建筑设计与经济的关系.doc

1 建筑设计与经济的关系
1.1 建筑的基本目标
建筑是人类利用自然资源、运用人类智慧和所掌握的科学技术建造的满足人类各种活动的人工环境，而建筑设计就是联系和综合上述各种要素，通过对功能、技术、经济、社会等方面要求的综合考虑，最大限度地满足人类活动的需要，它是一个涉及工程技术、自然资源、人类文化、社会经济等因素的系统工程。因此，建筑设计的目标是一个多元的目标体系，其中包括功能目标、技术目标、经济目标、社会目标、生态目标等。在各个目标之间，存在着相互联系、相互制约、相互协调、平衡发展的基本关系。建筑设计工作者在进行建筑设计时，首先要根据我国的国情及投资者的利益，综合各种因素，制定出设计的基本目标系统，再从这些基本目标出发，分析它们的基本构成情况和相互关系，进而建立起设计目标的基本标准，最终形成优秀方案的选择标准。
1.1.1 功能目标
建筑的功能目标是指建筑体现其使用价值的本质内容，也是建筑设计最直接的设计目标。建筑设计必须以符合或满足建筑的基本使用功能为出发点，进行相关因素的统筹组合，以满足符合建筑性质、建筑用途的功能要求。
广义的功能目标既包括建筑应当提供的各种使用要求，也包括人在使用建筑的过程中产生的艺术审美方面的精神要求。同时，也应兼顾该建筑在所处环境中所构成的景观效果对城市(或地段)整体空间环境所构成的视觉影响，这种影响是伴随着该建筑的寿命而长期存在的，并有某种强制性，因为人们不可能对其视而不见，其影响范围超越了实际使用该建筑的个体，而是所有能看见它的群体，因此也应对其予以充分的注意。
狭义的功能目标则是指对各种不同的建筑实际所提出的具体使用要求，例如交通类建筑，如火车站、汽车站、客运码头、飞机场等，商业服务类建筑如商场、旅馆等，科研教育类建筑如实验楼、教学楼，居住类建筑如普通住宅、高级别墅等等，因其各自的目标人群和使用性质的不同，而又有各自不同的功能目标，建筑设计必须充分考虑不同的功能目标的特性，保证这些功能目标的实现。
1.1.2 技术目标
建筑作为一个物质实体，需要依靠技术的基本手段加以实现。因此，建筑设计在满足建筑的基本功能目标的同时，应当寻求先进合理的技术措施，充分达到建筑技术手段与建筑功能目标的和谐一致。
建筑设计作为技术资源向建筑空间体系转化的桥梁，应当充分重视工程技术与建筑空间建构这二者之间的相互辩证关系。良好的建筑空间体系的确立，需要有合理有效的技术体系作为支撑；同理，先进而有效的技术措施也可以促进人类对建筑空间体系的完美创造与高效利用。诚然，技术的发展相对来说总是要滞后于人们对于建筑空间所不断提出的设想和要求的发展速度，建筑技术正是在不断满足这些新的要求的动力的驱使之下一步一步向前发展的，而在其发展、成熟的过程中，也总是要以经济基础作为支撑的。需要特别重视的是，我们既不能超越现有经济条件的限制去追求某些新的、尚不完全成熟的技术体系，也不能墨守陈规、不思进取，完全受制于现有技术体系的约束而影响建筑的功能目标的实现。
1.1.3 经济目标
建筑设计的经济合理性是建筑设计中应遵循的—项基本原则，也是在建筑设计中要同时达到的目标之一。由于可用资源的有限性，要求建设投资的合理分配和高效性。这就要求建筑设计工作者要根据社会生产力的发展水平、国家的经济发展状况、人民生活的现状等因素，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。
在建筑设计过程中把技术问题与经济指标结合起来，通过技术分析、经济比较、效果评价等方式，有助于正确处理先进技术与经济合理这两者之间的对立统一关系。技术先进与经济合理看似一对矛盾，但并非不可协调。关键在于设计者是否能够充分认识二者之间的关系。只要设计者注意把控制工程造价的观念渗透到设计阶段的各个环节，切实评估先进技术的经济合理性，同时又能够实事求是地在经济合理的基础上大胆运用先进的技术，就有可能真正达到建筑设计的经济目标。
1.1.4 社会目标
建筑环境是人类在其中修养生息、发展壮大的场所，建筑便成为人类社会生活的主要载体之一。建筑设计就是合理配置各种资源、运用人类所掌握的技术手段去创造与人类社会生活相适应的人为环境的过程，因此，人类活动的社会性决定了建筑的社会性目标。
人类作为一个生存群体，其活动以社会的形式组织起来，并以集体的力量对其生存环境做出创造性地改造。今天的城市和建筑已反映出入类庞大复杂的社会组织和丰富多彩的社会文化，那么作为创造环境主要手段的建筑设计，其目标就是要使建筑形态充分适应人类活动的这种社会化组织方式，对人类的生产、生活等行为进行空间上的有效组织和管理；协调和平衡不同阶层的利益，并在空间、环境方面保障人类活动的不断发展。同时，建筑作为人类活动物质功用和思想观念的物化形式，建筑设计也追求一种对人类创造力和精神审美的充分表达的社会目标。
1.1.5 生态目标
在当今社会经济和技术正发生巨大变化的背景下，人们在创造环境时都不得不进一步深人思考未来的发展趋势：如何尽可能地节省自然资源?如何保护人类赖以生存的环境？这种趋向在建筑设计中自然成为其努力的主要目标之一。
在发达的工业化国家，近40％的能源是在建筑中消耗的。而经过粗略的估算，其中的2／3到3／4是可以通过正确的、理想的建筑措施节省下来的。这不仅对建筑设备技术具有新的意义，而且给建筑设计带来新概念——新技术和高品质的建筑设计可以融为一体。
在从建筑设备和建筑本身挖掘潜力的同时，建筑的使用者也发挥着重要作用，通过对舒适性要求和建筑功能用途的适当调整以及有意识地运行管理，可以大大减少建筑投资和能源消耗。因此，通过有效的设计，可以实现建筑的生态化目标。
1.2 建筑设计与经济的关系
建筑巨大的物质消耗在对建筑经济性提出要求的同时，也对建筑设计提出了经济合理性的要求，使建筑设计在经济条件的制约下进行。但是，建筑可以通过有效的设计方法，在建筑的总体布局、功能配置、空间组合和技术选择等方面进行优化设计，以有限的经济条件达到建筑的建设要求，或在限定的经济条件下创造出较多的使用价值。
建筑设计的经济合理性要求在遵循“适用、经济、安全、美观”要求的前提下，根据社会主义市场经济发展的需要、人民生活水平的现状以及建筑材料的供应情况、建筑施工技术水平，用较少的资金投入获得尽可能多的使用效益；或在相同劳动消耗下获得最佳的使用效果，使建筑设计达到艺术性与经济性的统一。
1.2.1 经济条件对建筑设计的制约作用
自从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。无论建筑的具体表现形式如何，无论建筑的等级高低不等，都离不开人力资源与物质资源的支撑，而这两项资源又离不开经济条件的制约。因此，建筑也不得不受到经济条件的制约。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。美国新墨西哥州阿科马的帕布罗是美洲原住民的一种平顶住屋聚落，在高出平原几百英尺的台地上建造这些住屋需要社团的合作。若干个世纪以来，人们似乎已经为了内部的安全而牺牲了外部的区别，台地顶部有限的面积，加上以人扛、肩背的方式把建筑材料运送上台的艰难，使得每个家庭都不得不屈从于重新使用建筑材料的传统，并满足于最狭小的居住空间。
当然，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，有许多建筑师也正是在这种苛刻的限制条件之下，充分发挥自己的聪明才智，在看似毫无用武之地的境地中，创造出无数的经典作品。例如我国侗族村寨的“风雨桥”，利用短小的木材解决大跨度问题，既充分利用了材料资源，又有效地减轻了劳动负担，同时也简化了操作的程序，展现出古代工匠的高超才艺(图1.2-1)。同样，生活在盛产竹材的东南亚山地的少数民族，利用竹子建造的桥梁可以媲美于当今的斜拉桥(图1.2-2)。

图1.2-1 侗族村寨的“风雨桥”

图1.2-2 东南亚山地的竹制斜拉桥
1.2.1 影响建筑设计经济合理性的现象与原因
影响建筑设计经济合理性的现象与原因大致有以下几个方面：
一是闭门造车，产生错、漏、补，使工程造价出现“三超”。现在工程大部分是概算超估算、预算超概算、决算超预算。产生这种现象的一个主要原因是设计中的错、漏、补；另外还存在建设单位为了争取立项或为应付上级审批人为压价而造成“三超”的现象。有的设计人员知识更新慢，对当前科技飞速发展的情况不清楚，选用设备过时。有些是设计中的一些错误在施工过程中暴露出来，必须补充、变更、修改设计。有些甚至出现事故，要返工补强。
二是设计华而不实，片面追求美、奇、怪及奢华高档，忽视经济、适用、美观的原则。如某市一桥梁工程的栏杆，本来采用钢筋混凝土水磨石栏杆既经济又适用，只要花费十几万元就行，但设计者偏要采用不锈钢栏杆，结果花费近30万元，使国家的宝贵资金浪费在无形之中。又如，某高层住宅工程，为追求立面效果，用玻璃幕墙将阳台、起居室等加以封闭，既不利于使用，又构成巨大浪费。
三是工程技术与经济观念相分离。我们的某些工程技术人员的技术水平、工作能力、知识储备等并不差，但他们缺乏经济观念，导致设计思想保守，认为降低项目投资与己无关，是财会人员的职责。有的人只图自己省事，在设计中不注重价值工程的运用，不作多方案比较，而是一方案定“终身”；有些即使作多方案比较，也只注重造型和使用功能，而忽视经济方面的比较。此外，政府对设计的审查、监督也不到位，设计方案或图纸出来后，建设单位及有关政府部门所组织的审查，大都只注重技术性而忽视经济性。
1.2.3 加强建筑经济管理与控制的基本措施
要有效地控制有关建筑经济方面的问题，就要把建筑经济管理的重点转移到建筑设计上来，未雨绸缪，以取得事半功倍的效果。从建筑设计的角度出发加强建筑经济管理与控制可以有以下几条途径：
1．充分做好可行性的研究工作。根据投资限额的底线，要求各建设单位和设计单位对设计方案尽量优化。在确定投资决策后，最大幅度地节约投资，降低工程造价，把建筑经济评价作为项目可行性研究的核心。
2．提高设计人员的素质。加强设计人员的职业道德教育和业务知识的更新培训。同时，要强调技术与经济紧密结合，充分发挥经济技术人员在设计中的作用。
3．在设计中引进竞争机制。改革过去的指令性设计的方式，开展设计方案优化竞赛。以技术先进、造型新颖、安全适用、经济合理、节约投资作为衡量设计方案的基本标准。
4．采用限额设计。在保证工程功能前提下按照批准的设计任务书及投资估算来控制初步设计。并且严格按照批准的初设概算控制施工图设计。将肥梁、胖柱、密钢筋、深基础等现象消灭在设计阶段；“三超”现象也会显著减少。
5．广泛运用价值工程优化设计，将好钢用在刀刃上。提倡大量采用标准设计，执行设计标准。这样不但能节约设计时间，提高设计质量，也能促进构件制作和建筑施工的机械化、专业化，从而有效地缩短工期，最大限度地降低工程造价。
6．引进风险机制，改革设计质量好坏与设计人员无经济利害关系的状况。凡因设计质量好而降低造价的，应重奖设计人员；凡因设计造成损失的，设计人员也要承担一定经济损失责任。
1.2.4 技术与经济相结合
要想真正做到有效地控制项目投资，就必须从组织、技术、经济、合同与信息管理等方面采取措施。从组织上应明确项目组织结构，明确监理公司及其投资控制任务；从技术上应重视设计多方案选择，严格审查初步设计、技术设计、施工图设计、施工组织设计，深入技术领域研究节约投资的可能；从经济上应动态地比较投资的计划值和实际值，全面采取对节约投资切实可行的有力措施。
应该指出，技术与经济相结合是控制项目投资最有效的手段。除了设计人员必须强化建筑经济意识之外，如果财会、概预算人员不熟悉工程知识、不了解工程进展中的各种关系，只是单纯从财务制度的角度审核开支，同样难以有效地控制项目投资。因此，在工程建设的过程中，必须把技术与经济有机结合，通过技术比较、经济分析和效果评价，正确处理技术先进与经济合理两者之间的关系，力求在技术先进条件下的经济合理，在经济合理基础上的技术先进，把控制项目投资观念渗透到各项设计和施工技术措施之中，才能真正达到建筑设计的基本目标。

思考题
1．分析经济性在建设工程项目中的地位。
2．如何理解建筑设计目标的多元性?
3，试论建筑技术与经济的关系，如何看待现今建筑设计中的“技术表现”倾向?
4．建筑的基本目标是什么?

4 建筑设计方案评价
4.1 建筑设计方案评价的原则
建筑设计方案是将建筑师的设计意图、构想通过图纸、模型、三维电脑动画等载体展现出来的结果。为了达到最佳设计效果，既能完整地表达建筑师的设计意图，又能最大限度地保证投资者的利益，在建筑设计方案阶段对方案进行评价是沟通建筑师与投资者的有效途径，而且也可以使二者的利益最大程度趋于一致。建筑设计方案评价涉及的因素十分广泛，而且到目前为止，没有统一的标准和方法，因此这是一项十分复杂的工作。但是，为了提高投资效果，在建筑设计方案评价中应遵循一定的原则。下面的原则可以供建筑师在方案设计、投资者在评价设计方案时参考：
(1)建筑师首先必须注意处理好建筑的功能与建筑形体的关系，应该追求二者的统一。在某种程度上，建筑形体应服从于建筑的功能。功能不当的建筑设计方案，即使形体再美也很难为投资者所接受。
(2)在评价建筑设计方案时，要着重考虑建筑与周围环境的协调性。可能建筑师在考虑建筑设计方案时比较倾向于表现所设计建筑的个性。但是，值得注意的是，在表现建筑个性的同时也要考虑与周围环境的和谐以及与已有建筑的共性。不但如此，还应考虑与整个社会大环境、人文环境、整个城市的定位与发展规划相一致。
(3)建筑设计方案还要处理好其美学性质与经济合理性之间的协调关系。经济合理性要求在工程投资尽可能少的情况下，最大限度地满足投资者的使用功能要求。而建筑师所追求的美学效果有时会造成投资的大幅增加或者建筑使用功能的显著降低，从而降低其价值系数。但是，如果一味追求经济效果，则可能使设计方案丧失很多美学性质，无法满足投资者的要求。
(4)建筑设计方案中要贯彻可持续发展的理念。在经济飞速发展的今天，人类可利用的自然资源越来越少，经济增长对资源的消耗提出了更高的要求。在建筑设计中贯穿可持续发展的理念是必然的趋势。
4.2 建筑设计方案评价的内容与指标
一般，建设项目可以按照用途分为工业建筑和民用建筑。民用建筑又可分为公共建筑和居住建筑。对于不同类型的建筑，由于其自身的特点不同，评价的指标和内容也不相同。下文分别予以论述。
4.2.1 工业建筑设计方案评价
通常情况下，工业建筑设计是由总平面设计、建筑设计及工艺设计三部分组成，它们之间是相互联系相互制约的。其中，总平面设计是统领全局的，关系到整个厂区的交通运输、物流、设备管线的走向，以及整个厂区的和谐统一；建筑设计在满足工艺要求的情况下，尽可能地做到功能合理，体形空间美观大方；工艺设计直接关系到生产的组织、生产效率和产品的质量。各部分设计方案侧重点不同，应分别按照不同的要求和标准予以评价。
1．总平面设计
总平面设计应根据项目的生产工艺流程或者使用功能的需要及其相互关系，结合场地和外部环境条件，对项目各个组成部分的位置进行合成，使整个项目形成布局紧凑、流程顺畅、经济合理、使用方便的格局。在布置总平面时，应该充分考虑到竖向布置、管道、交通线路、人流、物流等是否有交叉。
(1)工业项目总平面设计的要求：
1)总平面设计要注意节约用地，不占或少占农田。
2)总平面设计必须满足生产工艺过程的要求。
3)总平面设计要合理组织厂内外运输，选择方便经济的运输设施和合理的运输线路。
4)总平面设计必须符合城市规划的要求。
(2)工业项目总平面设计的评价指标：
建筑密度：是指厂区内建筑物、构筑物和各种露天仓库及堆场、操作场地等的占地面积与整个厂区建设用地面积之比。它是反映总平面图设计用地是否经济合理的指标，建筑系数大，表明布置紧凑，节约用地，又可缩短管线距离，降低工程造价。
土地利用系数：是指厂区内建筑物、构筑物、露天仓库及堆场、操作场地、铁路、道路、广场、排水设施及地上地下管线等所占面积与整个厂区建设用地面积之比。它综合反映出总平面布置地经济合理性和土地利用效率。
工程量指标：包括场地平整场地、土石方量、铁路道路及广场铺砌面积、排水工程、地下管网的敷设工程量、围墙长度及绿化面积等。
经济指标：包括每吨货物运输费用、经营费用等。
2．建筑设计
(1)建筑设计的要求：
工业建筑设计必须为企业产品的生产创造有利条件，在满足这一要求的情况下，才可以考虑其他因素。所以，在建筑平面布置和立面形式选择上，应该满足生产工艺要求。在进行建筑设计时，设计者应该熟悉相关的生产工艺资料，掌握生产工艺特性及其对建筑的要求等。根据生产工艺资料确定车间的高度、跨度及面积；根据不同的生产工艺过程决定车间平面组合方式；根据设备种类、规格、数量、重量和振动情况，以及设备的外形及基础尺寸，决定建筑物的尺寸、布置和基础类型，以及建筑结构的选择。因此，建筑设计要从建筑形式、材料和结构的选择、结构布置等方面满足生产工艺对建筑设计的要求。
(2)建筑设计评价指标；
单方造价。单方造价又称单位面积造价。建筑物平面形状、层数、层高、柱网布置、建筑结构及建筑材料等因素都会影响单方造价。因此单方造价是一个综合性很强的指标。
建筑物周长与建筑面积比。主要永远评价建筑物平面形状是否合理。该指标越低，平面现状越合理。
厂房展开面积。主要用于确定多层厂房的经济层数，展开面积越大，经济层数越可提高。
厂房有效面积与建筑面积比。该指标主要用于评价柱网布置是否合理。合理的柱网布置可以提高厂房有效使用面积。
项目全寿命成本。项目全寿命成本包括工程造价及工程建成后的使用成本，这是一个评价建筑物功能水平是否合理的综合性指标。一般来讲，功能水平低，工程造价低，但是使用成本高；功能水平高，工程造价高，但是使用成本低。工程全寿命成本最低时，功能水平最合理。因此，要选择项目全寿命成本最低的设计方案考虑接受。
3. 工艺设计
工艺设计直接关系到未来企业生产的组织和产品的性质，应根据工业企业生产的特点、生产性质和功能来确定的。工艺设计的先进程度，不仅直接影响工程建设投资的大小和建设速度，而且还决定着未来企业的产品质量、数量、生产效率和经营费用。
(1)工艺设计的要求：
工艺设计首先要以市场研究为基础。应根据市场需求的规模来确定生产规模的大小，不同的生产规模就要选择不同的生产工艺。工艺设计就是要根据市场调查的结果确定的生产规模，综合各方面因素来选择合理的生产工艺。同时，也要密切注意市场的变化趋势，为企业将来的发展适当留有余地。
工艺设计要考虑技术发展的最新动态，选择先进适用的工艺方案。在科技高度发达的今天，技术的发展也十分迅速。伴随着技术的发展，新材料、新工艺也不断涌现，落后的技术和工艺无法满足日益激烈的竞争的需要。在选择生产工艺方案时要充分认识到这一点。
(2)工艺设计方案的评价：
不同的工艺技术方案会产生不同的投资效果，工艺技术方案的评价实际上就是工程经济学中的互斥投资项目的比选，常用的评价指标有：财务净现值、财务净年值、差额内部收益率等。
4.2.2 民用建筑设计方案评价
民用建筑一般包括公共建筑和居住建筑两大类。民用建筑设计要同时兼顾功能适用性、经济合理性和美观的要求。
1．民用建筑设计的要求
(1)平面布置合理，注意使用功能与形式的统一。
(2)根据使用功能的要求，合理确定层数与层高。
(3)根据建筑的特点，合理选择结构方案。
(4)在保证经济合理性的前提下，优先考虑使用新型节能建筑材料和设备、设施。
2．民用建筑设计的评价指标
(1)公共建筑。公共建筑类型比较多，其功能特点也千差万别，但具有共性的评价指标有：占地面积、建筑面积、使用面积、辅助面积、有效面积、平面系数、建筑体积、单位指标(m2/人，m3/床，m2/座等)、建筑密度等。其中最常用的指标包括：
单方造价＝总造价/建筑面积
有效面积＝使用面积＋辅助面积
平面系数K＝使用面积/建筑面积，该指标反映了平面布置的紧凑合理性。
建筑密度＝建筑基底面积/占地面积
(2)居住建筑
评价居住建筑设计的常用指标包括:
单方造价＝总造价/建筑面积
平面系数：
平面系数K＝使用面积/建筑面积
平面系数K1＝居住面积/有效面积
平面系数K2＝辅助面积/有效面积
平面系数X3＝结构面积/建筑面积
建筑周长指标：这个指标是墙长与建筑面积之比。
单元周长指标＝单元周长/单元建筑面积(m/m2)
建筑周长指标＝建筑周长/建筑占地面积(m/m2)
建筑体积指标：该指标是建筑条件与建筑面积之比，是衡量层高的指标。
建筑体积指标＝建筑体积/建筑面积(m3/m2)
平均每户建筑面积＝建筑面积/总户数
户型比：指不同居室数的占总户数的比例，是评价户型结构是否合理的指标。
4.2.3城市居住小区规划评价
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建设发展。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。
1. 在小区规划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。
(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。
(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。但是房屋过长也不经济，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。
2．城市居住小区规划评价指标
(1)建筑毛密度＝居住和公共建筑基底面积/居住小区占地总面积×100％
(2)居住建筑净密度＝居住建筑基底面积/居住建筑占地面积×100％
(3)居住面积密度＝居住面积/居住建筑占地面积
(4)居住建筑面积密度＝居住建筑面积/居住建筑占地面积
(5)人口毛密度＝居住人数/居住小区占地总面积
(6)人口净密度＝居住人数/居住建筑占地面积
(7)绿化比率＝居住小区绿化面积/居住小区占地总面积
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、交通安全底基本需要。
居住面积密度是反映建筑布置、平面设计与用地之间关系的重要指标。影响居住面积密度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。但是如果层数太多，房屋本身的造价就会大幅增加，所以这个指标要综合考虑，灵活掌握。

4.3 建筑设计方案评价的方法
建筑设计方案评价目前尚无统一的评价标准和评价方法。在实际中运用较多的方法有评分法、加权评分法和层次分析法等。
4.3.1 评分法
假定有n个不同方案要评价，而评价因素有m个。首先对每个评价因素定出评价标值。这些标值对专家和评价因素的主观评价实行了量化，可以是五分制、十分制或百分制。若用五分制，则专家的优、良、中、差、劣五种评价就可以分别量化为5、4、3、2、1分。
这样，分别对n个不同方案的m个评价因素的评分就可以写成

其中Sij是对第j个方案第i个评价因素的评分值。
有了各方案的各评价因素评分后，就可以得出各方案的总评分值。总评分值的计算也有多种方法，下文介绍加和评分法、乘积评分法和加乘评分法。
1．加和评分法
这种方法就是把每个方案，例如第j个方案所以评价因素的得分值加起来的和作为该方案的评分总值Sj，求出各方案的评分总值后，按大小排列，分出优劣。

2．乘积评分法
这种方法就是把每个方案，例如第j个方案所评价因素的得分值连乘起来，结果作为该方案的评分总值Sj。

【例】某纪念碑共征集了4个方案，专家对这4个方案的7个评价因素的评分值如下，试利用评分法对这4个方案进行评价，按得分多少排出其优劣。

解，(1)用加和法
Sl=27，S2＝26，S3＝29，S4＝28
所以，第3个方案最好，第2个方案最差。
(2)用乘积法
Sl＝9600，S2＝9216，S3＝19200，S4＝13500
所以，仍是第3个方案最好，第2个方案最差。
(3)用加乘法
这种方法先分组，然后组内各因素评分之积即为该组的评分，再按组采用加和评分法。
将前3个因素合为第l组，第4个单独为第2组，后3个合为第3组。
S1＝5l，S2＝100，S3＝167，S4＝138
所以，仍是第3个方案最好，但最差的变成了第1个方案。
4.3.2 加权评分
设某项目共有n个方案，第i个方案的价值记为Vi，1≤i≤n，则

式中m是项目性能或评价因素个数，是第j个评价因素的重要性权数，Sij是第i个方案对第j个评价因素的满足程度。在比较这n个方案时，最大的Vi对应的第i个方案是最优方案。、Sij可用5分制、10分制或环比评分制等多种方法确定。
【例】某大型公共建筑有甲、乙、丙、丁4个设计方案，选定的评价指标为：使用功能、平面布置、经济性、美观性4项，各指标的权重及各方案的得分如表4.3-1所示，试用加权评分法选择最优设计方案。
表 4.3-1 加权评分法计算表
评价指标
权重
方案甲
方案乙
方案丙
方案丁
得分
加权得分
得分
加权得分
得分
加权得分
得分
加权得分
使用功能
0.42
9.5
3.99
8.5
3.57
8.0
3.36
7.5
3.15
平面布置
0.2
8.0
1.60
7.5
1.50
9.0
1.80
8.5
1.70
经济性
0.28
9.2
2.576
7.5
2.10
8.5
2.38
9.1
2.548
美观性
0.10
7.5
0.75
8.5
0.85
8.5
0.85
9.6
0.96
总分

8.916

8.02

8.39

8.358
由上表可以看出方案甲加权得分最高，所以最优设计方案为甲方案，方案丙次之，方案乙最差。
4.3.3 层次分析法
层次分析法也是一种多方案多评价因素的评价方法，又叫AHP法。AHP法是一种定性与定量评价相结合的方法，特别适用于评价因素难以量化且结构复杂的评价问题。
AHP法的基本做法是，首先把评价因素分解成若干层次，接着白上而下对各层次的诸评价因素两两评价，即可得到诸系统方案的优劣顺序，供决策者决策时参照。
4.4 层次分析法在住宅设计方案中的应用
4.4.1 层次分析法原理
层次分析法(Analytic Hierarchy Process简称AHP)是美国著名运筹学家、匹兹堡大学教授Thomas.L.Satty于20世纪70年代提出来的一种简明有效的多目标决策方法。
AHP是一种以递阶层次结构模型求得每一个具体目标的权重，进而解决多目标决策的非数学模型优化方法。中国系统工程专家刘豹教授对AHP的本质、过程和特征作了高度的概括：“AHP本质上是一种决策思维方式，它把复杂的问题分解为各组成因素，将这些因素按分配关系分组以形成有序的递阶层次结构，通过两两比较判断的方式确定每层次中因素的相对重要性，然后在递阶层次结构内进行合成以得到决策因素相对于目标的重要性的总排序。层次分析法体现了人们决策思维的基本特征：分解、判断、综合。”
AHP是社会经济系统决策的有用的工具。人们在思维过程中为了弄清事物之间的联系，常常是对事物的复杂性加以分解，找到它们的联系后再进行综合。AHP正是对这种思维过程的有效的数学模拟。运用层次分析法作系统分析，首先要把问题层次化，根据问题的性质和要达到的总目标，将问题分解成不同的组成因素，并按照因素间的相互关联影响以及隶属关系，将因素按不同的层次聚集组合，形成一个多层次的分析结构模型，并最终把系统分析归结为最低层相对于最高层的相对重要性权值的确定或相对优劣次序的排序问题。
在排序计算中，每一层次相对上一层次某一因素的单排序问题，又可简化为一系列或成对因素的判断比较。为了将判断比较定量化，AHP又引入1～9比率标度法，并构成“判断矩阵”。形成判断矩阵后，即可通过计算判断矩阵的最大特征根及其对应的特征向量，得出某一层次因素相对于上一层次的某一因素相对重要性权值。在计算出某一层次元素相对于上一层次各个因素的单排序权值后，用上一层次因素本身的权值加权综合，即可算出某层因素相对于上一层整个层次的相对重要性权值，即层次总排序权值。这样，依次由上而下即可计算出最低层因素相对于最高层的排序值。
这种将思维过程数学化的方法，不仅简化了系统分析和计算，还有助于决策者保持其思维过程的一致性。因为在一般的决策问题中，决策者不可能给出精确的比较判断，而这种判断的不一致性可以由判断矩阵的特征根的变化反映出来。
4.4.2 AHP模型的建立及求解步骤
运用层次分析法(AHP)建模解决实际问题一般按照以下步骤进行：
1．建立递阶层次结构
首先，把复杂的问题分解为各种指标，把这些指标按照不同性质分成若干组，以形成不同的层次。同一层次上的指标作为准则，对下一层次的某些指标起支配作用，同时它又受上一个层次指标的支配。这种从上至下的支配关系形成了一个递阶层次。处于最上层的指标通常只有一个，称为目标层，一般就是分析问题的预定目标或理想结果。中间的层次一般是准则层或子准则层。
在决策过程中，指标是从不同的角度去描述事物的不同方面。若是一组好的指标，一定满足下列关系：
设U为评价域，Ai(i＝1、2…n，n∈N)为第i个指标所包含的内容，假设是一个集合，有Ai ∈U，则

其中，是空集，U是全集。
从以上两式可知指标不仅全面反映事物各方面的特征和性质，而且所包含的内容彼此不重叠，具有独立性。
2．构造判断矩阵
AHP方法是一种确定指标权重分配的定量方法，即在给定目标之后，为找出各个评价指标相对于目标的比例关系，建立在主观判断基础之上的定量计算方法。递阶层次结构建立以后，上下层之间指标的约束关系就确定了。假定以上一层次的指标Ck作为准则，
对下一层次指标A1、A2…An有支配关系。我们的目的就是利用Ck作为我们的判断准则，按照相对重要性赋予A1、A2…An相应的权重。对于大多数问题，让我们直接用人脑作出类似的判断，可能有一定的困难，而且结果很可能出现相互矛盾的地方。因此，AHP方法引入两两比较的方法。
针对同一个准则Ck，两个指标Ai和Aj哪个更重要一些，重要多少，需要对重要性赋予一个数值。对于这个问题，可以使用1～9的比例标度，标度的含义见下表(表4.4—1)。
表 4.4-1 1～9标度的含义
标度
含义
1
Ai与Aj相比，有相同的重要性
3
Ai与Aj相比，Ai比Aj稍微重要
5
Ai与Aj相比，Ai比Aj明显重要
7
Ai与Aj相比，Ai比Aj强烈重要
9
Ai与Aj相比，Ai比Aj极端重要
注：2、4、6、8为相邻判断的中值。
根据要解决的问题，对相关专家进行咨询，征求专家的意见。专家经过对有关材料熟悉了解以后，通过主观判断填写咨询表。把专家意见形成一个矩阵，该矩阵称为判断矩阵。
定义：设专家人数为m(m>1)，评价指标为n个(n>1)，则关于m个专家对n个指标的判断，形成判断矩阵A：

其中，bijk为第k个专家关于指标i与指标j对于目标重要程度的比值，用线性标度1～9表示(各值的含义见下表)。A的最大特征根所对应的特征向量为对应指标的权重。
3．计算单一准则下指标相对权重
判断矩阵A的最大特征根所对应的向量即为对应指标的相对权重。求解判断矩阵A的最大特征根及其对应的特征向量可以采用简易解法，即方根法及和积法。方根法计算步骤如下：
(1)计算判断矩阵每一行元素的乘积：

(2)计算Mi的几何平均数：

(3)对向量正规化，即：

则即为所求的特征向量。
(4)计算判断矩阵的最大特征根：

式中为向量的第i个分量。
(5)一致性检验。在判断矩阵的构造过程中，对判断者并未提出特别的要求。因此很可能出现判断不一致的现象。为了解决判断过程中出现的不一致，定义一致性指标C.I(Consistent lndex)为：

用以检验决策者判断思维的一致性。
为了得到一个对不同阶数矩阵均适用的一致性检验的临界值，我们引入平均随机一致性指标值，见表(4.4-2)。它是根据大量随机样本的判断矩阵的特征值的计算后取算术平均数得到的。我们用随机一致性比率进行一致性检验：

当时，即认为判断矩阵具有满意的一致性，否则，由于判断矩阵偏离一致性程度过大，而需要考虑对判断矩阵进行修改。
表4.4-2 随机一致性指标值
阶数
1
2
3
4
5
6
7
8

0
0
0.52
0.89
1.12
1.26
1.36
1.41

4.4.3 目标层、准则层的确定
1．目标层确定
根据前文的讨论，目前我国在住宅设计中的最终目标无外乎让国家行政管理部门即市政规划部门、房地产开发商和消费者三者的利益在某个点上取得平衡，以实现他们的最大共同利益。因此，在