基于多層次灰色理論的裝配式建筑風險分析及評價

摘 ?要：結合我國大力推動裝配式建筑發展的現狀，闡述裝配式建筑全壽命周期風險評價的主要內容和研究方法，從決策設計、建設施工、使用維護、其他因素的方面構建評價指標體系。本文在裝配式建筑風險能力評價方法上進行創新，引入多層次灰色評價方法，以海滄生物醫藥園區二期B1地塊PC結構建筑為例，用綜合量化評價模型對建設成果進行考核，為裝配式建筑發展提供可行實用的建議。

關鍵詞：多層次灰色評價;裝配式建筑;指標;風險

中圖分類號：F293 ? 文獻標識碼：A ? ?文章編號：2096-6903（2021）07-0000-00

裝配式建筑是由工廠預制完成的部品部件在現場裝配而成的建筑，又稱新型工業化。裝配式建筑與傳統建筑相比具有施工效率高、人工和濕作業少和綠色環保等特點，受到政府部門和建筑企業的重視[1]。

我國裝配式建筑相較發達國家發展成熟較晚，雖有一定年限的實踐，仍存在前期投入大、質量不穩定、安全風險大、市場接受度低等問題。但若開發全壽命周期風險因素不能準確判別，將會為各方帶來不同程度的經濟損失，也不利于開發主體項目決策和推動。目前，國內學者對裝配式建筑不同階段的風險評價，從施工安全、預制構件質量、設計、成本角度對裝配式建筑風險展開一定研究。但對裝配式建筑開發建設方面存在的風險還未形成系統全面的管理體系，鮮少文獻進行詳細分析。本文在全壽命周期發展水平的評價上使用多層次灰色評價法，以海滄生物醫藥園區二期B1地塊PC結構建筑為實證研究，為進一步發展裝配式建筑提供參考[2-3]。

1 多層次灰色評價方法

多層次灰色評價方法[4]是由華中科技大學鄧聚龍教授提出的“灰色系統”理論演化而來的，灰色系統理論往往用來解決信息不完備系統的數學評價。多層次灰色評價是結合層次分析法進行權重分解。概括地說，裝配式建筑全壽命周期風險的多層次灰色評價主要包括以下步驟：

（1）確定裝配式建筑全壽命周期的主要風險因素，進而構建多層次的評價指標體系，并利用專家調研法和層次分析法確定各評價指標的影響量級及權重。

（2）根據灰色數學評價方法，確定評價樣本矩陣和評價灰類，求得灰色評價權向量，計算出各評價對象的綜合評價值[5]。

2 裝配式建筑風險評價指標體系的建立

2.1評價指標體系構建的原則

（1）科學性與綜合性的原則。從科學的角度系統而準確地把握裝配式建筑發展的實質，綜合體現裝配式建筑在全壽命周期中的每個階段。

（2）系統性與層次性原則。評價指標體系必須能夠全面地反映裝配式建筑建設全過程的不同方面，具有層次多、涵蓋廣、系統性強的特點，指標體系可持續分解至指標可測量為止。

（3）代表性和現實性。指標設計需具有代表性及內在聯系，并且在對評價指標進行具體、簡明的描述和概括的基礎上能運用一定的量化手段進行測評和分析。

2.2指標體系構建思路

根據國內外裝配式建筑全壽命周期建設情況，目前鮮有成熟的評價體系，本文以探索的目的出發，依據一定原則選取若干因子作為評價指標，按照總目標層和多級指標的思路構建裝配式建筑風險評價指標體系。在時間尺度上反映裝配式建筑建設的全壽命周期，在數量上反映其總體發展情況，在質量尺度上反映住宅的建造水平，形成層次鮮明的樹形結構，指標體系由三級指標構成。

2.3指標體系的基本內容

基于我國裝配式建筑的特點以及決策建設過程中的風險分析，在進行訪談相關學者和行業專家，構建了影響裝配式建筑的主要指標體系，其中指標層按照住宅全壽命周期的階段劃分，具體如表1所示：

3 裝配式建筑風險的多層次灰色評價模型

3.1 多層次灰色評價方法[6]

3.1.1 構建評價指標集合

根據表1形成分層次的評價指標集合，比如一級指標的集合為 ，n為一級指標層的數量，二級指標的集合為 ，其中j為第i個一級指標下屬的二級指標個數。通過劃分不同風險等級將其量化，高、較高、中和低分別用4、3、2、1不同評價值表示。

3.1.2 確定評價指標的權重

根據層次分析法基本原理，通過專家征詢等方式確定不同評價指標間的重要性對比，構造不同層次指標層的判斷矩陣、最大特征值及其所對應的權向量，并通過一致性檢驗，進而確定評價指標權重。

3.1.3 確定評價樣本矩陣及評價灰類

根據評價指標體系建立評價矩陣D。根據各灰類的白化權函數，計算灰色系數及灰色評價數值。設評價灰類的序列號為e， ，表示不同風險程度，相應的灰數和白化權函數如表2所示。

3.1.4 計算灰色權向量及權矩陣

根據各評價指標灰數和評價指標判別進一步計算權向量，設 為主張第e個灰類的灰色評價，若e=k，則 ，逐一計算指標層對于各灰類的灰色評價權向量 ， 。從而確定灰色評價權矩陣 ， ?。

3.1.5對 、 作綜合評價

利用 對 作綜合評價， 。利用 對 作綜合評價。

3.1.6 計算綜合評價值，進行星級評價

評價灰類等級值化向量 ，因此計算綜合評價值，記為 ，

根據綜合評價值確定專家評價等級標準，低風險的區間為2.7692≤W≤2.9433，意味全體專家評分在2～2.5間。若W≥3.3191，則風險水平較高，項目需重點關注及考量。綜合評價值3.1110≤W≤3.3191，則表征項目存在較高風險，綜合評價值2.9433≤W≤3.1110，說明項目處于中風險，整體風險在可控區間，但可以通過“組合拳”方式降低風險，使項目走向良性循環。

3.2 實證研究

2014年9月，廈門市正式成為國家住宅產業現代化綜合試點城市，是全國第七個獲批的試點城市。廈門將海滄生物醫藥園區一通用廠房作為第一批示范項目，從生產、設計、監理、施工等方面探索適應廈門市住宅產業化的運行機制。廈門生物醫藥產業園位于海滄區，由中鐵一局負責該地塊4#中試廠房地上部分改作全PC裝配式建筑結構試點樣板工程。4#中試廠房建筑主體層數為地上4層，主體高度為23.20m，建筑面積為16418.04㎡，結構形式為鋼筋混凝土框架-剪力墻結構，目前已建成運營多年。該試點是廈門建筑產業化的首次嘗試，對裝配式建筑在全廈門市的實踐有巨大借鑒作用。因此以海滄生物醫藥園區二期B1地塊PC結構建筑建設為例具有重要的研究和推廣價值，下面運用上述多層次灰色評價模型進行該項目風險評價研究。

通過層次分析法確定評價指標的權重，一級指標層 、二級指標層 、 、 、 、 的權重具體見表1。共邀請四位專家給該項目的各層次評價指標進行打分，得到樣本矩陣：

根據各灰類的白化權函數，計算灰色系數及灰色評價數值，并由二級指標層對應的評價權向量，可得到相對于一級指標權矩陣

。

進而對一級指標 進行綜合評價，得到評價權矩陣

所以對于裝配式建筑風險情況評價結果為 。

按照前述方法得到 ，由此可計算綜合評價值：

最終可以得出此裝配式建筑風險程度較高，尤以建設施工階段隱患最大，風險控制措施包括技術、政策等還有待完善。

4 裝配式建筑開發建設風險控制措施

裝配式建筑的實施要落實到具體問題上，通過經濟措施、技術措施和管理措施不斷推進。通過制定經濟政策，利用稅收、價格、信貸等經濟杠桿，引導投資、消費方向。通過制定技術政策，加快“四新”的開發應用，鼓勵技術創新，通過建筑信息技術應用解決技術難題。通過制定管理措施，鼓勵集約型公司和基地開發。只有各項措施落實到實處，才能真正實現裝配式建筑的激勵作用。

5 結論

本文提出了影響裝配式建筑風險的指標體系構建的思路和研究方法，綜合考慮了我國裝配式建筑的特點，確定了以決策設計階段、建設施工階段、使用維護階段、其他因素為一級指標層，23個因素為二級指標層的評價指標體系。通過多層次灰色評價方法對海滄生物醫藥園區的裝配式建筑全壽命周期風險水平進行實例分析及評價，最終確定項目風險程度，清晰識別階段風險，評價結果符合實際，能夠為裝配式建筑開發提供可量化的評價模型，進而提出裝配式建筑風險控制措施。

參考文獻

[1]郭學明.裝配式建筑概論[M].北京：機械工業出版社，2019：2-3.

[2]胡榮，王瑩，冷斌，等.基于SD模型的裝配式建筑項目風險管理研究[J].工程經濟，2021，31（2）：60-66.

[3]佟妍，吳宇彤，王若冰，等.裝配式建筑全壽命周期風險分析與評價[J].科技視界，2020（24）：79-81.

[4]胡笙煌.主觀指標評價的多層次灰色評價法[J].系統工程理論與實踐，1996（1）：12.

[5]汪俠，黃賢金，甄峰，等.城市地下空間資源開發潛力的多層次灰色評價[J].同濟大學學報（自然科學版），2009（8）：1122.

[6]王強，馮小平，田備，等.基于多層次灰色評價方法的綠色大學星級評價[J].四川建筑科學研究，2014，40（6）：288-291.

收稿日期：2021-05-25

作者簡介：陳穎齡（1991—），女，浙江奉化人，碩士研究生，中級工程師，研究方向：裝配式建筑、BIM。

Risk Analysis and Evaluation of Prefabricated Building Based on Multi-level Grey Theory

CHEN Yingling

（School of Civil Engineering， Jiageng College， Xiamen University， Xiamen Fujian ?361000）

Abstract： Based on the current situation of my country's vigorous promotion of the development of prefabricated buildings， the main content and research methods of the life cycle risk assessment of prefabricated buildings are described， and the evaluation index system is constructed from the aspects of decision-making design， construction， use and maintenance， and other factors. In this paper， we innovate the risk capability evaluation method of prefabricated buildings， introduce multi-level gray evaluation methods， take the PC structure building in the second phase B1 of Haicang Biomedical Park as an example， and use a comprehensive quantitative evaluation model to evaluate the construction results. It provides feasible and practical suggestions for the development of style buildings.

Keywords： Multi-level grey evaluation; prefabricated building; index; risk