探讨基于损失函数建筑经济性理由建模与求解

论文导读：
摘 要：学生在校期间的生活品质，直接影响到学生的生活、学习和发展，所以学生寝室的使用面积、布局和设施等的设计就尤为重要，该文主要讨论学生寝室的设计方案的评价系统的理由，考虑学生寝室建设成本、运转费用、人员安全等实际情况产生的约束条件，建立建筑设计评价模型。最后，对模型的优缺点进行评价，进一步提出了改善策略，并对模型进行了简单的推广。
关键词：建筑设计评价模型 质量损失函数 田口损失函数
1674-098X（2013）05（c）-0220-02
1 理由的提出
在时间、人力、财力均有限的情况下，对建筑物体设计方面的重要性进行研究，并以此作为重要依据在公共建筑基于损失函数的建筑经济性理由的建模与求解相关范文由写论文的好帮手www.7ctime.com提供,转载请保留.体系的建立中，将有限的资源进行合理的调配、投入到适合的部位。该文将大学生寝室楼作为研究的地域范围，以人员密集的公共建筑评价体系为本文的研究内容。大学生寝室条件关系到学生在校生活期间的品质，它将直接或间接地影响大学生的学习、生活和健康的成长等方面。学生寝室的使用面积、布局及设施的配置等方面的设计一方面要让学生生活舒适，另一方面要方便寝室的管理，同时又要考虑到成本和收费的平衡理由，当然这些还与大学所在的城市地域、经济发展水平、方位、文化习俗等方面有关。
该文针对建筑的经济性对以下方面的进行考察，即建设成本、运转成本和收费标准等方面；同时针对寝室的舒适性对以下几方面进行考察，即人均面积、使用方便、互不干扰、采光条件和通风情况等方面。针对建筑的安全性对以下方面进行考察，例如人员疏散和防盗等。
2 建筑经济性模型建立与分析

2.1 运转成本模型

质量成本指为确保和保证满意的质量而产生的费用以及没有达到满意度的质量所造成的损失。质量损失成本是指没有达到质量要求而造成的损失，即内部质量损失和外部质量损失，有时也统称为质量损失，这些费用包括[1-2]：
（1）内部质量损失：出现的不合格理由在交货前被检测出来而因此构成的损失。诸如重新提供服务、返工、重新加工、重新鉴定或报废等方面。
（2）外部质量损失：出现的不合格理由在交货后被检测出来而因此构成的损失。诸如保修、退货、货物回收、折扣处理、责任赔偿等反面。
建立大学生寝室楼质量损失成本源归集质量成本的工作程序，使质量损失成本源归集、分析等方面工作得以能快速、顺利、有效地开展，并有助于大学生寝室楼制定质量改善方案和进行质量成本管理方案的决策。建筑工程项目施工企业质量损失成本可以按照损失成本发生的理由分为4种，即施工损失成本、安全损失成本、合同损失成本和工作质量损失成本。而依据它们发生的位置、理由，处理策略各异，所以将施工项目质量损失成本按照损失成本的发生理由分为上述的4种情况[3-4]，具体分类可见质量损失成本科目设置表，见表1[5]。

2.2 建筑工程项目质量的损失成本模型建立

2.1 聚类分析

聚类分析的理由可以描述为：给定维空间中的个向量，把每一个向量归属到聚类中的某一个中，使其每个向量与其聚类中心的“距离”最小。聚类分析理由实质是一个全局性最优的理由。这里，可以认为是样本参与聚类的属性的个数，是样本个数，是预先设定的分类数目值。
定义：对于维空间中的向量：
（1）
向量之间距离为：
（2）

2.2 望目特性的质量损失函数

望目特性质量损失函数适用于产品的输出特性有一个确定的目标值（通常不为0），并且质量损失在目标值的两侧呈现对称分布的特性，我们把这种质量特征称为望目特征。
设产品的功能特性目标值为，实际值为，若不等于，则造成的质量损失为，设其损失函数为，并且越大则越大。若在点处存在二阶导数，依据泰勒公式的：
（3）
在理想情况下，当时，，即在点有最小值，质量损失为0，因此，若忽略二阶以上的项，可得质量损失函数为：
（4）
若离越近，则说明值越小表明质量损失越小，功能质量越好，公式（3）表明，功能波动所造成的损失与偏离目标值的偏差平方成正比关系，这说明，不仅仅不合格建筑产品会造成损失，即使是合格建筑产品也会造成损失。输出的特性值离目标值越远，则所造成的损失将越大。

2.3 望小特性的质量损失函数

一些建筑产品的质量特征：不取负数值，越小则越好，目标值为0，当它的输出特性值逐渐增大时，其性能将逐渐的变差，则其质量损失将逐渐的变大。这种质量特征被我们称为望小特性。在这种情况下的质量损失函数可由式（4）推出，令，得
（5）
因输出特性值只能取正值，所以式（5）只能取一侧损失函数。

2.4 望大特性的质量损失函数

一些建筑产品的质量特性：不取负数值，越大则越好，0值最差；当它的输出特性值增大时，其性能将逐渐的变好，则质量损失逐渐的变小，其理想值是无穷大。这种质量特征被称为望大特性。明显可知，望小特性的倒数与望大特性之间具有相同性质，因此望大特性的质量损失函数为：
（6）

2.3 模型建立

令总质量损失成本为，内部质量损失成本所对应的科目的质量偏差为，外部质量损失成本所对应科目的质量偏差为，而内部、外部损失成本的子项的质量偏差则为，因此根据田口损失函数可得模型：
（7）
根据田口质量损失成本曲线（图1），在质量水平完全达到要求时，损失的成本则最低，设工程建设科目实际质量水平为，令

2.4 学生宿舍收费标准模型

依教育部定学生收费标准公式计算：
A宿舍原始造价/床位数/每床占宿舍面积-每平方公尺应收金额
B维护费（含修缮费及人事管理费）
C宿舍水电燃料费
D住宿费=A（每平方公尺应收金额）+B（维护费）+C（宿舍水电燃料费）
参考各公立大学生宿舍收费情形后，收费标准在各公立大学而言仍属中等位，详见表2。
即根据面积的大小不同，床位造价也相应的发生变化，综合建筑成本和建筑舒适性的比较，根据上面所述，建造学生宿舍最经济的是项目1，最舒适的为项目2，兼顾经济和舒适的为项目3。
参考文献
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