1）運行
建築物使用階段的運行費用籌劃應納入到設計過程和設計方案的比選之中。在設計前或策劃過程中，有必要調查並表明與運行費用直接相關的各種信息。例如，一個住宅區域或寫字樓是采用警衛人員多人值守安全防護係統，還是安裝智能化的安防係統，如全自動監控係統、邊界防越係統、中央報警係統等，這些方麵的運行費用相關信息應調查清楚，它們直接影響到全壽命期運行費用的大小。再如，辦公設施、商業設施和工業設施的平麵和空間規劃，則會影響到運行過程中需要附加的人員時間或運輸消耗等，這些都會對運行費用帶來重大影響。
2）維護
就像運行問題一樣，通常維護問題會在設計策劃和設計過程中被忽略了，因為業主想要在此項目上花費最小的初始費用。但是，事與願違，很多工程材料和幾乎所有的工程係統的初始費用都與維護費用相關。如果一味地尋求低廉的價格，那麼在設計中就不得不使用低品質的材料和係統。與高質量的產品相比，低品質的材料和係統通常都需要較多的維護費用，並且壽命周期較短，並需要更頻繁的維護、維修和替換。例如，屋麵防水係統種類有疊層瀝青係統、改性瀝青防水卷材、高分子防水卷材、金屬屋麵、噴塗聚氨酯泡沫等，它們的初始費用、防水性能和耐久性都有差異，但幾乎可以肯定的一點是，廉價的防水係統需要更多的維護費用，在建築物壽命期內需要更多次的修複或更換。
3）能源
前文中多次提到能源問題，並將其作為一種環境因素進行了討論，在這裏主要討論能源費用問題，能源費用是建築運行費用的組成部分，對於常年使用空調係統的一些辦公建築來說，能源費用是驚人的。英國的一項統計數據表明，一座使用期限為50年的常年使用空調的辦公建築，總能源費用是最初造價的14倍。工程設計中常碰到的與能源相關的費用問題，主要是空調方案的選擇。例如，帶有電熱片的整體式空調設備初始費用較低，但運行中加熱費用卻很高，而采用熱泵型空調或燃氣式空調，初始費用較高而可能節省運行費用。
初期建造投資費用是一次性的，而運行、維護和能源等費用則會持續貫穿建築的整個使用壽命周期，隨著能源價格的攀升，它將會變成最主要的費用。德國一項統計資料表明，80年使用期的普通住宅壽命周期的維修總費用為初期建造費用的1.3~1.4倍。對於業主和設計師來說，了解全壽命期費用種類、相對重要性和費用大小是很重要的，以避免在設計中產生誤解。一般應在策劃過程中或者在設計之前就應將所構思方案和備選方案的全壽命費用信息闡述清楚，以供業主進行抉擇。如果業主一定要在非常有限的一次性建造投資條件下獲得一座特定尺度的建築物，那麼設計師有必要在設計初始階段或在設計策劃過程中就向其清晰闡明使用一些低廉材料和係統可能會導致的高額維護費用。業主的選擇：可能是願意承擔高額的維護費用；也可能是不願意承擔，而寧願減少所需建築規模，或者增加初始投資費用預算，以保證采用高品質的材料和係統。基於全壽命費用的設計方案經濟比較將在第11章和第12章中專門闡述。
10.3影響工程經濟性的設計技術參數
10.3.1工程設計中的技術參數
從設計藝術觀點來看，建築實物產品作為工程設計的成果，它包括了以下幾個方麵的建築形態特征：
平麵——內部空間與功能；
立麵——空間表麵；
外觀——外部空間與造型；
平衡與簡潔；
比例與尺度；
形式與空間的關係；
視覺心理影響；
風格；
裝飾與裝潢。
從建築技術觀點來看，上述建築形態特征可以轉換成下列技術參數語言來描述：
形狀與尺寸；
規模與大小；
結構與類型；
平衡與穩定；
力量與約束；
強度與剛度；
安全與耐久。
這些工程設計的技術參數的選擇對初期的建造投資和使用階段費用大小都有不同程度的影響，下文將對此從工業建築和民用建築兩大類建築類型角度進行更深入的分析。對影響工程經濟性的設計技術參數分析反映工程設計的經濟實質。優秀的工程設計不僅僅是工程類專業學生設計課程得高分的作品，也不僅僅是刊登在宣傳手冊或廣告上的圖片、展示室的模型和被建築雜誌的評論家所樂道的建築。縱觀建築史，現實生產過程對建築學影響巨大的，並不是各個學派所持的不同觀點，而是形式與結構、設計的主觀性與社會經濟狀況客觀性之間相互依存的力量。從這個角度看，工程設計作品或產品成功的一個重要因素是對費用問題的有效控製。工程設計產品隻是在工程實現過程中的一個階段，而經濟問題卻是一直貫穿整個工程建設過程的關鍵因素。鑒於前麵提到的投資費用限額問題，可以說，對工程經濟性認識隻會給工程設計帶來更大的創造性，而不是限製了設計者的創作自由度。隻有將技術先進性與經濟合理性結合起來進行審視，設計者才能對工程設計作品有一個比較接近真實的把握和感知，也隻有這樣，才能設計出高品質的設計產品。因此，優秀的工程設計師既要具有先進的工程技術學術立場和眼光，同時又要對日常的、大量的工程經濟活動有明確的認知，並有能力把經濟性融入到技術參數語言體係中。
10.3.2工業建築設計中影響經濟性的技術參數
1）廠區總平麵圖設計
廠區總平麵圖設計是否經濟合理，對整個工程設計和施工以及投產後的生產、經營都有重大影響，正確合理的總平麵設計可以大大減少建築工程量，節約建設用地，節省建設投資，降低工程造價和生產後的使用成本，加快建設速度，並為企業創造良好的生產組織、經營條件和生產環境以及企業形象，還可以創造優美的藝術整體。
總平麵圖設計的原則包括：
（1）節約用地。優先考慮采用無軌運輸，減少占地指標；在符合防火、衛生和安全距離要求並滿足工藝要求和使用功能的條件下，應盡量減少建築物、生產區之間的距離，應盡可能地設計外形規整建築，以提高場地的有效使用麵積；
（2）按功能分區，結合地形地質、因地製宜、合理布置車間及設施；
（3）合理布置廠內運輸和選擇運輸方式；
（4）合理組織建築群體。
評價總圖設計的主要技術經濟指標有：
（1）建築係數
即建築密度，是指廠區內（一般指廠區圍牆內）建築物、構築物和各種露天倉庫及堆場、操作場地等的占地麵積與整個廠區建築用地麵積之比。它是反映總平麵圖設計用地是否經濟合理的指標，建築係數越大，表明布置越緊湊，節約用地，減少土石方量，又可縮短管線距離，降低工程造價。
（2）土地利用係數
是指廠區內建築物、構築物、露天倉庫及堆場、操作場地、鐵路、道路、廣場、排水設施及地上地下管線等所占麵積與整個廠區建設用地麵積之比，它綜合反映出總平麵布置的經濟合理性和土地利用效率。
（3）工程量指標
它是反映工廠總圖投資的經濟指標，包括：場地平整土石方量、鐵路道路和廣場鋪砌麵積、排水工程、圍牆長度及綠化麵積。
（4）運營費用指標
反映運輸設計是否經濟合理的指標，包括：鐵路、無軌道路每噸貨物的運輸費用及其經常費用等。
2）工業建築的空間平麵設計
（1）合理確定廠房建築的平麵布置
平麵布置應滿足生產工藝的要求，力求合理地確定廠房的平麵與組合形式，各車間、各工段的位置和柱網、走道、門窗等。單層廠房平麵形狀越接近方形越經濟，並盡量避免設置縱橫跨，以便采用統一的結構方案，盡量減少構件類型，簡化構造。
（2）廠房的經濟層數
單層廠房。對於工藝上要求跨度大和層高高，擁有重型生產設備和起重設備，生產時常有較大振動和散發大量熱與氣體的重工業廠房，采用單層廠房是經濟合理的。
多層廠房。對於工藝緊湊，可采用垂直工藝流程和利用重力運輸方式、設備與產品重量不大，並要求恒溫條件的各種輕型車間，采用多層廠房。多層廠房具有占地少、可減少基礎工程量、縮短運輸線路以及廠區的圍牆的長度等。層數的多少，應根據地質條件、建築材料的性能、建築結構形式、建築麵積、施工方法和自然條件（地震、強風）等因素以及工藝要求等具體情況確定。
多層廠房的經濟層的確定主要考慮兩個因素：一是廠房展開麵積的大小，展開麵積越大，經濟層數就越可增加；二是與廠房的長度與寬度有關，長度與寬度越大，經濟層數越可增加，造價隨之降低。
（3）合理確定廠房的高度和層高
層高增加，牆與隔牆的建造費用、粉刷費用、裝飾費用都要增加；水電、暖通的空間體積與線路隨之增加；樓梯間與電梯間設備費用也會增加；起重運輸設備及其有關費用都會提高；還會增加頂棚施工費。
決定廠房高度的因素是廠房內的運輸方式、設備高度和加工尺寸，其中以運輸方式選擇較靈活。因此，為降低廠房高度，常選用懸掛式吊車、架空運輸、皮帶輸送、落地龍門吊以及地麵上的無軌運輸方式。
（4）柱網選擇
對單跨廠房，當柱距不變時，跨度越大則單位麵積造價越小，這是因為除屋架外，其他結構分攤在單位麵積上的平均造價隨跨度增大而減少；對於多跨廠房，當跨度不變時，中跨數量越多越經濟，這是因為柱子和基礎分攤在單位麵積上的造價減少。
（5）廠房的體積與麵積
在滿足工藝要求和生產能力的前提下，盡量減少廠房體積和麵積以減少工程量和降低工程造價。為此，要求設計者盡可能地選用先進生產工藝和高效能設備，合理而緊湊地布置總平麵圖和設備流程圖以及運輸路線；盡可能把可以露天作業的設備盡量露天而不占廠房的設計方案，如爐窯、反應塔等；盡可能采用將小跨度、小柱距的分建小廠合並為大跨度、大柱距的大廠房設計方案，提高平麵利用率，減少工程量，降低造價。
10.3.3民用建築設計中影響經濟性的技術參數
住宅建築在民用建築中占了很大比例，下麵重點論述住宅建築設計參數的經濟性問題。
1）住宅小區規劃設計
我國城市居民點的總體規劃一般是按居住區、小區和住宅組三級布置，由幾個住宅組組成一個小區，由幾個小區組成一個居住區。
小區規劃設計應根據小區的基本功能要求確定小區構成部分的合理層次與關係，據此安排住宅建築、公共建築、管網、道路及綠地的布局，確定合理的人口與建築密度、房屋間距與建築層數，合理布置公共設施項目的規模及其服務半徑，以及水、電、熱、燃氣的供應等。
評價小區規劃設計的主要技術經濟指標見所示。小區規劃設計的主要評價指標
指標名稱指標說明備注人口毛密度（人/ha）每公頃居住小區用地上容納的規劃人口數量居住小區用地包括住宅用地、公建用地、道路用地和公共綠地等四項用地人口淨密度（人/ha）每公頃住宅用地上容納的規劃人口數量住宅用地指住宅建築基底占地及其四周合理間距內的用地,含宅間綠地和宅間小路等住宅麵積淨密度（m2／ha）每公頃住宅用地上擁有的住宅建築麵積亦用“住宅容積率”指標，即以住宅建築總麵積（萬平方米）與住宅用地（萬平方米）的比值表示建築麵積毛密度（m2／ha）每公頃居住小區用地上擁有的各類建築的總建築麵積亦用“容積率”指標，即以總建築麵積（萬平方米）與居住小區用地（萬平方米）的比值表示住宅建築淨密度（%）住宅建築基底總麵積與住宅用地的比率建築密度（%）居住小區用地內各類建築的基底總麵積與居住小區用地的比率綠地率（%）居住小區用地範圍內各類綠地的總和占居住小區用地的比率綠地應包括公共綠地、宅旁綠地、公共服務設施所屬綠地和道路綠地等，即道路紅線內的綠地，不應包括屋頂、曬台的人工綠地土地開發費（萬元/ha）每公頃居住小區用地開發所需的前期工程的測算投資包括征地、拆遷、各種補償、平整土地、敷設外部市政管線設施和道路工程等各項費用住宅單方綜合造價(元/m2）每平方米住宅建築麵積所需的工程建設的測算綜合投資包括土地開發費用和居住小區用地內的建築、道路、市政管線、綠化等各項工程建設投資及必要的管理費用2）住宅建築的層數
（1）層數與用地
在多層或高層住宅建築中，總建築麵積是各層建築麵積的總和，層數越多，單位建築麵積所分攤的房屋占地麵積就越少。但隨著建築層數的增加，房屋的總高度也增加，房屋之間的間距必須加大。因此，用地的節約量並不隨層數的增加而按同一比例遞增。據實測計算，住宅建築超過5～6層，節約用地的效果就不明顯。
（2）層數與造價
建築層數對單位建築麵積造價有直接影響，但影響程度對各分部結構卻是不同的。屋蓋部分，不管層數多少，都共用一個屋蓋，並不因層數增加而使屋蓋的投資增加。因此，屋蓋部分的單位麵積造價隨層數增加而明顯下降。基礎部分，各層共用基礎，隨著層數增加，基礎結構的荷載加大，必須加大基礎的承載力，雖然基礎部分的單位麵積造價隨層數增加而有所降低，但不如屋蓋部分那樣顯著。承重結構，如牆、柱、梁等，隨層數增加，要增強承載能力和抗震能力，這些分部結構的單位建築造價將有所提高。門窗、裝修以及樓板等分部結構的造價幾乎不受層數的影響，但會因為結構的改變而變化。
（3）住宅層數的綜合經濟分析
住宅層數在一定範圍內增加，除了具有降低造價和節約用地的優點外，單位建築麵積的樓內部和外部的物業管理費用、公用設備費用、供水管道、煤氣管道、電子照明和交通等投資和日常運行費用隨層數增加而減少。但是，目前黏土磚的標號一般隻能達到7.5MPa強度，則建7層以上的住宅，需改變承重結構。高層建築還會因為要經受較強的風荷載和抗震能力，需要提高結構強度，改變結構形式。而且，如果超過7層，要設置電梯設備，需要更大的樓內交通麵積（過道、走廊）和補充設備（供水設備、供電設備等）。因此，7層以上的住宅的工程造價會大幅度增加。
從土地費用、工程造價和其他社會因素綜合角度分析，一般來說，中小城市以建造多層住宅較為經濟；在大城市可沿主要街道建設一部分高層住宅，以合理利用空間，美化市容；對於土地價格昂貴的地區來講，高層住宅為主也是比較經濟的。當然，在滿足城市規劃要求等條件下，開發住宅的類型是由房地產開發單位根據市場行情進行經濟分析比較後決定的。隨著我國居民的生活水平和居住水平的提高，一些城市出現了低密度住宅群。
3）住宅的層高
住宅的層高直接影響住宅的造價，因為層高增加，牆體麵積和柱體積增加，並增加結構的自重，會增加基礎和柱的承載力，並使水衛和電氣的管線加長。降低層高，可節省材料、節約能源，有利於抗震，節省造價。同時，降低層高可以減少住宅建築總高度，縮小了建築之間的日照距離，所以降低層高也能起到節約用地的效果。但是，層高的確定還要結合人們的生活習慣和衛生標準。目前一般住宅的層高為2.8米。
在多層住宅建築中，牆體所占比重大，是影響造價高低的主要因素之一。衡量牆體比重的大小，常采用牆體麵積係數作為指標：牆體麵積係數=牆體麵積（m2)建築麵積（m2）牆體麵積係數大小與住宅建築的平麵布置、層高、單元組成等均有密切的關係。
4）住宅建築的平麵布置
評價住宅建築平麵布置的主要技術經濟指標見所示。住宅建築平麵布置的主要技術經濟指標
指標名稱計算公式說明平麵係數K1=居住麵積(m2)建築麵積(m2)居住麵積是指住宅建築中的居室淨麵積輔助麵積係數K2=輔助麵積(m2)居住麵積(m2)輔助麵積是指住宅建築中樓梯、走道、衛生間、廚房、陽台、貯藏室等的麵積結構麵積係數K3=結構麵積(m2)建築麵積(m2)結構麵積是住宅建築各層平麵中的牆、柱等結構所占的麵積外牆周長係數K4=建築物外牆周長(m)建築物建築麵積(m2)根據住宅建築平麵技術經濟指標，住宅建築平麵設計參數的經濟性有以下幾個方麵：
（1）在相同建築麵積時，住宅建築平麵形狀不同，住宅的外牆周長係數也不相同，顯然平麵形狀越接近方形或圓形，外牆周長係數越小，外牆砌體、基礎、內外表麵裝修等減少，造價降低。考慮到住宅的使用功能和方便性，通常單體住宅建築的平麵形狀多為矩形。
（2）住宅建築平麵的寬度。在滿足住宅功能和質量的前提下，加大住宅進深（寬度），即采用大開間，對降低造價有明顯效果，因為進深加大，牆體麵積係數相應減少，造價降低。
（3）住宅建築平麵的長度。按設計規範，當房屋長度增加到一定程度時，就要設置帶有兩層隔牆的變溫伸縮縫；當長度超過90m時，就必須有貫通式的過道，這些都要增加造價，所以一般住宅建築長度以60～80m較為經濟，根據戶型（每套的戶室數及組合）的不同，有2～4個單元。
（4）結構麵積係數是衡量設計方案經濟性的一個重要指標。結構麵積越小，有效麵積就越大。結構麵積係數除與房屋結構有關外，還與房屋外形及其長度和寬度有關，同時也與房間平均麵積大小和戶型組成有關。
習題
1．從經濟學的觀點，結合我國的國情，討論我國所倡導的“適用、經濟、安全、美觀”建築設計方針。
2．通過實例，闡述價值要素向設計要素的轉化。
3．搜集國內外成功的節能建築、生態建築、綠化建築或低碳建築實例，闡述它們在設計中如何考慮自然、環境、資源和能源等因素，並分析其綜合效益。
4．在經濟條件的製約之下就隻能墨守成規，不思進取嗎？建設投資資金的限製真的會約束設計師的創造力和對建築藝術的追求嗎？搜集一些成功的案例，討論設計師如何在經濟條件製約下，通過有效地設計方法，在工程的總體布局、功能配置、空間組合或技術選擇等，達到工程的建設要求，或創造出較多的使用價值。
5．生態建築是否就意味著要花費更多的建設資金？試舉例說明。
6．調查目前我國公共建築能源消耗的數據，了解我國政府在公共建築節能方麵所做的工作、製定的相關節能設計標準和提出的節能設計方法，討論其意義。
7．選擇所在學校的一類建築，如教學樓、宿舍、圖書館等，調查和統計它們的電源消耗量，討論如何在學校建築設計中進行低碳設計。
8．在第7題基礎上，進一步調查某個建築的工程造價數據和使用階段的各項運行和維修費用數據，計算全壽命期各項費用，並進行比較分析。
9．比較單跨廠房和多跨廠房、點式住宅和條型住宅之間的使用功能、能源消耗與經濟性等方麵的差異性。
二校樣［成品尺寸：169ｍｍ×239ｍｍ］ 土木工程經濟分析導論