探讨建筑工程设计中多学科设计优化的应用

    摘要：随着社会经济的发展，人类文明的不断进步，建筑行业的突飞猛进，建筑设计企
业的不断增多，人们对设计产品的要求也越来越高。建筑工程设计为一项多学科参与完成的
环节，考虑到各学科互相作用产生的整体效应大于学科间各自独立的效应。为此，本文提出
了未来建筑工程设计的发展走向为在多学科设计的基础上，兼有优化、整合功能，使建筑设
计中各个效应得到最大化的体现。

 

　　关键词：建筑工程设计；多学科；设计优化

 

　　引言：从

20 世纪 80 年代至今，我国经济体制发生了重大变革，建筑行业市场经济模

式基本建立。在新形式下，要树立一种先进的优化设计思想。设计思想会在不同程度上影响
建筑师的创作，但最终决定建筑设计的还是市场，有了完善的市场环境，加上思想明晰的
建筑师，国内建筑行业会更具有生命力。

 

　　

1 多学科优化设计概述 

　　多学科设计优化（简称

 MDO）是一种通过充分探索和利用工程系统中相互作用的协

同机制来设计复杂系统和子系统的方法论。多学科优化设计的中心思想是在复杂系统设计的
整个过程中利用分布式计算机网络技术来集成各个学科的知识，应用有效的设计优化策略
组织和管理设计过程。多学科设计应用于建筑设计中，实现了充分开发利用各个学科间相互
作用关系达到协同效应，在建筑设计中进行最优化的系统整合。由于实现了多学科的并行设
计，节约了设计时间，更增强了设计的效果。

 

　　建筑设计环节在建筑工程项目的全寿命周期中占有重要位置，不仅影响着工程下阶段
的子项目质量，也影响着建筑的经济、节能等效应。多学科优化设计体现于建筑工程设计的
各个环节，在方案设计阶段，涉及到建筑学、环境学、经济学等学科；在施工图设计阶段涉
及结构力学、流体力学、暖通等学科。

 

　　目前，建设工程设计中存在耗时、低效、费钱等问题，多学科知识在设计中的应用并未
得到综合整合、优化，学科间存在沟通、交流障碍。设计中，各学科信息得不到共享，成为主
要的阻力之一。根据建筑工程设计多学科优化理论有效改善了工程设计的现状，并经历了独
立静态优化、独立动态优化和均衡优化的理论发展过程，使得设计中各个资源优势得到有效
发挥，合理设计资源结构的配置。也就是改变传统，将各学科之间的联系仅限于建筑工程设
计的具体问题的应用，多学科优化设计重视了各学科间的紧密联系、互相作用、综合效应。不
难发现，多学科设计优化将在建筑工程设计各个环节中引起巨大的影响。

 

　　

2 多学科优化设计的优势 

　　传统工程项目设计中，先由建筑设计师制定符合业主要求的设计方案，再由工程项目
团队成员共同设计完成设计图纸。工程设计团队一般由结构工程师、机械工程师、暖通工程师、
电气工程师组成。工程设计团队各工程师在相对独立的环境下工作，在遇到具体问题时，才
通过合作交流、信息共享来解决。最后，通过业主与工程师间的信息交流，完成设计整个过
程。这种建筑项目设计仅能满足符合建筑物设计的各类标准，达到设计上的合理性、实用性，
没有过多的考虑设计过程的系统优化。如在建筑结构设计、建筑机械系统设计、照明系统设计
上等都处于各自独立，使得建筑结构的整体效能、各子系统的配合协同程度低。而且，设计
过程多有人工操作完成，且各工作人员间信息交流不便，导致设计阶段的耗时长、效率差，