建筑设计优化汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇建筑设计优化范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

篇（1）

1 建筑设计理念

建筑设计，在某种意义上讲可等同于建筑产品，它是艺术创作与科学技术的结合体。它不能用工业化、工厂化、程序化的过程进行生产，对于不同使用功能、性质的建筑从内容到外表形态是不同的。建筑设计成果的质量评定不能用固定的标准去衡量，即使达到建筑设计规范、标准和规程，也不能称该建筑设计就是优良品或精品。建筑设计是科学与艺术双重创作的结合，是创作构思加科学计算合成的结果。在运行过程中设计构思组合产生出全新的东西，不可能有固定的模式可套用，建筑设计具有一定的随机性变化。建筑设计质量的优劣，确切地说是一个目标范围的界定，建筑规范、规程和标准是建筑设计合格的下限。建筑设计精品是在设计运行过程中优化取舍，完善完美。因此，设计质量的优化管理是十分值得重视的。建筑设计质量的优化管理，就在于强化、强调了设计的“全过程管理”，这是动态管理。它也打破了过去静止的简单化的“结果管理”淘汰制。从而避免浪费时间和造成直接经济损失。建筑设计运行过程要自始至终，由部分到整体、由管理点到强化点，由方案到施工图，这些工作都要进行细化、优化和筛选。它是积极主动、极具挑战性的动态管理。

2 健全建筑设计质量保证体系

（1）建立法人挂帅的组织机构。成立监督机构，即法人亲自挂帅，专家起主导作用的全方位的有机结合体。设立质量检查小组，每个项目均设质检员。以专家为主导是为了掌握专业技术的高标准高质量，法人挂帅是保证质量管理体系顺利运行。主要目的是使这项工作经济化，制度化，责任化。

（2）健全可操作的规章制度。主要包括以下方面：一是规章制度的制订要结合实际情况，一定要具体化、细化、量化，特别是要具有可操作性，以保证其运用的经常性和可检查性，以其达到预定目标。二是规章制度要量化，做到可以制成表格分门别类填写打分。三是设计人员行为要规范，原则性要强，只有我们自己有效地规范了行为，才能使我们的服务对象满意。四是跟踪服务、反馈信息及时更正与处理。五是事前计划要具体，事中控制有措施，事后总结有效果。

3 建筑设计质量优化管理的运作

建筑设计质量优化，不仅是为了设计产品合格，满足设计规范的要求，而是为了高标准的追求。在设计优化管理运行的前后，从计划到分工、从人员到产品，从部分到整体等都是为了筛选出最优的方法和手段，产出最佳产品。

（1）在定岗定位人员时即时挑选，既要进行优化思想教育，又要注重量才使用，使每一个设计人员都有进取精神，思想中时刻存在着争夺市场的竞争意识。这就是人员的优化组合。 （2）确定每一个项目的优化管理。所谓管理点，就是项目中起决定作用的关键点。比如：项目设计的方案图、施工图、预算，这就是建筑设计项目宏观中既有影响又起决定性作用的关键点。

（3）设计项目的优化统筹安排。设计项目的各个专业及专业内部的不同程序的交叉运行必须要进行周密地安排。只有这样才能使各个专业及专业内部密切联系，避免出现差错，大大地缩短设计时间，提高工作效率。

（4）随时制订与研究项目的创新计划。凡是设计项目运行过程出现新情况新问题，都应该进行分析研究。只有不断地向较高的目标前进，优良产品才会不断产出。

（5）提倡精品化、集成化、信息化。要创新要精品就必须掌握足够的信息，如向国外发达国家学习，他们的设计理念和先进经验，做到这一点也就等于找到了捷径。

（6）提高设计人员整体水平和素质，给设计对象创造更多的学习，深造的机会，使他们在设计运行中的各个环节都能独当一面。

（7）制定优化的最佳目标，打出最低的要求线，尽量把一些定性的要求变成定量的标准，以具有明确的可操作性。

（8）建筑设计方案的优化管理。建筑设计方案对于设计项目十分重要，建筑设计方案的确定不仅仅是为了评选好的方案，优化选取方案不是目的，重要的是在建筑设计方案运行中进行优化管理。当建筑设计方案选取后，按专业部分进行优化、细化、量化而后运行。建筑设计方案优化管理，旨在于打破旧的、固定不变的教条，采取积极地动态管理方法。

建筑设计质量的优化管理，首先在于建筑设计质量的优化，然后才是管理。建筑设计质量的优化关键在于建筑设计思想目标的确立，建筑设计思想的优化。

4 建筑设计运行系统与过程的优化控制

设计运行系统指总体的各个部分运行一体化，而过程是进行设计的全过程。要对其进行优化控制。首先，要确定系统部分的控制点，也就是运行的各个部分，即管理点，使每一个部分都进行优化处理。然后，进行过程的优化控制。如果只提达到质量标准、满足规范、规则的要求，那么建筑设计这个特殊的产品并非是精品。因为建筑设计的创作意识包括科学与艺术的排列与组合。提倡设计质量的优化管理，就是始终有一个较高的目标去奋斗。这里目标指的是一个范围，而不是具体的标准。方案有几个，而最好的只有一个。复杂的建筑设计周期短的几周、长的几年，施工的周期更长。

在建筑设计运行过程中，需要对建筑设计过程进行优化控制，以便取得最优方案、选取最短路径集现代科学技术成果于一身、利用现代化工具去达到目的，而没有必要非得从零开始向上爬。这里技术、信息、情报是很重要的，仅提出设计质量合格的要求，只依据设计规范、条文的被动制约，显然与现代化飞速发展的形势是极不相称的。

5 结语

总之，设计的优化管理，关键在于优化，实质是部分的优化及与整体优化的组合，所有这一切都是动态管理，就是时时向高的目标奋斗，从而调动每一个设计人员的主观能动性，不断的、主动地开拓进取。当然目标要在运行中不断地提高与完善，其花费的功夫越大，收获也就越多。优化设计管理就意味着在运行中学习、在探索中发现，当然学习不是照搬，也不是非要具体学到什么，而是要学习本质的东西，使其变成自己的东西，当然学习的最终是要创新，要有所发现，有所创造，有所成效。

参考文献：

篇（2）

引言

为了减小建筑污染对生态环境造成的影响，生态建筑的数量不断增多。在生态建筑的设计工作中，需要注重各个环节的细节处理，设计人员依照绿色环保的设计思路开展不同方面的设计工作。在保证工程质量的同时，实现建筑的绿色化。

1生态建筑优化设计原则

1．1与自然环境相协调

基于建筑工程的自身特点，必定会对自然环境造成一定的损害。如果在设计工作中没有重视对自然环境的保护工作，则工程在施工阶段以及投入使用之后，将会对环境造成极大的负面影响。不仅不利于建筑的长期使用，还会使人们生活的环境加倍恶化，对人们的身心健康造成伤害。为了避免上述现象发生，设计人员在开展生态建筑的设计工作中，必须在各个环节中注重对自然环境的合理保护，同时，对自然资源进行适度、合理的利用。这样做的优点在于:不仅可以减少建筑本身的能源利用与消耗，还可以最大限度的满足降低能耗和环保方面的要求。对人与自然和谐相处有着积极的意义。例如:如果在建筑设计中，合理利用太阳能，则降低了照明设备的使用频率;如果采用喷水装置达到降温的目的，则减少了建筑内部空调以及制冷装置的使用频率;如果在建筑中合理设置通风孔洞，则能够保证建筑内环境与外部的空气正常循环与流通。

1．2以人为本的设计理念

生态建筑的设计和施工等一系列工作最终都是为人们的工作和生活服务的，也就是说，生态建筑最为关注的问题就是人们的身心健康是否得到有效的保障，是否提供了一个有益于人们开展社会交流的社交环境，满足人们生活方面的要求，这些都是生态建筑在人文方面所需要实现的目标。生态建筑的建设目标之一就是最大程度的满足其人文属性，为人们营造一个健康、舒适、合理的生活和工作空间。生态建设的设计和施工过程不仅仅涉及到普通建筑工程的全部工作，还必须对社会、人文以及施工和自然状况等因素进行合理的融合，是一个涉及问题较多的系统性工程。

2生态建筑设计的优化方法

2．1整体设计方法

只有从建筑的整体出发，全面的分析和设计建筑中的每一个环节，才能实现对建筑物的全面把握，从全局的角度开展设计工作。整体的设计方法涉及到两个方面的内容:一方面是自然生态环境与建筑本身的协调关系，另一方面是社会环境和建筑本身的协调关系。由于较好的自然环境能够陶冶人们的情操，改善人们的健康状况，调节心情，缓解疲劳，所以在对建筑区位进行选择的时候，其他条件相近的情况下，应该优先考虑生态状况优越的地点进行建筑设计与施工。由于自然环境的缺陷需要通过对建筑物的改进来弥补，所以，在进行施工的过程中，应该尽量减小建筑物对土壤的损坏程度以及对周边环境的污染和干扰程度。在确定好建筑地点以后，下一阶段的工作要满足以下几个方面的要求:首先，对于已有的生态组成部分和因素，要尽可能的保留，不做改动，使自然环境保持其固有的特色和状态，尽可能降低人为修饰的程度。其次，设计人员在设计工作中，需要满足确定的要求，包括:尽量保持原有的地形和地貌特点;保护植被不受损坏;对地质状况和水文条件有全面的把握，并且不进行改动;保护土壤不被损坏。社会环境和建筑协调的设计方法，即在进行建筑设计以及施工的全过程中，要有效把握几个方面，包括:对于已被国家列为保护建筑的名胜古迹、古建筑等，要重点保护，具有不同时代气息的景观和景点、建筑，要进一步的继承和发展;具有地域特点的生态环境和自然景观要受到合理保护，并在此基础之上进行适当的维护和保养;适当、合理的建设城市新景观，适度使用城市中的能源和资源，比如:土地。不允许过度使用资源。尊重地方居民的风俗习惯以及生活方式，不允许扰乱当地居民生活的设计与施工;设计和施工中，适当引用当地的施工技术和手段，使生态建筑在具有地方特色的同时，又得到了长足的进步和发展;使居民融入到绿色建筑设计当中。

2．2高效节能的设计方法

这种设计方法主要强调两个方面的内容，第一方面:高效率;第二方面:节约能耗。建设投入使用以后，会利用大量的能源，如果对不同环节的设计工作中进行适当的节能考虑，将会节约大量的能源，也就是实现了建筑设计的低能耗。设计人员在工作中尽量减少浪费，同时，注重合理利用自然能源。比如在不同的工作环节中，材料的选择方面，采用节能环保的新型建筑材料;合理使用太阳能、风能等。技术的不断进步，带动了能源利用方式的改变和优化。设计人员在很多建筑设计当中对太阳能进行了合理的利用，不仅节约了能耗，也积极响应了国家新能源建设的号召。在目前的建筑设计和施工中，太阳能已经承担了多项工作，包括:取暖、干燥、加热、降温等。另外，基于物理学中的原理，也可以通过适当控制温度差和压力差的方式来减少建筑本身的能量消耗。

2．3灵活的设计方法

生态建筑设计中，需要根据施工地点的实际状况以及外部的自然环境，合理、灵活的选取设计方法和手段，设计中遵照适度、合理、高效、科学的原则。对建筑材料的合理选择是设计工作中的一个重点环节，生态设计者根据建筑的状况，提出所需材料的主要性能参数，然后进行节能、环保方面的考虑。建筑材料首先要保证工程质量、性能以及安全性;其次，绿色环保，对环境低污染或者零污染;最后，减少能源的损耗，节约材料和自然资源。国家大力宣传可持续发展的工作战略，将这一原则应用在绿色建筑的设计方面，为设计工作增加了一定的难度。材料的选择过程中更加需要进行全方位、多角度的考虑与比较。设计和施工每一个环节中的工作，可能都与其他环节有所联系，只是程度有所不同，包括:选择材料、合理加工、功能特性、维护保养以及废弃物的回收与处理等。每一处都体现着生态功能与自然环境的紧密联系。

2．4循环利用的设计方法

生态建筑中需要合理开展通风、空调以及采暖系统的设计工作。建筑外表面的设计中，要全面考虑不同的细节，注重保证围护结构的热效率;不同的用电电器、使用设备和照明设备需要从节能的角度进行合理设计。对建筑垃圾和生活垃圾进行合理处理，避免或者降低微生物的肆意生长和繁殖。控制建筑材料的采购渠道，降低材料挥发性气体挥发的概率，使建筑中照明设备的光线与阳光光线相近，营造一个适合人们正常工作和生活的光照条件。尽量减少建筑垃圾的产生，对于能够二次利用的材料，做好回收工作，不仅降低了污染，而且节约了资金投入，提高了人力资源的使用效率。比如:铝、钢等金属材料都是可回收利用的建筑材料，可以再次加工成产品进行使用。为了保证建筑的安全性能以及再次利用，屋面、门窗、地板等部位均需进行绝热处理;为了节约水资源，在建筑中合理安装可循环利用的设备。

3结语

生态建筑的设计与施工必须建立在保护环境、节约能源、与自然协调发展的前提下。设计人员应该在确定建筑地点以后，针对施工地点的实际状况因地制宜的开展设计工作，在保证建筑工程质量以及使用寿命的前提下，满足建筑绿色化、节能化与可持续发展方面的要求。

参考文献:

［1］周宵．生态建筑的设计原理及设计方法研究［J］．低碳世界，2014(19):22-23．

篇（3）

目前，建筑设计中的绿色建筑技术，不再仅仅只是表面的绿化工作，而是深入到建筑工程的整个建设过程中，运用环保、节能的新型材料进行施工，构建良好的生态水循环系统，提高自然光的利用率，尽量减少装饰材料的损耗。为此，在建筑设计过程中，在满足住户对空间需求、舒适愉悦、视觉美观、绿色环保的基础上，做到有效的优化与结合绿色建筑技术，是建筑设计中的关键所在。

1绿色建筑技术的概念

绿色建筑技术，指的是在绿色理念思想的指导下，完成建筑工程的施工建设，加大力度降低对环境污染与能源损耗，让人类能够拥有舒适、美观、健康的室内居住环境的同时，有效的协调了人与自然环境之间的关系。绿色建筑技术的实施，要根据建筑类型、地理环境、人文条件等综合进行考虑，虽然不拘泥于统一的形式，但是追求的建筑效果都是一样，这不仅符合现代建筑行业设计的基本要求，也符合我国可持续发展的实际国情。

2绿色建筑技术与建筑设计的优化与结合

随着人们物质生活水平的提高，对建筑工程建设的要求也逐渐增加。只有根据住户的实际需求进行建筑设计，才能取得更好的建筑效果，以此推动整个建筑领域的向前发展。在传统的建筑设计中，主要包括室内与室外两方面，而绿色建筑技术，是深入到建筑设计的深层，注重的是后期的可持续效果，与建筑设计相互结合，相互优化。

2．1建筑工程项目规划阶段的设计优化

在建筑工程中，项目的规划阶段占据非常重要的地位，通过实地勘察与调研，对建筑工地进行全方位的深入了解。首先，对施工中的噪音、光、通风等基础性资料进行详细的分析，尽可能的利用绿色建筑技术，降低建筑材料的耗损，要注重对室内环境的通风设计与室外环境的生态环境设计。建筑的布局形式，应该遵循冬暖夏凉的基本原则，从而达到日照情况良好与能够充分利用土地使用率的目的。同时，在绿色建筑技术的使用上，应该采用屋顶绿化、生态绿化等多种绿化方式，达到隔热、防尘、降低环境污染、调节气候等多种功能。尽可能选用性能高、耗损低、耐久性好的新型低碳环保型建筑材料，结合先进的绿色环保节能技术，从而实现资源的可回收、可循环、可再生的利用;其次，由于影响建筑规划的因素比较多，且在不同施工阶段也会有不同情况出现，为此，对于施工的总平面应该进行多次的、深度的优化，以确保后期的施工能够顺利进行，不要因为任何不利因素而对施工造成影响;最后，在实施绿色建筑过程中，应该充分运用现代高科技，加大对新型装饰材料、新型施工技术、新型施工设备以及新型施工工艺的利用。运用新的工业化生产方式以及智能技术，实现建筑的智能化。

2．2建筑工程项目气候适应性设计优化

在建筑工程项目的施工作业中，气候是不容忽视的重要因素。近年来，随着自然环境遭到严重的破坏与污染，从而导致很多地方的气候条件都表现出了极为恶劣的情况，通过简单的环保技术无法进行有效的改善，为此，在施工中，应该对建筑的气候适应性设计进行优化。首先，施工中应该选用低污染、低成本、性价比高的建筑材料来进行建筑的整体施工，以此来降低天气因素对建筑造成的不良影响;其次，在建筑设计过程中，应该充分融入绿色建筑的思想理念，使得建筑能够对周围的气候环境进行适应，同时应该预留出足够的空间来建设保护性的建筑。

2．3建筑工程项目形态与节能设计优化

对于建筑工程而言，其形态的设计与节能的设计具有非常紧密的联系。为此，在进行形态设计时，不仅要给人带来视觉上的享受，更应该注重绿色建筑技术的充分体现。由于中国人口数量众多，对于建筑的需求和要求也相应更加强烈。因此，如果形态设计与节能设计能够取得更好的建筑效果，相信这能够为绿色建筑技术在建筑设计中的优化与结合，提供有效的指导与参考，从而确保后续施工工作能够取得更大的进步。

3结语

综上所述，在建筑设计过程中，优化与结合绿色建筑技术，有利于促进我国建筑行业朝着低成本、低消耗、低碳环保、科技含量高的新型道路发展。将绿色技术与建筑有机的结合起来，能够为人类提供良好生存环境的同时创造可观的经济与社会效益，为人类与社会的可持续发展奠定基础。

参考文献:

［1］郭星．绿色建筑技术在建筑设计中的优化与结合［J］．城市建设理论研究:电子版，2015，(30)．

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中图分类号： TU2 文献标识码： A

引言

房屋建筑的优化设计不仅可以提高建筑的功能性、安全性和耐久性，而且还可以在满足人们对各种功能要求的基础上，提升建筑物的美观性和经济性。因此，房屋建筑机构设计人员应该在设计中，充分的应用优化技术，选择合理的建筑结构设计方案，降低建筑工程的成本。

1、房屋建筑结构设计优化的内容或意义

当前，我国经济快速发展，人们对居住条件及生活环境要求越来越高，而对建筑房屋进行优化设计，使其结构与美观相互协调、同时适用、安全、经济以及便利是改善人居环境方面重要手段。房屋结构设计优化理念是以最大限度满足建筑功能要求为准则，同时要满足结构的可行、安全、经济性为目标。根据工程建设的基本状况，以计划成本为控制为中心来进行的结构优化设计，其内容就是利用对建筑基础的结构、屋盖系统的结构方案以及围护系统结构方案等环节设计，建立起一种关于结构优化设计的模型，确立最终的建筑工程结构设计的优化方案。房屋建筑结构优化设计意义重大，房屋建筑进行结构设计优化可最大化满足建筑使用功能，节省材料。一是增强了建筑的经济性能。二是结构优化设计大大降低了建筑工程的总成本造价。大量资料表明，房屋建筑进行结构设计优化能够有效降低工程成本造价25%左右，同时结构优化设计技术能够对施工材料的性能利用更加合理化，能够让建筑工程结构内部各个不同单元之间更加充分互协调，提升了建筑工程结构设计的经济性。

2、房屋建筑设计中优化结构设计的方法

建筑设计往往在建筑地点、建筑类型及建筑造价三者决定之後进行。因此，建筑设计是对於环境、用途和经济上的条件和要求加以运筹调整和具体化的过程。这种过程不但有其实用价值，而且有其精神价值，因为为任何一种社会活动所创造的空间布置将影响到人们在其中活动的方式，这就是建筑设计目标。这需要建筑设计与建筑结构设计技术相互协调、密切配合。建筑结构设计我们都追求安全、适用、经济、美观、施工简单等五种目标。文中的结构设计优化，实现建筑设计技术优化的目的，能应用于实践，它不但满足了人们对建筑美观、造型优美的要求，又能使房屋的结构设计合理、性能安全、经济，成为名副其实的“经济适用”建筑。结构设计优化方法从建筑上来分析，它主要体现在优化设计的建筑工程结构和建筑工程结构的总体优化设计两个方面。

2.1、建筑模型的优化结构设计方法

一项大的建筑工程，先设计建筑模型，那么建筑模型的优化是十分必要的。建筑工程的结构优化设计主要包括：基础结构方案的优化设计、围护结构方案的优化设计、屋盖系统方案的优化设计和结构细部设计的优化设计。除此之外，还需要做选型、布置、受力分析、造价分析等内容的优化设计。所有这些设计，都按照一切从实际出发的原则来进行，根据工程的具体实际情况，围绕房屋建筑的综合经济效益的目标进行结构优化设计。在进行结构设计时，首先要满足设计意图后，尽量使平面布置规则，缩小刚度和质量中心的差异，这样可以避免水平荷载与建筑物中太大的扭转作用力。在竖直方向上应避开使用转换层，减少应力集中现象。

房屋结构可靠度优化设计的约束条件，包括了应力约束、裂缝宽度约束、结构强度约束、尺寸约束、从正常时的极限状态下弹性约束到终极状态的弹塑性约束、从可靠指标约束到确定性约束条件等。在设计中，我们要保证各约束条件必须符合现行规范的要求。

2.2、建筑模型的优化结构设计的计算方案

完成计算方案的设定后只需编制相应适用的运算程序即可得到我们的最终优化结果。然而，结构设计的优化涉及到多个变量、多个约束条件，这是属于一个非线性的优化问题，在设定计算方案时，需要将有约束条件转变为无约束条件来进行计算。建筑工程设计中常用的方法有powell 算法、拉氏乘子法和符合型等方法。利用这些方法来计算建筑模型的优化结构设计方案。

3、房屋建筑设计中的结构优化设计

3.1、参与结构设计优化的前期工作

因为前期方案的确定直接影响建筑的总投资，而现在存在的普遍问题就是前期方案阶段结构设计并不进行参与，建筑师进行建筑设计时大多并不考虑结构的合理性以及它的可行性，但是建筑设计的结果却直接对结构设计造成影响，某些方案可能会增加结构设计的难度，并使得建筑的总投资提高。如果在方案的初期，结构优化设计就能参与进来，那么我们就能针对不同的建筑类别，选择合理的结构形式，合理的设计方案，获得一个良好的开端。

3.2、房屋建筑结构在设计中应遵循结构设计规范

房屋建筑结构优化设计的目的是追求适用、安全、经济、美观以及便利施工，因此，房屋建筑结构优化设计不但要求结构设计工程师有丰富的设计经验，也同时也要要对房屋建筑结构规范的条文有较为详细的了解，在房屋建筑结构设计规范的基础上，能够把自身的结构设计方案科学的融入到整个项目工程中。对于一些大面广的工程中，某些条文规定不可避免的偏于保守，同时，也有些条文对一些特殊、复杂工程的设计工程条文安全性不足。因此，房屋建筑结构工程师在优化设计中，应该充分利用扎实专业知识与丰富的经验，对上述问题做出科学与正确的判断，从而能够把握设计，使设计成果逐步优化，不断创新。

3.3、直觉优化（概念设计优化）技术与建筑结构设计

一般地，相同建筑方案能有花样繁多的结构设计；确立了结构建筑，即便在相同的荷载力的作用下也有很多不同的分析法；在具体的分析中材料、设计参数和荷载等的各项取值都是随意的：对建筑的细部处理方法更是花样繁多，而以上的这些情况都是电脑不能有效解决的，这就需要设计师自行进行判断。然而判断必须要符合设计的常规规律，而且要综合考虑实践经验进行，这就是我们之前说过的具体的概念设计的定义。所以该设计存在，在设计人员选择备选方案的具体过程里。

3.4、进行概念设计优化就是要解决房屋建筑结构设计中的复杂问题

在对房屋建筑结构进行设计的过程中，我们的最终目的就是要保证房屋建筑结构的耐久性、功能性和安全性，另外还要尽可能的延长结构和构件的使用寿命，同时降低工程的施工成本。房屋建筑在施工以及投入使用后，是会遇到很多不可抗拒的外力因素的，因此我们进行概念设计优化工作就是要保证房屋建筑在面对这些外力因素时是不会倒塌的。而概念优化设计的最重要的内容实际上就是要详细的分析建筑物怎样才能应对好外部的复杂的各种环境因素，其中地震的作用是最为复杂也是最为强大的环境因素。通常在地震来临时，我们很难及时的预测其发生的时间、地点以及其能量等级等内容，地震活动也无法参照过去所发生的例子，所以当地震活动来临时，它对建筑将会造成非常严重的损害。因此我们必须考虑到建筑物是会受到地震的作用的，要避免地震活动对房屋建筑造成巨大的损害。所以我们在进行结构设计时，应选择最为科学合理的抗震设计方案，设计中我们应多采用多道设防思想。

结束语

房屋建筑的性能指标有很多，如房屋建筑的安全性、耐久性、经济性和美观性等。而房屋建筑结构设计质量的优劣，关系到建筑物整体功能的发挥。因此，改革建筑结构设计理念，优化建筑结构设计方案不但是节约建筑成本，便于施工操作的具体措施，更是满足人们对房屋功能的需要，为广大民众提供良好舒适的生活居住环境。

参考文献

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【导言】：伴随着经济的迅猛发展，能源消耗的额度也逐年增大，能源问题已成为焦点，其严重违背了可持续发展原则，制约了国家经济建设，阻碍社会发展。目前，建筑业耗能居于首位，我国出台了一系列的节能标准，切实贯彻落实可持续发展原则。

1、我国建筑节能设计的现状分析

由于建筑节能设计具有很强的综合性与系统性，涉及到的专业领域较为广泛，技术含量较高，使得在节能建筑设计方面依然缺乏完善的建筑设计技术，建筑设计体系也不成熟。具体现状归纳如下：

1.1建筑节能标准执行率低

由于我国各地区的气候条件和经济条件差异较大，与当前的能源节能标准尚未细化，也没有充分考虑当地的经济条件，导致所有的标准在实施过程中存在一定的问题。

1.2设计人员缺乏J识

虽然建筑业已经成为我国经济的支柱产业，但仍然存在着很多问题，在建筑行业的发展上建筑设计没有充分展现出建筑节能创新的理念，这主要是由于设计人员缺乏充分认识和了解建筑节能设计，仍沿用传统的设计过程中的设计理念，从而导致在建筑行业的建筑节能理念和技术不能得到充分的体现和应用，阻碍了节能建筑的开发应用。

1.3管理人员节能意识薄弱

建筑节能设计不仅体现在建筑中，它与建筑的管理密切相关。但在建筑节能技术应用的现状并不乐观，原因是创新和管理意识缺乏，不会使用节能建筑的设计理念，施工管理，施工企业的管理模式仍然是传统的粗放式管理应用，这显然不利于建筑节能技术。

1.4先进节能技术应用不足

当前，我国的建筑行业对国外先进技术的依赖性强，特别是在建筑节能设计技术领域。因此，先进的节能技术在节能建筑设计中不能得到充分的应用，许多设计理念仍然沿用传统的设计理念和方法，严重制约了资源的保护和环境的保护。

2、建筑设计中的节能措施分析

2.1屋面节能措施

屋面是建筑围护结构的重要组成部分，对于屋面的节能措施，在屋面进行保温隔热处理显得尤为重要。在夏季，太阳辐射很强，经受太阳辐射后的建筑屋面的温度能够达到七十摄氏度或以上的高温；在冬季，虽然太阳的辐射要弱得多，但是室内外温差却很大，从屋顶散发到室外热量非常多。基于这方面原因的考虑，很有必要对屋面采取节能设计。在屋面节能设计方法上，以把保温层铺设到建筑屋面这种方法运用得比较多。然而，为了使屋面的保温隔热效果更加的理想，则需要严格要求和控制保温材料质量。具体的做法是：第一，在设计上对保温材料的吸水率以及密度要把握好尺度，屋面自重更是要控制在合理范围之内。第二，在选取保温材料的时候，应尽量选用具有环保的、优良保温隔热性能的以及性价比高的等优点的材料。第三，设计人员还可以用蓄水或者是绿色种植的方法运用到屋面设计中。其中蓄水式的屋面能够散热，还能使屋面温度降低，绿色种植式的屋面不但可以增加建筑的绿化，队环境起到美化的作用；还可以使屋面的保温隔热效果更加理想。

2.2墙体节能措施

墙体也是建筑围护结构的重要组成部分，在墙体上采取行之有效的节能措施，能够使建筑墙体的节能效果得到很大程度的提升。对于墙体的节能设计，主要采用以下几种方法：在建筑外墙的材料选择上，采用隔热保温性能较为理想的材料；在墙体中间，将保温的材料放入其中，形成墙体和保温材料凝结在一起的复合墙体；在建筑的外墙添加保温层，不但能起到隔热的效果，还能为墙体充当保护的功能，这种方法也叫外墙外保温。如果只考虑保温节能的效果，第三种方法可以说是最佳的选择，因为室外的温度不会对外墙外的保温材料产生太大的影响。

2.3门窗节能设计

2.3.1控制建筑窗墙比

窗墙比顾名思义就是窗和墙之间的面积比，指的是窗户洞口的面积和房间立面单元面积之比，常常把窗墙比作为指标参数运用到建筑和建筑工节能设计中。其中房间立面单元面积指的是建筑的层高与开间定位线所围成的面积。不同的区域，不同的气候条件，在窗墙比的要求也很不同。尽管如此，对于门窗节能方面的措施来说，控制好建筑外窗的面积是很好的也是有效的一个途径。

2.3.2门窗玻璃的选择

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随着我国经济的不断快速发展，人们对居住的条件和需求与时俱进。住宅的建设一直是城乡建设的热点，人们对住宅的使用功能、舒适度、安全感以及环境质量更关心。所以，住宅的功能、质量等方面必须与其价格相联系，与市场需求相适应，以满足人们的要求。

一、住宅建筑设计存在的问题

1、套型设计不合理

（1）起居室设计

① 面积太大。起居室面积太大，使室内净高显得较低，给人带来压抑感；

② 起居厅的门洞数量过多。在起居厅设计中门的数量与功能作用成反比，有2个～3个门的厅，对其功能影响不大，有4个门的厅，其交通面积增多，使用功能就会降低，有5个门以上的厅，作用很小，基本只起着过道的作用，门洞的数量与位置起着决定性作用；

③ 餐厅与起居室结合，造成气氛和气味的相互干扰，很不协调。

（2）卫生间设计

在住宅设计中，卫生间的位置正对入口或直接对起居室开门，不雅观不协调。

（3）厨房设计

厨房的使用面积太小，多数在4.0㎡左右，给排水管道、燃气管道等排列零乱，没有统一专用管道井，检修也十分困难。

2、采光不足，日照间距不够

目前一般常见到的大进深住宅，往往室内中部出现“暗厅”，或房间的形状狭长，中部采光不足。一些住宅为了避免出现面积大于10㎡的暗厅，采取了中部暗厅开口，形成狭长的大房间的变换设计，不仅房间使用不方便，也不能满足起居厅采光标准中规定的侧窗采光要求窗地面积比大于1：7的规定。还有一部分住宅套内居住空间均为不利朝向，不符合住宅设计规范规定的每套住宅至少应有一个居住空间能获得日照的规定。

3、小面积选用跃层

目前在多层、高层住宅的中间层大量出现的跃层式住宅，主要是为追求变化和气派的室内空间，并无其他功能的要求。在户内设楼梯的跃层不利于老弱及儿童上下使用，且楼梯要占用一定的房间面积，对于面积不太大的套型更不适用。另外，不少住宅户内楼梯坡度设计太陡，步宽尺寸不足，存在很大居住隐患。

4、不分场合地采用错层式

（1）小面积户型采用错层式。有的住宅，面积不大，为了做出错层，免不了踏步的设置，而踏步却占了一定的面积，这不但减少了使用面积，而且由于踏步的空间分界作用使房屋空间显得小气；

（2）在地震区采用错层式，造成平面上和立面上的突然变化和不规则的形状。

二、住宅建筑设计的优化建议

1、套型的功能空间分离

文明的分室标准要求是食寝分离，起居与主卧室分开，工作同学习空间独立。

公私分离。就是把家庭生活空间分为私密区和公共区，把卧室、工作室、专用卫生间等私密性要求高的房间划分为私区，把起居室、餐厅、厨房、公用卫生间、门厅等划分为公区，按公私分离原则进行生活行为单元组合设计。

餐寝分离、居寝分离。将用餐功能从卧室分离出来，同时又将起居功能从卧室分离出来。起居、进餐、就寝分离，在面积条件许可的情况下应优先考虑设置专用的餐厅。也可将用餐空间附带在起居空间内，或附带在厨房内形成餐室厨房，也可附带在门厅内。

2、平面布局面的多元性、变异性和差异性

居住者层次不同，审美意向和价值取向不同，家庭结构各异，对住宅要求就不同；同一居住者不同时期对空间的使用也有不同的要求与选择，因此，在住宅建筑设计时，除了提供丰富多样的套型平面外，同时也要求住宅的平面布局能适应这种变异性和差异性。“部分灵活”的单元大开间，虽有固定的厨房、卫生间、入口和单元的形状，但可划分成不同的平面布局，满足不同层次的需要。

3、厨、卫布局完善合拍

厨房是家务劳动集中的地方，是否适用不仅取决于有一定的使用面积，而且也取决于形状和尺寸是否适合布置设备及操作。根据洗、切、烧的操作过程，厨房的台面呈L型及H型柜式布置较合理，并要求有足够长的台面能置放电饭煲、微波炉等家电。卫生间应随套型面积的扩大也相应增加，盥洗室分设后，上部空间可设吊柜，也可与厨房入口结合，留出一个完整的墙面作为用餐空间。

4、提高节能意识，于安全中显特色

在实际建筑设计中我们理应提高节能意识，注重安全。例如，单向板与双向板在棚同荷载、相同板跨的情况下，单向板产牛的等效均布活荷载较高，这不利于楼板承载较多的受力，而正方形的双向板却能够为楼板增加较多的承载力。所以在建筑设计时我们不妨大胆采用双向板，同时也可引入双向井字粱框架，这样不仅有利于平衡结构受力更有利于抗震。另外，在采用双向框架设计后后，由于楼层楼而荷载向可以纵横2个框架传递，横向框架上变小有利于节省工程投资降低能耗；另一方面，即使纵向受力加大亦不足以影响层离，可以于安全中尽显建筑物美观的特色。

5、重视价值工程原理优化成本控制

在住宅建筑设计中，价值工程作为一种成熟有效而被广泛运用的管理方法能够促进设计项目真正做到技术领先、功能完备、造价合理，从而优化成本控制。因此，在项目设计时，相关部门应善于运用价值工程原理，顾全大局，全面考虑相关因素，不同地区的自然条件和社会条件的影响对审核通过的设计方案进行技术经济分析，从而评估出可行性强的最低成本方案，有效达到成本控制。

三、住宅建筑设计的未来发展方向

1、走可持续发展的建筑设计道路

（1）对涉及的地方性，地域性理解，重视地方场所的文化脉络。运用技术的公众意识，结合建筑功能要求，采用简单合适的技术。

（2）针对当地的气候条件，尽量应用可再生能源。完善建筑空间使用的灵活性，以便减少建筑体量。将建筑所需的资源降至最少，减少建筑过程中对环境损害，避免环境的破坏，资源的浪费以及建材的浪费。

2、承重结构体系将以框架结构为主

住宅采用框架结构有利于新型墙体材料的推广应用，提高了住宅的抗震性能，并可以为住户提供自由分割的空间，丰富住宅的立面造型，使用面积系数也可提高，自重比砖混结构的轻，并且单位面积造价与砖混结构持平。

3、“以人为本”的全面性住宅建筑

（1）住宅建筑的舒适性

住宅建筑的本质就是为人服务，首先就要讲舒适性，也就是说住宅建筑要寻求一种在符合购买面积，户型的基础上，使得各功能的空间有诗意的尺度。

（2）住宅建筑的适应性

主要表现在多样性和可变性两方面。多样性：由于住宅市场需求的多样性，住宅开发建设单位要避免“贫富皆宜”的单一项目，要有一定的特殊，适合多种目标群体，赋予个性化的项目，来满足日益多样的市场需求。可变性：由于功能的多样性和技术的可行性，使居住空间的灵活可变得以实现，其可变性一般是以“户”为设计单位，按基本间定型的厨卫等定型设计，居室部分采用活动式隔断灵活分隔。

（3）住宅建筑的信息性

现代化的通讯手段与办公条件，在智能建筑内，人们可以通过国际直播电话、可视电话、电子邮件、声音邮件、电视会议、信息检索等手段，获得全球性情报、信息，以空前的高速度与世界各地的人们进行商贸活动。

（4）住宅建筑的智能型

① 安全、健康、节能、舒适宜人，能提高工作和生活质量的环境，最大限度的减少能源消耗，创造更有人性的生存环境。

② 不同用户对不同环境的要求，开放式的大跨度和大空间结构，允许用户迅速、方便的改变建筑物的使用功能。

四、结束语

为了适应人们生活水平提高和住宅建设发展的要求，住宅建筑应遵循适用、安全、经济、美观的设计原则，设计出符合新世纪要求的、具有高品质的个性化住宅作品，使我国的住宅建设健康发展。

参考文献：

[1]高翔.论住宅工程建设投资控制的关键——优化设计.中国住宅设施，2008，（11）.

篇（7）

节约能源，有效利用资源和保护环境，注重以人为本，强调可持续发展的绿色建筑理念是21 世纪建筑学发展的方向。如何正确处理好建筑技术与建筑设计之间的关系，在使用功能要求、室内环境与建筑设计之间寻求平衡点，在追求建筑美观的同时，得到适宜的室内环境质量，满足绿色建筑的相关要求，实现在建筑的全生命周期内资源高效利用。今天的优秀建筑作品一定是建筑技术、绿色理念与艺术、文化、历史属性完美的结合。因此，在绿色建筑设计中如何做到达到绿色目标，建筑的形式与功能的统一，并使技术选择经济性最优，是设计的重要工作内容，也是企业在市场竞争中的核心竞争力的重要体现。

一、绿色建筑设计概述

关于绿色建筑不同专家学者从不同角度出发做出过不同解释。比较有代表性的就是由威尔夫妇共同的所编著的绿色建筑――为可持续发展而设计的书中提到了的有关绿色建筑的几个原则分别是：节约能源和结合气候以及材料的循环利用还有尊重用户并且尊重环境和整体设计观。威尔夫妇还提到，绿色设计对建筑本身来说其实不是很新的思维的途径，让我们真的感到新奇的是该怎么样去把绿色的方式作为一个整体用到建筑的设计中，然后去打造一个可以持续发展的建筑。

在2006年的时候我们国家就颁布了绿色建筑评价标准，在标准中提到了对绿色建筑的定义，这个定义主要说的是，当建筑处于全寿命的周期中，应该很大限度地去节约资源主要是节能和节地以及节水和节材，以减少污染并且保护环境，给人们提供健康和适用以及非常高效的使用的空间，和自然和谐共处的建筑。绿色建筑和传统的建筑的有不同的地方表现在：选择了对自然环境不去进行破坏的设计，主要主张的是人和建筑以及自然，相互和谐统一；同时还需要有效的利用土地和水以及电和燃料还有废弃物等相关的资源，去提高资源的利用的效率；注重营造具有地方文化以及社区归属感的建筑环境；是能够满足使用者对健康和适用以及高效的建筑的空间需要。总而言之，绿色建筑是按照我国的基本国情去出发的。将节能减排和可持续的发展的思想引入建筑的领域，已经成为了未来建筑的大的趋势。

二、绿色建筑的设计方法和策略

绿色建筑设计包括场地与绿色规划、建筑设计与室内环境、节能与能源利用、节水和节材五部分内容。设计中相应体现在绿色建筑理念在在规划阶段的通盘整体考虑、适应当地建筑气候性的被动设计策略。具体包括，合理的日照与遮阳设施、良好围护结构热工设计、合理的通风和可再生能源的利用、污水处理及雨水中水利用、绿色材料用选用、良好的室内热舒适环境、声环境、空气质量等等。

如何实现这些设计策略转化到建筑设计，“不显山露水”地落实到施工图上，是要解决的关键问题。其中最关键是要结合先进的计算机模拟分析手段采用“整体设计方法”。在项目初期建立一个由各个专业组成设计团队团队定一个确定的目标――设计绿色建筑。各成员均以此目标作为准绳，来进行协调专业之间的冲突和矛盾。只有各专业的通力合作和全程积极参与才能真正实现绿色建筑的设计。

三、当前我国绿色建筑设计存在的问题

我国在绿色建筑设计中却存在诸多不合理的地方。主要有在建筑的形体过度的追求洋气、和新颖，既造成土地资源浪费，又违背绿色建筑追求高效、适用的原则；建筑材料和建筑构件的发展都很落后，产业的集中率也很低，并且科技的含量也不高和我们在使用建筑时所要求的建筑的高效节能和在设计建筑时追求的建设周期，与建设成本的节约上存在着很大的矛盾；建筑采暖以及通风和空调还有照明的设备的能耗高并且技术老旧，并且区域的适宜性不好的问题。同时，现在的国家的体制环境对绿色建筑的设计还不够重视，相关的绿色的建筑节能的生态设计体系也都不是很成熟，缺少专业的设计团队和技术人才，设计的能力也相对要落后，这些问题都是制约我国绿色建筑设计水平的主要的因素。

四、绿色建筑优化设计过程

1.绿色建筑的规划阶段的设计优化

在规划阶段，分析场地中的气候资源特点，结合计算机模拟的方法，从空间布局和朝向选择上对建筑的热、声、光、风场等进行优化。建筑设计项目一旦通过报规，是很难进行修改调整。如果前期仓促定案，会造成先天不足，是很大的缺憾。通过总平面设计的优化分析，对建筑物平面布置和体型的调整，优化建筑的阴影分布，保证充足的日光进入每一栋建筑内，日照效果达到最好。对建筑物进行通风模拟，以确定最佳的布局方式，并优化室内外空间布局，形成穿堂风，使建筑物达到最好的通风条件。

2.建筑气候适应性与设计优化

在深入分析不同经典绿色建筑的基础上，通过对不同气候区建筑设计创作的研究，发现地域建筑的创新与发展都涉及到建筑基本属性。如功能与空间、结构与构造形式、室内外物理环境、经济投入、地域风格等，反映出安全、经济、舒适、美观等性能特征在建筑创作中的主导地位。建筑外观是在顺应气候、地形、地貌等自然条件，按照人的传统、文化、习俗和审美等的要求，作用于建筑，是地域建筑给外界的最直观的表达方式；建筑的功能是在满足工作与生活需求这一共性的基础上，环境问题是人工环境带给人体最直观的感受，它的好坏直接影响人体健康，也会导致资源、能源利用的差异；经济性决定了选取材料和技术的衡量标准，在经济欠发达地区，这一制约因素发挥着决定性作用；除此以外，与自然环境的协调发展是目前以及很长一段时期内任何建筑都必须面对和解决的难题之一，尊重自然，强调可持续发展的建筑产业是当务之急。通过对不同建筑的功能、文化、气候适应性研究，认为绿色建筑最显著特点之一是建筑的气候适应性。

3.建筑形态设计与节能设计

绿色建筑设计与一般设计的根本性区别在于采用量化分析的方法代替感性认识，可以说没有定量化的分析就没有理性绿色建筑的诞生。采用计算模拟分析手段来推敲设计策略对建筑能耗的影响，进而优化建筑设计。

结束语

绿色建筑在设计上进行优化可以缓解能源短缺，改善人们的工作和生活环境，在一定程度上，减少环境污染，有利于发展循环经济，对于促进我国经济的可持续发展是最廉价和有效的措施，目前已成为中国深化改革的经济体制的一个重要的部分。我国是人口大国，能源消耗大国，因此加大绿色建筑设计的研究，无论从环境的角度还是能源的角度都将有深远的现实意义。

参考文献

[1]孙连营.东北地区绿色节能建筑施工技术优选研究[D].哈尔滨工业大学，2010.

篇（8）

传统的结构优化设计，实际上指的是结构分析，其过程大致是假设-分析-校核-重新设计。重新设计的目的也是要选择一个合理的方案，但它只属分析的范畴；且只能凭设计者的经验作很少几次重复以通过“校核”为满足。结构优化指的是结构综合，其过程大致可归纳为：假定-分析-搜索-最优设计四个阶段。其中的搜索过程是修改并优化的过程。它首先判断设计方案是否达到最优（包括满足各种给定的条件），如若不是，则按某种规则进行修改，以求逐步达到预定的最优指标。[7]

一、结构设计优化方法的理论基础

在工程项目结构设计过程中，需要认真考虑的问题有很多，最终要实现的目的是需要在设计对象基本适用功能和安全可靠性有一定保障的基础上，更好地设计设计对象，使其达到最佳效果。在此基础上，工程和结构最优化的问题就必须要引起重视。

从建筑理论上分析结构设计优化方法可以得知，结构设计优化方法主要体现在两个方面，其一是房屋工程部分结构的优化设计，其二是房屋工程结构总体的优化设计。后者的优化设计包括：屋盖系统方案的优化设计、围护结构方案的优化设计和结构细部设计的优化设计。穿插其中的，还包含选型、布置、受力分析、造价分析等项目，在实施过程中，应遵循一定的原则，结合具体工程的实际情况，从实际出发，围绕房屋建筑的综合经济效益目标进行结构优化设计。

在设计安全被保证的情况下，建筑师应开拓创新，挑战新的结构形式。在建筑结构设计的过程中，建筑师的设计意图应能够得到基本满足，应设置尽量符合规则的平面布局，使其对称；同时缩小质量中心和刚度中心的差异，使建筑物在水平荷载作用下不致于产生太大的扭转效应。在竖直方向的布置上，应确保在满足功能要求的情况下，尽最大可能贯通竖向的承重构件；为使结构分析和设计上的难度不致于太大，减少不必要的经济浪费，使应力分散，转化层应尽可能少地使用；竖直方向的刚度要渐变，而不要突变，如若不然，在水平荷载作用下，突变处会产生严重的应力集中现象，这是非常不利于结构抵抗水平动力荷载的。

二、优化的结构设计技术在实践中的应用

在优化结构设计方案设计好以后，就可以在实践中融入这种理论方法。当前，结构设计优化属于一个较为普遍的课题，在能够充分利用结构优化方法而且其适用性能不出现改变的基础上，使工程造价目的得以实现，在实践中充分地运用结构设计优化方法，对于我国建筑工程设计人员而言，是很有必要的，也是很重要的。结构设计优化设计在项目的整体设计、前期设计、旧房改造以及抗震设计等环节中，能够产生巨大的效益。在结合结构设计优化方法以及模型的基础进行实践，一定要注意一下三方面的问题：在结构设计优化的前期工作中积极参与，优化概念设计和细部结构设计，对下部的地基基础结构设计进行优化。下面就针对这三方面开展进一步的分析和讨论：

1.在结构设计优化的前期工作中积极参与

由于前期方案的确定与建筑的总投资之间有着直接的关系，而现在存在的普遍问题就是前期方案阶段结构设计并不参与其中，建筑师在实施建筑设计的时候，通常情况下都不对结构的合理性以及其可行性进行充分地考虑和分析，但是建筑设计的结果对于结构设计而言，能够产生直接影响，有一些方案可能会使结构设计的难度有所增加，在此基础上会使建筑的总投资得以提升。若是在方案初期，结构优化设计就能够参与到其中，那么我们就能够依据不同的建筑类别，将合理的结构形式和合理的设计方案选择出来，从而有一个好的开始。

2.优化概念设计和细部结构设计

针对那些没有具体数值量化的情况，概念设计是最佳的选择，例如，地震防烈度的设置，由于它具有一定的不确定性，计算式与现实之间难免会存在一定的差距，在设计过程中，概念设计的方法是比较适用的，将数值作为辅助参考资料。在设计过程中，设计人员需要能够对结构设计优化的方法灵活充分地运用，从而达到最佳效果。

3.对下部的地基基础结构设计的优化

在地基基础结构设计优化过程中，合适方案的选择是很重要的，若是桩基础，那么就需要与现场地质条件相结合，将桩基类型合理地选择出来，使造价得到最大程度地节省。桩端持力层会对灌注桩桩长的选择产生一定的影响，在这种情况下，应该多比较，最终确定最佳方案。

例如：某中学艺体馆，三层22m跨大梁采用后张有粘接预应力新技术，解决了跨度大、荷载大的问题；梁截面400*1500mm，选用后张有粘接部分预应力混凝土梁，预应力钢筋

3-7∮5，利用荷载平衡法平衡恒载+1/4活载，以保证在无荷载时不至于反拱过大。

三、结论

对结构设计优化的技术方法进行充分有效地利用，可以使有限的空间、有限的资源得到一定程度的提升，从而使其的效果得到最大化的发挥，在此基础上，经济化、实用性以及适用性的目标得到有效实现。在这种情况下，建筑产品的品质要求实现了不断提升，从而使人，们对居住条件以及生活环境的要求得以实现，与此同时，建筑商满足顾客需求的手段也实现不断更新的目的，最终使建筑工程造价成本的目标得到有效地降低。

参考文献

[1] 卢亦焱，黄银燊，唐红.房屋加层外套框架结构方案的优化设计[J].哈尔滨工业大学学报. 2009（04）

[2] 马臣杰，张良平，范重.优化技术在深圳京基金融中心中的应用[J].建筑结构. 2009（S1）

[3] 张红友.优化结构设计 减少建设投资成本[J].陕西建筑. 2008（11）

[4] 肖伟.通过结构优化设计提高房屋抗震性能[J].福建建筑. 2008（11）

篇（9）

一、居住建筑的主要构成：

居住建筑的构成，简单的可以划分为居室、厨房、卫生间、贮藏间、户内过道（户内楼梯）；还有前室、露台、室外活动空间（庭院）等。按照其使用用途的性质，主要可以划分为以下三类，即：以工作、学习、睡眠为主的需要安静的较小的分散活动空间，即户内私密空间；用来聚会、娱乐、进餐的较大的公共空间，即户内公共空间；还有就是室外的交往空间和娱乐空间，即户外公共空间。因此，根据居住建筑的不同使用用途性质我们就可以确定居住建筑设计优化的方向。

二、居住建筑设计的特征分析

居住建筑的设计是一个将社会、经济、技术等多种因素交叉而成的建筑规划学科。它具有多元化特征，这些综合性的特征可分为环境因素和居住感受两个大的主要方面：

1、环境要求

环境要求涉及到多种因素，一般是与自然环境以及人们的实践和认知的客体对象有关的，比如，建筑所在的大环境、施工结构、气象、气候、材料、设备、绿化、卫生等因素。对于一个宜居的居住环境而言，居住建筑周边的基础设施是否完善，房屋与房屋之间的间距控制，房屋朝向是否满足日照、周边的绿化环境是否优良、小区的环境卫生是否达标等等诸如此类的环境因素，都会影响整个住区环境的效益和成功与否，也影响到居住建筑设计的成败。

2、居住感受：

对于居住建筑自身而言，同样涉及到多种因素，它一般是与社会的发展环境以及人们的主观认识和实践活动有关的。比如，居住者在建筑物内生活所带来的感受，可能与建筑本身有关系外，与居者的修养、心境、学习等等都有关系。除了一部分的经济及人口因素以外，大多数的软性因素集合的边界难以确定，因而无法直接进行计量和分析，只能用比较弹性的方法做模糊的处理。

三．居住建筑设计优化的现代科学方法

居住建筑设计的多元化特征，在规划系统中是介于比较微观的建筑单体设计与比较宏观的城镇设计之间的一个层次外置，因此也就决定了居住建筑设计与规划紧密联系，具有环境要求和居住感受的双重特征。

由于居住建筑设计本身所具有的双重性，所以仅仅依靠人模糊的认知或者举例分析是无法准确处理设计中的具体问题的。因此，我们必须借助各种现代科学的理论和方法。运用科学的方法对居住区建筑设计中的具体问题进行描述和分析，才能提出更合理而准确的方法。

通常用于居住建筑设计优化的科学方法理论有：优化论方法、系统论方法、信息论方法、控制论方法、仿生论方法、物元论方法、寿命论方法、智能论方法、模型论方法以及模糊论方法等等。

以上各种理论方法虽然在数学分析方法上有所差异，在理论的认识角度上有不同的侧重点，但是在哲学思维方面比较接近，而且都带有辩证逻辑的特点。比如：我们可以将设计的对象分割为一些基本的因素，那么这些因素之间必然会存在普遍的联系和相互的作用，这种相互关系既具有一致性，又具有对立性，系统的结构与特定部分的功能相互制约、量变质变关系、时空存在的形式，这些都是设计中的方法和原则的体现。此外，在技术与艺术的软硬关系之中也充分的体现了设计中的辩证关系。比如：建筑的造型带给人的视觉感受、文化生活、视野舒畅等设计要求都属于艺术和心理方面的因素，而面积、人口、光照、服务设施以及交通等因素则属于设计中需要考虑的人的生理因素和技术因素。

建筑设计师在对居住建筑以上的特性进行辩证的分析之后，可以对前者采取软处理的方法，也就是凭灵感创作、经验和技巧以及形象思维、形象描述、定性调查等方法进行处理；而对后者则可以采取硬处理的方法，即依靠数理统计、逻辑思维、各种标准规范、抽象模型、物理实验、电脑系统以及抽象模拟等方法对硬件因素进行处理。

设计内容的不同不仅体现在从设计草图到施工图的整个过程，还反映在环境生态、建筑造型、居住功能以及技术经济等各个方面，因为这些不同因素最终决定了居住建筑设计的目标效益。软硬综合交叉的设计方法应该贯穿在整个方案的构想之中，从构思到描述，到质量的评定，到识别反馈，以及方案的修改和文件的编制，整个过程都要注意软硬思想的综合交叉。

四、居住建筑设计优化应注意的问题

1、建筑设计应该综合考虑其实际用途-宜居

居住建筑设计优化首先就是要让不同用途的建筑空间及其应用技术最大化的满足其功能需要。比如：居室要求合理的大小，充足的采光，能够摆开大床的空间；墙壁的隔音性要好，适合舒适安逸的睡眠需要；客厅是家庭公共活动的空间，需要满足娱乐、会客、进餐的需要，因此客厅的设计要掌握视野开阔，采光尽量充足；阳台门带窗可居中，靠一侧设置时，宜与居室门在同侧；室内有多个门窗位置适当靠近，以保留较大的完整墙面，便于功能的完整和家具的摆放；作为经常使用的厨房，设计时应该兼顾其内设物品的摆放以及人在其中活动的方便，必须充分考虑到厨房内经常或必需存放的物品，如：主要有冰箱、操作台、洗槽、配餐桌、灶具、厨具、消毒设施等等，以及人的各种动作尺度，所以在进行厨房设计时应该针对这些物品适宜的长宽高以及摆放这些物品以后人自由进出以及两个人同时操作时的方便程度进行有目的的优化设计，同时应注意尽量利用空间，考虑炊具、餐具、粮、菜、杂物等的贮藏；居室内良好的通风，可考虑在墙内或顶棚处设置通风道；卫生间的设计应考虑座便器、洗浴空间的合理布局；墙、地面的防水和清洗等因素……等等，对于各种因素的充分考虑和统计，一切科学设计方法的运用都是为做到满足居住建筑的使用方便，高效利用，即宜居。

2、建筑设计应该综合考虑环境对居者内心的影响-乐居

居住建筑设计优化应重点考虑环境对居者内心的影响，一个建筑设计优化的评判标准还是居住者内心的满足。让居者满意，除了关注独立的内部空间外，公共环境以及其他的配套设施建筑的设计都能给身处居住区大环境中的人有一个内心的改变。新颖别致的楼体造型、清新亮丽的楼面颜色、温馨浪漫的院中小湖、绿绿葱葱的绿化带，这些无不对整个居住区内建筑的优化起到了非常大的促进作用。在小区内设置供人休息的长凳、供儿童游玩的乐园、设置能满足人们日常生活的购物场所，这些看似平常的设计都对整个建筑设计的成功与否起到了决定性的作用。居住建筑设计的层次外置特性，要求设计师应全面考虑居住建筑的外部环境的营造，因为住区环境的好坏将直接影响居者的心理印象和亲身感受，即是否乐居。

3、计算机技术在建筑设计的优化中的应用

在居住建筑设计优化过程中，还必须通过一定的接口技术将各种因素和方法联系起来，构成技术系统，以便更好的使用软硬综合技术方法。由于人工智能只是在一定的经验知识基础上和一定机制条件下的固化，所以设计师的思维创作应该是影响和主导设计方案的最主要因素。同时，计算机能够对大量的数据、图形以及文字信息进行综合处理，并建立直观模型，从而大大提高设计人员的工作效率并直接影响设计效果。

篇（10）

Abstract: the structure design optimization is currently a common topic, to use structure optimization method of not changing the applicable under the premise of performance to reduce project cost purpose, structure design optimization method will be used in the practice in, this is our construction engineering design personnel by the pursuit of the goal. In this paper the author combined with engineering practice to the structure design optimization method and the application in building design is discussed.

Keywords: structure optimization design; Methods; Application; reasonable

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

结构优化设计思想是目前国内外比较有价值的一套理论系统。运用该理论方法，实现人民对于居住环境和生活环境的改善，提高建筑产品的质量与品味，满足小康社会人们对新生活的需求，同时降低工程建筑的造价成本，实现建筑商利润最大化的目标。

一 、研究结构设计优化的现实意义

从目前建筑市场来看，每一个建筑商都希望在满足建筑结构长远效益的前提下，能最大程度地减少建筑结构的近期投资，同时保证建筑物结构的可靠度和科学合理性。如此，才能实现可持续发展，实现更多、更大的市场收益。与传统的结构设计相比，采用结构设计优化方法可以使建筑工程造价降低6%-34%。优化方法的技术性实现，可以最合理的利用材料性能，使建筑结构内部各单元得到最好的协调，不仅可以实现建筑美观、实用，而且在造价方面也有较大的节省，达到了建筑工程设计对适用、安全、经济、美观和便于施工的一般要求。通过使用优化设计手段，达到这5个方面的最佳结合，符合现今建筑商对于建筑结构的效益的需求，也符合市场可持续发展的需求。

二 、结构设计优化的方法

2.1 结构优化设计首先要从概念设计着手

在每一个工程项目设计的开始，结构工程师应善解建筑师的心意和业主的要求，针对所设计的结构体系功能及其受力变形特性的整体概念和判断力，并根据建筑物所在的地理环境条件、材料、施工条件和造价等等去不断地探索、比较、反馈，确定一个合理的结构方案，选择一个合理的结构形式，这样才能为设计出一个既安全又经济的建筑作品奠定基础，也为结构优化设计获得一个良好的开端。

2.2 选择结构优化计算方案

结构优化设计是在各种变量参数中选择主要的参数，并为其建立函数模型，运用合理科学的方法计算出最优解。结构优化设计是个非线性的优化问题，在设计中涉及到多个变量和多个约束条件，设定好计算方案，通常是将约束条件变为无约束条件来计算。拉式乘子法、符合刑法和POWELL等方法是常用的计算方法，在完成了相应的计算方案后再进行编程运算即可完成最终的优化设计结果。

三 、结构设计优化在建筑设计中的应用

以目前民用建筑中常见的钢筋混凝土高层建筑为例：

3.1 结构选型对结构优化设计的重要性

结构选型是结构优化设计的首要环节，必须慎重对待。选择合理的结构形式对结构优化设计有着很大的作用。设计过程中需要设计人员灵活的运用结构设计优化的方法，对结构设计过程中结构所用材料、选型、各种材料荷载加以整体分析考虑，如在主体结构设计中结构选型：如砖混、框架、框架－剪力墙、筒体结构和大跨结构等都具有指导性意义。在处理协同受力方面需要做到各结构构件受力均匀，传力简捷、明确、应当避免不明确的受力状态。结构的协同工作主要体现在：基础与结构上部的协调。

建筑结构设计应符合抗震概念设计的要求，尽量不采用不规则的结构设计方案。在一个独立结构单元内，平面布置力求简单、规则、对称，尽量使结构的刚度中心和质量中心重合，以减少扭转；一般情况下宜采取调整平面形状与尺寸，减轻结构自重，最大限度的降低地震的作用。这样设计出来的结构既经济又合理，在满足结构安全性、适用性能的前提下，这样就能达到结构优化的最佳效果。

基础结构施工占整个建筑物工期的1/4左右，并且基础造价也占到总造价的10%-20%，所以基础工程结构的重要性是显而易见的。而且基础结构工程的造价还与地质条件是密切相关的，设计时应要求地质勘探报告的精确度高，与实际地质情况相符，这样就能选择一个合理的基础形式、控制好基础的截面尺寸和埋深，就能相对减少基础结构在总工程造价中的费用。

3.2 合理选择总信息中参数是能够达到结构优化设计的关键

结构计算是结构设计的基础，计算结果是结构设计的依据。设计中选择合适的计算假定、计算简图、计算方法及计算程序是得到正确计算结果的关键。对计算结果进行仔细分析，保证安全的前提下，达到节约成本，优化设计的作用。电算程序中，总信息是控制全局的参数，每个程序有所不同，应用程序时应熟读和理解程序的说明，且应在正确理解参数的物理概念的基础上，根据工程的实际情况及规范相关要求经分析后确定。如周期折减系数、框架―剪力墙结构中任一层框架部分承担的地震力影响系数、地震作用调整系数、计算振型数、梁端弯矩调幅系数、梁跨中弯矩放大系数、连梁刚度折减系数、梁扭矩折减系数等等。合理的设计参数对结构的优化起着重要的作用。

3.3 柱墙梁的优化设计

柱网布局确定着柱子的行距和间距（同行相邻的两个柱子的间的距离），柱网的尺寸一般来说在6到12米之间比较经济合理，如果柱距小那么其传力路线就短，上部结构的材料就能节省，但是这可能使基础费用高，所以说柱网布局是否合理，对工程的造价有很大的影响，另外，柱子的截面形状和大小对工程造价也有着直接的影响，所以合适的柱网布局、柱子截面的形状及大小的选择对工程造价的影响是很明显的。

剪力墙布置宜尽量对称，贯通全高。在高度较大的建筑中，剪力墙宜布置成井筒式，宜加大结构的抗侧力刚度和抗扭刚度。框架―剪力墙结构中，剪力墙宜均匀布置在建筑物端部附近，楼、电梯间、平面形状变化较大及恒载较大处，剪力墙的间距不宜过大。

结构设计时通常采用矩形截面梁当做受弯梁，采用合理的梁截面，既能减少混凝土的用量，又能达到节约钢材的目的。设计中应避免出现“短梁”、“短柱”现象，以免出现钢筋构造加强措施，造成用钢量的增加。

在构造方面，如果我们注重一些配筋细节，这样既能保证结构的安全，又能控制好含钢量。如：梁的配筋方面，因选型和选材的合理，使计算结果趋于合理，所以我们对构件的配筋可按计算结果直接配置，不再放大，梁的通长筋可采用小直径钢筋搭接；剪力墙暗柱配筋，可将墙体水平钢筋计入暗柱箍筋计算（规范规定范围），可减少暗柱箍筋量。只要我们注意构造上的一些细节，这样也能达到节省钢材的作用。

通过概念设计选择最优方案，通过柱网、剪力墙的合理布置，通过计算程序中参数的认真选择，通过构造上柱墙梁截面的恰当设计，配筋方面的优化，我们就能将整个建筑物实现既经济又合理，达到结构优化设计的目的。

总之，结构设计优化，不但满足了人们对建筑美观、造型优美的要求，又能使房屋的结构设计合理、性能安全、建筑成本经济，成为名副其实的“经济适用”建筑。企业应加强对结构设计优化管理，提高设计管理工作的系统性，使技术管理更加全面、专业、精细，从整体上增强了竞争力，减少浪费。结构设计是一门艺术，没有惟一解。只有不断地探索去寻求相对的最佳，而无绝对的最优。