基于Delphi-TM的建筑设计参数评价体系指标筛选及构建＊

付瑶 王梓通 张天衡 Fu Yao Wang Zitong Zhang Tianheng

建筑设计参数是指建筑设计过程中的相关变量，是可以输入的物理或功能特征的量化数值，分为设计理论层面、建筑环境层面和建筑性能层面。随着绿色建筑和建筑数字化的发展，建筑设计开始强调多专业的设计协同，但随之而来的大量设计参数让设计师们难以准确地进行决策。同时，不同的设计目标导向，也导致建筑师的设计决策方向及对设计参数的偏重存在不同。因此，如何筛选特定目标导向的主要设计参数，构建并优化设计评价指标，是助力建筑师提高决策效率的有效方法。

1 设计参数研究现状

目前对设计参数的研究多集中在设计通则、设计规范及设计原理等方面，具体内容包括各专业领域内的参数确定、影响因素分析及参数优化等内容。如樊新颖分析了热工设计参数的确定方法及参考依据；余晓平探讨了室内空气设计参数取值对空调能耗的影响；朱新荣探讨了建筑风环境设计参数对室内环境的影响；Seon-Yeong Jeong预测并评估了建筑主要设计参数对室外热环境的影响并进行了优化。参数的选取除了主观经验的筛选之外，还采用了统计调查、敏感性分析等方法。如李沁对145栋公共建筑进行统计分析，采用统计学相关性方法分析了影响建筑能耗的功能参数；张海滨等通过调研89栋住宅，对影响住宅节能效果的设计参数进行了分析统计；杨柳等采用EnergyPlus模拟对影响建筑暖通空调系统及年总能耗的设计参数进行了敏感性分析；Per Heiselberg等采用OAT方法对设计参数进行了筛选，并提出一种运用概率密度的敏感性分析方法。这些研究均是对特定单一目标或结果提出的，而且相对集中在建筑环境，以及建筑能耗、节能等方面。目前国内外鲜有对建筑设计参数整体筛选的研究，其优化评价指标仍需综合考虑。因此，本文基于信息的文本挖掘技术方法，以现行规范文本及科学知识文献为依托，探索多目标导向的设计参数指标筛选方法。

2 建筑设计参数评价体系指标的筛选及构建

2.1 指标筛选的原理及方法

2.1.1 筛选原理

研究采用德尔菲-文本挖掘耦合技术对设计参数指标进行筛选，该技术源于德尔菲法及文本挖掘技术。德尔菲法是一种综合性的咨询方法，核心是通过匿名的方式，经有效组织的多轮咨询，使专家意见趋于一致，得到比较统一且可靠的结果；文本挖掘技术是数据挖掘领域的重要技术之一，从文本数据中提取有用的信息，进而发现文本知识。该技术目前在建筑科学领域的应用主要集中在基于语义分析或网络用户舆情的建筑评价、基于文本聚类的趋势探讨、基于情感分析及网络可视化的空间格局分析等。

2.1.2 筛选方法及流程

指标筛选依据专家征询的意见对决策或评价的特定问题进行预测和分析。首先，采用文本挖掘的术语提取技术，对建筑类文本数据进行术语提取，构建语料库，并对术语进行甄别，得到设计参数术语语料库。其次，针对该语料库，分别运用德尔菲专家评价法和文本挖掘技术中的计算特征权值法，依据指定目标或结果导向对设计参数的重要性进行判别。最后，将两种评价方法的结果进行耦合，得到设计参数指标综合重要性权值，后续对各参数按照权值进行筛选（图1）。

1 筛选流程

2.2 设计参数评价体系构建

对于不同设计研究目标，通过梳理、查阅相关文献及资料，可初步构建设计参数的评价体系框架。将评价结构模型划分为目标层、准则层、指标层、指标内容。目标层一般以主要的设计性能为根本指导方针；准则层参照已出台的相关规范、标准及国际上认可的评价体系，从目标的多个方面进行评价；指标层是指影响设计参数的多种评价要素；指标内容则对应建筑设计过程中明确涉及的各项具体内容。根据评价体系框架而构建的设计参数评价体系模型，采用综合评价方法来确定设计参数评价体系的权重系数，一般情况可用层次分析法（AHP）、模糊综合评价、数据包络分析（DEA）、人工神经网络（BP）等评价方法。

3 “绿色、健康”导向的设计参数评价体系应用

在对北京2022冬奥会延庆赛区雪上项目非竞赛场馆及其附属设施的设计方法研究中，以“绿色、健康”为目标导向提出同时满足“山地条件”和“四季运营”的多目标设计参数指标体系，并建立“设计参数—验证评估”的反馈机制。采用德尔菲-文本挖掘的方法对设计参数指标进行筛选，采用层次分析法构建设计参数的指标评价体系，以验证并评估山地条件下奥运村及其附属设施在规划布局、建筑体量空间、建筑环境、景观体系等方面的要求。针对方案构建设计参数体系，并对其效果进行反馈。

3.1 基本数据采集

为构建准确的筛选评价，基本数据采集以国家现行出版的建筑类图书、规范、标准的术语及科技知识文献为主，并采用jieba算法对基础数据进行分词并标记词性。同时，统计并整理规范中的建筑术语作为基础提取术语，得到专业术语语料库共7 032词。由于设计参数类术语的专业性需人工甄别，保留定量类术语或涉及数量、度量、等级等参数特征的术语，最终得到设计参数语料库共1 168词。

3.2 设计参数指标筛选

3.2.1 文本挖掘指标筛选

由于奥运村及附属设施的非竞赛场馆属性，在指标筛选的过程中暂不考虑体育建筑领域的指标，而以奥运村指南为主。因此，文本挖掘的基础以“绿色、健康”为目标导向，在Python中采用jieba算法载入建筑类专业术语语料库，运用改进的TF-IDF算法对数据文本进行特征权值计算，得到各文本中设计参数的TF-IDF特征值。对“绿色、健康”目标的文本数据进行设计参数评判计算，得到“绿色”目标导向的设计参数258项，“健康”目标导向的设计参数174项。对“绿色、健康”双目标设计参数的文本数据进行耦合计算，最终得到各个文本判别权重共340项（图2）。

2 设计参数的文本判别权重（Top30,n=340）

3.2.2 德尔菲指标筛选

针对冬奥场馆设计，需要强调运动员村的特殊地理位置，以及运维奥运赛事相关事宜的条件。指标筛选根据特殊条件进行了德尔菲主观评价，以“绿色、健康”为目标，将设计参数指标进行总结分类，共得到9类二级指标、36类三级指标。同时，研究小组向从事大型体育建筑及相关设计领域、雪上运动及运动医学领域、环境卫生及环境心理学领域的22人专家组发放问卷，进行三轮咨询，采用SPSS进行统计分析，由此可知专家评价意见咨询结果显著可信；专家评价意见的总体协调程度较一致（Kendall's W=0.452）；专家的权威程度、熟悉程度较好（权威系数Cr=0.70，熟悉系数Cs=0.71），总体咨询结果可靠（总体判断系数Ca=0.85）。指标集中意见的程度较高，没有较大意见分歧（变异系数均<0.25）。对专家结果进行统计计算，得到德尔菲主观评价判别权重（图3）。可以看出，专家一致认为室内空气环境、安全措施、室内通风、视觉舒适、热舒适等设计参数的重要性较高。

3 德尔菲主观评价设计参数类别排序

表2 健康目标层评价体系框架

3.2.3 设计参数指标筛选

项目最终的设计参数将得到的文本挖掘客观评价判别权重，结合德尔菲指标进行耦合计算，得到设计参数的耦合评价权重共340项。按照筛选界值=|均数-标准差|，权重高于界值的则入选，低于界值的则剔除的原则进行筛选。同时删除一些产生歧义或具有多种限定词的设计参数，如比例、日照、节点等。筛选后，得到“绿色、健康”目标导向下的设计参数指标共105项（图4）。

4 绿色健康设计参数指标筛选结果

3.3 设计参数评价体系构建

3.3.1 评价体系框架

根据冬奥会非竞赛场馆设计的“绿色、健康”目标导向，综合所征求的有关单位和专家研讨评议结果，并参照现行的国内外相关标准进行分析整理，初步确立了参数评价体系框架。通过设计参数指标筛选，对得到的105项定量指标进行总结分类，结合相关奥运村建设条件、现行标准规范等补充定性类设计参数，确定了指标评价体系中关键的指标内容180项（表1,2）。

表1 绿色目标层评价体系框架

3.3.2 指标权重计算

项目研究通过AHP法构建判断矩阵，将不同层级指标进行两两比较，计算设计参数评价体系指标权重。由于指标内容数量较多，因此结合实际目标情况分解指标层次，分别邀请8位专家对其进行评价计算。运用SPSSAU录入和计算筛选后的重要性比较数据，得出评价指标AHP权重计算结果。根据层次分析法结果的一致性检验方法，检验判断矩阵，均有较好的一致性（CR<0.1），满足一致性检验的要求，最后得到“绿色、健康”目标导向的冬奥会非竞赛场馆设计参数评价指标体系。

通过对总体指标选项进行综合计算排序分析（图5），可以发现设计参数指标内容综合权重前10名主要集中在室内空气环境、室外安全措施、室内材料选用、室内安全措施、场地选址、总体规划、室内通风、热舒适、总体能源规划9项指标层中，其中室内空气环境的指标数量最多。前50名的指标内容中，除节材与材料资源利用准则层指标，其他均有涉及，节地与规划选址、健康室外环境两项的准则层指标占比最多，其次为人体感知舒适指标。

5 绿色健康设计参数指标体系综合权重排序（Top50,n=180）

4 结语

本研究对建筑领域的设计参数指标进行了综合整理和计算，为设计师提供了一种有效的建筑设计参数指标筛选方法，即德尔菲-文本挖掘方法，并构建了设计参数评价体系。通过文本挖掘技术手段，实现了对复杂、庞大的建筑设计参数重要性的定量确定。同时，根据不同项目、不同建筑、不同设计目标因素，运用主观的德尔菲评价体系，提供特殊问题条件下的设计参数筛选策略。

通过实例，对多目标导向的建筑设计参数指标筛选方法进行了分析。在冬奥会非竞赛场馆设计涉及的340项设计参数中，以“绿色、健康”为目标导向，针对山地条件下的项目设计特性，遴选出105项相关设计参数指标，并综合确定180项指标内容。通过AHP评价计算，得到冬奥会非竞赛场馆设计参数评价体系，对设计参数体系及效果进行反馈分析，提供有效的基础数据。

本方法可以快速、准确地反映建筑设计参数指标在不同目标下的重要性，有效避免设计师对设计参数重要程度判断的主观局限性。该方法打破一般认识的经验判断和复杂的敏感性分析，通过定量与定性结合的方法对设计参数进行筛选。其重要性评价，可以辅助设计师的决策参考，同时也为其他建筑评价指标筛选提供了一种新的思路。

①Jieba 是自然语言处理技术系统中一种开源的分词系统，具有较高的使用频率和准确率，同时还具有标注词性、TF-IDF 权重计算等附加功能。

1-5 作者自绘

1,2 作者自绘