论建筑工程的建筑设计方法

何镜堂，向 科

（1. 华南理工大学建筑设计研究院，广东广州 510641；2. 华南理工大学建筑学院，广东广州 510641）

论建筑工程的建筑设计方法

何镜堂1，向 科2

（1. 华南理工大学建筑设计研究院，广东广州 510641；2. 华南理工大学建筑学院，广东广州 510641）

在明确建筑工程与建筑设计的基本概念与范畴基础之上，提出建筑设计的基本要求、基本原则以及融贯综合的设计理念；详细阐述了建筑设计要运用辩证思维、系统思维和创造性思维方法；并解释了建筑设计的方案设计、初步设计、施工图设计、施工配合四个设计阶段的重点和要求；从而建构起系统的建筑设计方法。以 2010上海世博会中国馆为典型案例，解析了在设计的不同阶段运用设计方法的指导解决不同的设计问题的过程。

建筑工程；建筑设计；设计原则；思维方法；2010上海世博会中国馆

引言

如果说工程是现实的、直接的生产力，是社会存在和发展的物质基础，工程方法是人类求生存、求发展的方法［1］，那么建筑工程作为工程的一个类别，是为满足人类栖居而创造的人工空间，建筑设计方法就是人类为提高生存质量而创造人工空间的方法。

对于单一建筑工程的建筑设计，我们已经积累了丰富的经验，总结出了一些建筑设计策略和方法，在此基础上我们要分析总结行业性工程设计方法的共性，对建筑工程的建筑设计展开方法论的探讨，将建筑设计方法研究上升到理论水平。尽管由于建筑工程自身的大量性、日常性、艺术性等特征，使其与其他类别工程设计方法具有一定差异，但对于普遍的建筑设计方法而言，与其他工程方法一样，一般通过选择-集成-建构三个过程来达成现实的生产力。建筑设计方法突出开放、动态和系统的特征，关注整体结构、功能-效率优化及环境适应性的问题；需要经过发现问题-分析问题-解决问题的基本思路，解决一系列基本问题：即针对工程问题-采取适当的原则和理论，采取适当的思维方法，创造性地采取技术集成的手段去解决问题以控制设计过程和进行设计管理。

因此本文将重点从建筑设计的原则、建筑设计的思维方法、建筑设计的过程维度的方法等方面结合典型建筑工程设计案例展开分析和研究。

1 建筑工程与建筑设计

建筑工程通常是指房屋建筑工程，是建设工程中的一个类别。①它具有综合性、社会性、技术性与实践性的基本特征。相比其他工程，建筑工程的类型多、数量多、每一个工程均有一定独特性且与人们日常生活息息相关。同时由于建筑既是物质载体，也是精神载体，既具有共性又包含个性，是科学与艺术的结合。这些都使得建筑工程具有了一定的特殊性。

建筑工程设计涵盖与建筑工程相关的许多专业，包括规划、建筑、景观、结构、给排水、暖通空调、电气、智能化、节能等。它具有一定的程序，包括规划、勘察、方案设计、初步设计、施工图设计等过程。建筑工程设计是一个非常典型的系统化设计工作，具有极强的专业性和综合性。

广义的建筑设计就是建筑工程设计，是指建筑物在建造之前，设计者按照建设任务，把施工过程和使用过程中所存在的或可能发生的问题，事先作好通盘的设想，拟定好解决这些问题的办法、方案，用图纸和文件表达出来，作为备料、施工组织工作和各工种在制作、建造工作中互相配合协作的共同依据，以便于整个工程得以在预定的投资限额范围内，按照周密考虑的预定方案，统一步调，顺利进行，并使建成的建筑物充分满足使用者和社会所期望的各种要求［2］。

随着工程的复杂程度和技术要求越来越高，分工越来越细，建筑设计作为一个专业逐渐从建筑工程设计中分化出来，因此一般意义上的建筑设计专指建筑学专业范畴内的设计工作，是针对房屋建造展开的空间构想思维活动，所要解决的是有关人类生活与工作的建筑空间环境相关问题，如建筑与人、建筑与自然、建筑与社会等关系问题，它的最终目的是帮助人类同自然环境和建成环境和谐共处，创造一个适宜栖居的空间环境，并给人以美的精神享受（图1）。

建筑设计的构成要素主要包含建筑功能、建筑技术、建筑艺术形象、经济合理性等。其内容包括建筑功能与空间的合理安排、建筑与周边环境、与外部各种条件的协调配合、建筑的艺术效果、建筑的细部构造方式、建筑与结构和设备等专业的综合协调，其最终目的是使建筑物做到适用、经济、绿色、美观。

通过长期的实践，人们创造、积累了一些科学的方法和手段，通过一定的工作程序，通过多方案的比较，最终用图纸、建筑模型或其他手段将设计意图确切地表达出来，并与相关专业技术人员配合，综合解决各类矛盾，使工程设计意图得以实现。

建筑工程是从无到有，需要适应各种制约条件，满足人们物质和精神的需求。因而，建筑设计是有预见性的工作，需要根据已有的条件来进行合理的规划和设想，需要遵循一定的原则和方法。建筑设计也是具有创造性的工作，需要进行开放性的探索与创新。

图1 建筑工程与建筑设计的关系图示

2 建筑工程的建筑设计原则

从方法论的角度来看，与其他方法一样，建筑设计也需要确定一些基本原则，作为指导设计的思想基础。建筑设计的原则按照建筑不同层次的要求区分为不同层级。

2.1 建筑设计的基本要求

建筑为人类提供适宜的生活、工作、休憩的空间，满足人类生理和安全需求，这是建筑设计的出发点和基本要求，其目标指向是以人为核心，一切从人的生存物质条件和精神环境需求出发，不仅要满足居者的使用功能要求，能够抵御风雨雷电和自然灾害的侵袭，又要根据实际经济条件量体裁衣，同时实现人特有的审美需求［3］。

1）以人为本的理念：建筑设计应从关心人、服务人的宗旨出发，树立人在建筑设计中的主导地位。从城市到建筑、从整体到局部、从空间到形态等各个设计环节均应以人的基本尺度为建筑空间的尺度标准，考虑人的活动与感受，创造适合人类活动的人性化空间，以及安全便利、舒适优雅的工作环境。进一步注重人对建筑的情感需求，突出建筑的文化内涵和精神关怀，使使用者产生归属感和精神依托，创造符合居者归属感的建筑。

2）“适用、经济、绿色、美观”的建筑方针①中国于1952年在全国建筑工程会议首次提出建筑设计“适用、坚固安全、经济与适当照顾外形的美观”的总方针。1956年国务院明确提出“在民用建筑的设计中，必须全面掌握适用、经济、在可能条件下注意美观的原则”，成为我国建筑设计的总方针。2016年2月6日，国务院提出建筑新八字方针——“适用、经济、绿色、美观”。

“适用”体现建筑使用的要求，功能合理，坚固安全实用；“经济”体现在全寿命期内足功能要求的同时节约投资和资源，高效集约；“绿色”体现建筑节能与环保低碳；“美观”则体现对建筑文化和艺术的要求。八字方针概括了新时代下建筑的基本要求，赋予建筑新的要求和内涵。

2.2 建筑设计的基本原则

在建筑的固有要求之上，一个良好的建筑作品与使用功能、自然环境、地理气候、经济技术和社会文化等因素息息相关，如何全面协调这些因素，满足人类生产和生活需要，实现建筑审美需求，则对设计者提出了更高更明确的要求：

1）整体和谐的原则：包括建筑与环境的协调，使建筑适应地域的气候并与自然和人工环境融为一体；建筑与城市协调，融入城的公共空间、文化环境、建筑群体和景观，共同构成一个既和谐又有特色的整体；从建筑自身的和谐进行把握，从规划、群体、景观、建筑内外空间到细部，进行分折、优化，避免着眼局部而忽视整体。

2）可持续发展的原则：建筑设计既满足当代人居住和生活的需要，又不危及后代人的生存和发展。调生态和环境保护、科技与人文同步发展，强调节能、环保、低碳和绿色发展道路，使人与建筑和自然和谐永续发展。

3）地域特征、文化内涵和时代精神和谐统一的原则：地域特征体现建造地点的自然地理、人文环境等方面的关联性和地方特色，文化内涵体现建筑的风格特征和文化品味，时代精神是当今社会科技和文化在建筑中的综合和发展，三者相辅相成、不可分割，共同融合在建筑设计中［4］。

2.3 融贯综合的建筑设计理念

影响建筑工程的条件是错综复杂的，建筑工程的目的和要求也是具有综合性的，建筑设计的基本要求及原则需要加以融贯和综合，才能满足建筑工程设计的多元化与全面性的要求。在建筑设计过程中，都是各种因素和各种原则共同起作用的，或许某些方面的特征更为明显，但丝毫不能偏废其他方面的因素。

中国建筑学人长久以来一直在努力探索建筑设计的指导体系，并取得了各自不同的成果。融贯综合的建筑设计理论体系往往以不同的设计原则为基础，但通过他们之间的关系建构，形成了新的内涵，从设计思想与方法论层面，高度概括建筑工程的基本规律和要求，形成了一个开放、动态、综合的思维方法。

例如：一个合乎逻辑的建筑设计过程，常常是从地域中挖掘有益的“基因”成为设计的依据，从文化的层面深化和提升，与现代的科技和观念相结合，并从空间的整体观和时间的可持续观加以把握，创作出和谐统一的有机整体。

在这一理论体系中，空间的建构从原点出发，以“地域性、文化性、时代性”三性为极轴，进行三维拓展。地域性与文化性，构成空间定位平面——不同地域文化产生不同的现象交织成网格，形成建筑的结果，具有共时性特征。随着时间的推演，形成时间轴，不同的时代会对建筑形成不同的认知平台，轴线两个方向分别是对未来的探索和对历史的反思，具有历时性特征。“两观”表现为空间的整体认知与持续发展，随着认知平台的延伸和拓展，形成没有边界的空间球体，最终体现中国“天圆地方”的空间哲学理念：方，具有边界和可认知特点，体现整体观；圆，具有无边界、持续生长特点，体现可持续发展观。从空间逻辑推演出立体化的“天圆地方”。从认知角度来看，“三性”解决了建筑“是什么、为什么、怎么做”的基本命题。而空间“三性”如何被认知与实现，就是空间“两观”。“三性”的和谐统一是实现空间整体认知的方法即整体观，“三性”的相互作用是推动空间持续建造的方法，即可持续发展观（图2）［5］。

图2 一种融贯综合的设计理念——“两观三性”理论体系图示

3 建筑工程的建筑设计思维方法

在从事建筑工程的设计活动时，始终渗透和贯穿着人的设计思维活动。我们常把指导这种思维活动的方法称作“建筑设计思维方法”。

3.1 辩证思维法

影响建筑的因素复杂多元，需要建筑师掌握辨证的思维方法，既要有数学家的逻辑思维能力，又要有艺术家的形象思维能力；既要懂得1+1＝2的道理，又要学会1+1≠2的辨证思维。

1）共性与个性相结合的思维方法

建筑设计中的“共性”问题是普遍存在的。例如，电影院的设计，无论在什么地方、规模多大，都要具备观众“听得见、看得清”的基本功能，这是最基本的共性问题。但不同地域、不同环境、不同规模的电影院设计又会有不同的要求，从而产生不同的结果，因此建筑设计又存在特殊性的问题，其往往来源于特定的地域气候、特定环境与文化，特定的使用要求。这些往往是建筑创作的源泉，设计师可以根据这些条件分析每个项目的特殊性，从而找到解决问题的方向。

2）抓主要矛盾与矛盾主要方面的思维方法

在复杂事物的发展过程中，有许多矛盾存在，其中必有一种是主要的矛盾，它的存在和发展，规定或影响着其他矛盾的存在和发展。在不同的建筑工程中，常常对不同的问题各有侧重，而设计中需要解决的重点问题，也因时间、地点和具体条件不同而不同。所以在设计过程中，要善于在错综复杂的问题中找出主要的矛盾；现实中矛盾的双方，它们的发展是不平衡的，在矛盾双方相互制约、相互作用的辩证关系中，必然有一方占支配地位、起主导作用。设计过程本身就是一个优选的过程，不但要善于学会抓主要矛盾，还要善于抓矛盾的主要方面，建筑工程的性质往往由矛盾的主要方面所规定［6］。

3）对立与统一的思维方法

当今建筑所处的城市环境，是一个多元而复杂的整体环境，建筑设计面对变化与统一、传统与现代、现状与发展、地域与全球等一系列矛盾对立统一的问题。因此，需要在设计中倡导“和而不同，不同而又协调”的“和谐观”及思维方法。

3.2 系统思维法

1）整体的思维方法

系统思维的能力中首先是“整体的思维观念”，即在建筑设计中，对各设计条件要加以整合分析，综合考虑各种因素，在全面综合的基础上抓主要矛盾；同时，一个建筑工程的设计，离不开对周边城市、自然环境的关系的探讨，所以建筑与规划、景观不可分，必须加以整体考虑；此外，建筑设计离不开其他工种的配合，要坚持建筑、结构、设备、材料、绿建、智能化等多专业协同，开展方案比选与优化，从而形成完善的方案。

2）联系的思维方法

系统思维，在于承认系统各要素之间的普遍联系。这种联系使得系统产生了新的能量、新的质，从而实现整体机能大于局部的效应。同样，建筑工程中面临纷繁复杂的问题，如自然、经济、社会、文化、历史、技术等。这些问题不是孤立的，而是相互联系、相互影响的。不能孤立地看待建筑的各方面条件，而要将其相互关联、对照分析。

3）发展的思维方法

系统思维，还在于承认系统的永恒发展。建筑各要素之间的联系、相互作用构成了事物的运动和发展。一个设计形成的全过程，正是各阶段解决不断变化问题的“过程”。要把握建筑设计的主要目标，然后从整体到局部，循序渐进、逻辑清晰、因时因地制宜地开展工作。

3.3 创造性思维法

1）理性与感性交织的思维方法

建筑工程活动具有明确的目的性、所以指导该活动的建筑思维方法，也是有明确目标的，是具有理性的。同时，建筑和纯科学又有不同，科学问题的答案往往是唯一的，但是建筑工程问题的答案却具有非唯一性，设计者需要在众多的答案中选取“最优、最美”或者“卓越、较好”的答案，这使得建筑工程思维产生了“艺术性”的思维效果。所以，采用“理性与感性交融”的思维方法尤为必要。

2）传承与创新相结合的思维方法

传统是人类在应对自然和社会严峻考验过程中积累的宝贵文化财富，建筑工程活动，如果离开传统、断绝血脉，就会迷失方向、丧失根本。传统作为稳定社会发展和生存的前提条件，只有不断创新，才显示其巨大的生命力。没有传统的文化是没有根基的文化，而离开创新，就缺乏继承的动力，会使我们陷入保守和复古。文化是一个城市的灵魂和价值所在。推动文化的发展，基础是继承，关键是创新。

因此，建筑设计的创造性思维体现在对于传统的传承与创新的统一，建筑设计应当要回归建筑的本质，以人为本，结合国情和文化传统，立足本国、本时、本地，立足创新，创作出“既中国又现代”的新建筑。

3）理论与实践相结合的思维方法

建筑师就像医生，一个医生如果仅仅是研究医学理论，没有临床经验是不行的，建筑师也是一样。一个成功的建筑师靠作品来说话，他不仅要掌握深厚的建筑理论，还必须紧紧依托实践，才能留下有说服力的建筑作品。理论知识和素养就是土壤，对于推动设计的深入及创新、提升设计的科学水平具有突出的意义，而实践是知识的实用化与物化，在实践中才能锻炼解决实际问题的能力，在实践中才能体现理论的价值，在实践中才能检验真理。

4 建筑工程的建筑设计程序与工作方法

建筑设计的过程一般分为：方案设计、初步设计、施工图设计、施工配合等四个阶段。从确定设计概念到功能与空间设计，一直到工程实体的建造与技术问题的解决，内容越来越细致、技术性越来越强、涉及的专业越来越多。每一阶段，后者是前者的延续，前者是后者的依据，循序渐进。

4.1 方案设计阶段

方案设计是各设计阶段的起点，确定了建筑工程的大方向和总体架构，在建筑设计中具有举足轻重的地位。建筑方案设计的过程大致可划分为前期准备、构思、深化完善三个阶段，整个过程从整体到局部、从抽象到具体，逐步深入。

方案阶段要在前期调研和掌握设计条件的基础上做出合理的设计定位，通过多方案比较和设计深化，形成对于建筑概念、空间、功能、流线、技术要点等相对完整的成果。方案阶段的工作重心在于建筑设计专业，其他专业依据工程的特点提供必要的协助。

4.2 初步设计阶段

在方案设计的基础上，通过与相关专业的配合和协调，逐步落实经济、技术、材料等物质需求，从技术层面对设计方案进行深化和完善，形成综合可行的技术文件和图纸。

初步设计阶段，除了建筑设计专业以外，结构、设备、概算等专业要充分融入到设计之中，提出工程整体在系统层面和关键技术要点方面的解决方案。

4.3 施工图设计阶段

施工图设计应根据已批准的初步设计文件，进一步完善全部细部尺寸、细部节点、构造做法及所用材料，并配有详细的设计说明，编制满足施工要求的图纸，为工程施工中的各项具体技术要求提供准确可靠的施工依据。

施工图设计涉及各建筑工程相关专业的综合协调和深入细致的技术工作，包括各类专项设计的深化工作，是建筑工程设计环节中最复杂、最繁琐的工作阶段。

4.4 施工配合阶段

施工配合阶段是设计工作的延续和工程实践从纸面走向实体的开端，是设计工作和施工工作的桥梁。在施工过程中往往出现许多不可预见的问题，需要设计方与业主合作，与施工方合作，与各深化设计专业合作解决。施工配合一直持续到工程竣工验收。

5 2010上海世博会中国馆建筑工程实践

2010年上海世博会以“城市，让生活更美好”为主题，中国馆场地位于上海世博规划围栏区 B片区世博轴东侧。中国馆由国家馆和地区馆两个部分组成。世博会期间，国家馆充分表现“城市发展中的中华智慧”，地区馆则为全国31个省、直辖市、自治区提供展览场所。

中国馆建筑设计方案的选定经过三个主要阶段：首先是于2007年4月启动了全球华人方案征集，共收到344个方案，华南理工大学建筑设计研究院的“中国器”方案被评为第一名；随后 8家入围单位进行了第二轮设计竞赛，华南理工大学建筑设计研究院方案与清华安地建筑设计顾问有限公司+上海建筑设计研究院有限公司联合体方案并列第一名；最后，由以上两个设计主体、三家设计单位组成联合设计团队，何镜堂院士任总建筑师，进行方案融合、深化，最终确定以“东方之冠、鼎盛中华”为理念的定稿方案［7］。

中国馆建筑工程在国际、国内具有一定的影响力，建筑规模较大，功能较复杂，工程设计和建设过程中遇到各式各样的问题，最终能一一化解，并取得理想的工程效果。在其设计全过程中，清晰地体现了建筑设计原则、设计思维方法对设计的影响，可以作为一个研究建筑设计方法的典型工程案例。

5.1 方案设计阶段——定位、构思与定案

方案设计阶段要解决的关键问题在于设计如何包容中国元素，体现中国特色；呼应当今世界的发展观与时代性，这个建筑应该以一个怎样的姿态出现在世界各国来宾的面前。对此，中国馆的设计给出了鲜明而有创造性的答案：中国特色与时代精神的融合，是中国馆方案设计的关键定位和目标。

设计团队从一系列中国印象——山水、庭院、器皿、意境、符号、木构体系、传统城市肌理——中获取灵感，希望中国馆能呈现一种多元化的文化解读（图 3）。中国馆的设计站在宏观的角度，从中华文化以及整体的上海城市格局、城市空间出发，在中观层次上对其布局、功能、形式、空间等进行综合考量和方案比对，在微观层次上进一步在选材、细部构件等方面进行反复推敲和深化设计。

图3 中国馆设计构思过程与意向解析

在此基础上，确定了方案的设计要点：

总体布局——架空升起；

造型特点——层叠出挑；

空间构成——立体花园；

功能配置——后续考量；

立面肌理——红色经典；

被动节能——自遮阳体系。

中国馆最终体现了“东方之冠，鼎盛中华”的创作理念：国家馆、地区馆功能上下分区、造型主从配合；国家馆居中升起、层叠出挑，在立意构架上，俨然屹立基座上的巨型雕塑；地区馆水平展开、汇聚人气，以基座平台的舒展形态映衬国家馆。

5.2 初步设计阶段

本阶段主要任务是在把方案阶段确定的总体布局和建筑构成落实到基本稳定的图纸上；展开各专业之间的配合，搭建结构、设备专业与建筑意图三者相互配合的合理体系；同时不断听取来自建设单位和参与各方的意见与建议，整体融入并完善设计。该阶段解决了一些重点问题。

1）确立基本结构体系

结构体系根据建筑造型和分区的特点，把国家馆主体与地区馆基座进行分别处理，国家馆采用钢筋混凝土筒体＋组合楼盖结构体系。为满足大空间的使用功能要求，利用落地的楼梯、电梯间设置四个18.6m×18.6m的钢筋混凝土筒承担全部荷载，按照建筑的倒梯形造型设置矩形钢管混凝土斜柱，为楼盖大跨度钢梁提供竖向支承，满足了室内公共空间没有柱子的建筑使用功能要求。地区馆的主展区采用钢管混凝土柱、钢桁架+现浇钢筋混凝土楼盖结构体系，最大柱网为36×27m，屋面覆土厚 1m，为了增加结构的侧向刚度，于展厅周边适当的位置设置了柱间支撑。为满足 36个省市自治区展位的均好性提供了结构基础（图4）。

图4 中国馆结构体系示意图

2）已建成地铁线穿越建筑基地带来的结构设计专题与建筑设计应对

结构专业确定结构避让地铁线以转换承托地面建筑体量的可行性方案。同时，建筑专业也相应做出应对，主要为地下层功能布局与流线组织与地铁展厅衔接，以及地铁风井借用建筑核心筒的大致方案。设计过程是在搭建总体体系与探索精细难题两条线索同时推进（图5）。

图5 地铁转换托架结构模型

3）消防性能化设计

中国馆把国家馆展厅放置在高层部分，这是一种新颖的布局，但也在一定程度上突破了既定的消防规范，因而在初步设计阶段就同步推进消防性能化设计，以便及早采取有效加强措施，在局部突破规范的消防安全框架内展开深化设计，避免将来可能出现的不必要的设计反复。

4）生态环保节能技术集成设计

中国馆是一个示范性的工程，其时代精神的很重要的体现是生态环保节能技术的集成。设计团队将其作为一项专项设计，除了建筑构成本体具备的自遮阳体形与架空中庭自然通风，还集成了屋面太阳能光伏系统、雨水收集系统、冰蓄冷系统、能源综合管理系统、绿化屋面、喷雾降温系统及集约化机房设计、透水广场砖等一系列节能技术措施和环保材料。绿色建筑集成设计与搭建整体设计框架同步推进，使绿色环保理念贯穿设计全程，内化为建筑本体内容。

5.3 施工图设计阶段

本阶段主要任务是继续深化各专业之间的精细配合，各专业也全方位落实自身的设计细则，通过平、立、剖面图与大样图、详图等各层次图纸与说明，完整精确地表达建筑的空间与造型、结构与围护、材料与工法、设备与管线等设计内容。

1）“中国红”外墙的设计优选与实样选板

成立由国内外建筑学、外墙材料、幕墙工程、灯光景观和色彩学等领域专家组成的设计咨询专家组，专门协助设计团队确定“中国红”外墙的做法，从此展开为期约8个月的设计探索过程。设计团队在“体现红色经典、夜晚红色透亮、诠释现代科技、保证安全可行”的定位指导下，先后提出了几十种“中国红”外墙方案，最终确定了“中国红”外墙挂板的材质、色彩、构造和灯光效果，其中色彩方案听取色彩学专家建议，采用外部四种、内部三种共七种微差渐变的红色铝板，组成外墙的整体“中国红”的视觉效果（图6）。

图6 中国馆外墙试板过程

2）展陈需求反作用于室内空间布局的设计应对

方案阶段的国家馆室内空间是一系列螺旋上升的平台，并有一个贯穿主体各层面的通高中庭。展陈设计坚持布展需要建筑预留更多的平层大空间。经过多轮讨论和反复权衡，建筑团队尊重展陈的需求，把国家馆的空间调整为较为集中的三层平层大空间，与此同时，在功能平面与外墙构架之间拉开一道空间，设置了连接上下层展厅的、与45度倾斜的玻璃面紧密结合的观景坡道，从而把建筑体验的重点从中心转移至外围，把中国馆转化为整个园区的观景阁；地区馆的平面布局和结构设计，由于要平衡会中和会后的使用以及适应不规则用地边界，也进行了反复的设计探索与修改；其中的重点是解决如何在不规则且面积有限的平层大空间内，为36个省市自治区提供空间条件均好性的展位。

3）屋顶层使用功能优化的设计应对

在施工图深化设计过程中，建设单位希望在国家馆屋面增加功能用房以充分利用屋顶层良好的空间资源。经过设计探索，设计团队最终谨慎地把屋顶层往外扩展 7.5米并合理压缩原来布置的设备用房面积，从而增加了屋顶接待区的用房面积。建设单位还专门请来艺术顾问单位参加室内装修及陈设设计，确定了江南文化风格的室内设计基调。

4）建筑、室内、景观与展陈的一体化设计

建筑的效果是一个整体环境综合作用的结果。在施工图设计阶段，建筑、室内、景观与展陈设计同步展开，需要积极的设计配合以塑造整合的一体化空间体验。

5.4 施工配合阶段

作为一个大型公共建筑，中国馆的施工阶段大致分为——基础及地下部分；主体结构；设备安装；建筑外墙；室内界面；景观场地等，这符合大型公共建筑工程的一般共性。而中国馆的主体结构、建筑外墙与屋面景观等对项目重要性又比一般建筑工程项目更为突出，凸显为关键难题。

1）主体结构——主体钢筋混凝土筒体+组合楼盖结构体系检验与优化①在不同的设计阶段，同一关键性问题会反复出现，需要循序渐进地加以解决，例如结构系统的问题、中国红外墙问题等。

结构结合建筑的鲜明特点，在于设置了20根800毫米×1500毫米的矩形钢管混凝土斜撑柱，来实现层层出挑的建筑造型。斜撑柱的安装成为结构设计与施工的重点与难点，适应四个落地的钢筋混凝土筒体结构的施工分成三个阶段，分别解决斜撑与不同标高主要水平面之间的连接固定。斜撑柱每个阶段施工之前，结构设计人员都要现场复核钢管与混凝土筒体连接的构造大样、钢管结构构件选材与构造大样，确认混凝土配比以及灌注浇筑方式的可行性，并在施工之后进行现场检验，以确保达到结构设计要求。

2）建筑外墙——“中国红”的外墙材料、肌理比选与优化

“中国红”的外墙效果是体现建筑设计理念的重要因素，也是施工设计配合的重中之重。驻场建筑师参加设计咨询专家组会议，了解设计进程，协助业主组织现场挂板工作，并不断推进设计修改与优化，推动设计从图纸走向真实建造。为保证外墙板材（1.35m×2.7m）的平整度，最终选用0.8mm厚肌理铝板面板+20mm厚蜂窝铝板背板的复合做法。在外墙安装阶段，建筑师与幕墙公司沟通，到现场观察主体结构、幕墙结构与外墙板材各层次的交接工艺，提出构造优化意见，最终确保了“中国红”外墙建成的实际效果。

3）屋面景观——地区馆屋面景观“新九洲清晏” 优化表达及施工

地区馆屋面景观“新九洲清晏”的设计方案是在施工过程中优化定稿的，其以地形地貌为主题的景观设计理念对塑造起伏地形提出建造轻量化的要求，也对水电的管线及设备末端提出设置转换层的要求。这些设计要求，一方面落实到屋面景观设计的施工图，另一方面也依靠基于既定实际情况的现场设计才能有效实现。设计人员多次到现场，除了解决景观树定位等常规设计问题之外，也格外关注协调水电管线及设备末端转换定位与景观要素的配合，以及监督轻量填充材料在地形塑造时的正确运用。

中国馆建筑工程的设计实践的全过程，充分体现了在满足建筑“以人为本”、“适用、经济、绿色、美观”的基本要求的前提下，遵循整体观、可持续发展观以及建筑的地域性、文化性、时代性和谐统一的设计理念，以辩证、系统、创造性的思维方式，循序渐进、不断深化的设计过程。在科学的设计方法指引下，设计才得以合理、全面以及快速有效地实现于工程。

致谢

本文是中国工程院殷瑞钰院士主持的2015年中国工程院工程管理学部重点咨询研究课题《工程方法论研究》的部分成果。感谢殷院士及研究团队各位院士专家的启发、指导和帮助。感谢华南理工大学建筑设计研究院、广东省现代建筑创作工程技术研究中心本课题团队成员的辛苦工作。一并感谢亚热带建筑科学国家重点实验室开放课题的支持。

［1］殷瑞钰，汪应洛，李伯聪. 工程哲学［M］. 北京： 高等教育出版社，2007.

［2］《中国大百科全书》总编委会. 中国大百科全书-建筑、园林、规划卷［M］. 北京： 中国大百科全书出版社，2009年第二版，241.

［3］维特鲁威 著，高履泰 译. 建筑十书［M］. 北京： 知识产权出版社，2001.

［4］何镜堂. 基于“两观三性”的建筑创作理论与实践［J］. 华南理工大学学报（自然科学版），2012，10： 12-19.

［5］姜洪庆，李佩玲. 基于“两观三性”理论的城市空间规划思考［J］. 南方建筑，2016： 86-92.

［6］何镜堂. 我的建筑人生［J］. 城市环境设计（UED），2013：37-43.

［7］华南理工大学建筑设计研究院. 2010上海世博会中国馆［M］. 广州： 华南理工大学出版社，2010.

Architectural Design Method of Architectural Engineering

He Jingtang1，Xiang Ke2
（1. Architecture Design & Research Institute，South China University of Technology，Guangzhou 510641，China；2. School of Architecture，South China University of Technology，Guangzhou 510641，China）

After clearly defining the basic concept and category of architectural engineering and architectural design，this paper proposes basic requirements，and principles and mastery methods of design concept of architectural design，and describes dialectical thinking，system thinking and creative thinking method required in architectural design. To set up systematic architectural design methods，this paper explains the focus and requirements of the four stages of the architectural design： conceptual design，preliminary design，detailed design，and construction. Taking the China Pavilion at Expo 2010 Shanghai as an example，this paper analyzes design methods to solve the different problems in different design stages.

architectural engineering，architectural design，design principles，thinking method，the China Pavilion at Expo 2010 Shanghai

TU2

A

1674-4969（2016）05-0511-11

10.3724/SP.J.1224.2016.00511

①建筑工程是建设工程的一部分。建设工程通常包括了土木工程、建筑工程、线路管道和设备安装工程及装修工程等。与建设工程相比，建筑工程的范围相对较窄，专指各类房屋建造工程。故此，桥梁、水利枢纽、铁路、港口工程以及不是与房屋建筑相配套的地下隧道等建设工程均不属于建筑工程范畴。

2016-08-20；

2016-09-05

工程方法论研究（中国工程院重点咨询研究课题 2015-XZ-26）；“两观三性”建筑论和谐统一的系统机制研究（亚热带建筑科学国家重点实验室开放课题2015ZB04）。

何镜堂（1938-），男，中国工程院院士，教授、博导，研究方向为建筑设计及其理论。向 科（1975-），男，博士、博士后，副教授，研究方向为建筑设计及其理论。E-mail： kee53@126.com。