本文是一篇工程管理论文，本文以一个 K15 学校作为案例进行了计算分析。在案例分析中，各量化指标的计算依据了文献、规范和浙江省概算定额，有坚实的数据出处。案例分析所得到的四个方案的评价值符合业主的预期要求，比选结果具有可行性和有效性。
第 1 章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.1.1 研究背景
1）学校础设施建设蓬勃发展
随着我国城镇化率的不断提高，人口从农村大幅度流向县、市以及都市圈。人口的流动带来了各学龄段教育的需求。根据中华人民共和国教育部统计[1]，我国各级各类学历在校教育人数逐年上涨，各级各类学校数量从 2011 年的 49.25万所增加到了 2020 年的 53.71 万所，且在 2017 年及以后各级各类学校数量的增长明显加快[1]。我国 2011 年至 2020 年期间学校运营数量变化如图 1.1 所示：
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从学校类别角度，我国各类学校的数量在总数量中的占比差异较大。以 2020年国内幼儿园、小学、初中、普通高中、成人高中、中等职业教育、特殊学校教育和高等教育的学校数量为例，幼儿园数量最多，为 29.17 万所，占学校总数的55%；其次小学数量为 15.8 万所，占学校总数的 30%；成人高中数量最少，全国只有 326 所[1]。
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1.2 研究对象与概念
1.2.1 研究对象
本文以学校建设单位角度，在 K15 学校项目初步设计阶段，当规划方案（规划总平面图和建筑方案）确定后，根据当地装配式面积比例要求和单体建筑装配率、预制率要求，基于建筑全生命周期范围内，对不同的装配式建筑设计方案进行比选。与项目整体设计方案的比选不同，本文特指装配式建筑设计方案的比选，即项目哪些楼栋作为装配式建筑、这些装配式建筑内哪些部位采用装配式构件。
1.2.2 相关概念
1）装配率
装配率（Prefabrication ratio），是指单体建筑正负零以上的结构部分、非承重墙、设备和装修部件等采用预制构件的综合比例[7]
2）K15 教育
K15 教育（Kindergarten through twelfth grade），是指从幼儿园到十二年级（高中三年级）阶段总共 15 年的教育。K15 教育与公立学校的区别在于幼儿园至高中阶段的一站式和小班化，强调学校教学在学段间的连续性。
3）全生命周期
全生命周期（Life cycle），在本文特指建筑产品的全生命周期，是指建筑产品从策划、决策、规划、勘查、设计、生产与转运、施工、运维到拆除再利用的全过程[17]。
4）模糊综合比选法
模糊综合比选法（The fuzzy comprehensive appraisal method），是指利用模糊数学的方法来比选各方案的一种方法[18]。
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第 2 章 文献综述及相关理论
2.1 文献综述
本节综述了国内外对装配式建筑在全生命周期下的经济、环境和社会三个维度下的各项指标，以及方案比选的计算模型两个方面的文献研究。分别按照国外装配式建筑研究和国内装配式建筑研究两大块对上述两个方面进行文献综述。通过对国内外的文献综述，总结了经济、环境和社会维度下的比选指标和计算方法，为本文装配式建筑设计方案在全生命周期下的比选指标体系构建和比选模型的建立打下文献和理论的基础。
2.1.1 国外研究现状
1）装配式建筑在国外的发展综述
装配式建筑最早在 1891 年的法国开始建设[19]。现阶段装配式建筑中，法国主要的结构形式为混凝土结构，德国为钢混、钢木体系，美国大城市以混凝土装配式和钢结构装配式为主，日本、瑞典以木结构装配式为主[19]。装配式建筑早在20 世纪 20 年代的欧洲、30 年代的美国和 60 年代的日本广泛推广[20]。徐伟等人[20]综述了国外对装配式建筑的研究情况，认为国外学者对装配式建筑的研究特点为研究对象多元化和层次细化。由于国外装配式建筑技术成熟、产业化规模很大，装配式建筑的成本反而较现浇式混凝土结构为低。相对于国内现阶段着重装配式建筑经济效益的研究，且研究对象多集中于混凝土结构，国外文献研究更注重装配式建筑的能源和环境效益[20]。
2）国外装配式建筑全生命周期经济指标文献综述
在装配式建筑成本研究方面，国外研究较早。Diana L 等人[21]对装配式建筑和现浇式建筑成本方面做了比较，阐述了装配式建筑的成本效益，认为影响装配式建筑成本的因素不仅在于预制构件的运输和构件本身的成本，还和现场的施工以及质量控制有关。Segal M A 等人[22]研究了 PC 构件生产和存放产生的费用占装配式建筑总成本的比例。
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2.2 相关理论与方法
2.2.1 建筑全周期生命理论
建筑的全生命周期是从产品全生命周期理论中发展出来的。美国哈佛大学教授雷蒙德·弗农在 1966 年提出产品全生命周期理论，认为产品和人的生命一样，经历形成、成长、成熟和衰退这样的周期[99]。对于传统的建筑行业，建筑全生命周期分为决策、规划、设计、施工和运营五个阶段[99]。由于装配式建筑相比传统现浇式建筑，存在工厂化生产这一过程，且拆除阶段的残值较高，具有再利用的价值，故参考张宏等人的研究[100]，装配式建筑的全生命周期可分为：策划、决策、规划、勘查、设计、生产与转运、施工、运维、拆除再利用这几个阶段。
2.2.2 模糊综合比选方法
模糊综合比选理论是美国伯克利大学加州分校的 L.AZdah 教授在 1965 年建立。模糊综合比选理论是针对具有多种属性的事物，或者受多种因素影响的事物，通过模糊数学的模型做出综合评判的一种方法[18]。模糊综合比选理论具有如下特点：
1）模糊性
模糊综合比选理论的比选指标体系内的指标存在定量和定性两类，比选指标具有模糊性。另外，比选的结果是一个集合，而不是一个点值。比选结果本身就反映了比选对象的模糊情况[18]。
2）定量性
模糊综合比选理论中的比选指标有定量和定性两类。定量指标可根据隶属度函数进行计算。隶属度函数根据每个定量指标的取值范围进行归一化计算得到定量指标的隶属度。而定性指标可以采用专家问卷调查和经验评分的方式，将主观性转化为归一化的数量。定量和定性指标归一化后可统一在一个隶属度矩阵内进行量化计算。
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第 3 章 基于全生命周期的比选指标体系建立...................................28
3.1 比选指标体系建立的原则.............................................28
3.2 初始比选指标体系的建立.....................................29
第 4 章 K15 学校装配式建筑设计方案比选模型的构建................................ 43
4.1 多层次模糊综合比选法...............................................43
4.2 基于 AHP-熵权法的比选指标权重的确定方法............................45
第 5 章 工程案例分析....................................49
5.1 工程概况..........................................49
5.2 装配式建筑设计方案.....................................49
第 5 章 工程案例分析
5.1 工程概况
宁海项目总用地面积 153183.36m2（229.77 亩），总建筑面积 178207.94m2，其中地上建筑面积 157406.96m2，地下总建筑面积 20800.98m2。项目容积率 1.03，建筑密度 30%，机动车停车位总计 547 辆，非机动车停车位总计 1740 辆。项目地上总计 14 幢建筑物，其中包含 3 幢教师公寓、2 幢宿舍楼、2 幢食堂、1 幢由小学、初中、高中和艺术中心组合在一起的教学楼、1 幢学术交流中心、1 幢科技楼、1 幢游泳馆和 1 幢体育馆。其中 1#-3#、5#-7#楼（7 号高中部为部分建造，见图 4.1）为项目一期分三个标段建造，7#、8#、10#、12#为项目二期分 2 个标段建造，4#、9#、11#为三期，一个标段建造。游泳馆和体育馆为四期，一个标段建造。项目总平面图如图 5.1 所示。项目分期的原因一方面为了降低投资峰值；另一方面游泳馆和体育馆所在区域征地问题比较棘手，拆迁进度比较缓慢。
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第 6 章 总结与展望
6.1 总结
随着城镇化的提高，学校建设需求稳定发展。同时，国家鼓励装配式建筑对学校建设提出了更高的要求。本文的主要工作与创新点如下：
1）建立了基于全生命周期的 K15 学校装配式建筑设计方案比选指标体系。采用层次分析法（AHP）进行了指标的筛选，建立了各指标的评分标准。构建了多层次模糊综合比选法作为 K15 学校装配式建筑设计方案比选的计算模型。采用 AHP-熵权法确定各指标的权重。
2）以一个 K15 学校作为案例进行了计算分析。在案例分析中，各量化指标的计算依据了文献、规范和浙江省概算定额，有坚实的数据出处。案例分析所得到的四个方案的评价值符合业主的预期要求，比选结果具有可行性和有效性。
3）经过本文的分析研究，得到的结论为：在现阶段学校建筑中，钢框架结构要优于预制混凝土结构；同样的结构形式，分隔墙工程量越少越好；具备分期开发的项目，装配式建筑开发时间越迟越好。本案例分析得到的经验参考有助于往后学校项目装配式建筑设计方案的比选和确定。
参考文献（略）