试析基于运筹学思想的建筑设计方法

试析基于运筹学思想的建筑设计方法

夏镭

黄冈市规划设计研究院湖北黄冈438000

摘要：进入21世纪以后，建筑业在经济与科技的带动下取得了可喜的发展成果，使国民居住环境更为舒适。另外，建筑设计方法也在随着改革以适应建筑业的发展趋势，并正确融合了运筹学思想，使建筑设计方法更加客观、全面。本文将简析基于运筹学思想的建筑设计方法，并提出个人建议。

关键词：运筹学思想；建筑；设计方法

建筑设计方法的正确与否对一座建筑物的质量有重要的影响作用，可以指导建筑设计师在建筑设计与施工过程中及时发现问题，并客观分析和解决问题，进而设计出质量更佳的建筑物。本文将简单介绍运筹学与建筑学的定义，并浅谈基于运筹学思想的建筑设计方法内涵。

一、运筹学与建筑学的定义

“运筹学”起源于英文词汇operationsresearch，简称为OR，该科学项目是应用于经营和管理军事、政府、商业、工业体系的科学方法[1]。肇始于第二次世界大战期间的英国，当时科学家与英国皇家空军合作以改善对敌机的侦测，从而协调并改善早期预警、防卫、补给的整体系统。运筹学的特点是系统取向或者系统工程，其中跨学科的研究小组要以科学的方法解决必须定型的大规模问题，而这些问题是不可能在实验室中试验取得的，其事例包括资源分配和替代、存货控制和大规模建设计划的时间安排等。

建筑学（architecture）是关于设计与建筑的艺术和技术，用以满足人类实用和表现的需要，建筑物与其他构筑物的区别在于技术方面。应用建筑强调空间的关联、朝向、合乎需要的环境设计、构造成分的安排和视觉上的协调，以及相对的构造体系本身的设计。建筑讲求适合性、独特性、对功能上需求的敏锐和创新反应，以及周围自然、社会环境区分开来的一种代表文化建筑的环境感觉。对于土木工程来说（civilengineering），基于运筹学思想的土木建筑设计方法是设计和修建各种公用建筑的结构工程设施的科学技术，这些工程包括搭桥、运河、水坝、港口、灯塔、道路、隧道和环境工程（如供水系统）。现代土木工程还包括发电厂、机场、化学处理厂和污水处理设备等，所涉及的范围涵盖了场地的测量和可行性研究、结构设计和分析、建造以及设备的维护。工程设计需要应用许多方面的设计理论（如水利学、热力学和核物理等）。结构分析和材料技术的研发（诸如钢和混凝土）已开发出更新颖的观念和更经济的材料。工程师对一种建筑问题的分析决定了该用何种结构系统。计算机可精确分析结构设计，以判定结构体是否能承受载重量和自然力。而对于房屋建造（buildingconstruction），基于运筹学思想的房屋建造设计方法属于装配和修筑建筑物的技术和工业。早期人类主要用简单的方式来建造遮风避雨的处所。建筑材料来自土地，建造受限于材料和施工者的技巧与方法。施工的第一步是打地基，施工者安装结构系统，结构材料（砖石、泥或者原木）可用作结构骨架和围墙。传统的承重墙和梁柱系统最终被框架建筑所取代，施工者改用封填和各种覆面（骨架外墙）、最后加工的耐火方法。钢骨建筑物通常用幕墙围盖，在现代建筑中，包覆建筑物骨架只是个开始，专家们自那时起就开始在内部大量施工，如安装室内给排水设施电子管线、HVAC设备、窗、楼面覆面层、抹灰泥工作、线脚（装饰条件）、陶瓷砖和隔间等等[2]。

二、基于运筹学思想的建筑设计方法

（一）科学组建建筑模型

在运筹学思想的指导下，建筑设计师理应借助数字技术组建完善的建筑模型，结合建筑设计的多重元素，在建筑模型中体现出具体结构、布局、面积大小、组织与功能。除此之外，建筑设计师应重视抓住自己的灵感，因为灵感具有瞬间性、短暂性和不确定性，所以建筑设计师在灵感降临时应及时将所思所想输入电脑，在自然环境、传统文化和中西方建筑发展史中寻找灵感，搭建更完善的建筑模型。而且，建筑设计师应定期检验模型，及时发现问题，并客观分析和解决问题，全面做好建筑模型设计工作。

（二）坚持统筹规划

建筑设计师应该全面促进运筹学与建筑学的融合，坚持统筹规划原则，控制水泥、钢材、钢筋、大堆料、木材、危险化学物品和周转材料等各种工程材料的质量，可以综合使用线性规划、非线性规划、整数规划、动态规划、对策论、图论、存储论、排队论、网络分析、决策分析以及随机模拟等[3]。

其次，建筑工程的发展滋生了诸多新的环境污染问题，玻璃、混凝土、涂料以及各种金属材料往往带有大量的有害物质，容易造成空气污染、光污染和有毒气体辐射。而且，建筑垃圾堆积也是不容忽视的环境问题。因此，建筑设计师必须设计绿色、文明的环保型建筑，使用无污染建筑材料，合理规划建筑内部空间布局。在选择建筑玻璃时，建筑设计师可以挑选隔热（多层）组合玻璃、叠层安全玻璃（嵌丝玻璃）以及玻璃块和玻璃砖等。在选择建筑石材时，建筑设计师应明确建筑石材是切成块状及厚板状或者碎成碎片的岩石，可像花岗岩一样坚硬也可像石灰岩或者砂岩一样柔软。在可获得情形下，石材通常是纪念性建筑物较喜爱使用的材料，其优点是耐久性，适合雕刻，以及在其自然状态下被使用。在开采建筑石材时，如果是柔软的，就用锯，如果很坚硬，则应利用楔子使其裂开，或者采用爆破的方式。

另外，设计师可以在建筑设计工作中融合低碳理念，深入该理念是一种节能减排的环保理念，其主旨是净化空气环境，吸收二氧化碳与其他有害气体。温室效应的加剧推动了低碳生活的到来，所谓的“低碳生活”主要是指节约自然资源，降低温室气体的排放量，减少各种来自于生活的污染，做好生态环境的保护工作，可以说在建筑设计中融合低碳理念可以充分利用自然资源，节约用电，美化室内环境，降低光污染，发挥节能减排的作用。建筑设计师应该科学引入自然光，促进自然光线与节能灯的结合，注意改善建筑结构，保持室内良好的环境条件，并借助绿色植物美化室内环境，从而促进低碳建筑设计工作目标的实现，发挥运筹学思想的最大价值。

（三）优化室内建筑结构

改良室内建筑结构，建筑设计师理应做好两方面的工作，一方面要为建筑内部加支撑，然后一层一层地加设楼板，把内部空间设计成露天中庭，修建室内花园，从而有效吸收了自然光线，营造了良好的照明条件。悬挂式建筑结构不仅具备节约土地面积，减少污染的优势，而且通风条件良好，可以保持室内清新的空气，提高了居民的生活环境质量。另一方面，建筑设计师要做好建筑装饰工作，明确建筑装饰（ornamentation,architectural）是建筑、家具、家居物品各种风格的应用装饰物。装饰常见于柱顶、圆柱和建筑物顶端，以及入口及窗户周围，特别是以线脚的形式出现[4]。

结束语：

综上所述，运筹学（operationsresearch）是应用于经营和管理军事、政府、商业、工业体系的科学方法，建筑学（architecture）是关于设计与建筑的艺术和技术，用以满足人类实用和表现的需要，建筑物与其他构筑物的区别在于技术方面。设计师在使用基于运筹学思想的建筑设计方法时应注意科学组建建筑模型，坚持统筹规划原则，优化室内建筑结构。

参考文献：

[1]吕杭永.基于运筹学思想的建筑设计方法[J].四川建筑科学研究，2011（10：1）

[2]耿化民，华超.基于运筹学思想的建筑设计方法研究[J].四川水泥，2016（07:2）

[3]韩婷.基于运筹学思想的建筑设计方法[J].建材与装饰，2016（05:3）

[4]梅品晶.基于运筹学思想的建筑设计方法浅谈[J].中华民居，2013（09:4）