复杂工程建筑策划理论与关键技术及应用.docx

提名国家科技进步奖项目公示 项目名称 复杂工程建筑策划理论与关键技术及应用 提名单位 教育部 提名单位意见 当前我国城市建设在全世界建筑规模最大、建设周期最短。高密度的快速城市化建设对建筑空间布局、结构安全和绿色节能等性能均提出了很高要求。复杂建筑工程设计建造决策易出现重大偏差，项目建成后综合效益往往不尽如人意。提升复杂建筑工程综合效益的关键技术难点在于（1）为提高精准度，需要解决空间布局科学制定方法和功能布局定量因子的难题，以及设计目标性能预测和专项功能复杂的难题；（2）为改善适用性，需要解决决策不确定性风险高和空间性能优化程度难定量的难题，以及复杂建筑功能综合利用效率和关键性能提升问题。该项目组成员围绕上述问题，从“基础研究体系方法关键技术工程应用”全链条展开系统化研究，建立了完整的中国建筑策划理论，研发了相应的决策支撑关键技术。研究成果直接应用于一系列国家重大复杂建筑工程的策划、设计、施工与运营全过程，包含体育、超高层、大型会展中心、市政综合体等，取得了显著的经济、社会和环境效益，所直接指导完成的项目获国际建筑大奖3项，全国优秀工程勘察设计金奖、银奖，中国土木工程詹天佑奖等重大建筑设计奖项26项。 总体而言，项目成果丰富且具有体系化，从建筑学学科角度出发，解决了快速城镇化进程中出现的建筑工程质量低、效益差和资源能耗消耗大等难题。该项成果总体处于国际先进水平，部分成果达到国际领先水平。 对照国家科学技术进步奖授奖条件，提名该项目申报2018年度国科学技术进步奖二等奖。 项目简介 围绕新时期国家绿色发展这一重大需求，项目针对快速城镇化进程中出现的建筑工程质量低、效益差和资源能耗消耗大等问题，从建筑学学科角度出发，在国家科技支撑计划课题和国家自然科学基金项目等的资助下，通过近20年研究，建立了完整的中国建筑策划理论，研发了相应的决策支撑关键技术。 项目成果主要解决复杂建筑工程设计建造决策易存在重大偏差空间布局判断不确定性风险高，关键空间性能提升定量难，项目建成后综合效益不尽如人意等问题，通过紧密围绕“基础研究体系方法关键技术工程应用”全链条开展联合攻关，取得了多项重要创新和技术突破。主要创新成果如下 1.首次提出在我国建设立项和建筑设计之间设立“建筑策划”环节，创建了一套完整的中国建筑策划理论，提出了建筑前期决策的科学原则、逻辑层次和操作体系，发展了融合建筑、结构、绿色一体的空间决策优化方法，填补了行业空白；研发出基于数理分析和模糊决策的复杂工程建筑策划辅助决策科学分析方法，解决了建筑空间功能内容及规模难以量化界定的科技难题。 2.研究提出了“前策划-后评估”的复杂工程全过程工程咨询方法，解决了传统方法不闭环、缺乏反馈等问题；开发了基于大数据和风险矩阵的复杂工程建筑策划设计决策平台，以及策划阶段的复杂高层结构抗震安全和经济性分析优化模型，建立了公共机构环境能源效率全过程性能提升方法，实现了复杂工程抗震安全和绿色节能目标的前置，显著提升了项目建设效率和节约了工程建设费用。 3.提出了以技术逻辑为导向的复杂工程建筑空间和结构的性能提升和节能优化关键技术研发了基于气动优化技术量化模型的建筑形体与布局决策工具，建立了环境生态目标为导向的建筑复合表皮构造体系、关键参数优化准则和系列新型建造体系。 4.提出并构建了基于体育、超高层、会展、市政综合体等典型复杂工程的综合利用效率提升成套技术，解决了复杂建筑工程分时分区功能转换、特殊条件布局决策和抗震安全性能提升等技术难题，在系列国家重大建筑工程中取得了显著成效，大大提升了公共建筑空间利用效率，改善了人居环境品质。 项目发表高水平学术论文100余篇，其中SCI检索论文16篇，EI检索论文25篇，出版专著6部，其中建筑策划导论他引达556次，在我国该领域居首；获得授权发明专利及实用新型专利11项，计算机软件著作权1项，纳入8部国家或行业标准，成果为住建部采纳，并被全国7家大型甲级设计院及多家建设单位应用到设计与建设流程中，涵盖数百万平米的十数种复杂工程类型。项目直接指导完成的工程获FIDIC优秀工程项目奖等国际建筑大奖3项，全国优秀工程勘察设计奖金奖、中国土木工程詹天佑奖等重大建筑设计奖项26项。 项目主要成果曾获教育部2017年度高等学校科学研究优秀成果奖（科技进步）一等奖。 客观评价 1．第三方评价 1.1 鉴定意见 （1）在由中国建筑学会组织的“复杂工程建筑策划理论与关键技术及应用”项目的成果鉴定会中，以马国馨院士为主任、岳清瑞院士为副主任的鉴定委员会一致认为“项目成果总体达到国际先进水平，其中中国建筑策划理论体系、复杂工程建筑策划设计决策平台和典型复杂工程的综合利用效率提升技术方面达到国际领先水平。鉴定委员会一致通过鉴定。” （2）在由中国建筑学会组织的“建筑策划理论、方法及重要工程应用”项目科技成果鉴定中，以孟建民院士为组长的国际专家鉴定组一致认为“研究成果切合我国当前城市建设的发展需要，可有效提高行业整体的技术水平和系统的创新能力，极大促进我国建筑设计乃至建筑全寿命周期中各个环节的科技进步。项目成果丰富，系统性和创新性突出，整体上达到国际领先水平。” （3）在由教育部组织的“环境生态导向的建筑复合表皮创作方法、关键技术与工程应用”项目科技成果鉴定中，以刘加平院士为组长的专家委员会一致认为“该项目成果总体达到国际先进水平，其中在大型公共建筑复合表皮构建原理和设计方法方面达到国际领先水平”。 1.2 验收意见 （1）在国家机关事务管理局组织召开的“十二五”国家科技支撑计划项目“公共机构环境能源效率综合提升适宜技术研究与应用示范”（2013BAJ15B01）验收会中，包括肖绪文院士在内的验收专家组认为“研究成果具有显著的创新性和推广应用价值。” （2）在由住房和城乡建设部城乡规划司主持召开的“建筑策划制度和机制专题研究”项目验收会中，以马国馨院士为主任、岳清瑞院士为副主任的验收委员会一致认为“该项目完成了计划任务书规定的研究内容和考核指标，填补了我国建筑策划制度层面的空白，对推动完善我国基本建设程序具有应用价值，验收专家一致同意通过验收。” （3）在由中国建筑科学研究院组织召开的科技项目“高层建筑结构仿真分析研究”项目验收会中，以范重设计大师为组长的验收委员会一致认为“该课题圆满完成了课题任务书的内容,研究成果具有重要的集成创新性，达到国际先进水平，其中施工模拟和预变形仿真技术达到国际领先水平,对我国超高层建筑设计和施工起到了重要的技术支撑作用，对提高我国复杂高层建筑结构分析能力、设计和施工水平具有重要的推动作用,一致同意通过验收。” 1.3 国内外同行评价 （1）美国哈佛大学设计学院前院长彼得罗（Peter Rowe）教授评价该项目“团队的研究成果解决了建筑师在建筑设计早期对于项目理解和认知的问题，有了好的理解和认知，才能在设计阶段更好地对建筑理念和设计进行把控，从而进行后期的建筑建造和使用。”世界建筑201705期（p.134-135） （2）国际建筑师协会前主席加埃唐修（Gaetan Siew）评价该项目第一完成人“他关于建筑策划和城市性的专著值得关注。„„他以严谨的科学分析和深刻的直观感悟，让建筑与城市日益适应人的需求和文化。„„见证他对建筑世界的卓越贡献是我的荣幸。”世界建筑201510期（p.21-22） （3）中国工程院院士孟建民院士评价该项目“建筑策划是一门科学，它是建筑全寿命周期中必须要补的一个环节，有了好的任务书，建筑创作和设计才会进行得更加顺畅。提出的建筑策划理论在我们国家是非常领先的，而且研究的最系统也最科学。我们刚才看到很多研究都是有数据支撑的，不仅有定性的解释，也有定量的分析，给我们带来了非常好的启示和非常大的学科的建构。”世界建筑201705期（p.134-135） （4）全国工程勘察设计大师黄星元评价该项目“建筑策划的许多新方法应该更广泛地应用到实际项目中，与建筑设计相结合。我建议有关部门加快对建筑策划的推广，让更多的人了解这件事。”世界建筑201705期（p.134-135） 2 机构查新咨询 （1）“建筑策划”理论，国外已有报道，国内有相关理论的初步研究，但符合我国工程建设特点，融合管理学、数学、计算机等学科的多元建筑策划方法、技术及中国建筑策划理论体系，国内未见文献报道。建设项目任务书评价技术和建筑策划全信息模型APIM，国内外未见文献报道。 （2）基于环境生态的建筑复合表皮建构原理及设计方法，建筑策划阶段引入绿色建筑设计目标，国内外未见文献报道。 推广应用情况 应用单位名称 应用技术 应用起止时间 应用单位联系人/电话 中国建筑科学研究院有限公司 复杂工程建筑策划理论与关键技术及应用 2008-2017 李建辉010-84280389 中国中元国际工程有限公司 复杂工程建筑策划理论与关键技术及应用 2009-2017 谷建010-68732402 中国建筑西南设计研究院有限公司 复杂工程建筑策划理论与关键技术及应用 2009-2017 高庆龙028-6551514 中国建筑西北设计研究院有限公司 复杂工程建筑策划理论与关键技术及应用 2014-2017 王琦18681946059 清华大学建筑设计研究院有限公司 复杂工程建筑策划理论与关键技术及应用 2000-2017 鲍红010-62792209 中国建筑设计研究院有限公司 复杂工程建筑策划理论与关键技术及应用 2015-2017 刘依凡010-88327370 中建一局集团建设发展有限公司 复杂工程建筑策划理论与关键技术及应用 2008-2017 魏健010-84159765 中铁二院工程集团有限责任公司 复杂工程建筑策划理论与关键技术及应用 2009-2017 毛晓兵13908208202 主要知识产权证明目录 类别 名称 国家/地区 授权号 授权日期 证书编号 权利人 发明人 状态 授权发明专利 夹模固定装置及夹模施工方法 中国 ZL201310129214.4 2015-12-02 1863057 清华大学建筑设计研究院有限公司/北京华美科博科技发展有限公司 庄惟敏/李江波/冯葆纯/张以超 有效 授权发明专利 自变位隔震沟系数 中国 ZL201310436232.7 2013-09-23 2165616 建研科技股份有限公司 肖从真/高杰/薛彦涛 有效 授权发明专利 一种应用板面标高控制工具的大面积混凝土板的施工方法 中国 ZL201510429634.3 2017-09-15 2623840 中建一局集团建设发展有限公司/北京中建华海测绘科技有限公司 周予启/张胜良/左强/廖钢林/杨伯刚/陆静文/卢德志/王连峰/焦俊娟/魏健/黄曙亮/岳国辉/贾光军/李志远/代保民 有效 授权发明专利 一种带有断桥绝热条带的复合夹芯保温板及其制作方法 中国 ZL201210319650.3 2016-02-10 1948556 清华大学建筑设计研究院有限公司 侯建群/庄惟敏 有效 授权发明专利 基于预制钢筋砼空心模板的板柱-剪力墙结构建筑及建造方法 中国 ZL201210539770.4 2016-09-07 2225883 清华大学建筑设计研究院有限公司 侯建群/庄惟敏 有效 实用新型专利 夹模固定装置 中国 ZL201320187452.6 2013-09-11 163883 清华大学建筑设计研究院有限公司/北京华美科博科技发展有限公司 庄惟敏/李江波/冯葆纯/张以超 有效 实用新型专利 混凝土喷涂定厚装置 中国 ZL201320187435.2 2013-09-04 3150768 清华大学建筑设计研究院有限公司/北京华美科博科技发展有限公司 庄惟敏/张以超 有效 实用新型专利 多层平行钢丝网架夹芯保温板及承重保温一体化墙体结构 中国 ZL201320219267.0 2013-11-20 3267126 清华大学建筑设计研究院有限公司/北京华美科博科技发展有限公司 庄惟敏/冯葆纯/张以超 有效 实用新型专利 一种拉伸孔格构型钢 中国 ZL201020106192.1 2011-02-16 1708732 清华大学建筑设计研究院 庄惟敏 有效 计算机软件著作权 architectural program ination model建筑策划全信息分析软件[简称APIM] 中国 2017SR164586 2017-05-08 1749870 清华大学建筑设计研究院有限公司 庄惟敏 有效 主要完成人情况 1. 姓名庄惟敏 排名1 行政职务院长 技术职称教授 工作单位清华大学 完成单位清华大学 对本项目技术创造性贡献 对创新点1、2、3、4做出主要贡献。创建复杂工程建筑策划理论体系，研发系列操作工具，出版该领域专著6部，作为核心发明人的重要专利6项,主持科技部“十二五”科技支撑计划研究项目公共机构环境能源效率综合提升适宜技术研究与应用示范，国家自然科学基金项目模糊决策理论背景下的建筑策划方法学研究和基于数据分析的建筑策划方法体系更新，住建部课题建筑策划制度和机制专题研究等，并作为工程主持人在众多重要的复杂工程项目中实践运用研究成果。 2. 姓名肖从真 排名2 行政职务副总工程师 技术职称研究员 工作单位中国建筑科学研究院有限公司 完成单位中国建筑科学研究院有限公司 对本项目技术创造性贡献 对创新点2、3、4做出主要贡献。主持复杂高层结构抗震安全和经济性分析研究,参与基于气动优化技术量化模型的建筑形体与布局决策工具研究,作为负责人将研究成果在成都来福士广场工程中应用，修订了超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点建质[2015]67号，主持或参加编修了包括钢管混凝土结构技术规范GB 50936-2014、高层建筑混凝土结构技术规程JGJ 3-2010、组合结构设计规范JGJ 138-2012在内的国家和行业标准4项。 3. 姓名张维 排名3 行政职务所长 技术职称高级工程师 工作单位清华大学建筑设计研究院有限公司 完成单位清华大学建筑设计研究院有限公司 对本项目技术创造性贡献 对创新点1、2、4做出重要贡献。研究建筑策划的制度保障体系和过程组织架构，作为子课题负责人参与住建部课题建筑策划制度和机制专题研究。探索复杂工程建筑策划的新工具、新方法，作为建筑负责人将研究成果应用于国家会展中心（上海）、玉树州行政中心、清华大学新建光华路校区大楼、国家电网电力科技馆等工程项目。出版专著2部国际建协建筑师职业实践政策推荐导则、雪域宗山。 4. 姓名林波荣 排名4 行政职务院长助理 技术职称教授 工作单位清华大学 完成单位清华大学 对本项目技术创造性贡献 对创新点2、3做出重要贡献。是国家标准民用建筑绿色设计规范、双层玻璃幕墙热特征性检测标准、透光围护结构太阳得热系数检测方法的主要编写人。研发建筑复合生态表皮系统设计方法、复合表皮模型、关键工程参数研究、综合测评方法的研究，出版专著环境生态导向的建筑复合表皮设计策略，作为技术负责人将研究成果应用于多个大型公共建筑项目。 5. 姓名梁思思 排名5 行政职务无 技术职称助理教授 工作单位清华大学 完成单位清华大学 对本项目技术创造性贡献 对创新点1、2、4做出重要贡献。研究建筑策划的制度保障体系和过程组织架构，完善建筑策划预评估和使用后评估相结合的工程咨询闭环流程。出版著作1部后评估在中国，主持国家自然科学基金项目1项，参与国家自然科学基金项目1项，参与住建部课题建筑策划制度和机制专题研究，参与编写建筑学名词中“建筑策划”相关词条，将研究成果应用于多个重大项目，如北京国家电网公司电力科技馆项目等。 6. 姓名祁斌 排名6 行政职务副总建筑师 技术职称教授级高级工程师 工作单位清华大学建筑设计研究院有限公司 完成单位清华大学建筑设计研究院有限公司 对本项目技术创造性贡献 对创新点3、4做出重要贡献。在建筑策划理论和方法的指导下,参与基于环境生态性能优化的建筑复合表皮集成技术的理论研究和实践应用，参与研发了双层皮幕墙体系、预制混凝土外挂板体系等系列新型建筑复合表皮的建造体系和施工方法等，并将研究成果应用于2008年奥运会北京射击馆、徐州美术馆等项目,取得显著的社会效益和经济效益。 7. 姓名廖钢林 排名7 行政职务董事长 技术职称教授级高级工程师 工作单位中建一局集团建设发展有限公司 完成单位中建一局集团建设发展有限公司 对本项目技术创造性贡献 对创新点4做出重要贡献。针对项目研究成果特点参与组织完成课题立项、方案论证、实施与工作总结，参与完成超高层建筑策划关键技术应用咨询等课题项目，并将复杂工程建筑策划关键技术应用于清华大学百年会堂工程与乔波冰雪世界滑雪馆及配套会议中心等项目中，对该理论在现场的顺利实践起到了较大的推动作用。 8. 姓名陈凯 排名8 行政职务实验室主任 技术职称研究员 工作单位中国建筑科学研究院有限公司 完成单位中国建筑科学研究院有限公司 对本项目技术创造性贡献 对创新点3做出重要贡献，研发了基于气动优化技术量化模型的建筑形体与布局决策工具，并将该技术工具应用于838米高的长沙远大天空城市和合肥宝能城项目，大幅降低了风荷载，同时优化了风环境。作为主要执笔人编制了行业标准规范（建筑工程风洞试验方法标准JGJT338-2014。 9. 姓名苗志坚 排名9 行政职务无 技术职称助理研究员 工作单位清华大学 完成单位清华大学 对本项目技术创造性贡献 对创新点1、2做出重要贡献。参与国家自然科学基金项目建筑策划模糊逻辑的建立和模糊多准则决策方法在建筑策划的应用，参与住建部课题建筑策划制度和机制专题研究，发表相关期刊论文5篇。参与建筑学名词有关章节的编写。 10. 姓名赵婧贤 排名10 行政职务无 技术职称助理工程师 工作单位清华大学建筑设计研究院有限公司 完成单位清华大学建筑设计研究院有限公司 对本项目技术创造性贡献 对创新点1、2做出重要贡献。研究建筑策划的制度保障体系和过程组织架构，完善建筑策划预评估和使用后评估相结合的工程咨询闭环流程，参与住建部课题建筑策划制度和机制专题研究，发表相关期刊论文2篇。 主要完成单位及创新推广贡献 1. 单位清华大学 排名1 创新推广贡献 项目牵头单位，对创新点1、2、3、4均做出重大贡献。承担了国家科技支撑计划课题、国家自然科学基金、住房与城乡建设部课题等多个课题的研究工作，围绕复杂建筑工程综合效益提升的关键问题，从“基础研究体系方法关键技术工程应用”全链条展开系统化研究，建立了完整的中国建筑策划理论，研发了相应的决策支撑关键技术。研究成果直接应用于一系列国家重大复杂建筑工程的策划、设计、施工与运营全过程，包含体育、超高层、大型会展中心、市政综合体等，取得了显著的经济、社会和环境效益。 2. 单位清华大学建筑设计研究院有限公司 排名2 创新推广贡献 对创新点1、2、3、4均做出重大贡献。在复杂建筑工程策划方法与技术应用领域与清华大学开展紧密合作，合作承担国家自然科学基金、国家科技支撑计划、住房与城乡建设部课题等多个课题的研究工作，合作完成多项授权发明专利和实用新型专利，研究提出了“前策划-后评估”的复杂工程全过程工程咨询方法，在复杂建筑工程策划关键技术和应用方面取得丰硕成果。将研究成果直接应用2008北京奥运柔道跆拳道馆、2008北京奥运会射击馆、北京国家电网公司电力科技馆、清华大学新建光华路校区大楼、乔波冰雪世界滑雪馆及配套会议中心等众多重要公共建筑。 3. 单位中国建筑科学研究院有限公司 排名3 创新推广贡献 对创新点2、3、4做出了重要贡献。建立了复杂高层建筑结构仿真分析技术体系，完善了超限高层抗震专项审查技术准则，为设计策划阶段把控结构安全和经济性提供重要技术支撑。研发了基于气动优化技术量化模型的建筑形体与布局决策工具，可大幅降低风荷载，同时优化了风环境。成果已在成都来福士广场工程中应用。 4. 单位中建一局集团建设发展有限公司 排名4 创新推广贡献 对创新点4做出了重要贡献。作为施工总承包单位，在施工过程中针对复杂工程建筑策划理论与关键技术及应用的难题，通过理论分析、模型试验、现场实测、工程实体验证，顺利完成相关技术成果的总结工作。共同研发超高层建筑策划关键技术，应用在中国东盟南宁市长大厦、清华大学新建光华路校区大楼等重要工程项目。将复杂工程建筑策划关键技术应用于清华大学百年会堂工程与乔波冰雪世界滑雪馆及配套会议中心等项目，对复杂工程建筑策划理论与关键技术在现场的顺利实践起到了较大的推动作用。 完成人合作关系说明 在复杂工程建筑策划理论与关键技术及应用项目中，十个完成人之间的代表性合作关系如下 1.庄惟敏 与肖从真共同完成复杂工程建筑策划关键技术应用咨询项目，与张维共同完成了专著雪域宗山，该完成人与林波荣、祁斌共同完成了专著环境生态导向的建筑复合表皮设计策略，与梁思思合作完成专著后评估在中国，与廖钢林合作完成项目超高层建筑策划关键技术应用咨询，与苗志坚合作发表论文多学科融合的当代建筑策划方法研究模糊决策理论的引入，与梁思思和苗志坚合作国家自然科学基金项目基于数据分析的建筑策划方法体系更新。 2.肖从真 与庄惟敏共同完成复杂工程建筑策划关键技术应用咨询项目,与陈凯共同参与科技项目高层建筑结构仿真分析研究，与陈凯共同完成论文超高层建筑三维风振的时域分析方法研究。 3.张维 与庄惟敏共同完成了专著雪域宗山，与庄惟敏、梁思思、苗志坚、赵婧贤合作完成住建部课题建筑策划制度和机制专题研究。 4.林波荣 与庄惟敏、祁斌共同完成了专著环境生态导向的建筑复合表皮设计策略。 5.梁思思 与庄惟敏合作完成论文建筑性能化评估建筑全生命周期及环境可持续发展的保障〈建筑性能评估〉评介，与庄惟敏合作完成专著后评估在中国，与庄惟敏、张维、苗志坚、赵婧贤合作完成住建部课题建筑策划制度和机制专题研究，与庄惟敏和苗志坚合作国家自然科学基金项目基于数据分析的建筑策划方法体系更新。 6.祁斌 与庄惟敏、林波荣共同完成了专著环境生态导向的建筑复合表皮设计策略。 7.廖钢林 与庄惟敏、张维合作完成项目超高层建筑策划关键技术应用咨询。 8.陈凯 与肖从真共同参与科技项目高层建筑结构仿真分析研究，与肖从真共同完成论文超高层建筑三维风振的时域分析方法研究。 9.苗志坚 与庄惟敏合作发表论文多学科融合的当代建筑策划方法研究模糊决策理论的引入，与庄惟敏、梁思思、张维、赵婧贤合作完成住建部课题建筑策划制度和机制专题研究，与庄惟敏和梁思思合作国家自然科学基金项目基于数据分析的建筑策划方法体系更新。 10.赵婧贤 与庄惟敏、梁思思、张维、苗志坚合作完成住建部课题建筑策划制度和机制专题研究。