建筑设计概述及最佳方案

任务情景

根据建筑工程的规模不同，建筑设计的过程与阶段可按图3-1进行划分。

图3-1 建筑设计的过程与阶段

任务分析

建筑工程设计一般分为初步设计和施工图设计两个阶段。大型和重要的民用建筑工程，在初步设计前，应进行设计方案优选。小型和简单的建筑工程，可由方案设计代替初步设计。技术复杂的建设项目，根据主管部门的要求，可以按初步设计、技术设计和施工图设计三个阶段进行。

设计工作的程序一般是：建设项目决策→设计前的准备工作→编制各阶段设计文件→配合施工和参加验收→工程总结。

知识精讲

建筑物的建造是一个比较复杂的物质生产过程，要经过设想、选择、评估、决策、设计、施工、竣工验收到交付使用等若干阶段。这些阶段依照本身固有的规律、严格的先后顺序，有机地联系在一起。其中，设计工作是整个工程的决定性环节，是组织施工的依据，直接关系着工程质量和将来的使用效果，具有较强的政策性、技术性和综合性。

建筑设计是指建筑物在建造之前，设计者按照建设任务，把施工过程和使用过程中所存在的或可能发生的问题，事先做好通盘的设想，拟定好解决这些问题的办法、方案，用图纸和文件表达出来，作为备料、施工组织工作和各工种在制作、建造工作中互相配合协作的共同依据，便于整个工程得以在预定的投资限额范围内，按照周密考虑的预定方案，统一步调，顺利进行，并使建成的建筑物充分满足使用者和社会所期望的各种要求。

广义的建筑设计是指设计一个建筑物或建筑群所要做的全部工作。由于科学技术的发展，在建筑上利用各种科学技术的成果越来越广泛深入，设计工作常涉及建筑学、结构学以及给水、排水、供暖、空气调节、电气、燃气、消防、防火、自动化控制管理、建筑声学、建筑光学、建筑热工学、工程估算、园林绿化等方面的知识，需要各种科学技术人员的密切协作。

但通常所说的建筑设计，是指“建筑学”范围内的工作。它所要解决的问题，包括建筑物内部各种使用功能和使用空间的合理安排，建筑物与周围环境、与各种外部条件的协调配合，内部和外表的艺术效果，各个细部的构造方式，建筑与结构、建筑与各种设备等相关技术的综合协调，以及如何以更少的材料、更少的劳动力、更少的投资、更少的时间来实现上述各种要求。想要成为一座合格的建筑物完成上述的各种要求是很重要的。

建筑师在进行建筑设计时面临的矛盾有：内容和形式之间的矛盾；需要和可能之间的矛盾；投资者、使用者、施工制作、城市规划等方面和设计之间，以及彼此之间由于对建筑物考虑角度不同而产生的矛盾；建筑物单体和群体之间、内部和外部之间的矛盾各个技术工种之间在技术要求上的矛盾；建筑的适用、经济、坚固、美观这几个基本要素本身之间的矛盾；建筑物内部各种不同使用功能之间的矛盾；建筑物局部和整体、这一局部和那一局部之间的矛盾等这些矛盾构成非常错综复杂的局面。

所以说，建筑设计工作的核心，就是要寻找解决上述各种矛盾的最佳方案。通过长期的实践，建筑设计者创造、积累了一整套科学的方法和手段，可以用图纸、建筑模型或其他手段将设计意图确切地表达出来，才能充分暴露隐藏的矛盾，从而发现问题，同有关专业技术人员交换意见，使矛盾得到解决。此外，为了寻求最佳的设计方案，还需要提出多种方案进行比较。方案比较，是建筑设计中常用的方法。从整体到每一个细节，对待每一个问题，设计者一般都要设想好几个解决方案。

总之，建筑设计是一种需要有预见性的工作，要预见到拟建建筑物存在的和可能发生的各种问题。这种预见，往往是随着设计过程的进展而逐步清晰、逐步深化的。

为了使建筑设计顺利进行，少走弯路，少出差错，取得良好的成果，在众多矛盾和问题中，先考虑什么，后考虑什么，大体上要有个程序。根据长期实践得出的经验，设计工作的着重点常是从宏观到微观、从整体到局部、从大处到细节、从功能体型到具体构造、步步深入的。为此，设计工作的全过程分为几个工作阶段：搜集资料、初步方案、初步设计、技术设计施工图和详图等，循序进行，这就是基本的设计程序。它因工程的难易而有增减。

设计者在动手设计之前，首先要了解并掌握各种有关的外部条件和客观情况：自然条件，包括地形、气候、地质、自然环境等；城市规划对建筑物的要求，包括用地范围的建筑红线、建筑物高度和密度的控制等，城市的人为环境，包括交通、供水、排水、供电、供燃气、通信等各种条件和情况；使用者对拟建建筑物的要求，特别是对建筑物所应具备的各项使用内容的要求；对工程经济估算依据和所能提供的资金、材料施工技术和装备等；以及可能影响工程的其他客观因素，这个阶段，通常称为搜集资料阶段。

人们习惯上将设计单项建筑物或建筑群所做的全部工作统称为建筑设计，其实确切地应称为建筑工程设计。它包括建筑设计、结构设计、设备设计三个方面的内容。

1.建筑设计

建筑设计是由注册建筑工程师根据审批下达的设计任务书和国家有关政策规定，在满足总体规划的前提下，综合分析其建筑功能、建筑规模、建筑标准、材料供应、施工水平、地段特点、气候条件等因素，提出建筑设计方案，直至完成全部建筑施工图设计。建筑设计的目的在于确定使用空间存在的形式，它在整个建筑工程设计中起着主导和先行的作用。

2.结构设计

结构设计是由注册结构工程师根据建筑设计完成的结构方案与选型，确定结构布置，进行结构计算与构件设计，直至完成全部结构施工图设计。结构设计的目的在于确定使用空间存在的可能。

3.设备设计

设备设计是由相应专业工程师根据建筑设计完成给排水、采暖通风、空调、电气照明以及通信、动力、能源等专业的方案、选型、布置以及施工图设计。建筑设计的目的在于改进完善建筑空间的使用条件。

以上几个方面的工作既有分工，又密切配合，形成一个整体。各专业设计的图纸、计算书、说明书及预算书汇总，就形成一个建筑工程的完整文件，作为建筑施工的依据。

一、设计程序

一项建筑工程设计工作具体可以通过以下几个步骤完成。

1.建设项目决策

建设项目决策是设计单位根据主管部门或建设单位的委托而参加的项目决策工作。其内容包括以下三方面。

（1）可行性研究咨询

可行性研究咨询的主要任务是研究建设项目在技术上是否先进、适用、可靠，在经济上是否合理、是否有赢利，以便减少项目决策的盲目性，使建设项目的确定具有科学依据。它是编制设计任务书的基础。

（2）参加设计任务书的编制

设计任务书是工程项目确定建设方案的决策文件，是编制设计文件的主要依据。

（3）参与项目建设地点的论证选择

建设地点的选择是在拟建地区范围内具体确定建设项目的位置和方向。

2.建筑设计前的准备工作

（1）接受任务，核实必要文件

1）主管部门的批文

上级主管部门的正式批文应明确建设任务的使用要求、建筑面积、单方造价、投资总额等问题。

2）城建部门同意设计的批文

城市建设部门的正式批文应明确同意设计的用地范围（常用红线划定），标明该地段周围道路等规划意图，提出城镇建设对该建筑的设计要求以及其他有关问题等。

（2）熟悉设计任务书

设计任务书一般由建设单位或开发商提供，它包括以下几个方面的内容。

1）建设项目总要求和建造目的。

2）建筑物的具体使用要求、建筑面积、装修标准以及各类用途房间之间的面积分配。

3）建筑项目的总投资和单方造价、土建费用、房屋设备费用以及道路等室外的设施费用。

4）建筑基地范围、大小、周围原有建筑、道路、地段环境的描述，并附地形测量图。

5）供电、供水、采暖、空调等设备方面的要求，并附有水源、电源接用许可文件。

6）设计期限和项目的建设进度要求。

（3）收集必要的设计原始数据

1）气象资料

气象资料包括建筑项目所在地区的温度、湿度、日照、雨雪、风向和风速以及冻土深度等。

2）基地地形及地质水文资料

地基地形及地质水文资料包括基地地形、标高、土壤种类及承载力、地下水位以及地震烈度等。

3）水电等设备管线资料

水电等设备管线资料包括基地地下的给水、排水、电缆等管线布置以及基地上架空线等供电线路情况。

4）设计项目的有关定额指标

如面积定额指标、用地定额指标、用材定额指标等。

（4）设计前的调查研究

1）建筑物的使用要求

在了解建设单位对建筑物使用要求的基础上，走访、参观、查阅同类建筑物的实际使用情况，通过分析和研究，借鉴并吸取经验，使设计更加合理与完善。

2）建筑材料供应和结构施工等技术条件

了解当地建筑材料的特性、价格、品种、规格和起重运输条件等。

3）基地踏勘

根据城建部门划定预设计项目所在地的位置，进行现场踏勘，深入了解基地和周围环境的现状及历史沿革，核对已有资料与基地现状是否符合。

通过建设基地的形状、方位、面积以及周围建筑、道路、绿化等多方面的因素，考虑建筑的位置、形状和总平面布局。

4）当地传统的风俗习惯

了解当地传统的建筑形式、文化传统、生活习惯、风土人情以及建筑上的习惯做法，作为建筑设计的参考和借鉴，创造出当地群众喜闻乐见的建筑形式。

3.编制设计文件

设计文件工作是根据国家规定的政策、标准、规范和程序以及设计任务书的要求，通过招标、投标择优选择设计单位，进行设计、编制设计文件。设计文件是现场施工的主要依据，必须内容完整，深度符合要求，文字与图纸准确、清晰，保证设计质量。

根据建设项目的不同情况，设计过程一般划分为两个阶段，即初步设计（或扩大初步设计）和施工图设计。重大项目和技术复杂项目，可根据其特点和需要按三阶段设计，即初步设计、技术设计和施工图设计。

（1）初步设计

设计者在对建筑物主要内容的安排有个大概的布局设想以后，首先要考虑和处理建筑物与城市规划的关系，其中包括建筑物和周围环境的关系，建筑物对城市交通或城市其他功能的关系等。这个工作阶段，通常叫作初步方案阶段。

通过这一阶段的工作，建筑师可以同使用者和规划部门充分交换意见，最后使自己所设计的建筑物取得规划部门的同意，成为城市有机整体的组成部分。对于不太复杂的工程，这一阶段可以省略，把有关的工作并入初步设计阶段。(www.xing528.com)

初步设计是对批准的设计任务书提出的内容进行概略的计划，做出初步的规定。它的任务是在指定的地点、控制的投资额和规定的限期内，保证拟建工程在技术上的可靠性和经济的合理性，对建设项目做出基本的技术方案，同时编制出项目的设计总概算。

（2）技术设计

技术设计阶段是设计过程中的一个关键性阶段，也是整个设计构思基本成形的阶段。技术设计的内容包括整个建筑物和各个局部的具体做法，各部分确切的尺寸关系，内外装修的设计，结构方案的计算和具体内容，各种构造和用料的确定，各种设备系统的设计和计算，各技术工种之间各种矛盾的合理解决，设计预算的编制等。

这些工作都是在有关各技术工种共同商议之下进行的，并应相互认可。技术设计的着眼点，除体现初步设计的整体意图外，还要考虑施工的方便易行，以比较省事、省时、省钱的办法求取最好的使用效果和艺术效果。对于不太复杂的工程，技术设计阶段可以省略，把这个阶段的一部分工作纳入初步设计阶段，另一部分工作则留待施工图设计阶段进行。

技术设计是初步设计的深化阶段，也是初步设计具体化的设计阶段。它是根据初步设计和更详细的调查资料来编制，进一步决定初步设计所采取的重大技术方案，协调各专业工种之间的矛盾，妥善解决各种技术问题，并编制修正总概算。技术设计的图纸和文件除与初步设计大致相同外，还应更详细些，如局部尺寸关系，具体做法，各技术工种之间的矛盾解决方法以及结构、设备设计图，说明书，计算书等。

（3）施工图设计

施工图设计是在批准的初步设计或技术设计的基础上，设计和绘制出更加具体、详细的可据以施工的图纸和文件。

施工图和详图主要是通过图纸，把设计者的意图和全部的设计结果表达出来，作为工人施工制作的依据。这个阶段是设计工作和施工工作的桥梁。施工图和详图不仅要解决各个细部的构造方式和具体做法，还要从艺术上处理细部与整体的相互关系，包括思路上、逻辑上的统一性，造型上、风格上、比例和尺度上的协调等。细部设计的水平常在很大程度上影响整个建筑的艺术水平。

对每一个具体建筑物来说，上述各种因素的组合和构成，又是各不相同的。如果设计者能够虚心体察客观实际，综合各种条件，善于利用其有利方面，避免其不利方面，那么所设计的每一个建筑物就不仅能取得最好的效果，而且会显示出各自的特色，每个地方也会形成各自特色的建筑风格，避免千篇一律。

4.配合施工和参加验收

参与施工中设计变更及工程竣工验收工作。

5.工程总结

参与工程竣工后的总结工作。

当前，电子计算机的利用越来越广泛深入，电子计算机辅助建筑设计正在促使建筑设计这门科学技术开始向新的领域发展。建筑设计的“方法论”已成为一门新学科。这就是研究建筑设计中错综复杂的各种矛盾和问题的规律，研究它们之间的逻辑关系和程序关系，从而建立某种数学模式或图像模式，利用电子计算机，帮助设计者省时省力地正确解决极为复杂的问题，并替代人力，完成设计工作中繁重的计算工作和绘图工作。这个新的动向虽处于开始阶段，但它的发展必将为建筑设计工作开辟崭新的境界。

[例3-1] 初步设计文件根据下列哪种资料进行编制？（ ）

A.工程设计基本条件

B.审定的设计方案

C.设计基础资料

D.设计任务书或批准的可行性研究报告

解：初步设计是对批准的设计任务书提出的内容进行概略的计划，做出初步的规定。它的任务是在指定的地点、控制的投资额和规定的限期内，保证拟建工程在技术上的可靠性和经济的合理性，对建设项目做出基本的技术方案，同时编制出项目的设计总概算。选D。

二、建筑设计的基本要求与依据

1.建筑设计的基本要求

建筑设计时必须依照相关规范。建筑设计规范是由政府或立法机关颁布的对新建建筑物建筑设计所做的最低限度技术要求的规定，是建筑法规体系的组成部分。各国以前制定的建筑设计规范属于“指令型”规范，即在各有关条款中做出明确、具体的技术规定。市场和互联网上，也有很多建筑设计软件，除通过文字性的建筑设计规范学习外，还能通过网络学习建筑设计。

建筑设计规范的内容和体例一般分行政实施部分和技术要求部分。行政实施部分规定建筑主管部门的职权，建筑设计审查和施工、使用许可证的颁发，争议、上诉和仲裁等内容。有些国家的大城市还制定与建筑设计规范平行的火警区域规范和分区规范。

建筑设计规范在有些国家由政府主管部门组织专家编制，由政府审查批准后公布；在有些国家则由学术团体或民间组织编写出“示范本”，由中央或地方立法机关颁布专门法令，加以全部或部分采用。美国有四种建筑设计规范的“示范本”，由各州或大城市的立法机关选择采用。建筑设计规范制定公布后，由执行机构监督实施。这项工作在许多国家由城市建设主管部门负责，设置专门人员按规范审查施工图，对不符合要求的设计责成设计人修改，然后颁发施工许可证。

在建筑物的建筑设计和使用过程中，主管部门可按照建筑规范要求，检查房主是否正确使用和维护房屋。但主管部门权力以建筑设计规范规定的为限，不得额外对设计、施工或使用者进行干预。设计、施工、使用者有权对主管部门的决定提出申诉，通过仲裁机关做出裁决。

《建筑设计规范》是“工程建设常用规范选编”之一。建筑设计规范是广大工程建设者必须遵守的准则和规定，在提高工程建设科学管理水平，保证工程质量和安全，降低工程造价，缩短工期，节能、节水、节材、节地，促进技术进步，建设资源友好型社会等方面起到了显著的作用。

建筑设计的全部数据均可传给结构设计、设备设计及概预算，可大大简化数据的输入。首先，建筑的柱网、轴线及柱、墙、门窗布置可形成结构布置的各层构架，另外，建筑设计提供的材料、作法、填充墙等信息又可生成结构分析所需的荷载信息。建筑设计的数据还可传给设备设计用于生成条件图和进行各种设备的计算。概预算工程量统计的数据也可从APM软件中读取。这一点特别便于设计单位中各个专业的密切配合。

工程设计人员都希望用计算机将建筑设计与结构设计、设备设计及概预算联系起来，做到各个部分的数据信息共享，并且希望这些建筑设计软件应用在同样的图形支撑环境下工作，便于操作及相互配合。PKPM系列CAD建筑设计软件，就具备这个特点，是国内率先推出的集“建筑”“结构”“设备”“概预算”等于一体的建筑工程集成化CAD建筑设计软件。PKPM系列建筑、结构、设备、概预算等建筑设计规范软件都是采用同样的图形平台和数据结构，熟悉了其中一种建筑设计软件，其他软件就很容易掌握。

公安局消防窗口自2006年12月1日起，实施新版《建筑设计防火规范》，自新规范实施之日开始，新建、改建、扩建的建筑工程消防设计审核和消防验收，均应执行新规范。

在新规范实施前，按照2001年版《建筑设计防火规范》（GBJ16—87）已经通过消防设计审核或消防验收合格的建筑的工程项目，应当按照2001年版《建筑设计防火规范》要求进行监督。对于不涉及建筑结构和大量投资就能够达到新规范要求的，建议建设、设计单位积极执行新规范。

工程竣工后，应该依照经公安消防机构审核同意的消防设计文件进行消防验收。对于按照2001年版《建筑设计防火规范》已经实行消防行政许可的项目，其投入使用后的消防监督管理，应当按照2001年版《建筑设计防火规范》执行。

（1）民用建筑设计的基本要求

民用建筑房屋的主要目的是满足人们居住、教育、办公、文化和娱乐等使用要求，满足物质和精神的需求。建筑物首先要保障人身安全，保障人体健康的卫生条件，不影响公众利益，不破坏周围环境，同时还要符合节约能源等基本国策。民用建筑设计要符合下列基本要求：

1）建筑布置应符合城市规划要求；

2）各项建筑设施应符合安全使用要求；

3）室内应符合人体健康要求；

4）各类建筑的使用不影响公众利益和周围环境。

（2）工业建筑设计的基本要求

工业建筑是为工业生产需要而建造的各种不同用途的建筑物和构筑物的总称。工业建筑设计的主要任务是按生产工艺的要求，合理确定厂房的平、立、剖面形式，选择承重结构和围护结构方案、材料及构造形式，解决采光、通风、生产环境、卫生条件等问题，创造出坚固适用、技术先进、明朗、简洁、大方的工业建筑。工业建筑设计要符合下列基本要求。

1）满足生产工艺流程的要求。厂房设计必须符合生产工艺的要求，满足生产设备和运输设备的布置要求，以及生产工艺对厂房技术的要求。

2）满足卫生方面的要求。厂房内应具有良好的采光、通风，有可靠的排除余热、湿气和烟尘的措施，具有隔离、净化、消声处理，满足工人卫生和生活上的需要。

3）满足统一化与工业化要求。

4）满足生产发展及灵活性要求。

5）具有良好的建筑外形及内部空间。

2.建筑设计的依据

（1）人体和家具设备所需的空间尺度

1）人体尺度及人体活动所需的空间尺度

这是确定建筑空间尺度的基本依据。建筑空间主要是由人体空间、活动空间构成的，同时还需考虑心理空间的需要。

2）家具设备尺寸和使用它们所需的空间尺度

这是确定房间面积、形状及尺寸的重要依据。

（2）自然条件

1）气象条件

气象条件包括建设地区的温度、湿度、日照、雨雪、风向、风速等，是解决建筑的保温、隔热、通风、防水等问题的重要依据，对建筑设计有较大的影响。例如寒冷地区的建筑应当考虑保温、防风沙等问题；炎热地区的建筑则应当考虑隔热、通风等问题；日照和风向是影响建筑物间距和朝向的主要因素。

2）地形、地质及地震烈度

基地地形平缓或起伏、基地的地质构成、基地承载力的大小，对建筑物的平面组合、结构布置、建筑构造处理和建筑体型都有明显的影响。

地震烈度表示地面及建筑物遭受地震破坏的程度，距离地震中心区越近，地震烈度越大，破坏也越大。地震烈度共划分12度，在基本烈度6度以下的地区（非地震区），一般不考虑抗震措施，超过9度的地区，一般应避免建造房屋，6～9度地区（地震区）的建筑必须进行抗震设防。

3）水文条件

水文条件包括地下水的性质和地下水位的高低等，影响到建筑物的基础和地下室的防潮、防水和防腐等构造处理。

（3）技术要求

1）国家及地方的技术文件

国家及地方的技术文件包括各种规范、规定、定额和标准。

2）材料供应及施工技术条件

这是确定建筑技术方案、决定建筑设计方法的依据。

3）建设批文及工程设计任务书

建设项目的规模、造价、用地范围、规划与环境要求等，必须有主管部门及城市规划部门的批文。工程设计任务书，对建筑的功能、房间类型及面积的分配等都有明确的要求。

[例3-2] 举例说明在设计中哪些考虑是对地域性的体现。

解：从狭义上讲，主要是受建筑地段的具体地形、地貌条件和周围的建筑环境共同影响的。任何一个建筑建在一个固定的场所，始终与周围的环境联系在一起。不同地域有不同的环境，就建筑特点来讲，地域主义的建筑仍然立足于当地技术发展水平，在建筑空间组织及其形式上都与当地气候环境、地理状况和资源利用等有密切联系。建筑的形态特征、空间组合和构造方法也普遍反映当地建造技术水平。比如：传统建筑中的大多建筑材料就是就地取材，来源于自然材料，如石、木、竹等等。无论是原始地域建筑还是当代地域建筑，均能在地域水平上因地制宜，充分利用地域资源、地域材料，巧妙地利用本地传统技术建造，其建筑形式几乎完全由当地气候特点、地理状况、地域风俗等决定。

课堂提问

1.建筑工程项目的两阶段设计和三阶段设计分别指的是什么？各适用于哪些情况？

2.建筑设计的依据有哪些？