建筑平面设计优化，从而降低成本

一、建筑设计方面的考虑

应平面布置紧凑，空间分配合理，功能分区明确，交通联系方便，私密性好。降低平面、竖向等各方向的复杂程度，选择规则的建筑平面，尽可能减小建筑专业的不合理布置所带来的成本增加。高层建筑单体应选择对称形式；考虑抗震及成本要求，外挑外挂构件宜减少；控制屋顶造型

1.减小公摊，增大得房率，实现降本增效

方案设计阶段应对业态和户型进行多方案设计，通过比较确定单体平面和户型；通过对建筑面积、套内面积、公摊面积的比例测算，确定最合理户型和户型搭配，从而获得最大得房率和销售面积。当总建筑面积受容积率限制时，公摊面积与可售面积之间也存在此消彼长的关系，公摊面积的增大就必然意味着可售面积的减小，此时公摊面积的大小对货值的影响就更加敏感。

对公摊面积的多少可用公摊系数来定量描述：

公摊系数=公摊面积/套内面积

对公摊系数第一层次的影响因素是建筑业态（产品类型）。一般来说，公摊系数从高到低的大致排序如下：

高层住宅>小高层住宅>花园洋房>叠拼别墅>联排和独栋别墅；

对公摊系数第二层次的影响因素是公摊面积。

公摊面积由如下几类面积构成：公共交通面积：楼、电梯间及其前室、电梯厅、公共走道、大堂、室外楼梯等设备用房和管理用房：本幢楼内共同使用的设备用房、辅助用房或管理用房，供本幢楼使用的其他共同使用的面积，如配电室、弱电间、计量间、电梯机房等设备竖井：强弱电竖井、水暖竖井、通风竖井、提物井、垃圾道等墙体面积：本幢楼各套内单元外墙的水平投影面积及套内单元与公共面积之间分隔墙水平投影面积的一半。

从开发商的角度，公摊面积不但不能直接转变为销售收入，过大的公摊面积还可能导致可售面积的降低，从而减少销售收入。同时，过大的公摊面积也无法给购房者带来实惠，从而削弱购买意愿。因此从开发商的角度，希望公摊越小越好。

从业主角度，既有图实惠的心理，希望公摊系数小而获得更多的套内面积，又希望公共空间能有更高的品质感、更好的舒适度及更大的便利性。但可以肯定的是，不同的客户群对实惠与品质的侧重点也不相同。因此就需要产品策划、营销定位，并对客户进行细分，针对项目所对应的客户群的共性需求去进行定位、取舍、平衡。以客户的敏感点及主要需求为目标，才能提高去化速度及销售溢价。

从物业公司的角度，抄水电表读数、管道检修等，也希望设备、管理用房及管道井大一些；施工单位为了管线安装的方便，也可能要求管井大一些。但物业公司及施工单位的期望与要求，很多时候都不是必然的，都可以克服困难来自行解决，毕竟管线安装的困难仅限于施工期间，抄表读数、管道检修也不是每天都发生的行为，因此这些占公摊的面积只要满足规范要求及最低使用要求即可，为了一时的方便而随意加大是得不偿失的。

因此，对于公摊，应该坚持最小化原则，但也不能绝对化首先要明确规范的刚性要求，不要突破规范底线其次，要根据项目档次定位和顾客价值敏感度，设定大堂、电梯厅、公共走道等公共活动空间的合理尺度。针对潜在客户群的特殊需求从而投其所好，以客户需求为中心，才是最好的设计。针对高端客户的高档楼盘，就不能对公共空间在面积上斤斤计较，而应做到高大上；而对于刚需客户，就需要坚持公摊最小的实惠主义原则，随意扩大公摊面积，哪怕是能直接感受到的公共活动空间的面积，也可能因为得房率的下降而成为硬伤；第三，无论是居住建筑还是公共建筑，无论项目定位为何种客户群，都可从技术角度通过对各公摊部位相对位置的调整及局部优化而降低公摊。这是最有可为、最有技术含量、最能体现建筑师水平的一项工作，也是对品质感影响最小、效益最大的一项设计优化。比如迂回曲折的交通流线，既带来交通联系的不便，也必然伴生公摊面积的加大。但通过对公摊部位乃至整个建筑平面的调整与优化，使功能分区更加明确，空间分配更加合理，同时减少一些无效的、无必要的交通面积，使平面布置更加紧凑，在保证交通联系顺畅、通达、直接、便利的同时，又可有效降低公摊面积，可实现适用性与经济性的高度资深的老一辈建筑师在评判建筑平面布局优劣时的一个核心指标就是看交通联系的直接便利性及交通面积所占的比例。优秀的建筑平面方案一定是满足使用功能下交通面积所占比例最少又不失交通联系便利性的平面布局方案。一个比较实用的经验就是在平面设计时尽量减少廊道的数量，能不设就不设，能少设就少设，在必须设廊道的情况下，也要想办法缩短廊道的长度。厅、堂可以大，但廊道一定要少、短。

2.控制并优化单体建筑的特征指数

一般来说，建筑平面较规则、凹凸少则用钢量就少，反之则较多，每层面积相同或相近而外墙长度越大的建筑，其用钢量也就越多，平面形状是否规则不仅决定了用钢量的多少，而且还可衡量结构抗震性能的优劣，从这点上分析得知，用钢量节约的结构其抗震性能未必就低。

（1）体型系数

建筑物的体型系数是指建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值外表面积中，不包括地面和不采暖楼梯间隔墙和户门的面积。体型系数不仅涉及建筑的美观与实用性，也影响到建筑的节能效果，体型系数越大，即建筑的外表面积越大，散热面积也就越大，能耗损失也相对增大，节能效果变差。

建筑的体型系数可以反映出建筑物外围护结构临空面的面积与建筑物体积比值的大小，也就可以反映出该建筑物在使用中热能损失的大小。所以说建筑的体型系数是衡量个建筑节能效果的重要指标。我国在节能建筑标准中已对建筑物的体型系数做出限定，限定不同地区的住宅体型系数应在限定值以内。建筑的耗能量随着体型系数的加大而增加体型系数越小，建筑物的节能效果越好。因此，从降低建筑能耗的角度出发，应将体形系数控制在一个较低的水平。见表1，但是体形系数过小，将制约建筑师的创造性，可能使建筑造型呆板、平面布局困难甚至损害建筑功能。

因此需合理确定建筑物的形状，避免体形复杂、凹凸面过多而使外墙面积增大从而加大体型系数。

控制体形系数可采取以下方法：宜适当减少面宽、加大进深；在可能的情况下增加建筑物的层数；体形不宜变化过多，立面不要太复杂。

严寒和寒冷地区居住建筑体型系数限值 表1

（2）窗墙面积比

窗墙面积比（简称窗墙比）是指窗户洞口面积与房间立面单元面积（即建筑层高与开间定位线围成的面积）的比值，是建筑和建筑热工节能设计中常用到的一种指标。外窗是建筑必不可少的组成部分，与墙体和屋面一样，对建筑能耗有重要影响。在建筑的长期使用中，窗户的能耗约占整个建筑使用能耗的40%~50%，因此，对同一建筑不同方向要选取合适的窗墙比。窗墙比越大，采光效果越好，但保温隔热性能越差，在夏季，增大了空调的冷负荷，而在冬季，大的窗墙比同样会降低建筑物的保温隔热性能，导致热负荷增加。但在晴朗的白天，大的窗墙比也会增大室内的太阳辐射量，可弥补窗墙比增大导致的热损失。

从成本控制角度，因外窗的造价高于相同面积墙体的造价，故较大的窗墙面积比会导致直接建造成本的增加；另一方面，窗墙面积比越大，节能效果越差，可能会面对两种结果，其一是无法真正满足节能设计要求从而导致建筑物使用期间的高能耗；其二是为满足节能设计要求，可能需采用更高节能性能的外窗材料，如采用LowE玻璃、填充惰性气体的中空玻璃、真空玻璃甚至三层中空玻璃等，建造成本还会提高。

外立面门窗单价（400~600元/m2）比墙体单价（约200元/m2，包括墙体、抹灰防水、外墙砖）高，每降低0.01开窗率约降低单位建筑面积造价3元/m2。

《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ26-2010对严寒和寒冷地区居住建筑的窗墙面积比限值见表2。

严寒和寒冷地区居住建筑的窗墙面积比限值 表2

北京市地方标准《居住建筑节能设计标准》DB11/891-2012对窗墙面积比的限值同表2的寒冷地区，但规定了最大值，见表3。

不同朝向的窗墙面积比M1限值和最大值 表3

（3）外墙周长系数

外墙周长系数=单层外墙周长/单层建筑面积

周长系数主要体现了单位建筑面积的外墙工程量的大小。相同的建筑面积和层数，其外墙周长系数：圆形<正方形<矩形

图1为邢台某项目5号楼标准层平面图，外墙周长106.2m，面积424.89m2，外墙周长系数0.25m/m2；图6-3-2为邢台某项目7号楼标准层平面图，外墙周长149.2m，面积431.02m2，外墙周长系数0.346m/m2。外墙周长系数相差0.096m/m2，7号楼与5号楼相比增加了36%，相当于建筑面积100m2的房子，7号楼就比5号楼多分摊9.6m的外墙。因此建筑户型及楼层户型组合平面设计要尽量降低外墙周长系数，从而降低外墙的占比及工程造价

图1 邢台某项目5号楼标准层平面图

图2 邢台某项目7号楼标准层平面图

除了平面形状对外墙周长系数有影响外，平面面积的大小对外墙周长系数也有影响，平面面积越小，周长系数越大。以比较简单的圆形与正方形为例，其周长系数分别为πD/（πD2/4）=4/D及4s/s2=4/s，也即周长系数与直径或边长成反比，直径或边长越小则周长系数越大；平面面积小也意味着体型系数的增大，同样会增大单位建筑面积外墙面积及能耗。因此从节省外墙材料及节能角度，建筑平面也应规则、方正，并应使单层平面面积不致太小。具体也应该像结构设计规范一样，限制建筑平面的规则性、凹入与凸出的尺寸、建筑平面长宽比，同时可适当加大建筑平面的进深并适当减小面宽等设计手法。

（4）窗地比

开发商限制窗地比的目的与窗墙比一样，都是为减小外墙开窗面积，从而降低工程造价。只不过规范对窗墙比的要求是从节能设计角度出发，对窗地比的要求则是从自然采光的要求出发。同样的一个问题，只不过规范的关注点与出发点与开发商不同罢了。开发商要做的是在满足规范要求的前提下尽量减小窗地比，从而减小外墙开窗面积、降低工程造价

但需要注意的是，《民用建筑设计通则》及《建筑采光设计标准》均采用采光系数作为采光的评价指标，而不是直接以窗地比作为评价指标，是因为它比用窗地面积比作为评价指标能更客观、准确地反映建筑采光的状况，但窗地面积比仍可作为在建筑方案设计时对采光进行估算的依据。窗地面积比见表4。

窗地面积比 表4

居住建筑采光等级一般为Ⅳ级和V级，起居室、卧室、书房、厨房为Ⅳ级，卫生间、餐厅、过厅、楼梯间为V级

窗地面积比就是直接天然采光房间窗洞口面积与该房间地面面积之比，简称窗地比。它是估算室内天然光水平的常用指标。例如，当房间进深为窗高的2.5倍时，单侧采光的房间要获得1%的最低采光系数需要的窗地比约为1/6。不同的建筑空间为了保证室内的明亮程度，照度标准是不一样的。离地面低于0.5m的窗户洞口面积不计入窗地比

在住宅设计中客厅的窗地比一般稍大，可做到1/7~1/5，卧室的窗地比一般为1/8~1/6，楼梯间1/12。

表5为某标杆房企住宅项目的窗地比上限值。

某标杆房企住宅项目的窗地比上限值 表5

计算方式为外墙门窗洞口面积/地上建筑面积，不含入户门、装饰百叶、采光井等

3.户型与楼层组合平面

很多时候，同一个设计师在同一标准下的设计，在相同的层高及总高的情况下，不同单体建筑因户型与楼层组合平面的不同，钢筋用量有可能会相差很多。大概有四方面的原因：1）户型大小的差别，大户型一般开间较大，故墙率比小户型小，用钢量自然要小；2）短肢墙的数量可能存在差别，虽然新高规不再提高短肢剪力墙的抗震等级，但其抗震措施及抗震构造措施还是要高于普通剪力墙，如果建筑物的短肢墙数量较多，用钢量必然增加；3）形状复杂墙肢的数量可能存在差别。建筑平面凹凸过多，则剪力墙形状必然复杂，边缘构件的数量及尺寸都会增加，而边缘构件是剪力墙墙体乃至整个结构的用钢大户，边缘构件数量及尺寸的增加必然导致用钢量的增加；4）梁的数量可能存在差别。因剪力墙结构住宅的开间一般均不大，故板跨一般不大，增加梁的数量并不能有效降低板的用钢量，但梁本身的用钢量却是实实在在的增加。因此梁数量较多时可能会导致用钢量的增加。

以上四方面的因素，孤立起来可能某种情况对含钢量的影响均有限，但几个因素合起来，每平方米钢筋用量多出3~5kg就完全有可能。

目前大大小小的地产公司都在做标准化的工作，而对建筑专业而言，最急需也是最容易的就是户型的标准化。但很多做标准化的人所收集的户型往往是孤立存在的户型，这样的户型孤立地看可能很好，甚至近乎完美，但通过交通核将各种优秀户型联系起来形成单元组合平面后，可能就暴露出很多问题。而且受制于特定场地及总平面布局的各种限制，用标准化户型组合出来的建筑物的进深和面宽可能并不能满足实际要求，可能需要对标准化户型进行调整，调整的过程也会产生新问题。这可能是很多地产公司户型标准化过程中所出现的最大问题。

因此在建筑方案的平面设计中，对建筑方案的综合评估不能仅局限于户型方面，而是要充分考虑不同户型组合后的楼层组合平面是否合理。

二、结构设计方面的考虑

建筑方案一经确定，成本大势也基本确定。结构设计从方案阶段介人可以从结构设计与成本控制角度对建筑方案提出优化或改进意见，以期在不影响建筑效果的前提下消除建筑设计的先天缺陷与不足，对结构成本的控制能起到事半功倍的效果因此，建筑方案的确定，必须有结构工程师的参与。两专业联手则事半功倍，抛开结构单干而建筑师本身又缺乏结构常识，其结果很有可能是颠覆性的。

抗震设防的高层建筑平、立面宜简单、规则、对称；不宜采用不规则、特别不规则的结构体系；宜避免采用错层、转换层、加强层、连体、大底盘多塔楼等复杂结构体系；不应采用严重不规则的结构体系。

建筑专业尽量少采用无角柱转角窗、坡屋面、大于8m的柱网等结构形式。

1.平面形状

抗震设防的高层建筑对建筑平面的总体要求是简单、规则、对称。若平面较规则、凹凸少则震害小、用钢量少，反之则较多，每层面积相同或相近而外墙长度越大的建筑，其用钢量也就越多，平面形状是否规则不仅决定了用钢量的多少，而且还可衡量结构抗震性能的优劣。一般来说建筑平面形状越简单它的单位造价就越低，以相同的建筑面积为条件，依单位造价由低到高的顺序排列建筑平面形状的顺序是：方形、矩形、L形、工字形、复杂不规则形。仅以矩形平面形状建筑物与相同面积大小的L形平面形状建筑物比较：L形建筑比矩形建筑的维护外墙增加了6.06%的工程数量，外墙装饰面积、外墙基础、外墙内保温等工程量也相应增大，就整幢建筑物而言单位造价增加了约5%左右。由此可见在满足建筑功能的前提下，充分注意建筑平面形状的简洁设计，尽量选用外墙周长系数小的设计方案，会在降低工程造价上起到很大作用。当平面不规则程度导致结构超限时，所需代价会更大，应极力避免。

2.平面尺寸

建筑物除平面形状外，对建筑平面各部分尺寸也应有一定的要求。平面的长宽比不宜过大，以免两端相距太远，振动不同步，由于复杂的振动形态而使结构受损；平面长宽比较大的建筑物，不论其是否超长，由于两主轴方向的动力特性（也即整体刚度）相差甚远，在水平力（风力或地震）作用下，会由于两端地震波输入有相位差而容易产生不规则振动，导致震害加大，必须采取加强措施，导致成本增加。当建筑物较长，而结构又不设永久缝时就成为超长建筑。超长建筑由于必须考虑混凝土的收缩应力和温度应力，相对于非超长建筑，其单位面积用钢量显然要多些

3.平面轮廓

建筑平面外缘线要尽量平直，避免出现过多的凸出和凹进。当必须出现凸出与凹进时，凸出段长度应尽可能小；平面凹进后，楼板的宽度应予保证。在凹角附近，楼板容易产生应力集中，故需采取加强措施，都会带来结构成本的增加。过多的凸出与凹进还会导致边缘构件数量增多、面积加大，由此带来构造配筋的增多。在平面面积不变的情况下，过多的凸出与凹进必然导致外墙周长系数的增加，也即单位建筑面积的外墙长度增加，不但会导致外墙墙体、保温、防水及装饰装修等直接建造成本的增加，而且会使建筑物的体型系数加大，对建筑物节能也不利，冷热负荷及保温材料的厚度都有可能会增加。故在不影响户型品质和兼顾建筑造型的前提下，应尽量使建筑平面外缘线平直，避免过多的外凸与凹入，对建筑、结构及暖通专业的成本控制都有重要意义图3为唐山凤凰新城内两个项目的建筑平面轮廓，前者比后者要更简洁、平直些，经造价咨询单位测算，在总层数同为18层、钢筋量计算规则相同的情况下，标准层含钢量前者比后者降低10kg/m2以上。当然这其中不排除设计过程中主观因素的影响，但不可否认的是，后者复杂的外轮廓线对含钢量的增加一定有贡献。

图3 唐山两项目建筑平面外轮廓对比

4.平面面积与高宽比

单体建筑物的平面面积也不宜过小。平面尺寸越小，建筑体型系数越小，外墙周长与平面面积之比越大，则单位建筑面积的外墙面积越大，外墙墙体、保温、防水及装饰装修等直接建造成本均相应增大；另一方面，平面面积虽小，但楼电梯间及走道的宽度却不会相应减小，必然会导致交通面积所占比例增大，使得公摊加大、得房率大大降低，于销售不利；平面面积小，必然会使建筑高宽比加大，抗侧刚度降低，可能会因增加刚度而造成浪费。

5.交通核位置

由于交通核（楼梯间、电梯井）一般都是钢筋混凝土剪力墙结构，而且是封闭或半封闭的筒状结构，荷载集度与侧向刚度都非常大。故交通核要尽量居中或对称布置，避免将交通核偏置在建筑物的一侧。居中或对称布置可使建筑物的刚度中心与质量中心尽可能靠近，可有效减少结构偏心及由此产生扭转效应，从而降低结构造价。