖通過招投標，但此時方案不細，概算粗略，很難來綜合評定；三是業主由于專業知識上的限制，對設計方案難以從優化擾的角度提出要求或疑議；四是有些業主經濟實力雄厚，項目建設趕時髦，求新穎，根本不提優化要求；五是有些業主自身對工程應具備的功能要求及應達到的目標不明確，隨意性大，要求出圖時間緊，又壓低設計收費，從而也影響了優化設計的開展。
（三）缺乏必要的壓力和動力
由于目前的設計經營往往憑的是關系，缺乏公平競爭，所以設計單位的重心不在技術水平的提高上，設計只要保證不出大的質量問題，方案的好壞、造價的高低，關系不大，使優化設計失去壓力。由于現在的設計收費是按面積或按造價的比例計取，幾乎跟投資的節約和設計質量的優劣無關，導致對設計方案不認真進行經濟分析，而是追求高標準，或為保險起見，隨意加大安全系數，造成投資浪費。
（四）運行的機制不夠完善
優化設計的運行需有良好的機制作為保證。而目前的狀況，一是缺乏公平的設計市場競爭機制，設計招標未能得到推廣和深化，地方、行業、部門保護嚴重；二是價格機制扭曲，優化不能優價；三是法律法規機制薄弱。
三、應著手抓好的幾個問題
（一）主管部門應加強對優化設計工作的監控
為保證優化設計工作的進行，開始可由政府主管部門來強制執行，通過對設計成果進行全面審查后方可實施。作為《建設工程質量管理條例》的配套文件之一的《建筑工程施工圖設計文件審查暫行辦法》已由建設部建設［2000］41號文頒布施行，它的實施將對控制設計質量提供重要保證。但《辦法》規定的審查主要是針對設計單位的資質、設計收費、建設手續、規范的執行情況、新材料新工藝的推廣應用等方面的內容，缺乏對方案的經濟性及功能的合理性方面的審查要求，所以建設主管部門在執行《辦法》的同時，應增加人員配備和審查力度，對設計成果進行全面審查。第二，應加強對設計市場的管理力度，嚴格通過資質管理、人員注冊、設計招標、圖紙審查等環節來規范設計市場，減少黑市設計。第三，利用主管部門的職能，總結推廣標準規范、標準設計、公布合理的技術經濟指標及考核指標，為優化設計的進行提供良好服務。（二）加快設計監理工作的推廣
優化設計工作的推行，僅靠政府監控還不能滿足社會發展的要求，設計監理已成為形勢所迫，業主所需。通過設計監理可打破設計單位自己控制自己的單一局面。因此，主管部門應在搞好政府監理的同時，一方面應盡快建立設計監理單位資質的審批條件，加強設計監理人才的培訓考核和注冊，制定設計監理工作的責職、收費標準等；另一方面通過行政手段來保證設計監理的廣度，為設計監理的社會化的提供條件。
（三）建立必要的設計競爭機制
為保證設計市場的公平競爭，設計經營也應采用招標投標，雖然早在1984年，當時國家計委和城鄉建設環境保護部就印發《工程設計招標投標暫行辦法》，1995年建設部230號文印發了《城市建筑方案設計競選管理辦法》，新頒的《招標投標法》中也規定符合條件的項目的勘察設計必須招標，但實際招標項目的量一直很少，只占總項目的10%左右(不同的地區其比例可能有所不同)，即使采用招標的項目，其招標體系不完善評標方法不健全，缺乏公平競爭性，因此應完善設計招投標的相關環節。首先，應成立合法的設計招標機構；其次，各地方主管部門應建立相應的規定，符合條件的項目必須招標；第三，業主對擬建項目應有明確的功能及投資要求，有編制完整的招標文件；第四，招標時應對投標單位的資質信譽等方面進行必要的資格審查；第五，應設立健全的評標機構合理的評標方法，以保證設計單位公平競爭，并限制業主在項目上的隨意性。
（四）注意優化設計工作的綜合性
通過優化設計來控制投資是一個綜合性問題，不能片面強調節約投資，要正確處理技術與經濟的對立統一是控制投資的關鍵環節。設計中既要反對片面強調節約，忽視技術上的合理要求，使項目達不到功能的傾向，又要反對重視技術，輕經濟、設計保守浪費的現象。設計人員要用價值工程的原理來進行設計方案分析，要以提高價值為目標，以功能分析為核心，以系統觀念為指針，以總體效益為出發點，從而真正達到優化設計效果。
關鍵詞：遮陽板太陽輻射能耗
1前言
太陽對于建筑的影響體現在建筑熱環境、采光、空調采暖能耗以及建筑周圍局部微氣候等方面。在建筑的供暖、空調系統設計中，太陽輻射對供暖、空調負荷有重要的影響。因此，合理的遮陽就成為暖通空調領域節能的一個有效途徑[1]。
遮陽措施概括起來可分為三類：利用綠化的遮陽、結合建筑構件處理的遮陽、專門設置的遮陽。專門設置的遮陽又包括：水平外遮陽、垂直外遮陽、百葉內遮陽、內遮陽加鍍膜、活動百葉外遮陽等。遮陽板屬于水平外遮陽。本文以天津地區典型氣象年氣象資料為依據，對天津地區住宅建筑南向墻遮陽板的構造進行建模分析，對遮陽板在不同構型尺寸條件下所能遮擋的能耗值進行編程計算。在遮陽板寬度w、遮陽板到窗戶上沿距離d取不同值的條件下，通過遮陽板在夏季遮蔽的能量與冬季遮蔽的能量的差值Es-Ew來評價遮陽板構型尺寸的好壞。同時給出在不同d、w情況下，對應Es-Ew的曲線，以供設計時參考。
2氣象數據分析
氣象參數是影響建筑室內熱環境和供暖空調能耗的一個主要因素。本文的氣象資料取自中國建筑科學研究院與美國勞倫斯.伯克利國家實驗室進行技術合作共同開發的26個中國城市的典型氣象年（TMY）逐時氣象資料。典型氣象年由12個典型氣象月組成，它們的選擇原則如下：所選月份應是其氣象參數與16年（1982-1997）平均值最為接近的月份。月與月之間的一些氣象參數應該變化平滑沒有突變。
本文所用到的天津地區典型氣象年氣象資料中，各典型氣象月所取自的年份見下表：
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
年份
88
87
92
85
88
82
91
87
93
88
89
90
為了對遮陽板進行能耗計算時方便，在已獲得的氣象資料數據的基礎上用MATLAB軟件對其每天的數據進行擬合，并用擬合取得的表達式的系數構成一個數據文件，從而為遮陽板的能耗分析提供數據。
3南向墻遮陽板構型設計
窗戶遮陽設計有避免日照和爭取日照兩個方面的要求。當夏季室外氣溫較高時，為防止陽光射入室內，應使窗口處于遮陽構件的陰影之中；在冬季室外氣溫較低時，應爭取陽光照射到室內，以提高室內溫度。因此適當選擇遮陽構件和遮陽尺寸，是遮陽設計的主要任務之一。太陽照射在南墻面時，高度角較高，故在南向及接近南向的窗口上，宜設置水平式遮陽板。這種遮陽能形成很大的遮陽區，在降低南墻表面溫度和防止陽光直射窗口方面能達到很好的遮陽效果。下面主要對南向墻水平遮陽板進行建模分析。
3.1數學模型的建立
南向墻遮陽板的數學模型如圖1：
圖1南向墻遮陽板的數學模型
窗口上遮陽板的寬度w與遮陽板距窗戶上沿的距離d之間關系：
在圖1中，遮陽板寬度W=ac=bd
遮陽板到窗戶下沿的距離H=d+hw
H=aa′bc=ac×secγcc′=b′c′tgh
bc=b′c′
則cc′=ac×secγ×tgh
H=W×secγ×tgh=W/(cosγ×ctgh)(3-1)
式中：hw——窗戶高度（本文主要針對住宅建筑，取1.5m）
γ——太陽方位與墻面法線的夾角
h——太陽高度角
由于現在的住宅建筑較以往更重視采光，窗戶面積即窗墻比明顯增大。在這種情況下水平遮陽板可連成一條。在單個窗戶的遮陽板設計計算時，如圖1所示只能實現半窗遮陽。如需要滿窗遮陽，還需求出水平板兩端的延伸長度。由于同層同朝向各個窗戶的遮陽板連接成一體，故在單個窗戶遮陽板長度計算時其長度認為無限長，不需要考慮端部延伸的問題。
由以上建立的數學模型可以看出，我們應該利用冬、夏兩季太陽高度角、方位角的變化，最大限度地增大夏季遮擋的太陽能量Es,減少冬季遮擋的太陽能量Ew。在Es-Ew取最大值時遮陽板的W、d即為適合天津地區住宅建筑南向墻遮陽板的最佳尺寸。
3.2具體研究方法的確定
在遮陽板的設計中，我們始終是遵循利用冬、夏季太陽高度角不同這條原則。其最理想的情況如圖2所示：
在圖中采暖季太陽高度角最高的情況下，太陽射線恰好照射到窗戶的上沿。這樣就可以在任意情況下保證采暖季的滿窗照射。同時在空調季太陽高度角最低的情況下太陽射線恰好照射到窗戶的下沿，這樣就可以在任意情況下保證空調季的滿窗遮陽。上述情況是我們在設計遮陽板尺寸時所希望達到的最佳情況。但經計算，為達到上述要求，遮陽板長度過長（約1.7米），同時導致遮陽板到窗戶上沿的距離也過長，在實際中無法實現。
由于上述情況，我們在設計遮陽板尺寸時只能盡量兼顧夏季的遮陽和冬季的日照。由于天津地區氣候的特點在近些年發生了一些變化，夏季持續高溫時間明顯增長，冬季最低溫度也有所下降，氣候類型趨近于夏熱冬冷型。本文在遮陽板寬度w、遮陽板到窗戶上沿距離d取不同值的條件下，通過遮陽板在夏季遮蔽的能量與冬季遮蔽的能量的差值Es-Ew來判斷遮陽板尺寸的好壞。同時給出由在不同d、w情況下，對應Es-Ew的曲線，以供設計時參考。
通過分析可知，遮陽板所遮蔽的太陽能量是水平面上太陽直射輻射強度、日期和時間的函數。
3.3計算結果及分析
為形象起見，本文只給出由具體計算結果生成的數據圖（圖3、圖4）。
圖3遮陽板在夏、冬季遮蔽的太陽輻射能量差（三維）
圖4遮陽板在夏、冬季遮蔽的太陽輻射能量差（二維放大）
經計算證明，要達到上述這種最佳的遮陽效果，遮陽板的長度至少要在1.7米以上，而且遮陽板到窗戶上沿的距離也在1米以上。一般住宅建筑的層高在3米以下，而且新建房型多采用1.8米的大窗，再加上一些戶型將空調架設置在南向，因此給遮陽板的可調節空間很小。另外，從建筑美學的角度來看，遮陽板的寬度也不宜過長。
從圖中可以看出，d在取0.5m以上的情況下，遮陽板遮蔽的能量曲線趨于平緩。其總的變化趨勢是w、d的值越大，遮陽效果越好。但遮陽板的寬度一般不宜過長，一般小于1米。從圖中曲線可以看出，每條曲線取最大值時,d、w的值比較接近。這樣在w不超過1米的前提下，可同時保證d值不大于1米。這樣的距離對于住宅建筑是可行的。
4結論
通過以上分析計算，可以得到如下結論：
1外遮陽相對于內遮陽來講，能夠更為有效的遮蔽太陽輻射能量。外遮陽裝置本身吸收的太陽輻射熱量大部分以對流散熱的方式排入室外，從而有效地避免了內遮陽的這一缺陷。
2對于南向或接近南向的窗口上，由于太陽照射時的高度角較高，宜設置水平式遮陽板遮陽。這種遮陽能形成很大的遮陽區，在降低南墻表面溫度和防止陽光直射窗口方面能達到很好的遮陽效果。
3遮陽板作為南向或接近南向窗口上的遮陽設備，綜合考慮建筑節能、建筑物美觀、遮陽板自身材料及住宅建筑的層高等多種因素，其寬度w宜取在0.6～1.0m之間,遮陽板距窗戶上沿距離d相應取0.5～0.9m之間，全年遮陽節能為80～110MJ/m2。
總之，遮陽板是一種簡單可行的建筑節能方式，不同地區在不同的氣象條件下，遮陽板的適用尺寸和節能情況有待于進一步的研究。
參考文獻
[1]楊斌.天津地區住宅建筑南向墻遮陽板構型設計及節能潛力分析,[碩士學位論文]，天津：天津大學，2003，4.
建筑經濟管理畢業設計論文范文一：加強建筑經濟成本管理重要性研究
隨著近年來我國社會經濟的快速發展，建筑經濟也得到了持續發展，在建筑行業快速發展的今天，怎樣提高企業的經濟實力，成為建筑企業面臨的重要問題。成本管理是建筑工程項目管理中的一項重要內容，成本管理的落實對于提升企業的競爭力至關重要。基于此，本文從目前我國建筑經濟成本管理中的問題開始出發，從不同角度對建筑經濟成本管理的重要性展開了深入剖析，并提出了實現建筑經濟成本管理的路徑，希望可以為同行的研究提供一些參考。
【關鍵詞】建筑經濟;成本管理;重要性
隨著我國社會經濟的快速發展，建筑行業得到了如火如荼的發展，怎樣提高自身的競爭力成為每個建筑企業面臨的重要問題。成本管理是建筑工程項目管理中的重要工作內容，成本管理工作的落實對于提升企業的經濟效益非常關鍵。完善的建筑企業體系，不僅要保證工程的整體質量，同時還要實現項目利益的最大化，這時成本管理則認為保證建筑經濟效益的重要方面。本文著重從目前我國建筑經濟中成本管理的情況展開分析，探討成本管理在建筑經濟中占有的重要地位。
1當前建筑企業成本管理的問題及成因
1.1建筑經濟成本管理中的問題
①成本管理觀念僵化的問題在當前的建筑經濟成本管理中比較突出。當前企業經濟成本管理主要目標在于項目施工成本中的資源消耗，對資源消耗展開重點控制，但是在企業供應卻并沒有進行重點管理。在管理工作中缺少對成本支出的優化;②對成本管理概念的認識不足。目前很多企業將成本管理看作是成本管理部門及相關人員的職責，認為這項工作與企業中其他部門關系不大，嚴重忽略了對成本的控制，這對成本管理非常不利，限制了企業的發展;③成本考核制度體系缺乏科學性。目前很多企業的成本管理只是在適應形式上的發展，項目經理并不清楚自己的具體職責。同時企業內部也沒有形成明確的獎罰制度，這種情況下并沒有對成本管理起到實質上的作用;④成本管理目標不明確。現在很多企業的成本管理工作都受到了限制，始終使用傳統的成本管理方法，管理目標體系不明確，甚至一些企業都沒有形成目標成本，不能事先統計出自己的盈利情況，只能在完工以后才能清楚自己的盈虧。
1.2成本經濟管理出現問題的原因
1.2.1從整體性角度分析
傳統經濟成本管理的直接目的就是利用最小的支出獲得最大的利潤，但是目的的實現是通過不同分支上得以實現的，傳統成本管理要求將不同目標分配到各責任中心，利用對個人績效進行控制的方式提高整體績效，對部門及作業進行了分割，這種情況下個體只會將單一目標的實現作為自己的工作，嚴重忽視了其他相關工作的進行。
1.2.2從功能結構角度分析
企業目標只有以組織目標的保證為前提，現代企業成本管理要求對全員、全過程展開成本管理，而傳統企業將管理重點放在了采購、財務等部門職能的發揮上，這種管理理念根本不能深入到各環節中，因此不能形成員工的自覺行為。
1.2.3從開放性角度分析
傳統成本管理僅對企業內部的資金流動進行控制，而現代企業采用開放性的思想，深入分析和研究企業內部及外部環境等因素，尤其是充分重視對產品外部環境的分析和研究，例如對產品的市場信息、競爭對手以及發展趨勢等因素進行分析。
2當前建筑經濟中成本管理的重要性
大量工程實踐經驗證明，加強對成本管理重要性的認識和了解，這不僅有利于對企業項目成本的控制，同時對企業后續發展也非常有利。具體來說建筑經濟成本管理的重要性可以通過以下幾方面體現出來：
2.1成本管理反映了施工質量
成本管理與各項生產經營活動都緊密相關，例如勞動生產率是高還是低、施工材料質量是否合格等，都可以通過工程質量體現出來，這不僅體現了成本管理在建筑工程中的重要性，同時也反映了成本管理對建筑經濟帶來的效果，對建筑企業的發展非常有利。
2.2成本是產品價格確定的主要因素之一
在建筑工程建設中，要想確定建筑產品價格，首先應對企業成本進行計算及評估，然后對各市場因素進行綜合考慮，最終才能對建筑企業產品的價格進行確定。
2.3成本管理是評價企業競爭力的重要手段
隨著我國建筑市場經濟的快速發展，市政競爭也越來越激烈，市場競爭主要表現為產品價格與質量的競爭，但是歸根結底是企業產品成本的競爭。因此，建筑企業應該對成本管理加以重視，在市長中占據有利地位，最終促進建筑企業的持續性發展。
2.4成本管理和企業經營、決策密切相關
大部分企業的經濟和管理決策都以企業成本核算為基礎，因為企業決策的回報率和企業投入的成本存在直接聯系，從這個角度來看，成本管理直接決定了企業的經營與決策。
3建筑經濟中成本管理的實現路徑
建筑經濟成本管理直接關系到企業的經濟效益，為了使企業的市場競爭力得到增強，同時促進企業經濟效益的提高，建筑經濟成本管理應該從以下幾方面展開：
3.1企業管理者應提升責任意識
①職能部門應該加強對企業管理的力度，定期組織相關人員參加學習和培訓，對核算質量進行保證。②要制定出完善的約束與獎勵制度，整理和收集變更工程項目的資料，及時上報給管理部門審核，這樣才能加強對工程施工情況的了解與掌握，更好的控制施工成本。
3.2做好材料管理工作
在建筑成本控制工作中，材料管理工作至關重要，在整個項目成本中占到了超過50%的比例，所以應該認真的做好材料成本環節。項目中標以后，項目部應該組織施工技術人員對施工預算進行編制，為后續施工操作提供依據。采購部門應該結合項目材料需求計劃對材料進行購買，如果在施工過程中出現材料用量過度的現象，材料管理部門一定要將調查工作做好。此外，采購工作中應落實招投標方式，由相關部門統一對材料人員進行安排，采購過程中應注意額度，不能出現材料積壓或材料;浪費的現象。派出專人對材料采購量和采購價格進行監督，完成采購以后應及時將采購信息上報相關部門。
3.3落實成本核算的監督與管理
成本核算是經濟成本管理中最開始的一項工作，如果這項工作做好了就代表已經成功了一半。如果成本核算工作做得不好，將會對后續工作造成巨大影響。所以，建筑企業中的成本核算人員應該充分認識到自身工作的重要性，將自己的職能發揮好，同時還要充分調動其他成員的工作積極性。工程建設過程中不僅要緊抓工程質量與施工進度，同時還要嚴抓成本核算管理。
3.4控制成本與合同簽訂
完成工程項目成本預算之后，應該和相關施工單位簽訂承包合同，同時施工方還要和企業針對合同內容進行相應的研究，其目的在于在合同中玩文字游戲。承包合同簽訂完成以后，還要針對整個工程的預算過程制定成本計劃書，對工程任務清單進行總結，統籌工程建設過程中需要購買的機械器材等。
3.5使用勞務承包商
在準備工作完成以后，企業還要對勞務隊伍進行挑選，選擇一支信譽良好、具有一定實力的勞務隊伍，與其展開詳細的談判，同時在后續工作中還要不定期的展開考核。企業可以利用勞務分包招標制度展開招標，施工企業則可以成立招標小組，評委由項目經濟擔任。最后，招標小組應擬出詳細的招標說明，邀請三家以上勞務隊伍參加投標，最后按照勞務隊伍競標書的信譽程度，從這幾家勞務隊伍中選擇最理想的一個。
3.6將竣工階段的成本控制做好
建筑工程完工以后，投資方應結合施工圖紙、施工承包合同等相關資料，按照工程實際情況針對具體的工程量展開科學計算，此外，還要充分考慮到設計變更及現場簽證等情況，這樣才能保證工程量的準確性。
4結語
總之，隨著建筑行業的不斷發展，新時期建筑企業應該充分順應時代的發展需要，對建筑經濟中的成本進行嚴格控制。建筑企業經濟管理的實施對企業的發展具有至關重要的意義，在目前日益激烈的市場競爭中，良好的成本管理理念可以保證企業在激烈的競爭中不被淘汰。所以，我國建筑企業應該充分意識到建筑經濟成本管理的重要性，將成本管理落實到工程建設過程中，這樣才能推動我國建筑經濟的快速發展，最終推動整個社會的蓬勃發展。
參考文獻
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建筑經濟管理畢業設計論文范文二：高職高專建筑經濟管理專業頂崗實踐
頂崗實踐是高職高專院校教育環節必不可少的組成部分，頂崗實踐的主要作用是讓學生實現理論知識和實踐環節的統一，是學生認識社會的第一步。同時，也是用人企業了解學生的重要方式。如何能將頂崗實踐的作用發揮得更充分，筆者結合自己的工作實際，針對建筑經濟管理專學生頂崗實踐提出了自己的一些想法，希望得到大家更多的指導。
【關鍵詞】高職高專;頂崗實踐;建筑經濟管理
建筑經濟管理專業是我國高職高專教育土建大類中工程管理類所屬的一個專業方向。高等職業教育教學基本要求中明確規定了建筑經濟管理專業的兩個培養方向：第一，建筑會計與審計方向;第二，建筑物資管理方向。同時規定了對應的培養目標，課程內容，實訓安排等。筆者所在的內蒙古建筑職業技術學院，根據高等職業教育教學基本要求的規定并結合我院自身優勢、教學軟硬件環境、師資條件等，確定建筑經濟管理專業的培養方向是建筑會計與審計。盡管如此，由于對專業的不了解在頂崗實踐中依然會出現問題：用人單位對專業認知存在偏差;頂崗實踐學生無法準確向用人單位介紹自己的專業，介紹自身的優勢。首先，從專業名稱上看，建筑經濟管理專業名稱涵蓋范圍大，與工程造價等專業相比無法給人明確的專業定位。單從專業名稱看，建筑經濟管理專業針對性不強，好像什么都會，又什么都不精。這就使用人單位出現理解偏差，直接導致對該專業學生試用率降低。其次，一些學生對專業的認知不清晰，使其無法準確向用人單位介紹專業，導致無法找到適合自己的單位或者崗位。在頂崗實踐座談會上，很多學生都反映了這個問題。根據上述問題，對該專業學生進行頂崗實踐安排工作的過程中嘗試了一些解決方案。
針對用人單位對該專業存在理解偏差的問題，利用校企合作的平臺，更積極地與合作企業交流。從學生進入大二年級到頂崗實踐前至少保證該專業學生有兩次利用假期時間進入企業鍛煉。這種鍛煉與頂崗實踐相比時間雖短，但是卻可以增進企業與學生雙方的了解，加強學生與企業間的溝通。一方面，通過假期鍛煉，學生可以將本學期學習的理論知識付諸實踐，強化對知識的記憶和利用。學生對企業的好奇感，對工作的熱情可以激發更多的學習動力。另一方面，學生假期實習對企業來說不會有過多的用工成本，卻可以分擔部分日常工作，對于工作努力，悟性高的學生企業可以及早培養，為日后奠定基礎。另外，為了使用人企業對該專業有更全面的認識，我們引入了讓企業走進校園，走近專業的方法。主要有：定期請企業專家進入校園組織建筑經濟管理專業講座;不定期組織建筑經濟管理專業學生競賽，請企業相關人員參與評審;利用節假日組織企業專家與該專業學生的小型座談會，交流會等。通過這些活動增進了企業對建筑經濟管理專業的了解，對該專業有了更全面的認識，為學生后續的頂崗實踐活動奠定基礎。
針對學生自身對專業認知不全面，無法向用人單位推薦自己的問題，同樣也采取了有效措施。主要是三階段專業教育。第一階段的期初教育。入學初，學生剛剛步入校園，接觸專業，難免對所學專業出現迷茫，這時組織對學生的專業教育，可以激發學生對專業的興趣，使學生對專業有初步了解。第二階段的專業深化教育。學生進入大二年級后，隨著對專業課程的學習，一方面對專業有了一定的認知，但同時由于沒有深入研究，對專業的理解處于一知半解的階段。這時，學生對專業知識的學習有很高的熱情，但同時又會出現為什么要學習這些課程?這些課程對專業有什么作用?我的專業以后能勝任什么崗位?等問題產生困惑。在此階段對學生就專業方面進行二次介紹，能夠在學生最迷茫的時候為學生答疑解惑。通過對專業的深層次剖析和介紹，學生在第一階段的基礎上對建筑經濟管理專業可以有相對全面的認知，解決學生的困惑。第三階段的專業總結教育。進入到大三后，學生對專業課程的學習也進入到收尾階段。學生已經將專業課程以及相關的校內實訓全部進行了學習和訓練。學生完成了對專業知識和技能的積累，已經初步具備了崗位職業能力，基本能夠在工作崗位上適當運用所學知識解決問題，但是他們欠缺的就是將專業系統化，有時還無法理解所有知識在專業方面的架構和關系。這時對畢業學生進行專業總結教育，將建筑經濟管理專業的專業知識進行系統的疏理，將課程之間的關聯性，課程在專業中的作用，建筑經濟管理專業的職業崗位方向等問題給學生進行分析。通過總結，學生對專業認知更清晰，透徹，對自己的專業發展也更有信心，也能更有自信的向用人單位推薦自己。
在對最近一屆建筑經濟管理專業畢業學生的頂崗實踐，我們就嘗試了以上方式。通過企業實地走訪和學生反饋，企業對建筑經濟管理專業有了更全面的認識，也更愿意接受該專業學生進入企業實踐。而學生也因為能夠更全面，透徹的介紹建筑經濟管理專業找到了自己心儀的企業，獲得了更適合專業的崗位。教學中我們不會就此止步，我們還將繼續探索更有益于學生頂崗實踐的方式方法。
參考文獻：
集成化建筑設計系統(IntegratedBuildingDesignSystem,IBDS)是當今計算機輔助建筑設計領域的一個十分活躍的課題。近年來，IBDS有較大發展，并逐漸引起學術界和工業界的重視。本文分析IBDS的背景，介紹IBDS的概念，討論IBDS的相關技術，最后綜述IBDS的狀況。
關鍵詞：建筑計算機輔助設計暖通空調集成化建筑系統產品數據交換標準
Abstract
Beinganactivetopicinthefieldofcomputeraidedbuildingdesign,IBDS(IntegratedBuildingDesignSystem)hasmadegreatprogressandattractedmoreandmoreattentionofacademicandindustrialcirclestheseyears.ThispaperintroducesthebackgroundandtheconceptofIBDS,discussesandreviewsitsrelatedtechnologyanddevelopment.
Keywords：buildingCADHVACIBDSSTEP
1前言
隨著計算機輔助設計技術的發展普及，近年來，國內外在計算機建筑設計包括模擬計算、圖紙繪制和資料管理等方面的研究和開發有了較大進展，同時也暴露出一系列問題。由于社會發展對建筑設計的效率和質量要求的不斷提高，近十年來逐漸提出（集成化建筑設計系統）（IBDS）的概念，世界各國相應投入大量人力和財力從事此方面的研究開發工作，并開始產生一些中應用于實踐的成果。本文綜述IBDS的研究和發展狀況。
2提出IBDS的背景
集成化建筑設計系統的由來出于如下四方面原因：
2．1模擬分析軟件的可應用性
從70年代初起，采用模擬分析方法計算建筑物結構負荷、預測建筑物熱環境特性、分析供熱空調系統工作狀態等方面的研究開發工作已廣泛開展，到目前似乎已相當成熟。但這些模擬分析方法在實際設計中應用的卻很少。據近年在北美、西歐[1～3]的調查，建筑設計中使用計算機做計算的在50%以上，但所用軟件多數是根據設計手冊上的比較粗略的算法編制而成的，其功能僅代替手算，在一定程序上提高了設計效率，但并不能提高設計質量。在設計中真正使用模擬分析軟件的不足20%。對一些設計公司的調查表明，雖然他們購買了一些大型模擬分析軟件，但往往不是為了在設計中使用，而是為了向客戶顯示實力，爭取市場。
20多年來模擬分析方法的研究與相應軟件的開發表明，模擬分析軟件的應用對建筑設計是很重要的[4]，它們可以準確預測系統特性，從而提高系統性能，降低運行能耗。但是為什么很難付諸實際應用？調查結果表明，除商業性原因外，尚有如下技術原因：
①使用困難。為做一次模擬分析，需準備和輸入大量的數，這是一件枯燥而耗時的工作。在設計過程中要分析不同的問題，往往需要使用不同軟件，這些軟件間盡管所需要的數據有許多是相同的，但所要求的格式不同，又要重復輸入。為了得到一點結果，人要圍著機器轉，設計人員不到萬不得已時，不會這樣做。
②結果不可信。曾請三十余名自認為有模擬分析經驗的工程師對同一建筑用同一程序做能耗分析，所得結果的最大與最小差別竟在一倍以上[5]，類似的實驗曾做過多次，結果均是同樣的現象發生[6]。由此使人產生懷疑，甚至得出悲觀的想法[7]。究其原因，發現模擬分析是一完整過程，要獲得正確的答案，不僅與所用軟件有關，還與使用軟件的全過程有重要關系[8]。一座建筑物很復雜，只能選其一部分并在簡化后做模擬分析，而不同的選擇與不同的簡化，結果就會相差很大。模擬軟件一般都要求輸入許多設計人員很難確定的系數，如房間換氣次數、窗簾遮陽系數、室內發熱量等，這些系數的取值很不同，導致結果偏差很大。再就是初始條件和邊界條件的選取也存在很大影響。面對一個軟件，設計人員很難對這些選擇做出正確的決策，而不同的決策又有結果大相徑庭。由此，當模擬計算結果與經驗估計出的結果或手冊法結果相差懸殊時，該信哪一個？設計人員最終又選擇了經驗數據或手冊法。當計算模型越復雜時，要求輸入的數據就越多，輸入數據的不確定度也就越大，從而導致結果的不確定度越大。
③特殊問題不能解。當被分析系統復雜或特殊時，由于計算軟件的通用性不夠，往往又不能分析計算。例如采用蓄冷水池的空調系統或蓄冰系統，一般常見的分析軟件就無能為力。即使簡單地對系統做模擬分析，要根據軟件中所確定的設備模型形式去輸入設備性能參數，如果設備廠家提供的性能參數的形式與軟件中的設備模型不同，用戶就無所適從。
結果是："憑經驗能估計出的結果，計算機大概也能算出，可是還要輸入大量數據，結果也不一定比估出的可靠。碰見新東西估算不了，計算機也算不了。這樣，要計算機何用？"這大概是模擬分析技術不能在建筑設計中廣泛應用的主要原因。
2．2CAD技術的迫切要求
盡管模擬分析技術遲遲不能廣泛應用，計算機輔助設計（CAD）技術卻后來居上，在近十年內飛速發展起來。目前在歐美發達國家，建筑、空調系統設計使用計算機繪圖已在70%以上。據報導國內設計院中計算機繪圖也占到50%以上。這是由于CAD技術順乎潮流，提高勞動生產率，直接產生經濟效益。
然而，隨之而來的問題就是：如何將計算機繪圖與計算機分析計算相結合？CAD應用是利用計算機輔助完成包括資料檢索（查樣本、手冊、工程圖紙等）、設計計算、圖紙繪制等在內的設計全過程，而不是僅作為一個繪圖工具。
計算機圖形輸入與處理技術很快就使人們認識到，它不應僅是為了繪圖而輸入圖形，而是用戶向計算機輸入所要研究的系統的最理想的手段。根據所輸入的圖形獲取系統信息，從而進行分析計算，可以在很大程度上解決上述數據輸入困難，準備數據工作量大的問題。目前已有很成功的軟件用于建筑學設計中，代替以往的建筑模型，通過CAD技術可以從各個角度向人們顯示建筑物的外部及內部的視覺形象。結構設計亦已可以從圖形輸入開始，直接進行各種力學計算。國內近幾年已開發出供暖設計CAD軟件，可直接在建筑圖的基礎上索取建筑物信息，做簡單的供暖負荷計算，然后自動完成熱水供暖設計計算，并得到管網設計圖紙及材料表，這些都是極好的嘗試。CAD技術的推廣，使設計部門已在很大程度上具備了必要的硬件和軟件條件。隨之而來的最迫切的問題就是：如何充分利用這些硬件和軟件資源，如何充分利用已通過CAD輸入到計算機中的設計圖形信息，與現有的模擬分析技術相結合，真正解決建筑設計中的問題，提高設計質量呢？
2．3信息處理技術發展的需要
計算機技術發展的重要之一就是信息處理技術。這主要表現在兩方面：一是數據存儲技術，二是數據傳輸技術
近十年來，數據存儲媒介從幾百kB的軟盤，發展到目前已初露頭角的存儲量為上千MB，而大小相當于一張普通軟盤的光盤。目前已有操作讀光盤，每張成本（不包括信息價值）僅一兩美元，便可儲存泰晤士報全年幾萬個版面的全部內容。預計在本世紀內可讀寫光盤也將以很低價格出現。這樣，大量的產品樣本、設計手冊、設計規范等資料，就應該以光盤或其他電子方式儲存，并以各種極方便的方式檢索、查詢。
但是，這些以電子形式儲存的資料和信息不應僅像書本手冊那樣供查詢用。我們在設計、繪圖、計算中使用這些樣本、手冊中的數字和規則的真正的意義在于，這些存儲的信息能夠被計算機"理解"和直接使用。例如，做一臺表冷器的選擇計算時，如果計算機能從光盤上檢索到有關表冷器的資料，直接取出有關數據，而不是由使用者讀出再重新輸入，計算機就有可能對儲存于光盤內所有有關的表冷器做一遍分析計算，找到最適宜的型號。這樣，將使設計與模擬分析過程產生質的飛躍。但是，怎樣才能使所存儲的信息被計算機"理解"和真正使用？如果僅是以書本上的形式儲存，計算機就不可能理解。必須采用一種數據結構去存儲這些信息，信息的產生來源于各處，例如各設備廠家或標準制定單位。產生出的數據庫也要被各種計算機分析軟件查找和使用。信息被利用的次數越多，花費同樣成本輸入此信息所產生的效益就越高，因此制定標準的通用數據結構就成為非常重要的事。
數據傳輸技術的飛速發展所提出的也是數據標準化問題。目前世界各國都積極開展信息高速通訊基礎的開發與建設。美國近年要在全國實現"信息高速公路"，這類系統的建成將使全球范圍內任兩點間的信息查詢與傳輸如同打電話一樣方便。這樣，將來的設計圖紙、技術要求、設備性能等技術文件將以EDI（電子數據交換）的方式傳輸，則這些信息被計算機接收后，能否被"理解"和直接使用也成為重要問題。可見，問題的關鍵仍在于數據結構標準化。
2．4CIM哲理
CIM的概念最初是由美國的JosephHarrington在1974年提出，1981年開始被廣泛接受，并被認為是信息時代的工廠自動化模式。但從當今的應用情況看，CIM遠遠超出機器制造業的范圍，它是一種組織、管理生產的哲理、思想和方法。CIM是一種綜合自動化系統，它在新的管理模式與制造工藝的指導下，綜合應用系統技術、信息技術、自動化技術，通過計算機及其支撐軟件，把孤立的、局部的自動化技術，子系統及企業員工，靈活而有機地綜合起來，構成一個完整的系統，對生產過程的物質流、管理過程的信息流、決策過程的決策流進行有效的管理與控制，以適應新的競爭模式下的市場對生產過程提出的高質量、高速度和高靈活性的要求。
設計院可以看成生產思想產品（各種設計文件和圖紙）的部件，一個設計項目相當于一項訂貨，設計過程（加工過程）是由許多不同專業的人經過若干設計階段通力合作完成的，需要各專業按計劃有條不紊地互提資料，互相會簽，最后由成品檔案室驗收、歸檔，并向甲方提交全套設計文件和圖紙。其間各專業內部尚需分工和遵循嚴格的質量保證程序。建筑的招標、設計、施工、高度和運行管理的整個生命周期，完全可以借鑒CIM的思想方法，采用CIM的核心技術--集成技術，把建筑、結構、設備（暖通空調和給排水）、電氣、室內設計和概預算等專業，集成于統一的計算機平臺，充分共享有關數據和資源，解決建設各專業之間存在的"錯、漏、碰、缺"等問題，真正實現建筑設計整個過程的全計算機化(無紙設計)。
3IBDS的概念
如上所述，設計院目前面臨著擁有先進的計算機硬件和軟件技術與實際上不能充分利用這些技術來產生效益的矛盾。問題主要在于各種應用軟件的分散性，數據不通用，難以互換，以及對各種計算分析過程沒有或無法自動給出正確的指導。為了解決這一問題，與飛速發展的計算機技術適應，集成化建筑設計系統IBDS的概念應運而生，并且在近十年內迅速發展。IBDS的核心就是將以往分散的各功能軟件如繪圖用CAD、計算模擬程序、數據庫管理等結合在一起。通過通用的數據結構和數據轉換工具，使這些功能軟件能互用各自的各種資源，全面地完成設計、分析、計算任務。
IBDS應該提供建筑設計各專業工程師從方案選擇、初步設計、分析計算到施工圖繪制的全過程。人們希望有了設計人員的知識、經驗及設想后，通過IBDS用計算機進行分析、計算、比較、判斷等，不僅將方案形象地表現出來，而且將量化的結果輸出，工程師再依據它去修改方案，重新設計。因此，IBDS必須采用開放性的體系結構，把設計院的"人和資料"集成在一起，具體表現在：
不同專業的數據模型的集成
建立各專業通用的標準化的中央建筑數據庫。該數據庫把建筑設計涉及的建筑、結構、設備、電氣、室內設計和概預算等專業所用的數據模型統一起來，集成在一起，保證各專業所用建筑信息的一致性。建筑師畫的建筑各層平面圖、剖面圖、立面圖等，可以作為建筑底圖，傳給其它專業。其它專業的工程師可以在該建筑底圖的基礎上，對有關信息進行修改、重新定義以及添加專業的特定數據，然后進行各專業的有關設計計算。例如，設備專業工程師可以計算建筑物的空調供暖負荷，在建筑底圖上布置空調供暖管道，進行水力、熱力計算分析等；結構專業工程師可以進行各種受力構件的設計計算分析。一旦建筑師改變建筑物的平面、空間布置，會直接反映在各專業的建筑底圖上，從而避免其它專業的"冤枉"勞動。
不同設計階段所使用的模擬軟件的集成
建筑設計在不同階段需要用到性質不同，細致程度不同的模擬軟件，IBDS應充分考慮建筑設計在方案選擇、初步設計和施工圖設計等不同階段使用不同模擬軟件對輸入數據模型要求的一致性和相關性，盡量保證前一階段的計算結果和數據可應用于后續階段的設計計算，減少數據的重復輸入和不一致性。
設計資源的集成
把建筑設計有關的設計手冊、標準法規、工程圖紙、設備產品手冊等數據和資料以數據庫、知識庫等方式集成存儲在計算機網絡上，以便設計人員查詢和使用。
可見，集成化的中央建筑數據庫IDM是IBDS的核心。IBDS的體系結構如下圖所示。各專業CAD系統通過IDM進行數據集成和通訊。
HBDS的體系結構示意圖
IBDS的特點除了集成化、標準化和網絡化之外，還有一個很重要的特點：智能化，即采用KBS（基于知識的系統）來組織和指導建筑設計過程中模擬軟件的使用全過程，這樣才能正確發揮計算工具的功能。1989年國外一些學者開始提出PAM（PerformanceAssessmentMethod）的概念[9]。PAM是解決模擬軟件"結果不可信"問題的一個重要途徑。PAM指出，要保證用程序做模擬分析能給出正確結果，必須正確指導和嚴格管理模擬分析這一全過程。這包括：
對所分析的對象進行正確的簡化。例如，從多層多房間的建筑中取出有代表性的一部分做分析計算，復雜水網的簡化；
對每個物理過程選取正確的物理模型來近似。例如一空調設備，采用動態模型還是靜態模型？集總參數還是分布參數？是否考慮墻內表面長波輻射？對流換熱系數取常數還是作為溫度及風速的函數？透過窗的太陽輻射在各內表面的分析：
一些不確定的輸入參數的選取，如房間換氣次數，人員設備必熱量，氣象參數的確定，窗的開閉，遮陽等；
系統控制的確定。例如應按照房間為定溫去計算熱量還是計算定熱量下的溫度或其它某處控制下的溫度和熱量變化？如何考慮空調系統的控制和人的操作調整？
模擬計算過程的控制。例如初始影響的消除，計算時間步長，邊界輸入參數的離散方法，總的模擬計算段的長度與時間的確定等；
輸出結果的處理。如何根據模擬計算結果對所研究的問題作出結論。
以上諸條的正確條件并非固定，而是與所研究的對象的性質及所要解決的問題有關。例如為計算冬季供暖負荷，可以用穩定的KFΔt模型，而要計算夏季空調負荷，就要使用動態模型。再例如驗證建筑物表面結露的可能性時，需考慮全部外墻的傳熱；而論證是否要裝社會空調，夏季房間是否過熱則需取可能是最熱的一間或幾間朝西或朝南的房間進行計算。目前可以列舉出十幾種不同的對建筑和空調系統進行模擬分析的目的，對于每一目的，上述各問題的恰當選擇都可能不同。
所有這些問題，落實為具體的模擬計算過程，就成為如下四個問題：
①模擬計算程序的選取
②實際建筑和空調系統的再加工（簡化）
③輸入數據的確定和輸入文件的生成
④模擬計算結果的后處理
國際能源組織（IEA）組織十余個國家合作，就各種不同的目的和使用不同程序如何進行上述第②③④步工作進行了研究，形成了一大批PAM手冊。實驗結果表明，讓程序使用者按照這些手冊去一步步做，可顯著提高模擬計算工作的正確性和結果的可信賴性[10]。
將這類手冊轉換為計算機可以理解的形式作為知識庫存儲于集成化環境中，再開發出可按照這些知識自動進行數據分析加工的專家系統，就可以使這一使用過程自動完成，只要使用者提出要解決的問題，專家系統即可能選取適宜的程序，生成相應的數據文件，運行模擬分析程序，最終向使用者顯示由結果分析得出的結論。
與傳統的CAD軟件相比，IBDS不再是以計算程序為中心，使用者圍繞著計算程序準備數據，運行程序，檢查結果。集成化環境使使用者成為中心，將各種繪圖、計算、數據資料準備好，隨時供使用者在設計分析中使用。使用者可以充分發揮自己的分析和創造能力，利用CAD系統去設計、分析各種系統，而將一切重復和瑣碎的工作交給計算機去完成。集成化設計環境的指導思想就是，使用者應是計算機的主人，而不是奴隸；計算機的應用應最大范圍地開發人的創造力，為人提供進行創造性思維的場所，而不是把人變為機械式工具。
4實施IBDS技術
4．1革新CIM（集成）技術
正象計算機集成制造系統CIMS一樣，集成也是IBDS的信心技術。IBDS系統采用STEP標準化的建筑數據庫，把建筑設計各專業的數據模型集成起來，把設計的不同階段集成起來，把各種設計用的模擬軟件集成起來，把各種信息資源集成起來。總之，IBDS依賴集成技術把建筑設計院的兩大法寶"人和資料"有機地統一起來，保證設計過程中信息共享和傳輸的計算機化。
4．2STEP（產品數據交換標準）技術
STEP（StandardfortheExchangeofProductModelData）是國際標準化組織ISOTC184正在制訂的標準ISOCD10303。STEP采用一種中性文件機制，是CAD/CAM數據交換的標準[11]。它規定了產品設計、開發、制造以至于產品全部生命周期中，包括產品形狀，解析模型、材料加工方法、組裝分解順序、管理數據等方面的必要信息定義和數據交換的外部描述。現在普遍認為STEP將成為全世界公認的唯一CAD數據交換標準。
STEP包括兩部分內容，一是數據模型的定義，它采用EXPRESS數據定義語言來寫成。這種語言可以準確定義所描述對象的數據模型，小到單個簡單的汽車零件，大到一檔復雜的建筑物。STEP的另一部分就是具體的數據文件的表述方式，它是由任意詞條構成，每一條的形成都遵守數據模型中的定義。這樣，只要理解了數據模型，就能讀懂根據此數據模型按照STEP方式寫出的任何數據文件。如果制定出統一的數據模型，使大家都按照這一模型去描繪所研究的對象，所生成的數據文件就很容易交換，通過一些轉換工具可以很容易地將其轉換為各種軟件內部特定的數據文件。
由于STEP在描述數據模型和易于交換數據方面的突出優點，它很快被工業界和標準化組織采用，作為定義數據標準的工具和交換數據的方法。集成化的建筑工程數據庫應該采用STEP技術，把各專業的圖紙、數據庫、產品設備等標準化，以便不同CAD系統之間、不同專業之間、不同模擬軟件之間、設計院與甲方和廠家之間，能夠自由而方便地相互傳遞和交換信息。
STEP標準化是IBDS集成化的前提和保證，它可以避免CAD計算分析軟件開發方面的大量重復性勞動，與此數據標準兼容的軟件均可以交換使用，從而使各部門有可能分工協作，共同開發我國的集成化環境。IBDS的每一塊功能軟件均可以獨立在市場上出售，被其它符合此標準的軟件所使用，這將使軟件研制開發者直接受益。
4．3AI（人工智能）技術
目前的CAD系統已能較成功地應用于繪圖和設計計算，但用于方案設計的卻很少。其實方案設計在很大程度上決定了投標的快速反應能力。IBDS系統采用AI技術，把工程師的設計經驗、規則、思維活動等模糊、隨機、不完備的知識，通過一定的結構來組織和表達，讓計算機能夠理解、推理和判斷，輔助工程師進行方案選擇。AI技術中比較成熟的是專家系統，特別是DSS（決策支持系統）。可見IBDS的智能性體現在各專業設計型專家系統應用的好壞。
4．4計算機網絡技術
IBDS的實施應以計算機網絡為物質基礎，特別是基于光纖和衛星的全球范圍的快速ISDN網絡。通過計算機網絡可以共享建筑設計的有關數據庫、知識庫等軟件資源和打印機、繪圖儀等硬件資源，傳輸有關設計資料和文檔，允許位于不同地點的設計工程師同時參與一個建筑的設計。同時還可使設備生產廠家能將產品信息直接提供給CAD系統。
4．5HCI（人機交互）技術
HCI技術在計算機的應用發展中越來越受到人們的重視。人擅長于用形象思維、回憶聯想、發明和創造等對客觀世界中的不確定、不完備甚至矛盾的事物和知識進行推理、分析、判斷和理解。計算機則擅長于確定性、重復性、機械性的數據處理。在IBDS中，應充分發揮人和計算機的各自優點，把繁瑣和費時的數值性的設計計算交給計算機完成，讓工程師有充分的時間做方案選擇等關鍵的決策工作。友好的用戶界面和人機交互方式才能讓建筑設計工程師喜歡IBDS，在實際設計中自覺使用它。
4．6計算可視化技術
可視化技術從80年展起來，已被廣泛應用于CFD等科學計算領域。科學計算的核心問題是計算模型，包括其理論框架、基本概念、幾何描述、計算方法和過程等。在建筑設計過程中需要做許多計算，如何采用圖形、圖象、動畫等方式，在計算開始時準備數據，計算過程中以某種直觀形象的方式表現，計算完成后以容易理解和使用的形式表達結果，等等，都是視算一體化要解決的問題。眼睛是人類接受信息的最佳器官，只有把各種模擬軟件的使用過程可視化，讓用戶用眼睛去看、理解和判斷，而不是"兩眼一摸黑"地撞運氣，才能反模擬軟件用對、用好，真正發揮它們的用處。
4．7分布式數據庫（知識庫）技術
分布式的數據庫采用計算機網絡上的不同計算機存儲建筑設計有關的設計手冊、標準法規、工程圖紙、設備產品手冊等數據和資料、使設計院、管理單位、廠家、甲方等建筑業有關單位的人員可以共享信息，提高信息利用的效率。
4．8OO（面向對象）技術
OO技術是現代軟件工程技術的關鍵所在，它可以使對現實世界的描述更接近客觀自然，是IBDS系統的保證之一。OO中的抽象、封裝、繼承等機制可對復雜系統進行簡化、分解和解耦，有助于復雜系統的描述。OO已被廣泛地應用于上述的MIS、HCI、CIM、可視化、數據庫、AI等領域。以OO為基礎的C++語言是開發IBDS的良好工具。
4．9多媒體技術
多媒體技術就是用圖形、圖象、動畫、聲音、文字等人類容易理解和接受的方式存儲各種信息。多媒體技術在IBDS中的應用將是必不可少的。
4．10協同工程技術
協同工程是一種系統化的方法，用來支持建筑設計的集成化的協同作業，也就是不同專業或同專業的不同工程師同時進行設計。如建筑底圖由不同的建筑師分工畫不同的部分，在計算機里實際是在同一圖形上加工，完成后的圖紙傳送設備、結構、電氣等專業這樣不僅可以避免工程師重畫圖紙，而且當某一工程師改變圖紙時，能自動及時反映到其它專業的系統圖上，從而解決不同專業之間的"打架"問題，方便互提資料、會簽等。
除以上討論的幾種技術外，還有許多現代科學技術可應用IBDS中，如MIS（管理信息系統）技術、TQC（全面質量控制）技術[12]等。合理運用所有這些技術才能充分發揮IBDS的功能保證IBDS成功。
5IBDS的現狀和展望
IBDS的概念是在約10年前提出的[13]，而真正開始組織開發則是最近6～8年間的事。但IBDS的發展卻異常引人注目，1991年6月在美國召開了第一屆集成化建筑環境會議，即有近300篇論文，幾百人參加（包括韓國、臺灣的學者）。迄今已召開了四屆會議，有關的研究討論越來越深入[14～17]。1988年美國能源部投資3000萬美元開始AEDOT系統的開發，目前已研制出示范系統，并開始進一步向實用性發展。歐洲十來個國家的有關研究單位聯合開發COMBINE系統。該項目歷時五年，投資已超過1000萬歐洲貨幣單位，在1995年6月已完成概念研究和原型示范系統。1990年EIAAnnex21SubtaskD"DesignSupportEnvironment"開始，加拿大、德國、英國、瑞士等國專家就集成化建筑設計環境的開發狀況做調查和分析。開始于1995年9月的IEAAnnex30"BringingsimulationtoApplication"又是一個新的國際合作項目，它的目的也是研究如何把模擬軟件通過IBDS應用于實際建筑設計工程中。到目前為止，IBDS還處在研究和開發階段，世界上還沒有一個供實用的IBDS。
我國建筑設計應用CAD從80年代中期開始，真正進入實用階段是1991年年底之后。在全國大約9000家從事建筑設計的單位中，甲級院都裝備比較好的CAD系統，并且近年來微機數量增加很快（1992年增加8000臺，1993年增加31000臺）。在具備計算機硬件的同時，國內一些公司和研究單位推出實用性的建筑、結構、給排水、暖通空調、電氣和工程概預算的CAD軟件。但是，目前設計單位中不同的專業應用計算機技術水平差別較大[18]，而且大部分CAD軟件只是用計算機代替圖板和丁字尺繪圖，沒有把繪圖和計算集成到一起。在數值計算中應用較多的是結構設計。可喜的是，最近國內一些研究單位開始IBDS的研究探討[18]。與國外的開發研究狀況相比，我們認為國內此領域的工作尚需在長遠規劃和相互協作等方面得到重視和加強。
計算機集成化制造系統CIMS是國家863重大項目，十幾個單位聯合攻關。IBDS在國外與CIMS的重要性相當，它可以解決建筑規劃、設計、施工、調試及運行中的一系列問題，從而提高設計與施工質量、降低成本、提高效率。因此，是否應該將IBDS作為重點目標，做好長遠規劃，一步步為之努力，而不僅是在目前的CAD系統的基礎上添添改改，滿足當前的市場需求。80年代初各部門即研究開發暖通空調模擬軟件，十多年后，除個別軟件廣泛使用外，大多數使用者卻轉向國外一些著名的模擬計算軟件。如果我們按照目前的狀況發展，會不會十年后發生類似的現象，即國外成套的成熟的集成化環境進入我國而將我們的取而代之？現在可能是需要整體考慮、長遠規劃的時候了。
IBDS涉及范圍廣，工程浩大，很難由一個單位獨立完成，必須聯合協作。在市場經濟體制下，又無國家財政支持，如何進行聯合協作？又如何能與國外競爭？聯合與協作不是分工編軟件，而是通過不斷交流，進行概念研究和標準制定，這方面的工作量遠比具體編程大，必須通過合作交流來完成，而合作的結果會使參加各方均受益。能否在國家的支持下，由學會組織，有關設計和研究單位合作，在聯合開發我國的IBDS呢？
IBDS是一個完美的計算機輔助建筑設計系統，雖然它的實施尚有一段不短的路要走，但是它的哲理、思想和方法無疑是正確而深刻的。IBDS的實施將大大提高建筑設計的水平，推動建筑業的發展，并且創造一種嶄新的設計文化。
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