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建筑的地域性從廣義上來講，它首先受地理的氣候，區域的影響，比如說在南方跟北方寒冷地區建筑顯然是不同的。即使是同一個地區，山區的建筑和濱河的建筑也是不雷同的，就拿博白來說，我們這個地方日照時間長，高溫多雨，四季長青，所以人們往往形成一種喜愛，室外活動，崇尚自然。建筑處理著重通風，遮陽，隔熱，防潮，逐漸形成了輕巧通透、淡雅明快，樸實自然的建筑風格。

如果從狹義的角度來講，建筑的地域性主要是指建筑地段的具體的地形，地貌條件，和城市周圍的建筑的環境。這是具體影響和制約建筑空間和平剖面設計的，乃至建筑形式的重要因素。建筑師要以生態觀的角度順應自然的地形地貌的要求，與地段環境，融為一體，要用城市的觀點看建筑，尊重城市和地段已形成的整體的布局和肌理，以及建筑與自然的關系，在體形、體量、空間布局，建筑形式乃至材料色彩等方面下工夫，采用與地區相適應的技術條件手段，再結合功能，整合，優選，融會貫通，就有可能創造出有個性的精品。

建筑的文化性，就是建筑具有雙重性，它既是物質的財富，又是精神的產品；它既是技術產物，又是藝術的創作。一座優秀的建筑，其精神內涵的作用常常超越功能的本身。但凡精品都能傳譯一定的精神內涵，有很高的文化品味的建筑。歷史上每一個時代，都產生一批不朽的建筑作品，其文化意義和藝術感染力常常成為一個歷史時期的文化的標志，國家和民族的精神的象征。

建筑設計體現和諧的方法

（一）、建筑創作要體現地域性、文化性和時代性

優秀的建筑設計作品，包含工程技術和造型藝術兩方面的智慧。在工程技術方面，先知國際建筑設計專家團重視建筑智能化和高科技在建筑上的應用，注重風水布局在建筑設計上的應用，使建筑產品在市場上占有強大的競爭力。先知國際建筑設計專家團的建筑作品不只滿足人基本的使用功能，還在設計中追求整體環境的和諧和美感、天人合一的建筑形象。

當前，在全球經濟的一體化與文化多元化的大背景下，建筑創作應該往哪個方向走，一個建筑要滿足一般使用功能上的要求，也不是很難。但要把一個建筑作為一個精品，來創作來設計，是很不容易的，筆者就是通過這幾十年的建筑創作，深深體會到建筑要有一個整體觀和可持續發展觀，建筑創作要體現地域性、文化性和時代性。

建筑的地域性還表現在地區的歷史，人文的環境之中，這是一個民族一個地區人們長期生活決定了歷史文化的傳統，建筑師應該在地區的傳統中，來尋根，發掘有益的“基因”，與現代科技文化相結合，使現代建筑地域化，地區建筑現代化，這才是建筑師真正廣闊的創作空間，也是建筑師取之不盡的源泉。比如過去博白客家村民居屋，建筑形式是跟當時特定地域的環境，跟博白的氣候環境完全結合一起的，是中國傳統的家族的觀念的中國傳統的文化把它糅合在一起，這是跟一個地區的地域環境，和地區的文化是完全分不開，每一個建筑就是一個家族。現在博白居民都興建樓每一家一棟。

建筑作為一個文化形態，它既是人類文化大體系的一個組成部分，又與社會經濟，科學技術，政治思想息息相關，各種觀念，無時不在制約著建筑文化的表達和發展。隨著信息社會的到來，社會生活的方式，文化觀念，美學觀念，價值觀念都發生很大的變化。在一個強調人與自然生態環境協調，科技與人文同步發展的這一個知識經濟時代，建筑文化也呈多元化的方向發展。

建筑是時代的一個產物，是社會的一個重要反映。隨著世界經濟技術文化的發展，人在利用改造大自然的同時，確實是取得了非常大的成就。“寧要平凡的也不要’造作’的，寧可遷就也不要排斥，寧可過多也不要簡單，既要就的也要創新，寧可不一致和不肯定也不要直接的和明確的。”

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1．3設計質量評價問題

現階段我國的建筑設計質量的評價主要由設計單位、政府主管部門、業主對建筑設計質量進行評定，某種程度上這種評價制度可以促進建筑設計質量管理，但仍然存在一些問題，如非常規性與有限性，主要體現在評價主體和評價時點上。在評價過程中主要是專業人士進行的，主要的利益主體卻很少參加其中，因此這樣的評價體制很難反映不同主體的意見，那么其產生的影響也是有限的。有些評價是在階段成果產生后開展的，有的甚至是在施工結束后進行，缺乏對設計的評價和控制，作用非常有限。

2提高建筑設計管理的有效措施

隨著人們生活水平的提高，人們對于建筑的追求也從原來的保暖與遮擋惡劣天氣上升到居住舒適性、美學上的要求，同時人們也有足夠的時間與能力去改善自己的生活情況和追求精神上的享受。為了設計出更好的滿足人們要求的建筑，這就需對建筑設計加強管理。

2．1建立完整的建筑設計管理制度

在建筑設計中包含了諸多的專業且涉及的內容較廣，設計是群體性的活動，要保證建筑設計管理正常有序有效的進行，建立一個完整的組織框架是必須的，所設計的設計管理制度使相關人員的責任與義務明確，指令傳達路徑簡單明確。這樣可以避免逐級或多級請示造成問題得不到及時的解決，進而避免整個設計進度難以推進。一個完整明確的建筑設計管理制度不僅有助于提高設計質量與建筑工程的整體質量，而且對于促進我國建筑業的持續發展也有非常重要的意義。

2．2加強建筑設計質量控制

一個完整明確的設計質量管理體制建立后，為充分發揮組織的作用以達到設計質量控制的目的，必須制定健全的質量管理制度。質量管理制度的建立為把好質量關、進度關打下堅實的基礎，做到未雨綢繆，不要等問題出現才去尋找解決措施。在建立質量管理制度時，將質量責任制細化，責任明晰，責任落實到具體的人，制定獎罰制度以對管理人員進行有效管理；做好不同部門相互銜接，職責與分工明確及緊急情況的備用方案，各部門之間質量信息的溝通與協調。在設計質量控制中需加強設計圖紙的審查，查看使用功能機質量要求是否達到設計規范與業主標準，檢查設計中易忽略的、易出錯的常見問題，將可能產生的安全隱患與可能阻礙施工與設計進度的地方盡早地消除。建筑設計管理體制中管理人員作為其重要組成成員，每個管理人員的專業技術水平參差不齊，需對管理人員進行必要的培訓。在培訓的過程中應針對不同的人員進行不同深度的培訓，使培訓具有針對性，實行考核制度，提高管理人員質量意識，重視質量的宣傳工作，使質量意識深入人心，把質量這根弦繃緊在每一個管理人員的腦海里。在建筑工程施工開始前，做好相應的質量控制計劃、圖紙會審、技術交底等工作。在建筑工程施工過程中加強質量通病以及易出現質量問題處的檢查力度，對重點工序、關鍵環節施工進行嚴格控制。

3建筑設計管理需考慮的方面

3．1建筑設計與環境關系

在科學發展觀、可持續發展的大環境下，人們的環保意識也在逐年增強，在房地產建筑設計建造的過程中會產生一定的建筑垃圾，這些建筑垃圾的卸放位置與處理是否妥當對周圍環境有非常重要的影響。環境設計，一方面是充分利用周圍的環境構成內外環境的多樣的、自由的、協調統一，將建筑建造過程中的垃圾妥善的處理，避免對環境造成污染與破壞，做一份環境影響報告以評價修建建筑物后對周圍環境的影響；另一方面是合理的選擇建筑外墻裝飾材料與建筑周圍綠化植物以免對環境及周圍的植被等造成破壞。

3．2社會習慣的改變

在人們生活與教育水平獲得極大提高之后，人們的追求不僅僅停留在解決自身的溫飽問題，更加注重生活品質與精神上的享受，同時人們對環境的保護意識也得到極大的提高。隨著這些社會觀念、社會習慣、社會趨勢的變化對建筑物建造設計等方面都會造成一定的影響，應根據實際的情況建設符合社會習慣的建筑物，如智能建筑與綠色建筑等，這就需要設計人員在建筑設計之前對這些進行調查研究。

3．3技術進步的思想

科技日新月異，在建筑設計管理過程中，應將一些新技術、新材料應用于房地產建筑設計中。計算機獲得了極大程度的發展，采用計算機模擬與結構的優化，使分析的結構更加精細準確，如鋼管混凝土柱的設計，可以采用ANSYS等有限元對其分析，建模過程中分別考慮整體的鋼管、采用焊接形式的鋼管、采用螺栓連接的鋼管對核心混凝土的約束程度，同時對鋼管壁厚、螺栓個數、螺栓預緊力等參數進行分析。近些年來，我國自然災害頻發，建筑設計中應考慮風荷載、地震作用，在地震設計中采用鋼管混凝土，在地震發生前，這樣的設計在某種程度上是一種資源浪費，一旦自然災害發生，這樣的結構能充分發揮鋼管對混凝土的約束，提高混凝土的承載能力。在科技發達的今天，在建筑物設計時，應結合當前的科學技術與行業發展的前沿，將最新的施工技術與材料、設備應用于所建的建筑物中，這樣不僅有利于控制建筑物的設計成本與防止安全事故的發生，而且也有利于推動建筑設計與科學技術繼續向前發展。同時，房地產建筑設計施工所應用的新技術有可能存在著不適用現場的情況，這樣將有利于科技新技術的進一步完善。

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Abstract

Thepurposeofthedesignistodotheanti-seismicdesigninthelongitudinalframesofaxis5.Whenthedirectionsoftheframesisdetermined,firstlytheweightofeachflooriscalculated.Thenthevibratecycleiscalculatedbyutilizingthepeak-displacementmethod,thenmakingtheamountofthehorizontalseismicforcecanbegotbywayofthebottom-shearforcemethod.Theseismicforcecanbeassignedaccordingtotheshearingstiffnessoftheframesofthedifferentaxis.Thentheinternalforce(bendingmoment,shearingforceandaxialforce)inthestructureunderthehorizontalloadscanbeeasilycalculated.Afterthedeterminationoftheinternalforceunderthedeadandliveloads,thecombinationofinternalforcecanbemadebyusingtheExcelsoftware,whosepurposeistofindoneorseveralsetsofthemostadverseinternalforceofthewalllimbsandthecoterminousgirders,whichwillbethebasisofprotractingthereinforcingdrawingsofthecomponents.Thedesignofthestairsisalsobeapproachedbycalculatingtheinternalforceandreinforcingsuchcomponentsaslandingslab,stepboardandlandinggirderwhoseshopdrawingsarecompletedintheend.

Keywords:frames；structuraldesign；anti-seismicdesign

根據建筑方案圖，本工程為四層混凝土框架，建筑面積約3200㎡，建筑標準層平面簡圖及剖面簡圖如圖

摘要…………………………………………………………………………………I

ABSTRACT………………………………………………………………………II

引言………………………………………………………………………1

1.1建筑設計說明……………………………………………………………1

1.1.1平面設計……………………………………………………………2

1.1.2使用部分平面設計…………………………………………………2

1.1.3交通聯系部分設計…………………………………………………3

1.1.4平面組合設計………………………………………………………3

1.1.5剖面設計……………………………………………………………3

1.1.6立面設計……………………………………………………………3

1.1.7基礎和地基設計……………………………………………………3

1.1.8樓梯設計……………………………………………………………4

1.2結構設計說明……………………………………………………………5

1.2.1結構選型……………………………………………………………5

1.2.2內力變形及特點……………………………………………………5

1.2.3震害特點……………………………………………………………6

1.2.4梁、柱截面尺寸……………………………………………………7

1.2.5結構布置……………………………………………………………7

1.2.6計算單元確定………………………………………………………10

1.2.7荷載標準值計算……………………………………………………10

1.2.8地震作用計算………………………………………………………10

1.2.9框架結構側移計算…………………………………………………10

1.2.10框架結構內力計算………………………………………………10

1.2.11各桿端彎矩值…………………………………………………11

1.1.12構件設計…………………………………………………………12

第一章結構選型與布置……………………………………………………13

1.1結構選型與布置……………………………………………………13

第二章確定計算簡圖………………………………………………………17

2.1確定計算簡圖…………………………………………………………17

2.2結構布置………………………………………………………………18

2.3荷載計算………………………………………………………………19

第三章框架內力計算………………………………………………………29

3.1恒載作用下的框架內力………………………………………………30

3.2活載作用下的框架內力………………………………………………39

3.3地震作用下的框架內力………………………………………………45

第四章框架內力組合……………………………………………………54

第五章框架柱截面設計…………………………………………………60

第六章樓梯結構計算設計………………………………………………71

6.1梯段板計算…………………………………………………………71

6.2休息平臺計算………………………………………………………72

6.3梯段梁的計算………………………………………………………73

第七章現澆板樓面設計……………………………………………………75

7.1計算方法…………………………………………………………75

7.2雙向板計算………………………………………………………76

第八章基礎設計………………………………………………………80

8.1荷載計算……………………………………………………80

8.2確定基礎底面積……………………………………………………81

8.3基礎結構設計……………………………………………………83

第九章電算校核分析………………………………………………………88

結語……………………………………………………………………………94

參考文獻………………………………………………………………………95

致謝……………………………………………………………………………96

參考文獻

1中華人民共和國國家建設部.混凝土結構設計規范（GB50010-2002）.北京：中國建筑工業出版社，2002。

2中華人民共和國國家建設部.建筑抗震設計規范（GBJ50011-2001）.北京：中國建筑工業出版社，2001。

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14趙西安.鋼筋混凝土高層建筑結構設計.北京:中國建筑工業出版社，1995。

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王受之先生指出，隨著人們生活質量的提升，購房者越來越關注居住文化和居住品質，居住空間的合理性也隨之成為設計專家及開發商必須面對的課題。“自由的使用空間是建筑產品的方向，只有做到一個空間兼具多種功能，居住者才可能享受到居住文化品質”，業界認為王受之的一番話指出了建筑產品的國際發展方向。

“每個人都在改變，改變以后就面臨一個選擇，是現在搬離這個空間還是繼續改變這個空間，因此空間的變化顯得尤為重要。”紐約市城市規劃局前局長饒及人認為，隨著家庭結構和人口結構的改變，房屋的使用結構也會有所調整，有遠見的開發商不應過多硬性規劃戶型，而是留下活性空間，從內部空間進行合理構造。

“十年內開發商至少還要提供2億套住宅”

王受之和饒及人的觀點多次引發了在場人士的討論，而在談到“目前中國房地產究竟是否存在泡沫”這一熱點話題時，王受之則表現出對中國房地產市場的信心。他認為，中國房地產的市場需求很大，全世界的城市率大概是50％，中國的城市率大概是30％，如果要在20年之內或者10年之內達到世界平均水平，就意味著還有2億人要搬到城市里住，僅這一項數據就可以看出房地產業的發展前景相當可觀。

“未來10年內開發商至少還要提供2億套住宅給城市化后的居民居住。”王受之這樣表示。

大家訪談

多數建筑缺乏對空間的理解

王受之（美國洛杉磯藝術中心設計學院終身教授）：最近回國的次數很多，因為中國城市發展的速度非常快，各行各業對于規劃這方面的咨詢越來越多，真正感受到中國的發展太快了。縱觀世界建筑史，沒有哪個國家有這么大規模的建設。

中國從開放改革到現在不過20多年的時間，建筑設計要在這么短的時間里和國際接軌，肯定會產生一個斷層，北京豪宅的設計把相當多的一部分人排擠出去了，這種社區是沒有生命力的，可以說北京是一個被現代化破壞最厲害的城市。目前中國很多建筑產品缺乏對空間的理解。現代建筑應該突出自由的使用空間，居住者開始希望自己的空間有很大的互動性，而不是只具有單一的功能，人們會越來越希望自己的生活能夠實現和鄰里、家庭成員的互動。特別是新生一代，可能他們就不需要一個經典的客廳，可能只是在房間、臥室里面需要一個上網的電視。我個人認為，這種自由的空間組合，肯定是全球建筑設計的趨勢。雖然目前在中國這種建筑產品不多見，但這種觀念肯定會隨著人類發展，以及更多的國際化交流和學習而改變。

“中國是世界最偉大的工地”

龔滬生（中國貿促會建筑行業分會會長）：這幾年中國的房地產經濟發展非常迅速，根據我們2004年年底的初步統計，現在全國城鎮的住宅住房，已經有了96億多平方米，城鎮人口平均居住面積已經達到了將近25平方米。很多外國人到中國來都會嚇一跳，到處都是吊車，中國已經成為了世界上最偉大的一個工地。

隨著社會的發展，居住文化成了我們住宅綜合質量的一個體現。我覺得，中國的居住文化是一個不斷積累、不斷發展的過程，而現代人對居住的物質和精神的要求是不斷提升的。從我們居住者對空間需求的層面講，一方面要滿足基本居住的物質空間，另一方面也要滿足居住者的精神需求空間。現在業主已經不僅僅是注意自己的家，而是開始關注溝通、交流這些精神層面。

老北京的四合院，鄰里關系非常密切，相類似的還有上海的弄堂文化。所以建筑的活性空間應該滿足兩個方面的需求，第一個是最大程度地利用有限的空間，第二是找到一個通透、互相能夠交流的空間。開發商應一方面滿足基本的居住需求，另一方面要為居住者提供一個好的環境空間。

居住文化不要盲目照抄西方

饒及人（紐約市城市規劃局前局長）：現在中國的住宅變化得非常快，中國的很多的社區，包括天鵝灣的社區已經和美國的社區差不多，有些居住概念甚至已經超過美國。但我覺得中國還是應該設計出符合我們居住需要的具有活性空間的建筑產品。要成為一個持續發展的社區，規劃設計的時候必須要考慮人群混居在一起的現實情況，因為最好的社區應該是一個混合型社區。

中國人在居住需求的層面上，應該是追求西方住宅產品的舒適環境，而不是追求西方的生活價值。我們中國有很優秀的居住文化的價值，所以我覺得在居住需求和居住文化方面，不要去盲目照抄西方。

中外在居住空間設計上沒有什么差別，但我們在對生活方式的取舍上面和美國差別比較大。國外人的家庭觀念特別淡，物質追求非常多，所以美國人是以消費為追求，是一個很注重物質生活的民族。而中國則不然，如果一個東西壞了，中國人會重新想辦法把它修理好，是一個很重感情的民族。從這個角度來講，各自對空間的理解是不一樣的。

美國人覺得自由非常重要，中國人對活性空間的理解還是以實用為主，這在設計的時候應該有所體現。

“北京規劃計劃趕不上變化”

張頤武（北京大學教授）：為什么我們的城市在20年里會有這么大的變化，最根本的原因是中國人都有一個住房的夢想。中國人不會想開汽車上班，但肯定想要住大房子。

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高層建筑設計中尺度的確難以把握，因它不同于日常生活用品，日常生活用品很容易根據經驗做出正確的判斷，其主要原因有：一是高層建筑物的體量巨大，遠遠超出人的尺度。二是高層建筑物不同于日常用品，在建筑中有許多要素不是單純根據功能這一方面的因素來決定它們的大小和尺寸的，例如門，本來可以略高于人的尺度就可以了，但有的門出于別的考慮設計得很高，這些都會給辨認尺度帶來困難。

高層建筑設計時，不能只單單重視建筑本身的立面造型的創造，而應以人的尺度為參考系數，充分考慮人觀察視點、視距、視角，和高層建筑使用親近度，從宏觀的城市環境到微觀的材料質感的設計都要創造良好的尺度感，把高層建筑的外部尺度分為五種主要尺度：城市尺度、整體尺度、街道尺度、近人尺度、細部尺度。

1、高層建筑設計中的外部尺度

1．1城市尺度

高層建筑是一座城市有機組成部分，因其體量巨大，高度很大，是城市的重要景點，對城市產生重大的影響。從對城市整體影響的角度來看，表現在高層建筑對城市天際輪廓線的影響，城市的天際輪廓線有實、虛之分，實的天際線即是建筑物的輪廓，虛的天際線是建筑物頂部之間連接的光滑曲線，高層建筑在城市天際線創造中起著重要的作用，因城市的天際輪廓線從一個城市很遠的地方就可以看見，也是一座城市給一個進入它的人第一印象。因此，高層建筑尺度的確定應與整個城市的尺度相一致，而不能脫離城市，自我夸耀，唯我獨尊，不利于優美、良好天際線的形成，直接影響到城市景觀。高層建筑對城市局部或部分產生的影響，是指從市內比較開闊的地方，如：廣場、干道、開放的水系和綠地所看到的天際線，也直接影響人民的日常生活。因此，城市天際輪廓線不僅影響人從城市所看的景觀，也直接影響到市內居民的生活與視覺觀賞。

高層建筑對城市各構成要素也產生重大的影響，高層建筑的位置、高度的確定，也應充分地考慮該城市尺度、傳統文化，不當的尺度會對城市產生不良的影響，改變了城市傳統的歷史文化，也改變了原來城市各構成要素之間有機協調的比例關系，如：上海市，黃浦江可謂是城市一條重要水系，原先具有寬大、雄壯的氣勢。但由于東方明珠塔的建成，又過于靠近黃浦江，其他高層建筑也跟著靠近黃浦江建設，使黃浦江的尺度感變小了，失去了原有的雄壯，而改變了老上海的歷史與文化，從這一角度講，東方明珠塔的建成又是一件憾事。

1.2整體尺度

整體尺度是指高層建筑各構成部分，如：裙房、主體和頂部等主要體塊之間的相互關系及給人的感覺。整體尺度是設計師十分注重的，關于建筑的整體尺度的均衡理論有許多種，但都強調整體尺度均衡的重要性。面對一棟建筑物時，人的本能渴望是能把握該棟建筑物的秩序或規律，如果得到這一點，就會認為這一建筑物容易理解和掌握，若不能得到這一點，人對該建筑物的感知就會是一些毫無意義的混亂和不安。因此，建筑物的整體尺度的掌握是十分重要的，在設計時要注意下面的兩點：

1.2.1各部分尺度比例的協調

高層建筑一般由三個部分組成的--裙房、主體和頂部，也有些建筑在設計中加入了活躍元，以使整棟建筑造型生動活躍起來。一個造型美的高層建筑是建立在很好地處理了這幾個部分之間的尺度關系，而這三個部分尺度的確定，應有一個統一的尺度參考系(如把建筑的一層或幾層的高度作為參考系)，不能每一部分的尺度參考系都不同，這樣易使整個建筑含糊、難以把握。

1.2.2高層建筑中各部分細部尺度應有層次性

高層建筑各部分細部尺度的劃分是建立在整體尺度的基礎上的，各個主要部分應有更細的劃分，尺度具有等級性，才能使各個部分造型構成豐富。尺度等級最高部分為高層建筑的某一整個部分(裙房、主體和頂部)，最低部分通常采用層高、開間的尺寸、窗戶、陽臺等這些為人們所熟知的尺寸，使人們觀察該建筑時很容易把握該部分的尺度大小。一般在最高和最低等級之間還有1～2個尺度等級，也不易過多，太多易使建筑造型復雜而難以把握。

1.3街尺度

街道尺度是指高層建筑臨街面的尺度對街道行人的視覺影響。這是人對高層建筑近距離的感知，也是高層建筑設計中重要的一環。臨近街道的高層建筑部分的尺度確定，主要考慮到街道行人的舒適度，高層建筑主體因為尺度過大，易向后退，使底層的裙房置于沿街部分，減少了高層建筑對街道的壓迫感。例如：上海南京路兩邊的高層建筑置于后面，裙房置于前使兩側的建筑高度與街道的寬度的比例為1∶12，形成良好的購物環境。

為了保持街道空間及視覺的連續性，高層建筑臨街面應與沿街的其他建筑相一致，宜有所呼應。如：在新加坡老區和改建后的一條干道的兩側，為了不致造成新區高層和老區低層截然分開，沿新區一側作了和老區房屋高度相同中相似的裙房，高層稍后退，形態效果良好的對話關系。

1.4近人尺度

近人尺度是指高層建筑最底部分及建筑物的出入口的尺寸給人的感覺。這部分經常為使用者所接觸，也易被人們仔細觀察，也是人們對建筑直接感觸的重要部分。其尺度設計應以人的尺度為參考系，不宜過大或過小，過大易使建筑缺少親近性，過小則減小了建筑的尺度感，使建筑猶如玩具。

在近人尺度處理中，應特別注意建筑底層及入口的柱子、墻面的尺度劃分，檐口、門、窗及裝飾的處理，使其尺度感比以上幾個部分更細。對入口部分及建筑周邊空間加以限定，創造一個由街道到建筑的過渡緩沖的空間，使人的心理有一個逐漸變化的過程。如：上海圖書館門前采用柱廊的形式，使出入館的人有一個過渡區，這樣使建筑更具有近人及親人性。

1.5細部尺度

細部尺度是指高層建筑更細的尺度，它主要是指材料的質感。在生活中，有的事物我們喜歡觸摸，有的事物我們不喜歡觸摸--我們通過說“美妙”或“可怕”來對這些事物做出反應，形成人的視覺質感，建筑設計師在設計過程中要充分運用不同材料的質感，來塑造建筑物，吸引人們親手去觸摸或至少取得同我們的眼睛親近感，或者換言之，通過質感產生一種視覺上優美的感覺。勒·柯布西埃在拉托爾提建造的修道院是運用或者確切地說是留下大自然“印下”的質感的優秀典范，這里的質感，也就是用斜撐制作在混凝土上留的木紋。

2、高層建筑外部尺度設計的原則

2.1建筑與城市環境在尺度上的統一

注意高層建筑布置對城市輪廓線的影響，因為在城市輪廓線的組織中，起最大作用的是建筑物，特別是高層建筑，因而它的布置應遵行有機統一的原則進行布置：(1)高層建筑聚集在一起布置，可以形成城市的“冠”，但為避免其相互干擾，可以采用一系列不同的高度，或雖采用相仿高度，但彼此間距適當，組成有關的構圖。也可以單棟高層建筑布置在道路轉彎處，以豐富行人的視覺觀賞。(2)若高層建筑彼此間毫無關系，隨處隨地而起不到向心的凝聚感，則不會產生令人滿意的和諧整體。(3)高層建筑的頂部不應雷同或減少雷同，因為這會極大影響輪廓線的優美感。

2.2同一高層建筑形象中，尺度要有序

高層建筑設計時，應充分考慮建筑的城市尺度、整體尺度、街道尺度、近人尺度、細部尺度這一尺度的序列，在某一尺度設計中要遵守尺度的統一性，不能把幾種尺度混淆使用，才能保證高層建筑物與城市之間、整體與局部之間、局部與局部之間及與人之間保持良好的有機統一。

2.3高層建筑形象在尺度上須有可識別性

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（1）從技術層面來講

①機械設備陳舊，技術狀況下降。

②操作人員隊伍龐雜，素質高低不一。

③修理技術力量薄弱，維修保養困難。

④配件質量好壞不一。

（2）從管理層面來講

①對機械設備租賃的重要性認識不足。

②機械設備租賃市場不規范。

③建筑機械設備租賃專業人才十分短缺。

2產生建筑機械設備問題的多方面因素

（1）國有大中型企業購置建筑機械設備的時間，大多集中在20世紀80年代中期，到現在，在用的建筑機械設備大都已進入使用壽命晚期，經過10多年的使用，即使維修保養到位，其設備現狀已不具備良好狀態，為了能投入使用，企業必須花費更多的人力物力來保證其使用，從經營上來說，已是一種負擔。

（2）我國建筑業是以體力勞動為主的勞動密集型行業，工作人員素質普遍偏低。建筑機械是特種設備，其操作人員必須經過特種作業培訓才能上崗，但現在一些培訓點，為了更快讓人員投入使用，操作人員的培訓時間、強度、實踐都不夠，一些人員可能今天還在人力資源市場等待用工，而明天就成為了一名特種作業操作人員。許多操作人員僅僅只會動按鈕，而對一些基本的維修保養作業都不懂，這對設備的維護保養和作業過程中對安全事故的預防都有害無益。

（3）在90年代初期，國家對大學生畢業分配開始實行雙向選擇，在此期間，許多國有大中型建筑企業都大量引進了一批大學生，但從此后，卻很少招收中等專業人員，這批大學生現在留在建筑企業的，都已成長為管理人員，但對于進行實際操作的維修技術人員，已出現了人員斷層現象，基層大量缺少電工、機修工等維修人員，造成建筑設備維修力量薄弱，設備維修保養困難。

（4）國家實行市場經濟，建筑機械設備的維修配件也打斷了專營，進入了市場，其利弊眾說不一。但有一點，由于受經濟利益的影響，在機電配件市場上，許多魚目混珠的配件擺上柜臺，這些產品并不是不能用，只是使用壽命有限，或強度不夠，造成維修工作不力。

（5）國營企業的企業等級是以固定資產總額作為劃分的標準，造成各企業重占有、輕效益，對建筑機械設備等固定資產的投資，每個單一的企業都在進行，造成社會財富巨大浪費和資本的低效益，由于多年來的計劃經濟體制和傳統觀念的影響，現代租賃意識不足，建筑施工企業對施工機械設備這一重要生產要素的管理長期處于重用輕管、管理粗放、不重視經營成本的狀態，經濟效益和機械設備利用率較低，成本核算不清，對設備租賃的重要性認識不足。在現代租賃觀念中，追求資本價值的最大化是其核心內容，這種分岐導致我國租賃業與發達國家相比嚴重滯后。目前我國租賃業在宏觀管理上還沒有具體的部門統一地對租賃業實施有效管理，難以在政策上協調統一，無法形成一個規范的、具有規模效益的社會租賃市場，對租賃業在優化組合、合理配置社會資源的重要作用估計不足，對機械設備租賃的重要性認識不足。

（6）機械設備租賃市場不規范。我國目前尚無一部系統完備的、旨在保障租賃雙方合法權益的《租賃法》，只是在《合同法》、財政部的有關文件及專業銀行自行制定的金融租賃暫行辦法中對融資租賃有一些簡單的規定，致使租賃業近似處于一種“無法可依，無章可循”的環境之中，與發達國家比較差距明顯，嚴重制約了租賃業的發展。特別是我國加入WTO后面臨國際市場競爭的租賃業發展的需要。經營性租賃業無法可依，租賃合同沒有統一的行為準則，租賃市場就難以規范運作，租賃合同的合法權益就不能得到有效保障。在財政稅收政策上，沒有根據租賃業的經營特點，制定符合其經濟規律的財政稅收政策。由于租賃業的特點是需要大量、穩定的資金來源才能夠正常運行，而我國則長期將租賃融資視作貸款，在稅收上視同一般商業行為，因此租賃業的經營資金和正常利潤無可靠保障。企業看不到利用租賃方式進行交易的獨特優勢，因而影響了其實行租賃的積極性。近年來為適應市場競爭，建筑施工企業的管理體制進行了相應的改革，部分大中型建筑施工企業出現了內部機械設備租賃市場，但租賃市場的建設沒有放在企業經營管理的重要地位進行籌劃，基本上屬于盲目的、不規范的運作。主要表現在租賃市場規模小，服務功能單一，用于租賃的機械設備數量少，機型陳舊老化，同時由于租賃企業的資金無可靠來源，更新改造能力不強，租賃市場無法滿足施工生產的需要。這種無序的、自發的、粗放的、主要針對企業內部需要的機械設備租賃市場，是一種功能不健全、運作不規范、生命力非常脆弱的市場，雖對降低工程成本起到一定作用，但無法實現國有大中型建筑施工企業集團化規模運作和增強投標、承攬工程任務的競爭能力的目的。另外，由于一些私人公司涉足建筑機械設備租賃，其購買的設備均是新設備，并進而和生產廠家聯合起來，實施以租代買，在租賃費用上，用較低價位對原有市場進行爭奪，對國有建筑施工企業形成了較大沖擊。

（7）設備租賃專業人才十分短缺。租賃業在我國發展雖然已有20年的歷史，但它仍然是一個新興的行業，由于市場環境等諸多因素的影響，建筑施工企業的租賃市場與全國其它行業一樣，專業人才十分短缺。建筑施工企業普遍存在著人員管理水平、文化素質、技術能力不強的問題，加之從事租賃業務的人大多數未從事過租賃專業工作，缺乏專門知識和經驗，不能滿足租賃業發展的需要，急待調整人員結構，提高和充實專業人員的素質。

3解決建筑機械設備問題可采取的對策

（1）加強教育培養，努力造就一支高素質的專業技術人員隊伍。首先要抓好管理人員的選配和培養，通過送出去培訓、在職自學、函授等形式，提高他們的素質，使之成為具有現代科學管理知識和以法管理的能力，善于在復雜條件下實施有效管理專業管理人員。其次要抓好操作人員的教育訓練，要結合本單位實際，采取集中學習與分散自學相結合、定時輔導與集中測試相結合的方式，分層次地進行政治理論學習和專業技術培訓，積極開展評先創優、崗位練兵和技術比武活動，多手段培養職工的愛崗敬業的精神，對于未按規定使用、維護設備的要進行嚴厲的處罰，同時對嚴格執行機械設備管理規程、工作認真負責、成績突出的給予獎勵。真正把機械設備管好、用好、修好，確保生產的安全、高效、低耗。最后是要抓好維修隊伍的建設，通過單位自培、引進中等專業人才等辦法，提高國營建筑企業的維修技術力量，通過較好的維護保養作業，努力提高陳舊設備的活力。

（2）立足現有條件，積極想辦法改善管理條件。近年來，客觀上由于大部分單位管理條件差，經濟緊張，不可能一下子拿出更多的經費來改善設施，這就要發揚艱苦奮斗的精神，因陋就簡，立足現有條件，挖掘潛力，千方百計搞好保障。在此情況下，要積極想辦法克服當前的困難，要精打細算，堵塞各種漏洞，做到計劃開支，制度監控，讓每一分錢都用在刀刃上，找信譽好的經銷商購買配件，形成長期伙伴關系，這樣質量價格可以得到有效保證。搞好修舊利廢，充分利用現有庫存，能用就用，該處理的就處理，變死物為活物，以彌補維修經費不足。

（3）廣泛宣傳機械設備租賃的重要作用，提高企業領導者對租賃的認識。建筑施工企業的領導者要充分認識到實行機械設備租賃是搞好建筑施工管理體制改革的重要組成部分；認識到機械設備租賃既是一種商品交易方式，也是一種優化配置生產要素，提高企業經濟效益的管理方式；認識到機械設備租賃對降低經營成本、提高資金利用率和企業的綜合效益，充分利用社會經濟資源具有不可替代的作用。企業的領導者應從集團化運作及社會化大生產的高度把握機械設備租賃對建筑施工的深層意義，樹立“機械設備使用比占有更重要”的現代租賃經營觀念。要打破陳舊的思維方式，對機械設備租賃給予高度重視，下大力解決租賃市場運行中的具體問題，統籌安排租賃市場的建設和規范運作。

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城市建筑空間設計不同于城市規劃設計，但思路上與城市整體的規劃設計是相一致的，也需要考慮到城市整體的空間效果。因此城市建筑空間設計一方面要注重在視覺方面的效果，整體的空間需要做好城市的藝術空間效果，從而加強人們對城市的視覺美感。另一方面要使城市空間結構保持一種視覺上的連續性、流動性以及韻律的印象，從而保證視覺上的秩序。所以，城市建筑空間設計要素所要遵循的幾點原則可以歸納為以下幾點內容：

（1）天際線。城市建筑空間設計首先要注意的就是天際線，天際線能夠更好的處理人造物體和天然物體之間的關系，從而使整個城市空間看起來能夠更加協調和自然。

（2）地平線。建筑物的地平線要處理好人造物體與自然物體的協調關系。人造物體怎樣戰立起來，怎樣升出地面，要注意視覺的舒適性和使用的便利性。

（3）空間要點。建筑物的空間要點猶如文章中的標點符號。它要體現地方性特征，使人們有到達或者離開的感覺，如廣場、平臺、臺階的上下兩端等，都是建筑物的空間要點。

（4）后退。建筑中的后退能夠更好的為建筑的整體布置出彩畫幕布的效果。建筑物對于道路的距離和入口大門等，均屬后退設計問題。

（5）升高和降低。升高和降低在城市建筑設計中需要考慮到建筑整體的感官效果，比如城市建筑之間的過渡也要由地處向高處逐步調整。

3城市建筑空間設計與建筑管理的關系

城市規劃的目的就是為了使城市的空間看起來更加自然、協調，從而為人們提供更好的居住環境，城市建筑空間的設計需要有一定的理想化思路，最終將這種思路具體的表現出來。因此城市空間的設計要保證符合城市規劃的整體思路，同時也要依靠具體的形式來完成城市建筑空間設計的整體理念，假如城市空間的建筑設計只停留在二維的變化上，那么城市空間整體的效果就會受到一定的影響，而除去經濟因素等條件的限制，城市空間設計的整體效果要保證與人類的各項社會活動相互協調，從而在設計的過程中創造出和諧的社會環境和自然環境。同時，城市建筑空間設計也會失去其應有的作用。城市建筑規劃管理在進行的過程中如果沒有城市建筑空間設計的理念作為支持，其作用也只能單一的表現在管理上，不能做好單體設計與整個城市的空間環境之間的關系，這樣城市空間環境的發展就會受到很大程度的限制，城市也會失去應有的協調性，因此，為了更好的做好城市建筑管理就需要有效的對城市建筑空間進行科學的、合理的設計，這也是城市建筑管理最基礎的保證。

4提高城市建筑空間設計以及建筑管理水平的幾點措施

（1）提升城市建筑空間設計的內涵。通過對城市建筑空間的分析，來提高城市空間設計人員的創新理念。城市是人類活動的核心所在，城市空間能夠為人們日常生活提供必要的場所，城市空間中除了需要對建筑環境進行分析和研究外，還要對城市中人們的日常生活習慣、愛好等進行全面的掌握和了解，如果沒有對人們的日常行為進行有效的分析，那么城市空間的規劃管理也就成了一句空話。

（2）城市建筑空間設計不能夠只停留在二維空間上，要體現出三維空間的效果。城市建筑空間作為立體的表現形式，二維的空間效果無法有效的表達出城市建筑空間的全部，因此在進行設計的過程中需要采用更為先進的三維空間設計來取代以往的二維空間設計。

（3）把單一建筑物內部空間管理變為建筑物內部空間與外界環境的協調管理。建筑物內部的各種功能空間，除與建筑物協調統一外，還應考慮其與外交環境的協調一致。比如：建筑物的出入口與城市道路交通系統的關系，建筑物的附屬設施（如煙囪、空調機、電梯房、水池等）與城市空間景觀的關系。

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是我國近代史上一個有重要影響的歷史人物。他是清朝的中興名臣，曾被封為一等毅勇侯，授太子太保銜。在立功、立德、立言以及治身、治家、治學、治軍、治國多方面，他獨樹一幟，真可謂一代儒宗。與研究本人相比，很少有人從文化藝術的角度研究其故居富厚堂。它是我國目前唯一保存完整的鄉間侯府，具有極高的歷史文化與藝術價值。

一、富厚堂的選址與布局藝術

1、富厚堂的選址藝術

富厚堂的選址既注意宏觀方面，也注意微觀方面的因素，這座“毅勇侯第”位于湖南省雙峰縣荷葉鎮富托村，處于湘潭、湘鄉、衡山、衡陽四縣交界處。放眼望去，平地四周峰巒疊嶂、群山環抱，屋前涓水清澈，悠悠地向東南流去。富厚堂座西朝東，背依半月形鰲魚山。后山上樹林茂密、古樹參天、四季常青，百鳥飛鳴于其間，遠方是一大片田野，視野極其遼闊。屋前有一半月形的荷塘，形同聚寶盆，四周自然環境極為優美。遙望富厚堂好像坐在一張大椅子上，建筑與自然巧妙融合，這正是民間所說的風水寶地。

2、富厚堂的整體布局藝術

富厚堂總占地面積四萬多半方米，主體建筑近一萬平方米，整個建筑沿中軸線對稱，磚木結構，具有宋、明回廊式古建筑群的風格。它由全宅圍墻、宅東門、宅西門、門樓、宅南的求闕齋和歸樸齋兩棟藏書樓、宅北的藝芳館藏書樓、八本堂前后進主樓、思云館、緝園等建筑組成。富厚堂有東、西兩個入口，進門后是一個用花崗巖砌的半月形臺坪。臺坪外邊緣砌有旗座，用于插旗。緊靠臺坪外的是一個由跑馬道環繞的半月形蓮塘即張大塘。臺坪內側是門樓，仆人的住房、轎亭和馬廄。門樓后面有一塊寬闊的內坪，門樓正前方是八本堂前后進主樓，兩邊是藏書樓。南邊是兩棟藏書樓，較長的一棟藏的書籍，稱“求闕齋”，較短的一棟藏曾紀澤的書籍，稱“歸樸齋”，兩樓間走廊相連。北邊是曾紀鴻的藏書樓“藝芳館”、門樓兩端修走廊與主樓、藏書樓相連，形成回字形走廊。門樓外檐的墻向兩端延伸，直至后山形成一周圍墻。前后進兩主樓以天井相隔，以過廳相連；在前、后進主樓和求闕齋、歸樸齋藏書樓之間修建了花廳；在芳記書樓外側挖建了荷花池，池中有一個三層的八角亭，以曲橋與岸邊相連；在后山圍墻內修建了“存樸亭”、“炮臺”、“棋亭”、“鳥鶴樓”，圍墻外單獨修建“思云館”藏書樓。這些形成了富厚堂以“以堂為主”，回廊為仿宋、明風格的園林建筑群體。它在造園組景時結合自然環境條件，因地制宜綜合考慮建筑、山水、植物配置等問題，突出各種自然景觀的特色。整個布局嚴謹合理恰到好處，疏密有致，形成典型的四合院式園林建筑。

二、富厚堂的建筑藝術

1、建筑的功能美

亞當.斯密曾說，所有藝術品的美感都源于其有用性，任何藝術品只有經過精妙地設計，既符合審美要求又具有使用性，才會更受人們青睞。他還具體講到，居室的規則有序會給觀察者帶來，而它的便利性起到的作用毫不遜色[1]。也就是說，建筑藝術更需要與建筑的使用功能相結合，給人以功能美的享受。富厚堂建筑群防雨、防潮、采光、通風、防塵、防蟲等功能齊全，體現了我國古代園林建筑的高超藝術。富厚堂的建筑屋頂用半筒形瓦嚴密接合，形成凹凸曲面富有美感，同時雨水能沿著凹曲面瓦槽即滴水順流而下，從而防止雨水滲漏。層層向外伸出的飛檐使雨水遠離墻壁，屋檐上翹使屋內仍有充足的光線，故這座木構建筑歷經一百多年的風雨而不毀。屋頂層層凹凸曲面如一層層羽毛，層層屋檐向上翹如騰飛的雄鷹，飛檐重疊，重樓疊嶂。四周設置花格窗使屋內通風透氣，明亮干燥，透過漏窗，室外景區似隔非隔，似隱還現，陽光斜射漏窗，室內光影迷離斑駁。室外園林中設置的長廊既可遮風避雨，又可分隔、穿插、連接園林中各景點，使各景點層次有秩。正是長廊與園林內各景點巧妙融合，使富厚堂園林建筑成為美的整體。藏書樓是富厚堂的核心，其構造極為特殊，藏書樓的建筑在防雨、防潮、防塵各方面都有周到的考慮，以保護書籍。藏書樓底層以花崗巖為柱，可防止白蟻浸蝕；二樓的走廊設在書樓的四周，可用來曬書；三樓五間書屋，設置漏窗，使室內四面通風，可以防潮濕；一至三樓通體用青磚,都修有上下書籍的專用通道。整個建筑的實用功能之強與建筑藝術之美融合得天衣無縫。

2、建筑的古樸和諧美

在修建富厚堂時，已被封為一等毅勇侯，授太子太保銜。此時正是他人生中的頂峰，按常理，其重修故居應當極盡華美。而富厚堂雖是侯府規格,有雕梁畫棟，但毫不張揚，絕無富麗堂皇之感。它以石磚土木為結構、采古典回廊式風格，看上去古樸大方、色彩素凈明快。

荷葉盛產花崗巖，杉木也是南方最常見的木材，青磚和半筒形小瓦在當時是南方普遍使用的建筑材料，土坯磚就是用泥土稍加工制成，工序很簡單。富厚堂建筑因地取材，絕不奢華，其主要建筑材料采用花崗巖、杉木和土坯磚、青磚、青色半筒形小瓦。漏窗、窗框、屏風、門框、廊柱、梁等建筑結構上廣泛地利用杉木；墻壁基本上就是由青磚和土坯磚砌成；建筑物頂蓋的都是青色半筒形小瓦；廊柱的底座、門樓外的臺坪、臺坪外緣的插旗座、部分門框、園林內的小石路，甚至藏書樓一層的廊柱等都是用花崗巖建造，既堅固耐用，又體現了建材的樸實美。富厚堂整個建筑沒有精細的雕梁畫棟，沒有金碧輝煌的裝飾，門樓前也沒有獅子，門枕石與普通老百姓家一樣四方四正的，沒有任何修飾，雕梁畫棟非常樸素，門框頂部兩邊雕刻的“如意紋”顯得樸素大方。漏窗、廊柱、長廊和屋頂作為富厚堂的主要修飾。廊柱和窗格等距離地安在走廊的兩邊，給人一種音樂的韻律和節奏感，看到整齊的廊柱和窗格，使人心情愉快。漏窗（俗稱為花窗）是富厚堂園林景觀的一種建筑藝術處理工藝。這里的木制漏窗中間以細木構成方格、菱花、如意紋、冰裂紋等各種圖案即欞子，粉墻漏窗多以植物花卉蟲魚鳥獸等自然形狀的圖案為題材，木制漏窗與粉墻漏窗有機結合，圖案既樸素又美麗，同時飽含耐人尋味的幽雅情調和象征意義。屋檐層層外伸，頂上鋪蓋青色半筒形小瓦從上往下一層一層地鋪下來呈魚鱗狀，陽光射在上面閃閃發光。富厚堂這種質樸、淡雅、古拙給人一種最純真的古樸美。富厚堂建筑的色彩主要有青、土黃、黑灰、灰、白和朱紅色組成。以大片青磚墻和土坯墻為基調，配以黑灰色的半筒形小瓦，朱紅色和木紋本色的梁柱、欄桿、漏窗。灰白相間的花崗巖石柱、門框、園林中的小徑與青磚的青灰色墻面和土坯磚的土黃，與內部裝修的朱紅色形成對比。青色與土黃色墻面相配襯托了室外花草樹木，建筑與花木隨著陽光因位置與強弱而形成的投影，組成了無數變動的景象。整個建筑群沒有五顏六色，色彩的基調以青色為主，給人一種優雅素凈明快之感，建筑色彩的和諧美躍然其間。

3、建筑園林的意境美

富厚堂是仿周代諸侯泮宮(學宮)風格建造的“侯府園林”，在立意上著重詩情畫意的境界和人文氣息，這些在建筑上創造性地反映出來。泮宮即學宮，泮者半也。因古時學宮前面有一半月形水池，故稱泮宮。《監利縣志》載，原泮宮兩廡戟門，高堂深院，靜謐典雅。院中古柏參差、倒映一泓池水，虬枝古干，郁郁蒼蒼，人稱“泮宮翠柏”。富厚堂屋前屋后大量種植柏樹、翠竹與荷花。《論語》贊曰：歲寒然后知松柏之后凋也。柏樹象征著主人堅貞不屈的英雄氣概。竹桿婷婷玉立如君子，竹子內空外有節，象征虛心有節和高風亮節的品格。這種品格與做人的應有氣節聯系在一起，已成為中國人民不畏強權、永不屈服的精神象征。荷花則十分高雅美麗，清香遠溢。周敦頤在《愛蓮說》稱其“出污泥而不染，濯清漣而不妖”。荷花是清廉、高潔等高貴品格的象征。這些在給人以美的享受時也陶冶人們的情操。早晨，站在后山的炮臺上，可見涓水東南流去，與朝陽相接；門樓前的荷花含苞欲放；堂內古樟枝葉茂盛，綠樹濃蔭；朝陽斜照富厚堂，金光閃爍；層層屋檐四角上翹，猶如一群正要騰飛的雄鷹，有積極向上之意，預示著后代輝煌騰達；四合院內山水交融，古木參天，亭閣相映；后山小石路連接著各個亭子。千年古樟黃綠色的花盛開時，樟花清香，百鳥歡躍鳴叫亭間。夏天夜間站在臺坪上，此時半月塘的荷花已開放，月光下的荷花顯得格外的寧靜，微風吹來使人想起朱自清的荷塘月色。整個建筑群與山石花木處理得恰到好處，建筑空間與自然風景渾然一體，觸景生情，情景交融，任人遐想，會有一種無限舒暢之感，其建筑園林的意境美語言難以表達。

三、富厚堂的建筑藝術與文化水融

建筑總是滲透著民族文化。[3]的家族文化、湖湘文化乃至儒家文化貫穿于富厚堂建筑的各個角落。本人是一代儒宗，富厚堂從建筑藝術角度反映了他的哲理思想，同時，又以建筑藝術的形式給后人立德、立言，激勵后人建功立業。

富厚堂門樓前有一個半月形的花崗巖臺坪，坪外是半月形荷塘，這是仿周代諸侯泮宮(學宮)風格建造的“侯府園林”。《禮記·王制》曰：“大學在郊，天子曰辟雍，諸侯曰泮宮”。[2]周代的大學設在郊外，往往四周有水，形如壁環，天子設的為“辟雍”，諸侯設的為“泮宮”。富厚堂是名副其實的學宮，它有“求闕齋”、“歸樸齋”、“藝芳館”和“思云館”四座藏書樓，其藏書曾達三十多萬卷，超過近代史上著名的四大藏書樓[1]，是我國近代私人藏書第一樓。這四座藏書樓是富厚堂建筑的精華所在。把教育擺在非常重要的位置上，很重視藏書樓。南、北三座藏書樓通體是青磚，作為正宅的八本堂反而與一般民間住宅相差無幾[2]。富厚堂采用四合院的結構形式，而這種形式住宅有一個與外界隔離的內向院落小環境，這樣保持了住宅所特別要求的私密性和家庭生活所要求的安寧。[4]也為子孫營造良好的讀書氛圍，使富厚堂成為讀書的凈土，在建筑藝術中集中體現了的修身治學思想。匾和對聯裝飾建筑物是我國的傳統，可為建筑平添濃厚的書香氣息。富厚堂有大量的內匾和對聯，其內容典雅精辟，書法剛勁有力，與庭院相映，使整座建筑充滿著詩情畫意。前廳神龕上有“八本堂”匾，所謂八本是指曾家的“八本家訓”:讀書以訓詁為本，作詩文已聲調為本，事親以得歡心為本，養生以少煩惱為本，立身以不妄語為本，居家以不晏起為本，居官以不要錢為本，行軍以不擾民為本。堂上掛著一幅：“戰戰兢兢即生不忘地獄苦，坦坦蕩蕩雖逆境亦惕天懷”的對聯。其它的亭院都有匾和對聯裝飾。這些內匾和對聯從形式、色彩、字體到內容，都給人以美的享受，是熔語言與藝術于一爐，使整個建筑充滿著生機，又有著深厚的文化底蘊。在花廳有的治家八字訣：“書、蔬、魚、豬、早、掃、孝、寶”，這意思是勉勵子孫要讀書、種菜、養魚、喂豬、早起、掃地、孝敬與睦鄰兼顧。這些都精辟地反映了家族的修學、養身、齊家、平天下的思想，同時也是湖鄉文化和儒家文化思想的精髓。還經常教育兒子，“莫作代代做官之想，要做代代做士民之想”。雖然他本人已成為了清王朝漢人能做的最大的官，在這種人生頂峰時期，他卻居安思危，在偏僻的遠離政治中心的荷葉修建富厚堂。堂內有大片的菜地，種植大量的竹柏，住宅建筑古樸大方而藏書樓卻十分講究，體現了堅持“以讀書為攻，以耕地為守”，進退兼顧的辯證思想。這也與儒家要求的生活簡樸、虛心謹慎、世代學習的思想是一脈相承的。可見，整個建筑群既是一座文化的寶庫，又達到了藝術與文化的水融。

四、結束語

建筑藝術是使用功能、藝術和文化于一體的綜合表現形式。現實生活中，建筑風格和園林設計的雷同現象比比皆是，沒有將文化融入到設計中去，設計出來的作品也就沒有歷史文化的厚度。富厚堂的選址和布局與自然環境緊密地結合，就地取材，在建筑結構上實現功能與藝術的完美統一，建筑與裝飾能汲取鄉土文化與民間藝術的營養，建筑形式生動活潑，富有鄉土氣息，把傳統文化的古樸與和諧貫穿其中。富厚堂為現代建筑園林設計樹立了一座文化的豐碑。同時，富厚堂也是解讀的家族文化、湖鄉文化和儒家思想的一把鑰匙。從某種意義上說，富厚堂是儒家文化的縮影，要領略其建筑的藝術意境，必須深刻理解儒家文化的內涵。故毫不夸張，富厚堂不愧為一座藝術與文化的殿堂。

參考文獻：

[1][英]亞當·斯密.道德情操論.吉林大學出版社,吉林音像出版社.2004,P181-182

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Abstract

Beinganactivetopicinthefieldofcomputeraidedbuildingdesign,IBDS(IntegratedBuildingDesignSystem)hasmadegreatprogressandattractedmoreandmoreattentionofacademicandindustrialcirclestheseyears.ThispaperintroducesthebackgroundandtheconceptofIBDS,discussesandreviewsitsrelatedtechnologyanddevelopment.

Keywords：buildingCADHVACIBDSSTEP

1前言

隨著計算機輔助設計技術的發展普及，近年來，國內外在計算機建筑設計包括模擬計算、圖紙繪制和資料管理等方面的研究和開發有了較大進展，同時也暴露出一系列問題。由于社會發展對建筑設計的效率和質量要求的不斷提高，近十年來逐漸提出（集成化建筑設計系統）（IBDS）的概念，世界各國相應投入大量人力和財力從事此方面的研究開發工作，并開始產生一些中應用于實踐的成果。本文綜述IBDS的研究和發展狀況。

2提出IBDS的背景

集成化建筑設計系統的由來出于如下四方面原因：

2．1模擬分析軟件的可應用性

從70年代初起，采用模擬分析方法計算建筑物結構負荷、預測建筑物熱環境特性、分析供熱空調系統工作狀態等方面的研究開發工作已廣泛開展，到目前似乎已相當成熟。但這些模擬分析方法在實際設計中應用的卻很少。據近年在北美、西歐[1～3]的調查，建筑設計中使用計算機做計算的在50%以上，但所用軟件多數是根據設計手冊上的比較粗略的算法編制而成的，其功能僅代替手算，在一定程序上提高了設計效率，但并不能提高設計質量。在設計中真正使用模擬分析軟件的不足20%。對一些設計公司的調查表明，雖然他們購買了一些大型模擬分析軟件，但往往不是為了在設計中使用，而是為了向客戶顯示實力，爭取市場。

20多年來模擬分析方法的研究與相應軟件的開發表明，模擬分析軟件的應用對建筑設計是很重要的[4]，它們可以準確預測系統特性，從而提高系統性能，降低運行能耗。但是為什么很難付諸實際應用？調查結果表明，除商業性原因外，尚有如下技術原因：

①使用困難。為做一次模擬分析，需準備和輸入大量的數，這是一件枯燥而耗時的工作。在設計過程中要分析不同的問題，往往需要使用不同軟件，這些軟件間盡管所需要的數據有許多是相同的，但所要求的格式不同，又要重復輸入。為了得到一點結果，人要圍著機器轉，設計人員不到萬不得已時，不會這樣做。

②結果不可信。曾請三十余名自認為有模擬分析經驗的工程師對同一建筑用同一程序做能耗分析，所得結果的最大與最小差別竟在一倍以上[5]，類似的實驗曾做過多次，結果均是同樣的現象發生[6]。由此使人產生懷疑，甚至得出悲觀的想法[7]。究其原因，發現模擬分析是一完整過程，要獲得正確的答案，不僅與所用軟件有關，還與使用軟件的全過程有重要關系[8]。一座建筑物很復雜，只能選其一部分并在簡化后做模擬分析，而不同的選擇與不同的簡化，結果就會相差很大。模擬軟件一般都要求輸入許多設計人員很難確定的系數，如房間換氣次數、窗簾遮陽系數、室內發熱量等，這些系數的取值很不同，導致結果偏差很大。再就是初始條件和邊界條件的選取也存在很大影響。面對一個軟件，設計人員很難對這些選擇做出正確的決策，而不同的決策又有結果大相徑庭。由此，當模擬計算結果與經驗估計出的結果或手冊法結果相差懸殊時，該信哪一個？設計人員最終又選擇了經驗數據或手冊法。當計算模型越復雜時，要求輸入的數據就越多，輸入數據的不確定度也就越大，從而導致結果的不確定度越大。

③特殊問題不能解。當被分析系統復雜或特殊時，由于計算軟件的通用性不夠，往往又不能分析計算。例如采用蓄冷水池的空調系統或蓄冰系統，一般常見的分析軟件就無能為力。即使簡單地對系統做模擬分析，要根據軟件中所確定的設備模型形式去輸入設備性能參數，如果設備廠家提供的性能參數的形式與軟件中的設備模型不同，用戶就無所適從。

結果是："憑經驗能估計出的結果，計算機大概也能算出，可是還要輸入大量數據，結果也不一定比估出的可靠。碰見新東西估算不了，計算機也算不了。這樣，要計算機何用？"這大概是模擬分析技術不能在建筑設計中廣泛應用的主要原因。

2．2CAD技術的迫切要求

盡管模擬分析技術遲遲不能廣泛應用，計算機輔助設計（CAD）技術卻后來居上，在近十年內飛速發展起來。目前在歐美發達國家，建筑、空調系統設計使用計算機繪圖已在70%以上。據報導國內設計院中計算機繪圖也占到50%以上。這是由于CAD技術順乎潮流，提高勞動生產率，直接產生經濟效益。

然而，隨之而來的問題就是：如何將計算機繪圖與計算機分析計算相結合？CAD應用是利用計算機輔助完成包括資料檢索（查樣本、手冊、工程圖紙等）、設計計算、圖紙繪制等在內的設計全過程，而不是僅作為一個繪圖工具。

計算機圖形輸入與處理技術很快就使人們認識到，它不應僅是為了繪圖而輸入圖形，而是用戶向計算機輸入所要研究的系統的最理想的手段。根據所輸入的圖形獲取系統信息，從而進行分析計算，可以在很大程度上解決上述數據輸入困難，準備數據工作量大的問題。目前已有很成功的軟件用于建筑學設計中，代替以往的建筑模型，通過CAD技術可以從各個角度向人們顯示建筑物的外部及內部的視覺形象。結構設計亦已可以從圖形輸入開始，直接進行各種力學計算。國內近幾年已開發出供暖設計CAD軟件，可直接在建筑圖的基礎上索取建筑物信息，做簡單的供暖負荷計算，然后自動完成熱水供暖設計計算，并得到管網設計圖紙及材料表，這些都是極好的嘗試。CAD技術的推廣，使設計部門已在很大程度上具備了必要的硬件和軟件條件。隨之而來的最迫切的問題就是：如何充分利用這些硬件和軟件資源，如何充分利用已通過CAD輸入到計算機中的設計圖形信息，與現有的模擬分析技術相結合，真正解決建筑設計中的問題，提高設計質量呢？

2．3信息處理技術發展的需要

計算機技術發展的重要之一就是信息處理技術。這主要表現在兩方面：一是數據存儲技術，二是數據傳輸技術

近十年來，數據存儲媒介從幾百kB的軟盤，發展到目前已初露頭角的存儲量為上千MB，而大小相當于一張普通軟盤的光盤。目前已有操作讀光盤，每張成本（不包括信息價值）僅一兩美元，便可儲存泰晤士報全年幾萬個版面的全部內容。預計在本世紀內可讀寫光盤也將以很低價格出現。這樣，大量的產品樣本、設計手冊、設計規范等資料，就應該以光盤或其他電子方式儲存，并以各種極方便的方式檢索、查詢。

但是，這些以電子形式儲存的資料和信息不應僅像書本手冊那樣供查詢用。我們在設計、繪圖、計算中使用這些樣本、手冊中的數字和規則的真正的意義在于，這些存儲的信息能夠被計算機"理解"和直接使用。例如，做一臺表冷器的選擇計算時，如果計算機能從光盤上檢索到有關表冷器的資料，直接取出有關數據，而不是由使用者讀出再重新輸入，計算機就有可能對儲存于光盤內所有有關的表冷器做一遍分析計算，找到最適宜的型號。這樣，將使設計與模擬分析過程產生質的飛躍。但是，怎樣才能使所存儲的信息被計算機"理解"和真正使用？如果僅是以書本上的形式儲存，計算機就不可能理解。必須采用一種數據結構去存儲這些信息，信息的產生來源于各處，例如各設備廠家或標準制定單位。產生出的數據庫也要被各種計算機分析軟件查找和使用。信息被利用的次數越多，花費同樣成本輸入此信息所產生的效益就越高，因此制定標準的通用數據結構就成為非常重要的事。

數據傳輸技術的飛速發展所提出的也是數據標準化問題。目前世界各國都積極開展信息高速通訊基礎的開發與建設。美國近年要在全國實現"信息高速公路"，這類系統的建成將使全球范圍內任兩點間的信息查詢與傳輸如同打電話一樣方便。這樣，將來的設計圖紙、技術要求、設備性能等技術文件將以EDI（電子數據交換）的方式傳輸，則這些信息被計算機接收后，能否被"理解"和直接使用也成為重要問題。可見，問題的關鍵仍在于數據結構標準化。

2．4CIM哲理

CIM的概念最初是由美國的JosephHarrington在1974年提出，1981年開始被廣泛接受，并被認為是信息時代的工廠自動化模式。但從當今的應用情況看，CIM遠遠超出機器制造業的范圍，它是一種組織、管理生產的哲理、思想和方法。CIM是一種綜合自動化系統，它在新的管理模式與制造工藝的指導下，綜合應用系統技術、信息技術、自動化技術，通過計算機及其支撐軟件，把孤立的、局部的自動化技術，子系統及企業員工，靈活而有機地綜合起來，構成一個完整的系統，對生產過程的物質流、管理過程的信息流、決策過程的決策流進行有效的管理與控制，以適應新的競爭模式下的市場對生產過程提出的高質量、高速度和高靈活性的要求。

設計院可以看成生產思想產品（各種設計文件和圖紙）的部件，一個設計項目相當于一項訂貨，設計過程（加工過程）是由許多不同專業的人經過若干設計階段通力合作完成的，需要各專業按計劃有條不紊地互提資料，互相會簽，最后由成品檔案室驗收、歸檔，并向甲方提交全套設計文件和圖紙。其間各專業內部尚需分工和遵循嚴格的質量保證程序。建筑的招標、設計、施工、高度和運行管理的整個生命周期，完全可以借鑒CIM的思想方法，采用CIM的核心技術--集成技術，把建筑、結構、設備（暖通空調和給排水）、電氣、室內設計和概預算等專業，集成于統一的計算機平臺，充分共享有關數據和資源，解決建設各專業之間存在的"錯、漏、碰、缺"等問題，真正實現建筑設計整個過程的全計算機化(無紙設計)。

3IBDS的概念

如上所述，設計院目前面臨著擁有先進的計算機硬件和軟件技術與實際上不能充分利用這些技術來產生效益的矛盾。問題主要在于各種應用軟件的分散性，數據不通用，難以互換，以及對各種計算分析過程沒有或無法自動給出正確的指導。為了解決這一問題，與飛速發展的計算機技術適應，集成化建筑設計系統IBDS的概念應運而生，并且在近十年內迅速發展。IBDS的核心就是將以往分散的各功能軟件如繪圖用CAD、計算模擬程序、數據庫管理等結合在一起。通過通用的數據結構和數據轉換工具，使這些功能軟件能互用各自的各種資源，全面地完成設計、分析、計算任務。

IBDS應該提供建筑設計各專業工程師從方案選擇、初步設計、分析計算到施工圖繪制的全過程。人們希望有了設計人員的知識、經驗及設想后，通過IBDS用計算機進行分析、計算、比較、判斷等，不僅將方案形象地表現出來，而且將量化的結果輸出，工程師再依據它去修改方案，重新設計。因此，IBDS必須采用開放性的體系結構，把設計院的"人和資料"集成在一起，具體表現在：

不同專業的數據模型的集成

建立各專業通用的標準化的中央建筑數據庫。該數據庫把建筑設計涉及的建筑、結構、設備、電氣、室內設計和概預算等專業所用的數據模型統一起來，集成在一起，保證各專業所用建筑信息的一致性。建筑師畫的建筑各層平面圖、剖面圖、立面圖等，可以作為建筑底圖，傳給其它專業。其它專業的工程師可以在該建筑底圖的基礎上，對有關信息進行修改、重新定義以及添加專業的特定數據，然后進行各專業的有關設計計算。例如，設備專業工程師可以計算建筑物的空調供暖負荷，在建筑底圖上布置空調供暖管道，進行水力、熱力計算分析等；結構專業工程師可以進行各種受力構件的設計計算分析。一旦建筑師改變建筑物的平面、空間布置，會直接反映在各專業的建筑底圖上，從而避免其它專業的"冤枉"勞動。

不同設計階段所使用的模擬軟件的集成

建筑設計在不同階段需要用到性質不同，細致程度不同的模擬軟件，IBDS應充分考慮建筑設計在方案選擇、初步設計和施工圖設計等不同階段使用不同模擬軟件對輸入數據模型要求的一致性和相關性，盡量保證前一階段的計算結果和數據可應用于后續階段的設計計算，減少數據的重復輸入和不一致性。

設計資源的集成

把建筑設計有關的設計手冊、標準法規、工程圖紙、設備產品手冊等數據和資料以數據庫、知識庫等方式集成存儲在計算機網絡上，以便設計人員查詢和使用。

可見，集成化的中央建筑數據庫IDM是IBDS的核心。IBDS的體系結構如下圖所示。各專業CAD系統通過IDM進行數據集成和通訊。

HBDS的體系結構示意圖

IBDS的特點除了集成化、標準化和網絡化之外，還有一個很重要的特點：智能化，即采用KBS（基于知識的系統）來組織和指導建筑設計過程中模擬軟件的使用全過程，這樣才能正確發揮計算工具的功能。1989年國外一些學者開始提出PAM（PerformanceAssessmentMethod）的概念[9]。PAM是解決模擬軟件"結果不可信"問題的一個重要途徑。PAM指出，要保證用程序做模擬分析能給出正確結果，必須正確指導和嚴格管理模擬分析這一全過程。這包括：

對所分析的對象進行正確的簡化。例如，從多層多房間的建筑中取出有代表性的一部分做分析計算，復雜水網的簡化；

對每個物理過程選取正確的物理模型來近似。例如一空調設備，采用動態模型還是靜態模型？集總參數還是分布參數？是否考慮墻內表面長波輻射？對流換熱系數取常數還是作為溫度及風速的函數？透過窗的太陽輻射在各內表面的分析：

一些不確定的輸入參數的選取，如房間換氣次數，人員設備必熱量，氣象參數的確定，窗的開閉，遮陽等；

系統控制的確定。例如應按照房間為定溫去計算熱量還是計算定熱量下的溫度或其它某處控制下的溫度和熱量變化？如何考慮空調系統的控制和人的操作調整？

模擬計算過程的控制。例如初始影響的消除，計算時間步長，邊界輸入參數的離散方法，總的模擬計算段的長度與時間的確定等；

輸出結果的處理。如何根據模擬計算結果對所研究的問題作出結論。

以上諸條的正確條件并非固定，而是與所研究的對象的性質及所要解決的問題有關。例如為計算冬季供暖負荷，可以用穩定的KFΔt模型，而要計算夏季空調負荷，就要使用動態模型。再例如驗證建筑物表面結露的可能性時，需考慮全部外墻的傳熱；而論證是否要裝社會空調，夏季房間是否過熱則需取可能是最熱的一間或幾間朝西或朝南的房間進行計算。目前可以列舉出十幾種不同的對建筑和空調系統進行模擬分析的目的，對于每一目的，上述各問題的恰當選擇都可能不同。

所有這些問題，落實為具體的模擬計算過程，就成為如下四個問題：

①模擬計算程序的選取

②實際建筑和空調系統的再加工（簡化）

③輸入數據的確定和輸入文件的生成

④模擬計算結果的后處理

國際能源組織（IEA）組織十余個國家合作，就各種不同的目的和使用不同程序如何進行上述第②③④步工作進行了研究，形成了一大批PAM手冊。實驗結果表明，讓程序使用者按照這些手冊去一步步做，可顯著提高模擬計算工作的正確性和結果的可信賴性[10]。

將這類手冊轉換為計算機可以理解的形式作為知識庫存儲于集成化環境中，再開發出可按照這些知識自動進行數據分析加工的專家系統，就可以使這一使用過程自動完成，只要使用者提出要解決的問題，專家系統即可能選取適宜的程序，生成相應的數據文件，運行模擬分析程序，最終向使用者顯示由結果分析得出的結論。

與傳統的CAD軟件相比，IBDS不再是以計算程序為中心，使用者圍繞著計算程序準備數據，運行程序，檢查結果。集成化環境使使用者成為中心，將各種繪圖、計算、數據資料準備好，隨時供使用者在設計分析中使用。使用者可以充分發揮自己的分析和創造能力，利用CAD系統去設計、分析各種系統，而將一切重復和瑣碎的工作交給計算機去完成。集成化設計環境的指導思想就是，使用者應是計算機的主人，而不是奴隸；計算機的應用應最大范圍地開發人的創造力，為人提供進行創造性思維的場所，而不是把人變為機械式工具。

4實施IBDS技術

4．1革新CIM（集成）技術

正象計算機集成制造系統CIMS一樣，集成也是IBDS的信心技術。IBDS系統采用STEP標準化的建筑數據庫，把建筑設計各專業的數據模型集成起來，把設計的不同階段集成起來，把各種設計用的模擬軟件集成起來，把各種信息資源集成起來。總之，IBDS依賴集成技術把建筑設計院的兩大法寶"人和資料"有機地統一起來，保證設計過程中信息共享和傳輸的計算機化。

4．2STEP（產品數據交換標準）技術

STEP（StandardfortheExchangeofProductModelData）是國際標準化組織ISOTC184正在制訂的標準ISOCD10303。STEP采用一種中性文件機制，是CAD/CAM數據交換的標準[11]。它規定了產品設計、開發、制造以至于產品全部生命周期中，包括產品形狀，解析模型、材料加工方法、組裝分解順序、管理數據等方面的必要信息定義和數據交換的外部描述。現在普遍認為STEP將成為全世界公認的唯一CAD數據交換標準。

STEP包括兩部分內容，一是數據模型的定義，它采用EXPRESS數據定義語言來寫成。這種語言可以準確定義所描述對象的數據模型，小到單個簡單的汽車零件，大到一檔復雜的建筑物。STEP的另一部分就是具體的數據文件的表述方式，它是由任意詞條構成，每一條的形成都遵守數據模型中的定義。這樣，只要理解了數據模型，就能讀懂根據此數據模型按照STEP方式寫出的任何數據文件。如果制定出統一的數據模型，使大家都按照這一模型去描繪所研究的對象，所生成的數據文件就很容易交換，通過一些轉換工具可以很容易地將其轉換為各種軟件內部特定的數據文件。

由于STEP在描述數據模型和易于交換數據方面的突出優點，它很快被工業界和標準化組織采用，作為定義數據標準的工具和交換數據的方法。集成化的建筑工程數據庫應該采用STEP技術，把各專業的圖紙、數據庫、產品設備等標準化，以便不同CAD系統之間、不同專業之間、不同模擬軟件之間、設計院與甲方和廠家之間，能夠自由而方便地相互傳遞和交換信息。

STEP標準化是IBDS集成化的前提和保證，它可以避免CAD計算分析軟件開發方面的大量重復性勞動，與此數據標準兼容的軟件均可以交換使用，從而使各部門有可能分工協作，共同開發我國的集成化環境。IBDS的每一塊功能軟件均可以獨立在市場上出售，被其它符合此標準的軟件所使用，這將使軟件研制開發者直接受益。

4．3AI（人工智能）技術

目前的CAD系統已能較成功地應用于繪圖和設計計算，但用于方案設計的卻很少。其實方案設計在很大程度上決定了投標的快速反應能力。IBDS系統采用AI技術，把工程師的設計經驗、規則、思維活動等模糊、隨機、不完備的知識，通過一定的結構來組織和表達，讓計算機能夠理解、推理和判斷，輔助工程師進行方案選擇。AI技術中比較成熟的是專家系統，特別是DSS（決策支持系統）。可見IBDS的智能性體現在各專業設計型專家系統應用的好壞。

4．4計算機網絡技術

IBDS的實施應以計算機網絡為物質基礎，特別是基于光纖和衛星的全球范圍的快速ISDN網絡。通過計算機網絡可以共享建筑設計的有關數據庫、知識庫等軟件資源和打印機、繪圖儀等硬件資源，傳輸有關設計資料和文檔，允許位于不同地點的設計工程師同時參與一個建筑的設計。同時還可使設備生產廠家能將產品信息直接提供給CAD系統。

4．5HCI（人機交互）技術

HCI技術在計算機的應用發展中越來越受到人們的重視。人擅長于用形象思維、回憶聯想、發明和創造等對客觀世界中的不確定、不完備甚至矛盾的事物和知識進行推理、分析、判斷和理解。計算機則擅長于確定性、重復性、機械性的數據處理。在IBDS中，應充分發揮人和計算機的各自優點，把繁瑣和費時的數值性的設計計算交給計算機完成，讓工程師有充分的時間做方案選擇等關鍵的決策工作。友好的用戶界面和人機交互方式才能讓建筑設計工程師喜歡IBDS，在實際設計中自覺使用它。

4．6計算可視化技術

可視化技術從80年展起來，已被廣泛應用于CFD等科學計算領域。科學計算的核心問題是計算模型，包括其理論框架、基本概念、幾何描述、計算方法和過程等。在建筑設計過程中需要做許多計算，如何采用圖形、圖象、動畫等方式，在計算開始時準備數據，計算過程中以某種直觀形象的方式表現，計算完成后以容易理解和使用的形式表達結果，等等，都是視算一體化要解決的問題。眼睛是人類接受信息的最佳器官，只有把各種模擬軟件的使用過程可視化，讓用戶用眼睛去看、理解和判斷，而不是"兩眼一摸黑"地撞運氣，才能反模擬軟件用對、用好，真正發揮它們的用處。

4．7分布式數據庫（知識庫）技術

分布式的數據庫采用計算機網絡上的不同計算機存儲建筑設計有關的設計手冊、標準法規、工程圖紙、設備產品手冊等數據和資料、使設計院、管理單位、廠家、甲方等建筑業有關單位的人員可以共享信息，提高信息利用的效率。

4．8OO（面向對象）技術

OO技術是現代軟件工程技術的關鍵所在，它可以使對現實世界的描述更接近客觀自然，是IBDS系統的保證之一。OO中的抽象、封裝、繼承等機制可對復雜系統進行簡化、分解和解耦，有助于復雜系統的描述。OO已被廣泛地應用于上述的MIS、HCI、CIM、可視化、數據庫、AI等領域。以OO為基礎的C++語言是開發IBDS的良好工具。

4．9多媒體技術

多媒體技術就是用圖形、圖象、動畫、聲音、文字等人類容易理解和接受的方式存儲各種信息。多媒體技術在IBDS中的應用將是必不可少的。

4．10協同工程技術

協同工程是一種系統化的方法，用來支持建筑設計的集成化的協同作業，也就是不同專業或同專業的不同工程師同時進行設計。如建筑底圖由不同的建筑師分工畫不同的部分，在計算機里實際是在同一圖形上加工，完成后的圖紙傳送設備、結構、電氣等專業這樣不僅可以避免工程師重畫圖紙，而且當某一工程師改變圖紙時，能自動及時反映到其它專業的系統圖上，從而解決不同專業之間的"打架"問題，方便互提資料、會簽等。

除以上討論的幾種技術外，還有許多現代科學技術可應用IBDS中，如MIS（管理信息系統）技術、TQC（全面質量控制）技術[12]等。合理運用所有這些技術才能充分發揮IBDS的功能保證IBDS成功。

5IBDS的現狀和展望

IBDS的概念是在約10年前提出的[13]，而真正開始組織開發則是最近6～8年間的事。但IBDS的發展卻異常引人注目，1991年6月在美國召開了第一屆集成化建筑環境會議，即有近300篇論文，幾百人參加（包括韓國、臺灣的學者）。迄今已召開了四屆會議，有關的研究討論越來越深入[14～17]。1988年美國能源部投資3000萬美元開始AEDOT系統的開發，目前已研制出示范系統，并開始進一步向實用性發展。歐洲十來個國家的有關研究單位聯合開發COMBINE系統。該項目歷時五年，投資已超過1000萬歐洲貨幣單位，在1995年6月已完成概念研究和原型示范系統。1990年EIAAnnex21SubtaskD"DesignSupportEnvironment"開始，加拿大、德國、英國、瑞士等國專家就集成化建筑設計環境的開發狀況做調查和分析。開始于1995年9月的IEAAnnex30"BringingsimulationtoApplication"又是一個新的國際合作項目，它的目的也是研究如何把模擬軟件通過IBDS應用于實際建筑設計工程中。到目前為止，IBDS還處在研究和開發階段，世界上還沒有一個供實用的IBDS。

我國建筑設計應用CAD從80年代中期開始，真正進入實用階段是1991年年底之后。在全國大約9000家從事建筑設計的單位中，甲級院都裝備比較好的CAD系統，并且近年來微機數量增加很快（1992年增加8000臺，1993年增加31000臺）。在具備計算機硬件的同時，國內一些公司和研究單位推出實用性的建筑、結構、給排水、暖通空調、電氣和工程概預算的CAD軟件。但是，目前設計單位中不同的專業應用計算機技術水平差別較大[18]，而且大部分CAD軟件只是用計算機代替圖板和丁字尺繪圖，沒有把繪圖和計算集成到一起。在數值計算中應用較多的是結構設計。可喜的是，最近國內一些研究單位開始IBDS的研究探討[18]。與國外的開發研究狀況相比，我們認為國內此領域的工作尚需在長遠規劃和相互協作等方面得到重視和加強。

計算機集成化制造系統CIMS是國家863重大項目，十幾個單位聯合攻關。IBDS在國外與CIMS的重要性相當，它可以解決建筑規劃、設計、施工、調試及運行中的一系列問題，從而提高設計與施工質量、降低成本、提高效率。因此，是否應該將IBDS作為重點目標，做好長遠規劃，一步步為之努力，而不僅是在目前的CAD系統的基礎上添添改改，滿足當前的市場需求。80年代初各部門即研究開發暖通空調模擬軟件，十多年后，除個別軟件廣泛使用外，大多數使用者卻轉向國外一些著名的模擬計算軟件。如果我們按照目前的狀況發展，會不會十年后發生類似的現象，即國外成套的成熟的集成化環境進入我國而將我們的取而代之？現在可能是需要整體考慮、長遠規劃的時候了。

IBDS涉及范圍廣，工程浩大，很難由一個單位獨立完成，必須聯合協作。在市場經濟體制下，又無國家財政支持，如何進行聯合協作？又如何能與國外競爭？聯合與協作不是分工編軟件，而是通過不斷交流，進行概念研究和標準制定，這方面的工作量遠比具體編程大，必須通過合作交流來完成，而合作的結果會使參加各方均受益。能否在國家的支持下，由學會組織，有關設計和研究單位合作，在聯合開發我國的IBDS呢？

IBDS是一個完美的計算機輔助建筑設計系統，雖然它的實施尚有一段不短的路要走，但是它的哲理、思想和方法無疑是正確而深刻的。IBDS的實施將大大提高建筑設計的水平，推動建筑業的發展，并且創造一種嶄新的設計文化。

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15CRobin,JBrauandJRoux.Integrationofexpertknowledgeandsimulationtoolthethermaldesignofbuildingsandenergysystems.EnergyandBuildings,1993,20.

篇10

（一）設計方案直接影響投資。工程建設過程包括項目決策、項目設計和項目實施三大階段。進行投資控制的關鍵在于決策和設計階段，而在項目作出投資決策后，其關鍵就在于設計。據研究分析，設計費一般只相當于建設工程全壽命費用的1%以下，但正是這少于1%的費用對投資的影響卻高達75%以上，單項工程設計中，其建筑和結構方案的選擇及建筑材料的選用對投資又有較大影響，如建筑方案中的平面布置為內廊式還是外廊式、進深與開間的確定、立面形式的選擇、層高與層數的確定、基礎類型選用、結構形式選擇等都存在著技術經濟分析問題。據統計，在滿足同樣功能的條件下，技術經濟合理的設計，可降低工程造價5%～10%，甚至可達10%～20%。

（二）設計質量間接影響投資。據統計，在工程質量事故的眾多原因中，設計責任多數占40.1%，居第一位。不少建筑產品由于缺乏優化設計，而出現功能設置不合理，影響正常使用；有的設計圖紙質量差，專業設計之間相互矛盾，造成施工返工、停工的現象，有的造成質量缺陷和安全隱患，給國家和人民帶來巨大損失，造成投資的極大浪費。震驚全國的寧波大橋事故就是這方面的典型例證。

（三）設計方案影響經常性費用優化設計不僅影響項目建設的一次性投資，而且還影響使用階段的經常性費用，如暖通、照明的能源消耗、清潔、保養、維修費等，一次性投資與經常性費用有一定的反比關系，但通過優化設計可努力尋求這兩者的最佳結合，使項目建設的全壽命費用最低。

二、建筑設計存在的問題

（一）政府監控不力

長期以來，形成了一種設計對業主負責，設計質量由設計單位自行把關的觀念，主管部門對設計成果缺乏必要的考核與評價，有的僅靠圖紙會審來發現一些簡單問題，只有等出現了大的技術問題才來追究責任，而方案的經濟性則問及更少。另外，對設計市場管理不夠，越級、無證、掛靠設計時有發生，從而導致設計質量下降，加之由于設計工作的特殊性，不同的項目有各自的特點，所以針對不同項目優化設計的成果缺乏明確的定性考核指標。

（二）優化設計的意識不強

目前，業主往往把投資的控制重心放在施工環節上，而對設計環節重視不夠。其原因：一是對設計對投資影響的重要性認識不夠，只看到搞施工招標，投標價要低于標底價、施工單位要讓利等，殊不知設計方案的優化會帶來更大的節約；二是無法很好地選擇設計單位，因為在設計前業主不知道誰能優化到什么程度。有些項目設計雖通過招投標，但此時方案不細，概算粗略，很難來綜合評定；三是業主由于專業知識上的限制，對設計方案難以從優化擾的角度提出要求或疑議；四是有些業主經濟實力雄厚，項目建設趕時髦，求新穎，根本不提優化要求；五是有些業主自身對工程應具備的功能要求及應達到的目標不明確，隨意性大，要求出圖時間緊，又壓低設計收費，從而也影響了優化設計的開展。

（三）缺乏必要的壓力和動力

由于目前的設計經營往往憑的是關系，缺乏公平競爭，所以設計單位的重心不在技術水平的提高上，設計只要保證不出大的質量問題，方案的好壞、造價的高低，關系不大，使優化設計失去壓力。由于現在的設計收費是按面積或按造價的比例計取，幾乎跟投資的節約和設計質量的優劣無關，導致對設計方案不認真進行經濟分析，而是追求高標準，或為保險起見，隨意加大安全系數，造成投資浪費。

（四）運行的機制不夠完善

優化設計的運行需有良好的機制作為保證。而目前的狀況，一是缺乏公平的設計市場競爭機制，設計招標未能得到推廣和深化，地方、行業、部門保護嚴重；二是價格機制扭曲，優化不能優價；三是法律法規機制薄弱。

三、應著手抓好的幾個問題

（一）主管部門應加強對優化設計工作的監控

為保證優化設計工作的進行，開始可由政府主管部門來強制執行，通過對設計成果進行全面審查后方可實施。作為《建設工程質量管理條例》的配套文件之一的《建筑工程施工圖設計文件審查暫行辦法》已由建設部建設［2000］41號文頒布施行，它的實施將對控制設計質量提供重要保證。但《辦法》規定的審查主要是針對設計單位的資質、設計收費、建設手續、規范的執行情況、新材料新工藝的推廣應用等方面的內容，缺乏對方案的經濟性及功能的合理性方面的審查要求，所以建設主管部門在執行《辦法》的同時，應增加人員配備和審查力度，對設計成果進行全面審查。第二，應加強對設計市場的管理力度，嚴格通過資質管理、人員注冊、設計招標、圖紙審查等環節來規范設計市場，減少黑市設計。第三，利用主管部門的職能，總結推廣標準規范、標準設計、公布合理的技術經濟指標及考核指標，為優化設計的進行提供良好服務。

（二）加快設計監理工作的推廣

優化設計工作的推行，僅靠政府監控還不能滿足社會發展的要求，設計監理已成為形勢所迫，業主所需。通過設計監理可打破設計單位自己控制自己的單一局面。因此，主管部門應在搞好政府監理的同時，一方面應盡快建立設計監理單位資質的審批條件，加強設計監理人才的培訓考核和注冊，制定設計監理工作的責職、收費標準等；另一方面通過行政手段來保證設計監理的廣度，為設計監理的社會化的提供條件。

（三）建立必要的設計競爭機制

為保證設計市場的公平競爭，設計經營也應采用招標投標，雖然早在1984年，當時國家計委和城鄉建設環境保護部就印發《工程設計招標投標暫行辦法》，1995年建設部230號文印發了《城市建筑方案設計競選管理辦法》，新頒的《招標投標法》中也規定符合條件的項目的勘察設計必須招標，但實際招標項目的量一直很少，只占總項目的10%左右(不同的地區其比例可能有所不同)，即使采用招標的項目，其招標體系不完善評標方法不健全，缺乏公平競爭性，因此應完善設計招投標的相關環節。首先，應成立合法的設計招標機構；其次，各地方主管部門應建立相應的規定，符合條件的項目必須招標；第三，業主對擬建項目應有明確的功能及投資要求，有編制完整的招標文件；第四，招標時應對投標單位的資質信譽等方面進行必要的資格審查；第五，應設立健全的評標機構合理的評標方法，以保證設計單位公平競爭，并限制業主在項目上的隨意性。

（四）注意優化設計工作的綜合性

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2．1空氣幕送風口

防煙空氣幕送風口由四塊薄鋼板組成，分成左右兩部分，每個部分由上側水平薄鋼板和下側豎直薄鋼板組成，上下板之間通過鉸鏈相連。防煙空氣幕送風口上部通過帆布軟接與送風靜壓箱連接。

2．2送風口厚度調節

為調節送風口的厚度，門洞前模擬走廊上部的左右兩側壁各設一根角鋼做成滑軌，在角鋼一側面上設置等間距的固定孔，并在送風口左上側板上與角鋼相同部位設置同樣等間距的固定孔。送風口左側整體可以通過其上部在滑軌上水平左右移動，右側上部固定，這樣通過每移一個步長就可以得到一個送風口的厚度。

2．3送風口旋轉角度調節

為了調節送風口的放置角度，在沿氣流方向門洞前模擬走廊左壁上設置以送風口右側鉸鏈中心為圓心、每旋轉5℃定一固定孔的80°弧長的薄鋼板弧形角度刻度盤。送風口左右兩部分由下側的豎直板與四根等間距孔的扁鋼通過插銷連成一體，送風口右部分的下側的豎直板上焊接一手柄（手柄孔中心與右側鉸鏈中心一致）。送風口的角度通過手柄旋轉調節固定在薄鋼板刻度盤上。

3防煙空氣幕實驗技術方法及步驟

3．1測試項目及參數范圍

煙氣的水平流速及模擬走廊煙氣流量、排煙管道的動壓及排煙量、送風管道的動壓及空氣幕的射流流量和送風口的射流流速、厚度、角度和防煙空氣幕阻斷煙氣時間。實驗場所的空氣狀態參數。

測試水平煙氣流速調節范圍為0.2～1.2m/s，其步長為0.1m/s；空氣幕射流厚度調節范圍為5～10mm，其步長為5mm；空氣幕射流角度調節范圍為5°～60°，其步長為5°；空氣幕流量由密閉對開多葉調節閥控制，偏轉角調節范圍為0°～90°，其步長為30°；排煙管道排煙量由密閉對開多葉調節閥控制開啟度調節范圍為0°～90°，其步長為22.5°。

3．2測試儀器

①QDF-3型熱球風速儀0.05～30m/s、低速熱線風速儀0.1～1.2m/s②TKS型標準畢托管5～4m/s基本格數為0.998±0.002③YYT-2000傾斜式微壓計0～2000Pa精度等級為1級④水銀溫度計0～50℃分度值為0.1℃⑤干濕球溫度計⑥DYM3空盒氣壓表800～1064kPa最小分度值為1kPa⑦秒表⑧直尺分度值為1mm

3．3測試方法及步驟

3．3．1矩形風管測定斷面選擇及測點的確定

矩形風管斷面選擇在沿著氣流方向局部阻力前大于4倍矩形風管大邊長和局部阻力后大于1.5倍矩形風管大邊長的直管段范圍內，這樣能保證被測斷面氣流均勻。測點的確定采用等小矩形面法，將斷面劃分為若干個面積相等的小矩形，并在每一小矩形的對角線交點上進行測量，一般小矩形的邊長為150～300mm左右，其面積不大于0.05m2。

3．3．2測試方法及步驟

各種測試儀器就位調零并測量模擬走廊斷面尺寸及風管斷面尺寸。定測試環境的空氣狀態參數：測試、大氣壓--溫度計、空盒氣壓表。為煙霧發生器加乙二醇發煙劑，接通電源產生煙霧。按調節范圍及步長分別設定煙氣的水平流速。啟動并調節變頻調速風機FJ1--熱球風速儀測定煙氣的水平流速。由此確定煙氣流量。確定空氣幕的射流流量，啟動風機FJ2并調節密閉對開多葉調節閥F3--標準畢托管、傾斜式微壓計測定風管氣流的動壓值并由風管斷面尺寸計算其流量。或采用熱球風速儀測定空氣幕送風口的射流流速并由送風口面積確定空氣幕的射流流量。排煙管道的動壓采用標準畢托管、傾斜式微壓計進行測定，并計算其排煙量。觀測模擬走廊煙氣流動狀態及防煙空氣幕阻煙情況并用秒表記錄阻煙時間。按照空氣幕防煙的工作方式開啟或關閉閥門和風機。工況調節，煙氣水平流速一定的情況下，分別調節空氣幕射流流量、厚度及角度。同時測量記錄以上各種數據。

測試完畢，首先切斷煙霧發生器的電源，接著關閉風機FJ1、FJ2。

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1智能建筑弱電方案確定基本思路

首先分析一下結構化綜合布線的優點：

(1)結構化綜合布線使用了標準化的線纜和接插頭模塊，非常便于各樓層及本樓層間的信息點管理，使得因辦公室搬遷等因素造成的大量終端設備、電話機移位時，只需將插頭拔出、插入新的位置，然后在弱電設備間內做跳線處理或僅僅作些軟件上的更改，即可重新投入使用，而不像傳統布線那樣無統一標準。當設備需要移位時，會帶來許多管理上的不方便或需要重新布線，對建筑裝璜造成較大的破壞。

(2)結構化綜合布線的擴展能力強，因為對于五類非屏蔽雙絞線可以提供155Mb/s信息的傳輸能力，除了滿足當前各種網絡的需要外，還能滿足未來發展的需要。

根據上述結構化綜合布線的兩個優點，結合建筑物實際的各弱電系統，具有發展性和不穩定性的只有電話系統和計算機網絡系統。而對于其他弱電系統，如火災自動報警系統、保安監視系統、廣播系統、電纜電視系統等設備，具有很好的固定性，且位置一般不會移動，對于一個固定的建筑物，這些系統的設備一經選定，頻繁更新換代的可能性和必要性均很低。

根據以上所述，一般都在弱電設計中把電話系統及計算機網絡系統的配線統一納入結構化綜合布線，而對其他弱電系統保持相對的獨立性，仍采用傳統的配線方式。

然而，采用上述方法還有其他一些原因，如當前大多數弱電設備廠家的系統與結構化綜合布線系統不兼容。要想使這些弱電系統在結構化綜合布線平臺上運行，則必須增加轉換設備。例如保安監控系統的攝像機，其輸出的視頻信號通常以同軸電纜傳輸，如果將其納入結構化結合布線系統中，需在線路兩端增加信號轉換設備。顯然，這樣做既麻煩又不經濟。

2綜合布線在應用中存在的問題

應用中發現有的綜合布線產品，如三類、五類非屏蔽雙絞線其截面均為0.5mm2(美國線規AWG24)，與之相配套的配線架，出線座都只能適用于截面為0.5mm2的線纜。因此，它在支持如下幾個弱電子系統時，就存在局限性或不足。

2.1廣播系統(PAS)

根據我國電氣規范，一般將電氣設備工作電壓為220/380V(交流50Hz)、有效值24V以下的交流信號確定為弱電信號。而在廣播系統中，如采用定壓輸出，線路電壓可分為70V、100V、120V三檔。故在廣播系統中采用綜合布線，會對線纜產生過電壓，長期使用會對線纜的壽命產生不良影響。另外，廣播系統的線路用線截面一般為1.0～2.5mm2，而非屏蔽雙絞線的線芯截面只有0.5mm2，相差甚遠。

2.2火災報警及控制系統(FAS)

根據我國現行的火災自動報警系統設計規范規定：火災自動報警系統的信號傳輸線路的芯線截面，穿管敷設的絕緣導線不應小于1.0mm2，線槽內敷設的絕緣導線不應小于0.75mm2。而作為綜合布線系統的非屏蔽雙絞線其截面積為0.5mm2。顯然不能滿足我國火災自動報警系統設計規范的要求。另外，在總線制的火災報警系統中，電源線與控制線多采用1.5～2.5mm2的導線，綜合布線系統也不能滿足要求。

特別需要指出的是：我國現行消防規范要求所有消防信號線、通訊線均不可與非消防線路共管敷設。因而要用綜合布線產品支持火災報警與控制系統，必須先獲得當地消防主管部門的特許。

2.3共用天線電視系統(CATV)

用綜合布線產品支持CATV一般都采用光纖，因此，在線路放大器、分配器、分支器的兩端要加裝適配器，這無疑增加投資，而且因中間環節增多，系統的可靠性也降低了。

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1.2建筑設計項目的階段管理

一個建筑設計項目分為很多階段，只有注重每個階段的管理才能夠對整體的計劃管理起到幫助作用。一般情況下，房地產的開發需要經過項目方案的設計、審核、施工以及審查等環節，每個環節都要求安全性與可行性，而項目管理組織需要與很多部門共同協作才能夠達到很好的設計成果，方案設計可以直接交由資質深厚的設計院進行，也可以通過方案招標起到一定的宣傳作用，這也是確保建筑事業穩定發展的前提基礎。另一方面，設計單位最好能夠提交多份建筑設計方案，這樣通過對比能夠選拔出最適合實際施工的設計，從而為建筑企業帶來更大的經濟效益與社會效益。建設項目的施工設計圖能夠展現方案的整體設計思路，幫助施工人員確定施工的步驟和時間，并且在方案實施的過程中將可能出現的問題事先做好防范措施，確保施工人員的生命財產安全及工程質量。

1.3構建科學的建筑設計項目管理流程

任何項目的進行都需要一定的流程作為規范，尤其是像建筑設計這樣復雜的項目更需要相應的流程框架作為依托，組織人員更應該明確具體的工作任務，同時聘用經驗豐富并有一定專業知識的設計人員進行操作，將施工階段的困難問題運用先進的科學技術予以解決，在方案的執行過程中也需要對一些重要環節進行精細化的設計，尤其是組織構建、進度目標等，具體來講，就是在確保施工質量的基礎上，盡量以施工方便作為基本原則。實際上，建筑項目管理需要保障質量，又要產生一定的經濟利益，這就對設計技術提出了更高的要求，建筑工程不僅要滿足用戶的個性需求，還要有一定的抗震性能，確保建筑的使用年限和維修措施符合規定的要求。另一方面，就是對設計方案實行的監督和控制工作，這是項目完成之后所需要完成的檢查工作，不僅要詳細具體，還應該對項目的各個設計階段進行總結，從而為之后的建筑設計方案提供一定的借鑒意義。

1.4建筑設計項目的成本管理

成本管理對于建筑設計項目來講是至關重要的，首先，進行建筑設計項目成本的估算，這是確保施工高效率進行的基礎，將整個工程興建涉及的材料、資源等各種費用整合到一起，并通過實地的考察總結出可能需要花費的經費，將其計入成本估算當中，估算的依據包括資源需求的計劃、歷史資料的查閱以及施工時間的控制等，通過建立數學模型來規范數據的準確性，最好能夠通過專家的評定來最終確定所需的建設成本。其次，建筑成本的預算。不同于估算的是，預算需要更加的精細和具體，要將建筑施工工作做好分工，這樣在項目執行的過程中才能夠更加井然有序，減少建筑材料的浪費和成本的增加。最后，建筑項目成本的控制，這是設計項目管理中不可缺少的重要環節，成本控制不僅要對設計項目的成本管理進行規劃，還要將具體的執行報告上報上級部門進行審批，合格后才能夠進行施工。