優化設計

第二次世界大戰期間，美國在軍事上首先應用了優化技術。1967年，美國的R.L.福克斯等發表了第一篇機構最優化論文。1970年，C.S.貝特勒等用 ^[1]  幾何規劃解決了液體動壓軸承的優化設計問題後，優化設計在機械設計中得到應用和發展。隨着數學理論和電子計算機技術的進一步發展，優化設計已逐步形成為一門新興的獨立的工程學科，並在生產實踐中得到了廣泛的應用。

通常設計方案可以用一組參數來表示，這些參數有些已經給定，有些沒有給定，需要在設計中優選，稱為設計變量。如何找到一組最合適的設計變量，在允許的範圍內，能使所設計的產品結構最合理、性能最好、質量最高、成本最低（即技術經濟指標最佳），有市場競爭能力，同時設計的時間又不要太長，這就是優化設計所要解決的問題。

①建立數學模型。

②選擇最優化算法。

③程序設計。

④制定目標要求。

⑤計算機自動篩選最優設計方案等。通常採用的最優化算法是逐步逼近法，有線性規劃和非線性規劃。

優化設計就是在滿足設計要求的眾多設計方案中選出最佳設計方案的設計方法。

在建築設計領域，一種較為普遍的場景是：設計師在侷促的設計費和緊迫的時間壓力下，將設計規範轉換成圖紙，只要能按時提交設計，甲方通過，不延誤工期即為完成任務，缺失了設計本身的整體規劃感和創作感，拿到圖紙的開發商亦沒有時間比選，開始馬不停蹄地建造，投入了大量的成本，卻難以成就高品質項目，很可能還會因為選材設備的安排不合理，承擔未來高額的運行費用。

優化設計並不是一道算術題，也沒有唯一正確的答案。優化是在追求設計水平進一步合理化和進一步提升。清華城市規劃設計研究院副院長袁昕如是説。“優化在基礎層面拋棄一些不合理的因素，找到更好的解決方案。是否合理的評判不盡相同，但是對於不同的專業，在不同的項目上目標是一致的。對於開發商來講就是在保證建築安全與功能的同時節省成本。”

優化的過程，並不是要等發現“病症”去補救，而是必須在設計之前就開始。清城華築建築設計研究院副院長陳首春比喻，就跟中醫治病一樣，“上工治未病”，要真正的大醫是在生病之前把病診斷出來。建築也是一樣。正是開發商追求工期完工的速度以及對於設計費用的要求，使得設計不能夠在開發商預想的時間和費用下做得那麼完善，所以需要諮詢、優化、設計一起做，需要設計師用智慧和經驗去做優化的設計。

建築優化空間有多大，什麼樣的建築需要優化?以清華城市規劃設計研究院副總工程師王昌興多年的經驗來看，常規的建築，設計開發經驗會相對多一些，有比較成熟的做法，優化空間比較少。越複雜的地形，越複雜的使用功能，優化的空間就越大。高層乃至超高層的建築最有優化空間。

開發商最關注的就是安全、品質和成本。然而做到三者兼顧並不簡單。在提升安全度舒適度的同時，往往會增加成本的投入。而單純為了減少成本投入，卻易導致品質下降。設計師恰恰能夠通過優化設計，來保障建築安全和功能、提升品質並有效控制和減少成本。

建設項目的前期的設計影響整個項目工程建安投資的80%以上。其中，結構成本分別佔到普通住宅和普通公建，建安成本的70%以上和50%以上。通過實施機電優化，新建建築可節能30%-50%;既有建築可節能10%-30%。而一個好的消防設計方案能夠給投資商帶來3%~15%的經濟效益和更安全的建築作品，在消防設施上能節約10%~20%的工程造價。

設計規範是設計師創作的標尺，同時也會成為限制發揮的 ^[2]  禁錮。這就需要設計師辯證地理解規範。一些新的建築形式和材料，可能在規範裏面並沒有明確的説明，因此，照抄照搬規範並不可取。

優化，需要設計師創造性地解讀和理解規範，而不是死板地在規範束縛下做出不合理高耗能的建築。清華消防科學技術研究所所長李振鎖認為，“辯證地理解規範，不是超越規範，而恰恰是彌補了空白。”他舉例，如果按老規範配 ^[3]  變壓器，電纜，但是末端是節能燈，資源浪費非常大，因此需要系統化地配置資源。

優化涵蓋的內容很廣，是一個涉及建築、結構、機電、消防等多領域的協調作用的過程。在整個建築完成的過程中，為了實現建築整體效果的最大化，就需要跨專業的協作。王昌興揭示，跨專業配合有一個“躲”和“讓”的技巧。 “有的設計，設備、機電、結構各佔一層空間，層高4.2米的建築，可能做出來的淨高只有2.6米。沒有跨專業的好的配合，既浪費空間、浪費材料又影響了舒適度。”

企業在發展的過程會面對諸多的問題，隨着市場需求的改變，企業本省也要實時提升或改變品牌的宣傳形象，以便緊跟適當的步伐，來面對新的市場競爭格式及環境，這個時代永遠不會遷就一勞永逸的做法，只是與時俱進才能挑戰市場制高點。

一、與時尚同步，防止消費者轉移。

二、品牌國際化的推進。

三、事業領域的拓展。

四、品牌形象老化，缺乏活力，競爭品牌攻勢凌厲。