談可持續(xù)建筑的遞階設(shè)計方法

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摘要：遞階設(shè)計是一種分析與設(shè)計方法，在建筑的可持續(xù)設(shè)計中具有重要作用。文章對遞階層次的類別及其關(guān)系進行了研究，并對設(shè)計過程中的四個關(guān)鍵步驟進行研究。運用遞階設(shè)計方法能得到比較細(xì)化的可持續(xù)性能分析結(jié)論，特別適合于大型或復(fù)雜的方案設(shè)計。

關(guān)鍵詞：可持續(xù)建筑；遞階設(shè)計；模型；路徑

1層次結(jié)構(gòu)模型

遞階設(shè)計法①根據(jù)可持續(xù)建筑項目的目標(biāo)確定該方法的分析、評估和決策內(nèi)容，在系統(tǒng)分析基礎(chǔ)上，連續(xù)性分解目標(biāo)對象，得到下級子目標(biāo)，再對接具體措施，與項目的各種方案形成對接，通過若干有序的遞階層次搭建起一個描述系統(tǒng)功能或特征的內(nèi)部獨立的結(jié)構(gòu)樹，然后輔之以數(shù)學(xué)權(quán)重方法計算出各個要素的重要性指數(shù)，并依其大小確定各個措施的優(yōu)劣等級，進而為項目的分析評估與方案決策提供依據(jù)。該設(shè)計法既不單純地倚重數(shù)學(xué)運算，也不片面地只注重邏輯推理，而是把兩方法有機結(jié)合，使龐大或復(fù)雜的模糊對象變得清晰、確切，將難以量化的設(shè)計問題簡化為多層次單目標(biāo)的要素構(gòu)成問題，其基本原理是重要性排序組合的原理，層次結(jié)構(gòu)分析模型（下圖）由五類層次要素組成：①目標(biāo)層：建筑項目所要實現(xiàn)的總體可持續(xù)目標(biāo)，一般不具有操作性，此單一要素是項目方案的決策指向和理想結(jié)果。②準(zhǔn)則層：由目標(biāo)層分化成的若干分析維度和項目方案總則，歸并和概括各項具體指標(biāo)，是總目標(biāo)引導(dǎo)下規(guī)約項目方案的高層次要旨。③指標(biāo)層：由準(zhǔn)則層細(xì)化而成的項目方案的確切要求和分析評估要素，是最下層的眾基礎(chǔ)目標(biāo)型要素，也是衡量目標(biāo)與準(zhǔn)則達到程度的評價指標(biāo)。④措施層：一大列達成目標(biāo)的實際操作性具體措施，作為中間環(huán)節(jié)銜接方案層與三個目標(biāo)（評價）層，其各子要素是實現(xiàn)項目所有目標(biāo)的最基本控制單元。⑤方案層：供分析、評估的備選方案或迭代方案，包括若干帶有具體措施的項目總方案、子方案等的完整設(shè)計方案。可持續(xù)建筑設(shè)計中的遞階層次分析模型遞階設(shè)計分析模型有“宏觀———中觀———微觀”、“主觀———客觀”兩個層次結(jié)構(gòu)類型，其本身也是一個非常龐雜的系統(tǒng)，一環(huán)連一環(huán)，環(huán)中再套環(huán)，各層次之間是一種明確的從屬和影響關(guān)系，從上側(cè)的目標(biāo)層和下側(cè)的方案層向中間指向措施層，各個層級間的元素關(guān)聯(lián)性也清晰明了。該模型很好地擬合起分析過程中的需求因素與策略因素，使方法過程結(jié)構(gòu)化、層次化、系統(tǒng)化，并采用相對標(biāo)度對定量的與不可量化、顯性與隱性因素做統(tǒng)一測度，進而把問題處理變得簡單化、方便化，同時又不失嚴(yán)格性和精確性。作為分析、評估、決策方法的具體表達，結(jié)構(gòu)層次模型具有適應(yīng)性、簡明性、整體性和組織性等特點，反映出該設(shè)計方法深刻的“分析———決策”外化機制和“目標(biāo)———評價”效用機制。在運用層次結(jié)構(gòu)理論開展分析活動時，有三個會影響到分析質(zhì)量但易被忽視的操作內(nèi)容值得注意。首先，必須要在進行分析之前，充分理解建筑項目的設(shè)計意圖，在此基礎(chǔ)上對整個項目有一個清晰的整體把握，并通過項目前期調(diào)研與分析獲得盡可能多的量化信息。其次，在分析過程中要盡力追求分析者的經(jīng)驗與理性的平衡，留意分析過程中人為因素的可能影響，避免層次結(jié)構(gòu)和權(quán)重值不夠精確、過于主觀等問題②。再次，應(yīng)依據(jù)各層次間諸多要素的兩兩關(guān)系屬性，將項目及方案整體分解為若干要素部分，運用每一個關(guān)鍵節(jié)點所存在的階段結(jié)論及信息傳遞的作用效果，進行有目的、有側(cè)重、有步驟的探索、分析與評價。正確的方法操作才能保證要素分析、策略組合、方案評估、項目決策四個方面應(yīng)有的方法目的。

2遞階四節(jié)點

可持續(xù)建筑項目中遞階設(shè)計法的操作流程是一個搭建層次結(jié)構(gòu)模型并在其基礎(chǔ)上做分析、出結(jié)論的過程，通過層級、關(guān)聯(lián)、系數(shù)、決策四個關(guān)鍵步驟環(huán)節(jié)，以帶有直觀性和準(zhǔn)確度的系統(tǒng)綜合分析對項目和方案做出評價與決策。

2.1構(gòu)造遞階結(jié)構(gòu)

面對建筑項目中的分析對象，首先要理清可持續(xù)目標(biāo)、需要解決的問題、所涉及的要素，再根據(jù)對項目要求的初步分析以及項目的有關(guān)條件，將所有要素以目標(biāo)、準(zhǔn)則、指標(biāo)、措施的不同屬性進行分組歸類，并按照最高層、兩個或多個中間層、最低層的秩序排列起來，構(gòu)成一個由上至下、逐漸細(xì)分、各層次之間具有明確邏輯性隸屬關(guān)系的層級結(jié)構(gòu)，這是遞階設(shè)計法運用的首要環(huán)節(jié)。層次及其要素的組織形式較為多樣③，應(yīng)根據(jù)建筑項目的大小、難易、復(fù)雜程度做具體內(nèi)容的確定與劃分，盡量在合理的范圍內(nèi)減少層次和要素數(shù)量，避免出現(xiàn)后續(xù)工作量劇增、分析評價效率降低、錯誤幾率增高的現(xiàn)象，為確立要素關(guān)系和進一步的分析做好基礎(chǔ)工作。

2.2建立層級關(guān)聯(lián)

在層狀組合的要素中，如果發(fā)現(xiàn)下（上）層的某個要素對上（下）層的一個或幾個要素存在著一定程度的貢獻、歸屬（支配、制約）的關(guān)系，即應(yīng)做更深入詳盡的要素作用研究，排除不必要的要素聯(lián)系，在對項目或方案存在切實影響的要素關(guān)聯(lián)間構(gòu)建一條連接。當(dāng)對每個要素都完成一對一（多）的連接后，層次結(jié)構(gòu)模型便已初步建立起來，層級要素結(jié)構(gòu)中呈現(xiàn)的是復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)狀的兩兩關(guān)聯(lián)。越是下層的要素越不宜形成過多的關(guān)系連接，個別元素跨層連接的現(xiàn)象也應(yīng)盡量避免④，這些情況都將會為權(quán)重的設(shè)定造成困難[1]，使分析結(jié)果的不一致性加大[2]，故在實際操作中必須悉心定奪，建立一個要素關(guān)聯(lián)條理明晰、遞階關(guān)聯(lián)層級清晰的分析模型。

2.3測算要素重要性

要素重要性的計算是較復(fù)雜且有難度的分析環(huán)節(jié)，就一個要素的計算往往會牽涉多個相關(guān)要素和許多影響因素，這是一個逐一分析、相互對比、反復(fù)權(quán)衡的數(shù)值導(dǎo)出過程。從最高層開始向下比較每一個下層相關(guān)要素之間對于上層要素的相對重要性，將這些判斷用數(shù)值表示出來，即是各層次要素的相對權(quán)重。此分析計算過程并非一個完全由上至下的單向定權(quán)重過程，如果在分析初期就確定要突出某一要素的重要性，則從下至上過程更容易計算出該要素的權(quán)重。通過各要素的相對權(quán)值，可以很容易地推算出實現(xiàn)項目總目標(biāo)對該要素的需求系數(shù)，即該要素對于最高層的絕對重要性。對層次要素的作用和關(guān)系進行量化處理，是展開項目分析活動的重要準(zhǔn)備，使遞階層級模型可以為分析、評估、決策提供關(guān)鍵內(nèi)容與主要依據(jù)。

2.4方案選擇與調(diào)整

為建筑項目確定一個最優(yōu)方案，是遞階設(shè)計法最主要的目的和作用。通過對時間、人員、成本、方法、程序、技術(shù)、工具、平臺等方案實施運作單元的綜合考量，評估各備選方案中每一項措施所需要的人力物力財力，以及所產(chǎn)生的設(shè)計效果，用權(quán)重方法換算出方案與所采用措施之間的關(guān)聯(lián)程度，再推算方案中每項措施對項目總目標(biāo)的貢獻系數(shù)，即措施在項目中的實際重要性。將方案中各措施的貢獻系數(shù)做加法匯總，便可換算出每一個備選方案的貢獻系數(shù)，依據(jù)其數(shù)值的大小可以將方案的優(yōu)勢等級進行排序，便可以此進行方案選擇。若最佳方案依然存在迭代的空間，則應(yīng)繼續(xù)探索措施擬合方式，直至找出分析模型評價結(jié)果最優(yōu)的項目決策方案。

3結(jié)論

遞階設(shè)計法是可運用于可持續(xù)建筑設(shè)計中的重要的整體系統(tǒng)性分析與決策方法[3]，特別適用于多目標(biāo)、多層次、多因素的大型或復(fù)雜項目[4]。它采用數(shù)學(xué)方法描述分解與綜合的復(fù)雜思維過程，以定性和定量相結(jié)合的路徑進行建筑項目的細(xì)化研究與方案決策，其過程所涉及的項目問題本質(zhì)、要素及內(nèi)在關(guān)系分析相對較為透徹。遞階設(shè)計法主要運用在設(shè)計的前中期分析和方案選擇與調(diào)整階段，可促進設(shè)計人員對項目要素的結(jié)構(gòu)化深入認(rèn)知，利于決策者以系統(tǒng)化、數(shù)學(xué)化和模型化的形式實現(xiàn)對建筑項目及方案過程做出正確的把握。

參考文獻

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[5]謝思思，褚冬竹.可持續(xù)建筑設(shè)計思路與方法實踐[J].工業(yè)建筑，2019，49（08）:54-59+136.

作者：高云庭 單位：廣東白云學(xué)院