目前專門論述大型建設工程施工總平面設計的國內外文獻并不多，施工總平面設計也沒有比較成熟而系統(tǒng)的方法。國內外常見的指導建筑施工的文獻中對施工總平面設計的論述主要針對設計原則、設計步驟等，其內容主要來自于經(jīng)驗。其中，《火力發(fā)電工程施工組織設計導則》對火力發(fā)電工程施工總平面設計進行了詳細規(guī)定，但大多也是依據(jù)施工經(jīng)驗，并沒有基于一定的理論支撐提出統(tǒng)一的設計方法。因此，有必要對大型建設工程施工總平面設計方法進行深入研究。
施工總平面設計，就是對工程施工中所有占據(jù)一定空間的要素進行的整體統(tǒng)籌規(guī)劃和安排，是施工組織設計中各個主要環(huán)節(jié)經(jīng)綜合規(guī)劃后反映在平面聯(lián)系上的成果。其主要目的是，在施工過程中，對人員、材料、機械設施和各種為施工服務的設施所需的空間，做出最合理的分配和安排，并使它們相互間能夠有效地組合和安全的運行，從而獲得較高的生產(chǎn)率和經(jīng)濟效果。根據(jù)工程施工總平面的特點，可以把其看作一個由有規(guī)則、相互作用、相互依賴的諸要素形成的系統(tǒng)，并應用系統(tǒng)工程理論和價值工程原理，結合實踐經(jīng)驗，對大型建設工程施工總平面設計方法進行研究。
1大型建設工程施工總平面設計方法
1.1理論基礎
（1）系統(tǒng)工程方法論中霍爾三維結構理論?；魻柸S結構是美國系統(tǒng)工程專家霍爾（a.d.hall）于1969年提出的一種系統(tǒng)工程方法論，適用于解決大型復雜系統(tǒng)的規(guī)劃、組織、管理問題，是目前為止影響最大、應用最廣的系統(tǒng)工程方法之一。本文主要運用霍爾三維結構方法中的邏輯維，進行大型建設工程施工總平面設計，分為七個步驟：一是明確問題；二是系統(tǒng)指標設計。選擇具體的評價系統(tǒng)功能的指標；三是系統(tǒng)綜合。形成一組可供選擇的系統(tǒng)方案；四是系統(tǒng)分析。分析系統(tǒng)方案的性能、特點、對預定任務能實現(xiàn)的程度以及在評價目標體系上的優(yōu)劣次序；五是優(yōu)化評價。對各個方案進行優(yōu)化，對優(yōu)化后的方案進行評價；六是系統(tǒng)決策。在分析、評價和優(yōu)化的基礎上作出裁決并選定方案；七是系統(tǒng)實施。根據(jù)最后選定的方案，將系統(tǒng)付諸實施。
（2）價值工程原理概述。價值工程（valueengineering）最早于20世紀40年代由美國通用電氣公司工程師麥爾斯提出。價值工程的核心是以最低的壽命周期成本，可靠地實現(xiàn)必要功能，為提高產(chǎn)品或作業(yè)的價值而進行功能研究的有組織的創(chuàng)造性活動。就建筑業(yè)而言，價值工程可表述為：對某個建筑產(chǎn)品或過程系統(tǒng)地進行功能分析以及方案創(chuàng)造、評價、實施，用最低的壽命周期費用可靠地實現(xiàn)建筑產(chǎn)品或過程的功能要求，從而提高研究對象價值的技術方法。根據(jù)價值工程原理，系統(tǒng)或產(chǎn)品的優(yōu)劣評價可用價值公式來表示，如下式所示：
v=f/c
式中，v為系統(tǒng)或產(chǎn)品的價值，f為系統(tǒng)或產(chǎn)品的功能，c為實現(xiàn)系統(tǒng)或產(chǎn)品的壽命周期成本，c=c生產(chǎn)+c使用。1.2大型建設工程施工總平面系統(tǒng)設計方法分析（1）明確問題。假設大型工程施工總平面系統(tǒng)中包含n個要素，如果用x1，x2，…，xn等n個變量分別表示該n個要素，則施工總平面系統(tǒng)方程可以用下式表示
式中，y為施工總平面系統(tǒng)；f（x1，x2，…，xn）為描述系統(tǒng)中要素之間相互關系的函數(shù)；ω1，ω2，…，ωn為要素x1，x2，…，xn的取值域，可以看作各個要素的強制性約束條件，包括要素功能必須滿足的使用要求和強制性規(guī)定等。根據(jù)價值工程原理，大型建設工程施工總平面設計的問題轉化為建立并求解施工總平面系統(tǒng)價值方程，并根據(jù)結果選擇最優(yōu)設計方案的問題，如下式所示：
v（y）=f（y）/c（y）
為便于分析，本文假設施工總平面系統(tǒng)的壽命周期為工程建設施工期，即c（y）代表施工總平面系統(tǒng)y在工程建設施工期間的所有施工與使用成本。廠區(qū)永久建構筑物施工與使用成本不在此成本范圍之內。（2）系統(tǒng)指標設計。
①系統(tǒng)要素的評價指標。以系統(tǒng)要素x1為例說明：一是需明確x1的強制性約束條件并判斷其是否滿足要求，如出現(xiàn)即不滿足約束條件的情況，則否決該總平面系統(tǒng)。二是在x1滿足強制性約束條件的情況下，確定其功能系數(shù)。要素的功能系數(shù)f（x1）定量化計算較困難，為便于功能評價，可將要素功能評價分為a、b、c、d、e五個等級，每個等級對應一個評價分數(shù)，評價分數(shù)可根據(jù)實際情況研究確定，然后采用“專家評分法”對要素功能進行評級和打分，最后進行加權平均，計算出要素的功能系數(shù)，評級打分表如表1所示。根據(jù)要素“功能評級打分表”和“專家評分法”，要素x1的功能系數(shù)f（x1）可用下式計算：
式中，m為專家人數(shù)，一般不少于5人；si為第i位專家給出的功能評價分數(shù)。三是根據(jù)規(guī)范或統(tǒng)計數(shù)據(jù)確定x1的成本控制標準，并由下式計算其成本系數(shù)c（x1）：
c（x1）=k1/k
式中，k為x1的成本控制標準系數(shù)；k1為預算成本系數(shù)，k1與k的計量單位相同。
表1要素功能評級打分表
②系統(tǒng)的評價指標。一是假設施工總平面系統(tǒng)的功能系數(shù)可以用各系統(tǒng)要素的功能系數(shù)加權平均計算，如下式所示：
式中，a1為系統(tǒng)要素x1的功能系數(shù)在整個系統(tǒng)中的權重，即系統(tǒng)要素功能在系統(tǒng)功能中發(fā)揮作用大小的度量，依此類推。各要素功能權重一般可根據(jù)其重要性，同時參考規(guī)范要求和實踐經(jīng)驗進行賦值，n為系統(tǒng)要素總數(shù)。二是再假設施工總平面系統(tǒng)的成本系數(shù)可以用各系統(tǒng)要素的成本系數(shù)分別乘以其權重后再相加求和進行計算，如下式所示：
式中，n為系統(tǒng)要素總數(shù)；b1為系統(tǒng)要素x1的成本系數(shù)在整個系統(tǒng)中的權重，即系統(tǒng)要素成本在系統(tǒng)成本中所占份額的大小，依此類推。各要素成本權重一般可用其預算成本除以系統(tǒng)預算成本進行計算，則系統(tǒng)要素xi的成本權重bi可由下式進行計算：
式中，bi為系統(tǒng)要素xi的預算成本。
③根據(jù)上述分析，施工總平面系統(tǒng)方案評價的價值系數(shù)v（y）可用下式計算：
④根據(jù)價值工程原理，判斷一個施工總平面系統(tǒng)設計方案可接受的準則為：v（y）>0.8，表示方案功能基本滿足要求，可接受，反之不可接受。c（y）v（y2）>…>v（yn）
則y1原則上為最優(yōu)方案，依次排序，yn為最劣方案?，F(xiàn)場在選擇方案時，可根據(jù)工程實際比選方案，在v（y）值比較接近（差距在±0.01之內）的情況下，應選擇成本相對較低的方案。
（3）系統(tǒng)綜合與分析。大型建設工程施工總平面系統(tǒng)設計的成果可用施工總平面圖及相應評價參數(shù)進行表示。根據(jù)理論知識與實踐經(jīng)驗。大型建設工程施工總平面設計步驟如下：
建立圖面基本元素→繪制基本地形及鐵路、公路最小限距→繪制場地內原有、待建永久建構筑物位置→確定、繪制征、購、借地總體邊界→確定施工階段臨時圍墻位置→規(guī)劃場內外連接段道路、橋梁位置，將場外交通引入場內→規(guī)劃施工期永臨結合道路→布置主要施工機械、設備→規(guī)劃主要水平、垂直施工運輸通道→規(guī)劃施工場地、堆場、生產(chǎn)加工場地→規(guī)劃生活、辦公場地→規(guī)劃施工期臨時公共設施、測量控制點→規(guī)劃整個場地的豎向布置→規(guī)劃力能管線走向、標高→規(guī)劃施工臨時排污、雨水管溝→系統(tǒng)評價參數(shù)分析，若不滿足要求，返回到第4步→形成一個可行方案。
2大型建設工程施工總平面設計實例
（1）工程概況。鳳臺電廠一期工程擬建2×600mw國產(chǎn)超臨界燃煤發(fā)電機組并配套建設煙氣脫硫設施。工程總投資約51.5億元，工程總用地面積（包括施工場地）約88公頃。（2）鳳臺電廠一期工程施工總平面設計方案。根據(jù)工程實踐經(jīng)驗總結及相關