基于模糊评价的建筑住宅设计方案

摘要：建筑的物质功能、精神功能、社会功能以及产生的经济效益主要取决于建筑的设计方案，建筑的设计方案很大程度上影响着建筑的制作过程。本文以模糊评价为研究核心，分析了其在实际的评价过程中的应用，希望为今后类似的工作提供理论基础。

关键词：住宅建筑；设计方案；模糊评价；分析

Abstract: the construction substance function, mental function, social function and productioneconomic benefits mainly depend on the construction design,it extently influences the making process of the building. Based on fuzzy evaluation as the core research, it analyzed in the actual application of the evaluation process, hope for the future of similar work to provide theoretical foundation.

Keywords: residential building; design project; fuzzy evaluation; analysis

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

引言

通常，建筑的制作过程中存在着极为明显的模糊性，而建筑的方案设计中也存在模糊性和各种不确定性因素，因此住宅建筑的设计方案的选择和建筑的功能、建筑的经济效益、建筑的结构等因素之间有着复杂的联系，因此可以说建筑的设计方案本身就是一个涉及到多种因素的复杂结合体，而方案的优选过程就是对系统进行综合评价的过程，模糊评价的方法有效的克服了建筑设计过程中主观定性分析的一些弊端，促进了建筑方案设计的科学与实用发展。

一、模糊评价法简介及其作用机理

建筑设计的模糊评价方法主要是通过不确定模型对不定性因子进行分析与评价的数学方法。在评价过程中采用对不同的因子进行不同权重的赋值，并对不定项目进行人为规避的评价方式。在实际的操作过程中虽然此种评价模型与评价方式无法提供具体的改进措施以及存在问题。但是却可以在趋势方面提供一定的参考，并能够针对建筑设计过程中存在的大概因素进行分类与归纳，为后期的设计优化提供一定的理论基础与数学依据。并且通过对模型的分析与计算能够避免人为的主管因素对设计带来的负面影响，因此具有推广与应用的价值。

模糊评价的方法主要采用模糊数学模型的方式来进行，针对设计中的诸多重要因素如环境、功能、质量、经济效益、施工难度等问题进行综合分析与分部分分析最终达到对优化方案的选择以及查找错误方案，规避无效施工的作用。具体的方法是利用一定的模糊评价模型，人为或者多人对设计方案进行有目的的检查与评价，最终确立各部分的评价结果以达到优化的目的。

二、模糊模型的构建及其评价方法

模糊评价模型对于建筑设计方案的模糊评价主要分为两个个部分，一部分为模糊评价模型的建立与选取，另一部分为评价因子与参数的计算，具体方式如下：

（一）模糊评价模型的建立与选取

模糊评价的综合评价结果以如下公式表示：

R=W×Y （公式一）

其中R表示最终的评价结果

W表示不同影响因素的权重参数，分别记作（W1,W2,W3,W4·····）

Y为与W相对的模糊评价无纲化结果，分别记作（Y1, Y2, Y3, Y4·····）

由于对于建筑设计方案的的评价体系的部分指标（如施工质量指标，环境影响指标，美观指标等等）无法直接获得相应的数据，因此需要对硬性指标进行模糊化的赋值评价操作。具体的赋值过程遵循Saaty在1995年所提出的5级标记赋值法来进行。所谓的5级赋值标记法是针对一些非数值性数据进行人为的评价与分级，并采用分级的平均数所代表的数值进行后续计算的方法。具体的赋值方式如下：将非数值因素按照由好到坏的标准进行分类与评价，评价结果分别表示为：极优秀，优秀，良，及格，不及格。各项指标的评价标准分别为极优秀代表建筑设计各部分所对应的指标符合相应的规定能够严格的达到建设的标准与目的，无需修改；优秀代表建筑设计符合建筑要求，存在一定的瑕疵，改进后效果更加；良表示建筑设计符合建筑要求，存在一定的问题，改进后达到设计要求；及格表示建筑设计符合建筑要求，存在一定的问题，如不更正容易造成设计失误；不及格表示建筑设计不符合建筑要求，存在大量的问题，需要进行重新设计后进行评价。而每部分对应的赋值分别为5，4，3，2，1。最终根据所有评价人员的评价结果计算出综合的评价指数。

对于可以获得的评价指数以及采用5级赋值标记法获得的指数之间的数量级不同因此采用无纲化处理将其取值范围统一到一个水平上（0-1）。为后续的评价奠定数据基础。具体无纲化方式采用如下公式进行：

= （公式二）

其中表示无纲化处理后的数值；表示单个数据的无纲化数值； 表示全体数据的加权，用来表示平均水平。整体公司则表示了单个数据所占的总体比例，用比例向量完成无纲化处理，进而为模糊评价奠定了单位基础。保障了其可行性。

（二）评价因子与参数的计算

评价因子的确定以及其权重参数的确定主要采用调查问卷以及数理分析的方式进行，具体的操作模式是通过理论分析以及文献总结确定了全部对建筑设计方案有重大影响的因子，总计15个，之后制作成调查问卷向相关施工单位，专家学者，建筑的使用单位，政府监管部门等机构发放。总计发放调查问卷1200份，回收有效调查问卷1153份。根据所选择的结果应用SPSS18.0软件进行数理分析以及权重计算，保留权重参数排名6位的影响因素按照比例进行权重参数的二次赋值。最终确定了评价因子以及其权重参数。具体结果如下表：

表1 模糊评价指标及其权重参数

三、模糊综合评价法在住宅建筑设计中的实证研究

模糊综合评价法是一种基于模糊数学的综合评标方法。该综合评价法根据模糊数学的隶属度理论把定性评价转化为定量评价，即用模糊数学对受到多种因素制约的事物或对象做出一个总体的评价。它具有结果清晰,系统性强的特点,能较好地解决模糊的、难以量化的问题,适合各种非确定性问题的解决。模糊集合理论的概念于1965 年由美国自动控制专家查德（L．A． Zadeh）教授提出，用以表达事物的不确定性。

本文以实际的建筑设计方案为实证研究对象，建立建筑方案模糊评价小组，小组成员12人构成分为别正高级职称3人，副高级职称9人。分别，独立的按照确定的影响因子进行模糊评价， 并以其平均值为最终评价结果带入模糊评价模型计算最终的评价结果。工程选用某大学专家公寓楼建设工程。具体的设计为两方案对比采用的原则，方案分别标记为F1与F2。具体的评价结果如下：

注：表中经济因素数据单位为元/平方米，表示施工成本；其他数值为5级标记法模糊赋值；表中数据为12名独立评价员评价的平均得分。

由表2的评价结果看以看出建筑设计F1方案较为注重结构以及功能，造价较高，同时建筑的美观设计不足。而表3针对F2方案的评价结果则可以发现，其设计主要集中在美观设计以及成本控制方面。通过对比表2与表3即方案F1与F2可以发现，方案F1较为重视功能的设计，在经济因素以及美观因素的设计方面评分为良，需要进行进一步改进。而方案F2则较为注重建筑的性价比，对于所有评价指标均处于极优秀与优秀之间，因此对方案的改动不大，仅需要针对后期施工进行进一步微调即可满足实际的施工情况。对其综合评分结构的对比可以得出F1方案的模糊评价结果为0.84993，F2方案的评价结果为0.89153，F2早总体评价方面优于F1方案，因此建议选择F2方案为该大学专家公寓的施工设计方案。

四、结论

住宅建筑设计是住宅建筑的基础，设计的不合理直接容易造成后期施工质量的下降，甚至是整体建筑的不合格。因此对于住宅建筑的设计方案的评价具有十分重要的意义。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。