短命建筑成因要素的实证研究

曹秀兰，韩 豫，李传勋

（江苏大学 土木工程与力学学院，江苏 镇江 212013，E-mail：1244722912@qq.com）



短命建筑成因要素的实证研究

曹秀兰，韩 豫，李传勋

（江苏大学 土木工程与力学学院，江苏 镇江 212013，E-mail：1244722912@qq.com）

摘 要：为了揭示短命建筑的形成原因，提高工程全生命期管理水平。采用实证研究方式，对搜集的120个国内短命建筑实例进行了归类分析和主要成因要素的提炼，利用系统动力学方法对成因要素间的影响关系进行了建模和分析，建立了成因要素之间的关键反馈回路。并通过对调研实例的分析，验证了所建立的成因要素系统动力学模型的科学性，反映了多因素作用下的建筑寿命变化规律。

关键词：建筑寿命；工程全生命期管理；短命建筑；可持续发展；系统动力学

教育部人文社会科学研究青年基金项目（14YJCZH047）；

中国博士后基金面上项目（2014M561600）；

江苏大学基金项目（14JDG012）．

随着中国社会的演变和城市化进程的加速，中国每年都会出现一定数量的未达到设计使用寿命就被人为拆除的“短命建筑”，造成了资源浪费、环境污染、文化破坏等严峻问题，阻碍了中国建设资源节约型、环境友好型社会的进程。因此，对短命建筑的成因要素进行系统梳理和研究，有助于提高政府决策和城市规划的科学性。

目前，一些学者已经关注到了工程寿命、工程全生命期设计和工程全生命期管理问题[1～3]。现有的短命建筑的研究大多由现象和实例出发，聚焦于产生原因、解决对策等问题，取得了一定的成果。如从施工质量[4]、政绩与决策观[5]、城市更新[6]、经济利益[7]、建筑规划[8]等方面进行成因分析，从资源、能源、环境等角度[9]剖析短命建筑带来的不利影响，从政府、行业、居民角度[10]提出相应的对策。但是，这些研究成果多采用个案研究方法，缺少足够的调研数据支撑，导致成果的科学性和代表性有待进一步提高。

本文采用实证研究方式，利用多渠道搜集了120个短命建筑实例，在归类与分析的基础上，提炼了短命建筑的主要成因要素。进而，利用系统动力学方法对成因要素间的影响关系进行建模和分析，揭示了彼此间的因果关系，并对研究结果进行了实例验证。预期成果有助于揭示短命建筑的成因要素及其影响效应，提高工程全寿命期管理水平。

1 短命建筑的现状

1.1 调研概况

本文认为未达到设计使用年限的二分之一就被人工拆除或损毁的建筑为短命建筑。其中不包括被自然灾害等不可抗力损毁的建筑。

调查采集了来自全国的120个短命建筑实例，涉及多个建筑类别（见表1）。

表1 短命建筑类别比例

数据表明：商业建筑、公共建筑、交通基础设施是主要的短命建筑类别，以华东地区为代表的经济较发达地区的短命建筑数量远远超过其他地区。原因是此类地区已进入大规模城市化更新阶段，拆除地理位置较好的建筑以谋求更大商业开发价值的现象较为普遍。

1.2 归类分析

依据多渠道搜集的国内120个短命建筑实例，从以下3个方面进行归类分析。

1.2.1 建筑寿命

各类一级建筑实际使用寿命分布不一。各类一级建筑的实际使用过程中，由于建筑结构的耐久性、功能的适应性等原因的不同，建筑的实际使用寿命也不尽相同。

（1）商业建筑。实际使用寿命分布不均，成因包括功能、规划等。表2和表3给出的数据表明：商业建筑集中在16～20年拆除的最主要成因是规划问题。原因是商业建筑在运营一段时期后，运营效益日渐不佳，达不到预期效果。当运营费用大于建筑产生的效益时，将会导致该建筑的经济寿命相应缩短，该地块也将重新规划。

表2 商业建筑实际使用寿命比例

表3 商业建筑实际使用寿命16～20年原因比例

（2）公共建筑。实际使用寿命分布较集中在0～25年。表4、表5给出的数据表明：公共建筑的实际使用寿命远小于设计使用年限。原因是公共建筑旨在满足人们物质、精神活动的需求。随着设备、技术的革新以及人类需求的变化，公共建筑逐渐暴露出功能适应性不足等问题。

表4 公共建筑实际使用寿命比例

表5 公共建筑实际使用寿命0～25年原因比例

（3）交通基础设施。实际使用寿命集中于较短时期内。表6、表7给出的数据表明：近四成的交通基础设施在建成后不久拆除的主要成因是规划问题。原因是原址规划缺乏预测性，对未来可能的发展趋势尚未做出科学的预估，致使原有的交通基础设施因使用功能欠缺等问题被迫拆除以追求更高的用地效益。

表7 交通基础设施实际使用寿命0～5年原因比例

1.2.2 建筑类别类

120个短命建筑实例的实际使用寿命集中分布于20年之内。表8给出的数据表明：近半数的建筑实际使用寿命集中于11～20年，商业建筑、公共建筑、交通基础设施社会为主要建筑类别。原因是随着经济的发展，使得部分建筑物逐渐暴露出功能适应性不足、空间结构不合理、内部活动市场竞争能力降低等问题。

表8 短命建筑实际使用寿命比例

1.2.3 拆除原因

120个实例的短命成因涉及到功能、规划、设计等多方面。表9给出的数据表明：规划问题是导致建筑短命的最主要成因。原因是中国的城市规划落后于城市发展的步伐，规划部门为了追求用地效益，提升城市形象，忽略城市发展的客观实际进行大拆大建。

表9 短命建筑原因比例

2 短命建筑的成因要素指标体系

通过对上述120个案例进行分析，可建立短命建筑的成因要素体系，包括5个一级指标，19个二级指标。具体的指标说明、影响及案例如表10所示。

表10 短命建筑主要成因要素指标体系

3 短命建筑成因要素的系统动力学分析

3.1 模型假设

系统动力学（System Dynamics，SD）以反馈控制理论、决策论、信息论为理论基础，用计算机仿真技术对系统动态行为模式进行研究的一种理论。系统动力学通过计算机仿真模拟技术，以结构—功能模拟为其突出点，能够定量与定性地分析所研究的系统[11]。

模型构建过程中，为了简化模型的建立，假设系统内部的研究对象为根据调查分析所提炼的主要成因要素；成因要素的系统动力学模型中含5个主要的子系统，分别是规划、设计、施工、运营和社会。

3.2 主要因果关系与关键反馈回路分析

基于主要成因要素的分析和系统动力学反馈原理，确定了系统动力学模型中的主要因果关系图（见图1）和关键反馈回路（见表11～表15）。通过建模过程中明确系统中诸变量的因果关系，简化模型的表达，使实际系统抽象化和概念化。根据系统内部组成要素互为因果的反馈特点，从系统内部结构分析成因要素间的相互影响[12]。

图1 成因要素的系统动力学模型中的主要因果关系图

表11 流经规划的反馈回路表

表12 流经设计的反馈回路表

表13 流经施工的反馈回路表

表14 流经运营的反馈回路表

3.3 SD模型流图分析

由上述成因要素反馈回路可以看出，成因要素系统动力学模型包括2个状态变量：决策观和土地价值。此外，还包括决策水平提升率、土地价值提升率这两个速率变量。5个子系统中的因素都是SD模型中极其重要的变量，它们之间有的强相关，有的彼此独立，通过短命建筑成因要素系统动力学模型的建立（见图2），阐述它们之间的相互作用。

表15 流经社会的反馈回路表

图2 成因要素的SD模型系统流图

4 实例验证

4.1 实例背景

本文以南昌市已拆除的地标性建筑原五湖大酒店为例，通过对该建筑短命原因的分析，验证所建立的影响因素SD模型的科学性，揭示短命建筑的关键成因要素及其影响效应。

原五湖大酒店于1996年1月开业，2010年2月爆破拆除，使用寿命为14年。该酒店共22层，按四星级标准装修，位于南昌市青山湖畔，临近学校、政府、商厦，距火车站仅为10分钟车程，距飞机场为40分钟车程，地理位置优越。原五湖大酒店拆除后，原址将建设一座集商务、度假、办公为一体的新酒店。

4.2 实例分析

经过资料的搜集和分析，原五湖大酒店短命原因归纳为以下4个方面：

（1）建筑设计。酒店在结构和功能设计方面存在缺陷，二次改造无法补足；建筑设计缺乏前瞻性，未建设大型停车场。

（2）建筑施工。酒店的支撑桩基存在安全隐患，对整幢大楼的安全构成威胁。

（3）运营维护。酒店地理位置便利，但由于存在严重的结构问题，无法进行改造修缮使酒店满足五星级标准。随着时间推移，当酒店的运营效益小于原土地带来的经济价值和运营费用之和时，酒店则面临着拆除的命运。

4.3 实例验证

五湖大酒店的短命成因满足系统流图中的以下5条反馈回路：

（1）P5：预测性↑→决策观↑→改造修缮↑→经济效益↑→经济发展↑→↑→土地区位↑→土地价值↑→预测性↑。

（2）D3：前瞻性↑→实用性↑→改造修缮↑→经济效益↑→土地价值↑→预测性↑→前瞻性↑。

（3）C1：施工监管↑→结构质量↑→实用性↑→施工监管↑。

（4）O1：改造修缮↑→经济效益↑→维护修养↓→改造修缮↑。

（5）S4：经济发展↑→土地区位↑→人口迁移↑→土地价值↑→预测性↑→决策观↑→改造修缮↑→经济效益↑→经济发展↑。

由于NB的窄带特性，必须通过控制瞬时下行数据量，才能保证下行控制的及时性和有效性。下行控制的离散原则如下：

5 结语

商业建筑、公共建筑和交通基础设施是最主要的短命建筑类别。其中，商业建筑短命的原因是效益低下；公共建筑短命的原因是不能满足社会需要；交通基础设施短命的原因是不能满足运输需求。此外，因经济发达，东部沿海地区的短命建筑多于西部地区。短命建筑的成因要素可分为规划、设计、施工、运营和社会等5类。其中，决策观、实用性、结构质量、改造修缮、土地价值分别为各类别的关键因素。系统动力学分析表明：在短命建筑的成因要素的系统动力学模型中，5个子系统中的因素或互为因果，或互不相关。其中，规划因素和土地价值是短命建筑产生的最关键成因要素。某些地方政府的短视行为是重要原因。通过提高决策的科学性、城市规划的预测性能够显著减少短命建筑的出现。短命建筑的形成是一个动态演化的过程，未来的研究将进一步研究各成因要素相互作用方式以及各要素对短命建筑的产生效用，开展建模

[1] 成 虎．韩 豫．工程管理系统思维与工程全寿命期管理[J]．东南大学学报（哲学社会科学版），2012（2）：36-40，126．

[2] 韩 豫，成 虎．工程全寿命周期设计框架研究[J]．科技进步与对策，2010（19）：32-35．

[3] 韩 豫，成 虎．工程全寿命期管理体系构建[J]．科技进步与对策，2012（18）：17-20．

[4] 胡 可．中国城市建筑短命现象初探[D]．武汉：华中科技大学，2010．

[5] 雷 鸣．对城市建筑“短命”问题的分析与思考[J]．企业经济，2010（9）：83-85．

[6] 沈金箴．“短命建筑”现象应从加强城市发展管理的层面反思[J]．城市管理与科技，2008（1）：38-39．

[7] 张 旭，石玲莉，张奔牛．短命建筑的成因与预防对策[J]．重庆建筑，2011，10（1）：18-21．

[8] 刘美丁，殷跃建．城市建筑的经济寿命与规划留白[J]．城市问题，2009（10）：25-28．

[9] 胡明玉，吴 琼，燕庆宁，翟琳璐，张世杰，魏博文．短命建筑引起的资源、能源、环境问题分析[J]．建筑节能，2008（1）：70-74．

[10] 陈 健．可持续发展观下的建筑寿命研究[D]．天津：天津大学，2007．

[11] 钟永光，贾晓菁，钱 颖，等．系统动力学[M]．北京：科学出版社，2013．

[12] Rehan R，Knight M A，Unger A J A，et al．Development of a system dynamics model for financially sustainable management of municipal watermain networks[J]．Water Research，2013，47（20）：7184-7205．

曹秀兰（1993-），女，硕士研究生，研究方向：施工企业安全成本优化，绿色建造；

韩 豫（1985-），男，讲师，硕士生导师，研究方向：施工安全管理，智慧建造，工程全寿命周期集成管理，工程哲学；

李传勋（1978-），男，副教授，硕士生导师，研究方向：软黏土力学，地基处理技术的研究与开发。仿真等工作。

参考文献：

Empirical Study on Causal Factors of Short-lived Buildings

CAO Xiu-lan，HAN Yu，Li Chuan-xun
（Faculty of Civil Engineering and Mechanics，Jiangsu University，Zhenjiang 212013，China，E-mail：1244722912@qq.com）

Abstract：The purposes of the research are：a）to reveal the causal factors of the short-lived buildings，b）to improve the ability of life cycle management. It carries out the following research works by using empirical study：It classifies the data of 120 short-lived buildings and refines the major causal factors. The researchers establish the model of causal factors and key feedback paths by using system dynamics method. Additionally，the researchers verify the system dynamics model and the change rule of buildings’ life through the field study.

Keywords：life of buildings；life cycle management；short-lived buildings；sustainable development；system dynamics（SD）

作者简介：

基金项目：国家自然科学基金项目（51408266）；

收稿日期：2015-10-26．

中图分类号：TU201

文献标识码：A

文章编号：1674-8859（2016）01-007-05

DOI:10.13991/j.cnki.jem.2016.01.002