建筑工程实习论文：建筑设计创新可拓优度评价方法

建筑工程实习论文：建筑设计创新可拓优度评价方法摘要:为了解决定量化评价建筑作品创新性的问题，将多元数据量化决策的可拓优度评价方法应用于影响因素较多的建筑设计创新评价领域，形成一种定性与定量相结合的建筑设计创新可拓优度评价方法，可以有效地量化评定建筑作品的创新性，并以建筑创新优度值来表示建筑作品创新性的大小，还可以进行多方案的创新度排序。关键词:建筑设计;创新;可拓优度评价方法;建筑创新优度建筑设计创新评价是建筑创新理论与建筑评价理论的交叉研究．建立一种能客观评价建筑作品创新性的方法，是建筑设计创新评价研究中的重要内容之一．在建筑学领域中，以往一般采用主观评价的方法进行建筑评价．随着数学和计算机技术的发展和推广，定量与定性相结合的评价方法逐步受到建筑设计创新评价研究者的关注。可拓理论是以物元理论、可拓集合和可拓逻辑为主要支柱而形成的知识体系．它从定性和定量的角度出发，研究和解决事物可变性的规律，从而为人们认识、分析和解决现实世界中的矛盾问题提供了一种新的方法理论体系［1-2］．由于建筑设计创新的程度是由诸多单项指标综合作用的结果，所以需要把各单项指标综合起来进行评价分析．将多元数据量化决策的可拓优度评价方法应用于影响因素较多的建筑设计创新评价领域，可以有效地量化评定建筑作品的创新性;并且，当用建筑创新优度值来表示建筑作品创新性的大小时，可以进行多方案的创新度排序．本文提出建筑设计创新可拓优度评价法．建筑设计创新可拓优度评价法的3个步骤是:1)根据物元理论建立一个与建筑作品创新属性相对应的评价指标及量纲(衡量条件集);2)利用赋权方法给定每个层级指标的权系数;3)进行调查，对调查结果进行数据分析，计算建筑创新优度值．为了验证建筑设计创新的可拓优度评价方法在实践中的具体应用的可行性，本文进行了一次小规模的实验性调查，以某高校建筑学科的研究生作为评价者，对香港中国银行大厦(建筑A)与香港汇丰银行总部大厦(建筑B)进行建筑设计创新评价，并对这2座建筑的创新度进行排序．本文结合这次实验性调查论述了建筑设计创新可拓优度评价方法．1评价指标体系及衡量条件集的确定可拓理论的逻辑细胞是物元，把质与量结合起来的物元是以事物、特征及事物关于该特征的量值组成的三元组，记作R=(N，c，v)．物元概念反映了质与量之间的关系，可以更贴切地描述客观事物的变化过程［3-4］．本文用物元分析的方法分析建筑作品的创新程度．通过对建筑作品创新性进行物元分析，可以得到建筑作品创新性的特征集．例如可以用物元形式将香港中国银行大厦和香港汇丰银行总部大厦表示如下:根据建筑作品创新性的特征集建立1个与之相应的2级指标体系:第1级指标为建筑作品的形式创新、功能创新与技术创新;第2级指标为第1级指标的子系统．形式创新系统包括建筑的形状、色彩、肌理、抽象元素和形式规则手法创新等等．建筑功能创新包括基于人体活动尺度的创新、使用过程和使用特点的创新，涉及人的生活方式、活动情形和各种不同的使用目的等内容．建筑创新技术包括建筑结构、建筑材料、建筑施工、建筑设备和建筑经济等．当然建筑还有其他创新属性涉及各种意识形态领域的价值(见表1)［5-7］．同时，需建立一个与特征集相对应的衡量条件集．设定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ这5个等级，由高到低递进表示建筑在各个特征要素上的衡量条件，取值为区间［0，10］．其中:Ⅰ的取值区间是［0，2］，“Ⅰ”计算值为1，代表的评语是“很好”;Ⅱ的取值区间是(2，4］，“Ⅱ”计算值为3，代表的评语是“好”;Ⅲ的取值范围是(4，6］，“Ⅲ”计算值为5，代表的评语是“一般”;Ⅳ的取值区间是(6，8］，“Ⅳ”计算值为7，代表的评语是“差”;Ⅴ的取值区间是(8，10］，“Ⅴ”计算值为9，代表的评语是“很差”．2评价权系数的确定对于不同功能类型的建筑作品的创新评价重点有所不同，或侧重形式创新，或侧重功能创新，或侧重技术创新，或侧重其中的某2个方面．因功能类型不同，在具体评价过程中，需要选定适当的评价要素，同时要对权系数给予不同的侧重．待评的2座建筑都属于银行综合办公楼，所以针对这一类型建筑的创新性特点构建每级权系数．运用带有信任度的德尔菲法构造权系数．其特点在于通过组织1个专家小组，集中专家的经验与意见，确定各指标的权，并在不断的反馈和修改中得到比较满意的结果．首先，选择建筑学领域中既有实际工作经验又有较深理论修养的专家;其次，将待定权数的因素和有关资料以及统一的确定权数的规则发给选定的各位专家，根据下式请他们独立地给出各因素的权系数．因素Ci的权系数为ai，则进而，回收结果并计算各因素权系数的均值与标准差;最后将计算的结果及补充资料返还给各位专家，要求专家在新的基础上重新确定权系数．直至各因素权系数与其均值的离差不超过预先给定的标准为止，也就是各专家的意见基本趋于一致，以此时各因素权系数的均值作为该因素的权系数．(见表1)［8］①建筑创新优度的计算在建立建筑作品创新性特征集的指标体系、衡量条件集以及评价系数的基础上，需要制作建筑作品创新性调查问卷．在实验中，选择10位建筑学专业的硕士研究生作为评价者进行问卷式调查，获得关于建筑创新性各特征的评价．其中评语项的数据为选择该项的人数．在此基础上，计算待评建筑的创新优度值．具体步骤是:①求出各因素的量值的几何平均数;②确定各因素量值的关联度;③根据优度计算公式计算待评建筑的创新优度值．首先将调查统计结果中各因素的量值———矩阵转化为数值，采用重心法求出每个矩阵的几何平均数作为矩阵的量值为其中，m(i=1～5)为统计表中各个选项的统计结果，即选择该评语项的人数;Xi为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ指标所对应的计算值，得到x为各因素的量值矩阵的几何平均数，并以此作为各因素的计算量值．其次利用简单关联函数确定待评建筑创新性的各因素量值的关联度为其中x为各因素的计算量值，计算得到K(x)是各因素量值的关联度．最后根据优度计算公式计算待评建筑的创新优度值为其中，计算得到C(Nj)是建筑的创新优度值;α是各因素的权系数．利用式(2)～(4)对表1中的调查统计数据进行计算，得出香港中国银行大厦的创新优度值为:C(A)=0.6875;香港汇丰银行总部大厦的创新优度值为:C(B)=0.6493．C(A)＞C(B)，即香港中国银行大厦的创新优度略大于香港汇丰银行总部大厦的创新优度．通过计算衡量条件的取值区间，可以得知各衡量条件对应的C值范围，“Ⅰ”的取值范围为［0.8，1］;“Ⅱ”的取值范围为［0.6，0.8］;“Ⅲ”的取值范围为［0.4，0.6］;“Ⅳ”的取值范围为［0.2，0.4］;“Ⅴ”的取值范围为(0.2，0)．所以香港中国银行大厦(建筑A)与香港汇丰银行总部大厦(建筑B)的创新优度都属于“Ⅱ”(好)．通过对调查数据的分析可以看到，评价者对功能创新普遍没有给予足够的重视，这与调查对象选定有关，评价者对2座建筑的功能并不是十分熟悉．在对香港中国银行大厦的调查中，人们普遍把它的形式创新作为重点，把技术创新放在次要位置，由此可以看出，香港中国银行大厦的形式创新是其创新性的主要表现;而在对香港汇丰银行总部大厦的调查中，人们对它的形式创新和技术创新表现出一种均衡的关注，香港汇丰银行总部大厦的创新性表现为综合创新．4结束语建筑设计创新可拓优度评价法是建立在调查基础上的定性与定量结合的评价方法．把可拓学理论中的优度评价方法应用于建筑设计创新评价中，具有其他方法所没有的一些优越性．首先体现了科学性，可拓模型能客观地反映建筑作品创新属性的真实情况;其次体现了可靠性、可拓理论和数学模型，在理论体系上是严密的，只要计算方法和过程正确的，一般都可以比较客观、准确地得到关于创新度的量化评价结果，便于人们进行定性的决策．在实际操作中，可以利用计算机软件设计出应用程序软件以提高评价的效率与准确性．在建筑作品的创新特征因素的全面性、各个因素的关联性以及权系数的合理性上，该评价方法还需在总结实践经验的基础上进一步加以完善．参考文献:［1］蔡文．可拓论及其应用［J］．科学通报，1999，44(7):673-682．CAIWen．Extensiontheoryanditsapplication［J］．ChineseScienceBulletin，1999，44(7):1538-1548．(inChinese)［2］蔡文．可拓集合和不相容问题［J］．科学探索学报，1983(1):83-97．CAIWen．Extensionsetandnon-compatibleproblems［J］．ScienceExploration，1983(1):83-97．(inChinese)［3］蔡文，杨春燕，林伟初．可拓工程方法［M］．北京:科学出版社，2000:32，65，122．［4］蔡文，杨春燕，何斌．可拓逻辑初步［M］．北京:科学出版社，2003:20-23．［5］邹广天．建筑设计创新与可拓思维模式［J］．哈尔滨工业大学学报，2006，38(7):1120-1123．ZOUGuang-tian．Innovationofarchitecturaldesignandextensionthinkingmodes［J］．JournalofHarbinInstituteofTechnology，2006，38(7):1120-1123．(inChinese)［6］艾英旭，邹广天．建筑技术创新评价的主要视角［J］．华中建筑，2007，25(10):30-31．AIYing-xu，ZOUGuang-tian．Mainevaluationperspectivesofarchitecturalfunctioninnovation［J］．HuazhongArchitecture，2007，25(10):30-31．(inChinese)［7］艾英旭，邹广天．建筑功能创新评价的主要视角［J］．华中建筑，2007，25(12):28-29．AIYing-xu，ZOUGuang-tian．Majorevaluationperspectivesofthearchitecturaltechnologyinnovation［J］．HuazhongArchitecture，2007，25(12):28-29．(inChinese)［8］胡永宏，贺思辉．综合评价方法［M］．北京:科学出版社，2000:39-45．