高標(biāo)準(zhǔn)方案背景下的急救中心立面方案比選研究

周慶峰 李大強 孫 三 劉 劍 趙 崢

建國后我國的房屋建設(shè)水平取得了較大的進步，從建國初期的農(nóng)村自建住房發(fā)展到改革開放后的單位自建房，具有經(jīng)濟實用的特點。隨著改革開放的深入，市場上出現(xiàn)了早期的商品房，房屋建筑除了滿足居民正常居住要求外，漸漸開始重視建筑立面的創(chuàng)新。近些年，更多設(shè)計師將國外成熟的建筑立面風(fēng)格引入到房地產(chǎn)行業(yè)中[1]，居民在選擇住宅時不再局限于居住要求，對建筑立面及小區(qū)環(huán)境也提出了更高的要求，例如新亞洲建筑風(fēng)格[2]、ArtDeco 建筑風(fēng)格、新中式建筑風(fēng)格等，這些新穎的建筑立面風(fēng)格大大促進了房地產(chǎn)行業(yè)的快速發(fā)展。

當(dāng)前，對建筑立面風(fēng)格的追求不僅存在于商業(yè)地產(chǎn)開發(fā)過程中，越來越多的政府投資項目也對立面風(fēng)格十分重視。但建筑立面的方案比選是一個有著諸多不確定性因素影響的決策問題[3]。在滿足正常使用需求的情況下選擇令人印象深刻的建筑立面風(fēng)格，需要對建筑立面方案比選過程中的各個關(guān)鍵因素進行全面了解與把握[4]。本文通過文獻資料的整理與收集，結(jié)合現(xiàn)代建筑立面及審美特點，對影響建筑立面影響因素進行系統(tǒng)的分析、歸納與總結(jié)，構(gòu)建一套比較全面的建筑立面方案比選評審體系，采用層次分析法構(gòu)建判斷矩陣確定各指標(biāo)權(quán)重，實現(xiàn)建筑立面方案定性和定量的比選。

1 建筑立面方案比選指標(biāo)的確定

1.1 立面方案比選指標(biāo)確定原則

建筑立面方案的比選不可避免地會受到主觀因素的影響，因此在確定立面方案比選指標(biāo)的過程中應(yīng)遵循以下幾個原則：

第1，科學(xué)性原則。在建筑立面方案的比選過程中應(yīng)重視客觀數(shù)據(jù)，通過運用數(shù)據(jù)對比定量分析，使比選過程更加具有說服力。第2，簡單性原則。建筑立面比選過程不僅要參考專業(yè)人士的意見，也應(yīng)注重人民群眾在城市建設(shè)過程中提出的意見與建議，因此比選指標(biāo)的確定應(yīng)簡單明了，讓更多的城市居民參與城市建設(shè)。第3，公平公正公開性原則。建筑立面方案比選的因素優(yōu)劣應(yīng)實事求是，無主觀引導(dǎo)性，使最終的比選結(jié)果更具有公信力。

建筑立面方案優(yōu)劣的確定原則可從以下幾個方面著手：第1，建筑立面的可視性：建筑立面方案應(yīng)該能夠融入城市環(huán)境中，并能夠引起人們的注意和興趣，且應(yīng)該在建筑物所處的位置和周圍環(huán)境中具備醒目的特點，能夠與周圍建筑相協(xié)調(diào)。第2，建筑立面的表達性：建筑立面方案應(yīng)該能夠有效地表達建筑物的功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并能夠帶來視覺上的愉悅和吸引力，應(yīng)該能反映建筑的風(fēng)格和品牌形象，并傳達建筑物的設(shè)計理念。第3，建筑立面的功能性：建筑立面方案應(yīng)該能夠滿足建筑物的功能需求和使用要求，為建筑物提供合適的透光性、隔熱性、防水性等特性，并能夠有效地保護建筑物免受外部環(huán)境的影響。第4，建筑立面的材料選擇：建筑立面方案中所選用的材料應(yīng)該具備合適的強度、耐久性和抗腐蝕性，能夠適應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍夂蚝铜h(huán)境條件。材料的質(zhì)量應(yīng)該能夠得到保證，并且符合建筑物的設(shè)計要求和風(fēng)格。第5，建筑立面的可持續(xù)性：建筑立面方案應(yīng)該考慮到能源利用效率和環(huán)境影響，且能夠最大限度地減少能源消耗，并采用可持續(xù)和環(huán)保的材料以及技術(shù)。第6，建筑立面的經(jīng)濟性：建筑立面方案應(yīng)該能夠在預(yù)算范圍內(nèi)實施，并具有合理的投資回報，且應(yīng)該考慮到建筑物的維護成本和使用壽命，以及與其他零部件的協(xié)調(diào)和整合。

1.2 立面方案比選指標(biāo)

影響建筑立面風(fēng)格的因素較多，最為常見的是從美學(xué)角度的評價，但任何一個建筑立面風(fēng)格都無法滿足所有人的審美，且僅從是否好看的角度評價建筑立面略顯片面。

在工程建設(shè)過程中，建設(shè)單位、設(shè)計單位及施工單位是工程建設(shè)的主要參與方。從建設(shè)單位角度而言，建筑立面提升建筑檔次，有利于商業(yè)建筑的銷售，且建設(shè)單位需要注重建筑立面的經(jīng)濟性。

從建筑設(shè)計角度而言，首先需要滿足建筑的美感，以及隔聲、防火等安全需求，其次需要滿足與城市周邊環(huán)境相互協(xié)調(diào)的要求。從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計角度而言，建筑立面結(jié)構(gòu)需要滿足受力的合理性以及必要的抗震、抗風(fēng)等要求。從施工單位而言，首先需要考慮的是建筑施工的便捷性與安全性，復(fù)雜的施工工藝不利于建筑施工周期，且欠缺必要的施工經(jīng)驗對建筑立面的施工效果亦存在不利影響；其次需要考慮的是建筑立面材料的可加工性及獲取的難易程度，預(yù)制材料不僅價格較低且可加工性強，是較好的建筑立面材料。因此，結(jié)合商業(yè)地產(chǎn)開發(fā)過程各參與方對建筑立面各因素的考慮，分別從建設(shè)、施工、建筑設(shè)計及結(jié)構(gòu)設(shè)計4 個維度建立了建筑立面方案比選的層次框架，詳見表1。

表1 建筑立面方案比選層次框架

2 層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重

2.1 層次分析法（Analytical Hierarchy Process，AHP）

層次分析法于20 世紀(jì)70 年代由美國運籌學(xué)家匹茲堡大學(xué)T·L·Saaty 教授提出，基本思路是一種整理和綜合各群體主觀判斷的客觀評價方法[5-6]。

基本思路為將目標(biāo)問題分層細(xì)化，分解為不同的組成因素，按照因素之間的相互關(guān)系及隸屬關(guān)系將其分層類聚組合，形成遞階有序的層次模型。再依據(jù)客觀現(xiàn)實的判斷獲得每一層次因素的相對重要性并進行排序，最終通過綜合計算各層因素相對重要性的權(quán)值，作為評價和判斷的依據(jù)。通過層次分析法可將影響目標(biāo)問題的模糊概念量化，對建筑立面方案比選這類缺乏數(shù)據(jù)的問題，有較好的解決能力[7-8]。

2.2 AHP法計算步驟

層次分析法一般分為4 個步驟解決問題。

1）構(gòu)建層次模型。構(gòu)建城市綜合管廊的三級結(jié)構(gòu)模型，如表1 所示。

2）構(gòu)造判斷矩陣。對同一層次的一個元素關(guān)于上一層次的某個準(zhǔn)則的重要性進行重要性比較，視元素的多少一般可以采用“1-5”或“1-9”標(biāo)度法，本文每一個上級準(zhǔn)則下對應(yīng)4個因素，可采用“1-5”標(biāo)度法。判斷矩陣及“1-5”標(biāo)度法含義，如表2 所示。

表2 判斷矩陣及“1-5”標(biāo)度法含義

3）形成綜合判斷矩陣。綜合各專家的判斷矩陣，采用加權(quán)幾何平均的方法得出綜合所有專家意見的判斷矩陣，即：

4）綜合判斷矩陣權(quán)重計算及一致性檢驗。根據(jù)獲取的綜合判斷矩陣，計算其特征根λmax及權(quán)重系數(shù)Wi，并對每個矩陣進行一致性檢驗，見式（2），其中n為判斷矩陣階數(shù)，本文取4：

當(dāng)一致性指標(biāo)CI=0 時，則判斷矩陣完全一致性；因此為了更好的檢驗判斷矩陣是否滿足一致性要求，引入平均隨機一致性函數(shù)RI，如表3 所示，將一致性指標(biāo)CI與一致性函數(shù)RI對比，即CR=CI/RI；當(dāng)CR小于0.1 時，矩陣一致性滿足要求，否則需要進行調(diào)整。

表3 平均隨機一致性函數(shù)RI

3 案例分析

3.1 項目概況

東莞市人民醫(yī)院急救中心項目是市人民醫(yī)院TID 項目（Transport Integrated Development，即融合交通樞紐及軌道交通的地產(chǎn)綜合發(fā)展項目）的重要組成部分，項目占地面積約48241 m2，總建筑面積14.44 萬m2，將新建科教綜合樓、急救中心、地下車庫（約1200 個車位），并將公交站、停車場、軌道站點連接醫(yī)院通道，實現(xiàn)市人民醫(yī)院地鐵站及周邊的公交線路與醫(yī)院建設(shè)設(shè)施、人防工程的有效聯(lián)通。

本項目施工周期約1184 d，預(yù)計2016 年1 月投入使用。市醫(yī)院作為我國最早的西醫(yī)醫(yī)院之一，根據(jù)建筑方案設(shè)計初衷，急救中心建筑立面的選擇將匯聚“紅樓”的元素，希望重現(xiàn)“百年紅樓”的地標(biāo)建筑，同時兼顧“平疫結(jié)合”“平戰(zhàn)結(jié)合”功能，亦可作為醫(yī)院獨立救治場所使用。在建筑立面的選擇上，各參與單位進行了多輪比選，將層次分析法應(yīng)用于急救中心建筑立面方案比選過程，確定各方關(guān)注的重點并作為最終比選的依據(jù)。

3.2 基于AHP法的建筑立面方案比選

為保證比選基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、科學(xué)性及廣泛性，選擇項目建設(shè)過程的主要建設(shè)單位、設(shè)計單位、施工單位及周邊群眾共同參與立面方案的比選，從不同角度分析建筑立面方案比選的影響因素。

按照表1 中各層次比選指標(biāo)，對同一層次的指標(biāo)按照“1-5”標(biāo)度法進行兩兩比較，建立比選指標(biāo)的判斷矩陣，匯總得到B 級指標(biāo)對A 級指標(biāo)的判斷矩陣及正規(guī)化后的判斷矩陣見式（3），其中，A為一級指標(biāo)矩陣，也就是建筑立面方案比選；Bij為采用表2“1-5”標(biāo)度法獲取的重要性標(biāo)度值，W為原始矩陣經(jīng)規(guī)劃后的和矩陣，則有：

從建設(shè)單位角度影響建筑立面比選的權(quán)重值為：

同理可以獲得從施工單位、建筑設(shè)計及結(jié)構(gòu)設(shè)計角度的權(quán)重值分別為：

為確保判斷矩陣及權(quán)重計算結(jié)果的合理性，需對計算結(jié)果進行一致性檢驗，即：

根據(jù)式（9）的計算結(jié)果可知，A-B指標(biāo)的判斷矩陣一致性計算結(jié)果小于0.10，通過一致性檢驗，B因素權(quán)重合理。同理，通過對建設(shè)單位B1的因素集 合B11～B14、施 工 單 位B2的 因 素集合B21～B24、建筑設(shè)計B3的因素集合B31～B34、結(jié)構(gòu)設(shè)計B4的因素集合B41～B44的判斷矩陣、一致性檢驗及權(quán)重綜合排序，詳見表4。

表4 B1 ～B4 因素權(quán)重、一致性檢驗結(jié)果及綜合權(quán)重

3.3 建筑立面方案比選因素分析

通過對建筑立面方案比選過程中影響因素的分析可知，對于A-B 綜合判斷矩陣及權(quán)重排序，建設(shè)單位對建筑立面方案的影響最大，施工單位次之，其后是建筑及結(jié)構(gòu)設(shè)計。這也體現(xiàn)了現(xiàn)階段在建設(shè)項目從立項至竣工過程中建設(shè)單位作為建筑物的投資方，對項目的建設(shè)起到主導(dǎo)作用。對于建設(shè)單位而言，應(yīng)盡力提升自身的專業(yè)水平，輔之以施工與設(shè)計單位的技術(shù)支持，實現(xiàn)建筑項目的完美呈現(xiàn)。

根據(jù)表4 的計算結(jié)果，通過對綜合權(quán)重Wi的排序可知，總體而言影響東莞市人民醫(yī)院急救中心項目建筑立面方案比選的主要因素為功能定位（B11）、經(jīng)濟實惠（B12）、施工難易（B21）及體系合理（B41），次要因素為城市景觀（B32）、安全耐久（B34）、自身荷載（B43）及隔聲防火（B33）。

針對急救中心項目建筑立面方案比選而言，從建設(shè)單位角度出發(fā)，其主要考慮的是建筑的功能定位以及建造成本是否經(jīng)濟實惠；而針對應(yīng)急中心這類非商業(yè)建筑而言，其主要功能是作為醫(yī)院急救用房，不需要過多考慮建筑的商業(yè)價值，因此建筑立面對建筑物價值提升的影響較小。另外，后期的維護保養(yǎng)成本也是建設(shè)單位需要考慮的問題，該建筑物傳承古老“紅樓”的建筑形式及造型手法，將傳統(tǒng)與現(xiàn)代相結(jié)合，具備一定的創(chuàng)新性，使用過程中的維護是確保建筑物始終保持嶄新面貌的前提條件。從施工單位角度出發(fā)，其主要關(guān)注的是施工過程的難易程度以及項目建設(shè)周期，當(dāng)前技術(shù)條件下建筑立面材料的性能及可加工性是可以克服的問題。建筑結(jié)構(gòu)及立面造型的復(fù)雜程度是影響項目建設(shè)周期的重要因素，在滿足使用功能的前提下將建筑立面風(fēng)格與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)、突出建筑立面特點的同時需要兼顧施工周期、施工成本。

從建筑設(shè)計角度而言，建筑立面美感是建筑設(shè)計師的關(guān)注重點，占到主導(dǎo)地位，建筑外立面美感是建筑設(shè)計師們表達特定空間及構(gòu)造所創(chuàng)造的，是體現(xiàn)建筑使用功能以及表達建筑活力的重要載體。其次是急救中心的隔聲防火性能，由于本工程位于醫(yī)院內(nèi)，且具備“紅樓”概念的紀(jì)念性建筑，與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一并不是本項目建筑立面風(fēng)格的關(guān)注重點。而結(jié)構(gòu)設(shè)計主要關(guān)注的是在滿足立面需求的條件下使建筑立面結(jié)構(gòu)體系合理且安全可靠。建筑物建成后應(yīng)具備較強的抗震性能，并確保在建筑設(shè)計使用周期內(nèi)具備安全可靠的安全體系。綜上，建筑立面方案的比選重點在于建筑設(shè)計的特點及其表達能力、施工的可行性及可操作性、施工的技術(shù)難度及可實施性、結(jié)構(gòu)施工完成后的安全性與耐久性以及建筑立面方案的經(jīng)濟性。

4 結(jié)論

建筑立面的選擇對建筑項目的最終呈現(xiàn)起到重要作用。本文通過對建筑立面比選評價指標(biāo)的研究，闡述了評選指標(biāo)的確定原則，并結(jié)合商業(yè)地產(chǎn)開發(fā)過程中建設(shè)單位、設(shè)計單位及施工單位對建筑立面各因素的考慮，從4 個維度建立了建筑立面方案比選層次框架?；趯哟畏治龇ǎㄟ^專家咨詢的方式構(gòu)造判斷矩陣，確定各指標(biāo)的相對權(quán)重，并進行一致性檢驗。以東莞市急救中心建筑立面比選項目為例，驗證了該模型的合理性，并對高標(biāo)準(zhǔn)方案背景下各因素對比選結(jié)果的影響進行了分析。通過本文提出的建筑立面方案比選方法，經(jīng)過項目各參建方的評估與比較，可以選擇出最適合項目要求和目標(biāo)的建筑立面方案。