綠色建筑成本影響因素評價研究

王連月，曲曉偉，曲榮榮

(1.青島理工大學 管理工程學院，青島 266525；2.山東省高校智慧城市建設管理研究中心，青島 266525)

在我國，綠色建筑的概念被越來越多的人所認可，綠色建筑在社會、經濟、環境等方面帶來很高的效益，然而，綠色建筑的高成本問題一直居高不下，導致綠色建筑并沒有得到較快的發展[1]，已有的研究大多從增量成本效益方面對其進行研究[2]，很少通過深入的分析綠色建筑成本控制影響因素來降低其成本。因此需要建立合適的綠色建筑成本影響因素評價體系反映存在的問題，為解決綠色建筑高成本問題提供一定的理論依據。

WU X等[3]通過分析綠色建筑增量成本影響因素，提出了技術措施、項目區域、定位以及可行性研究時間四個影響因素，進而提出相應的控制綠色建筑成本的措施。何向彤[4]選擇了24個影響綠色建筑成本的因素，通過主成分分析法得到六種關鍵的影響因素，分別為施工水準、政策法規、材料成本、該地人文環境、項目目標、綠色建筑技術。安玉華等[5]通過改善模糊數學與BP神經網絡來建立綠色建筑成本估算模型，為綠色建筑成本估算提供有價值的參考。

目前對綠色建筑的研究關于成本控制的研究較少，尤其是成本控制的影響因素，研究方法相對簡單，人們對科學嚴謹性和應用可行性有許多疑問。本文將物元分析與模糊綜合評價結合建立評價體系，對影響因素進行分析，進而提出相應的應對措施，期望為綠色建筑成本的有效控制提供理論意義以及實際價值。

1 構建綠色建筑成本影響因素評價體系

1.1 建立評價指標體系

通過文獻分析法，搜集整理綠色建筑相關的文獻，對綠色建筑成本影響因素進行識別。通過中國知網CNKI數據庫，檢索2000—2019年關鍵詞為“綠色建筑成本”的文獻共102篇，依據關鍵詞頻次總結法，進行初步篩選，選取頻次不低于5次的關鍵詞，見表1 。構建綠色建筑成本影響因素評價體系，見表2。

表1 綠色建筑成本影響因素

表2 綠色建筑成本影響因素評價體系

1.2 確定權重

1) 層次分析法步驟。

第一步：構建層次結構模型。

第二步：確定標度并構建判斷矩陣。在確定各層次各因素的權重時，比較各因素的重要性，得到判斷矩陣B。各專家對各個影響因素的重要性賦予權重，將數據以矩陣的形式表達出來即組成判斷矩陣B，采用1—9分標度法進行分值的界定[6]，見表3。

表3 重要性標度含義

第三步：計算權重向量。將判斷矩陣B的列向量歸一化求得指標權重系數：

(1)

計算判斷矩陣B的最大特征值：

(2)

第四步：層次單排序一致性檢驗。在得到最大特征值和權重系數后，需要計算一致性指數IC進行一致性檢驗。

(3)

(4)

式(3)(4)中：IC為一致性指數；RC為隨機一致性比率；IR為平均隨機一致性指標，取值見表4。

表4 平均隨機一致性指標取值

RC≤0.1則判斷矩陣的一致性可以接受，否則需重新進行判斷計算。

(5)

完成總排序后仍需進行一致性檢驗，第p層單排序一致性指標為ICj(p),平均一致性指標為IRj(p)，則

(6)

RC(p)<0.1則可以計算判斷矩陣的整體一致性。

2) 熵值法步驟。

第一步：求各指標的信息熵。假設指標Xji的分值為Yji，則信息熵為

(7)

(8)

第二步：確定指標的權重。

(9)

3) 確定綜合權重。假設層次分析法和熵值法所計算的指標權重分別為αi，βi綜合權重為ωi[7]，取折中系數ε，則

ωi=εαi+(1-ε)βi

(10)

式中：ε的取值范圍為[0,1]，通過查閱相關文獻并結合本案例的真實情況，ε取值為0.5。

1.3 構建綠色建筑成本影響因素綜合評價模型

模糊物元是指將量值的模糊性和物元相結合，用基本元(事物、事物特征、模糊量值)對事物進行描述，這種基本元即為模糊物元[8]。綜合評價方法很多，且應用廣泛，但每一種方法都有主要的應用領域，沒有一種方法可以適合各種場所[9]。具體步驟如下：

1) 待判斷物元：

(11)

2) 計算關聯函數：

(12)

其中，φ(xoj，Xij)為待評價物元的特征值到經典域的距離，

(13)

(14)

3) 計算待評價物元在等級Ni上的優度：

(15)

將Ki(xoj)組成的矩陣記為關聯度模糊物元RK。

(16)

將指標對應的權重組成的向量記為權重物元Rω。

(17)

依據式(15)算出各級因素優度：

(18)

(19)

2 案例分析

本文選取濟南的一處綠色辦公樓項目，該建筑總建筑面積66 096.55 m2，地上七層，地下兩層，總高度為79.05 m，容積率2.43，綠地率為40.26%，采用鋼筋混凝土框架剪力墻結構，具體評價過程如下：

2.1 成本影響因素權重的確定

2.1.1 數據的收集處理

本研究的數據來源于專家打分，以網絡渠道向施工、建設、設計以及監理單位共發送50份問卷，回收37份，去掉異常問卷6份，回收率為62%。由于條件限制，調查數據較少，存在一定的局限性。熵權法數據通過調查實際案例情況，邀請該項目的施工單位、監理單位及建設單位進行打分。

2.1.2 層次分析法權重的確定

依據式(1)—(6)可得各級因素的權重，計算結果見表5。

表5 層次分析法影響因素權重

依據式(7)—(9)計算成本影響因素的信息熵，據此得出差異因素及權重向量，結果見表6。

表6 熵權法結果

依據式(10)計算綜合權重，并對一、二級因素進行反向修正，結果見表7。

表7 熵值法修正層次分析法

2.2 基于模糊物元的成本影響因素綜合評價模型

2.2.1 評價等級的劃分

通過走訪綠色建筑研究領域的5位專家對綠色建筑成本指標體系數據進行百分制評分，修正等級劃分標準，將影響綠色建筑成本的因素劃分為五個等級，影響程度分為小、較小、一般、較大、大，見表8。

表8 成本影響因素等級劃分

M1：對綠色建筑成本造成微小的增量，可忽略不計，無需采取措施。

M2：對綠色建筑成本造成較低的增量，對成本控制影響較小，無需采取措施。

M3：對綠色建筑成本造成一定數額的增量，對成本控制影響程度為一般，在設計階段應進行關注，減少成本的增加。

M4：對綠色建筑成本造成較大數額的增量，需付出較大的額外成本才能實現項目的目標，對成本造成實質性的影響，需采取相應措施控制成本。

M5：對綠色建筑成本造成巨大數額的增量，成本目標無法完成，需重點關注，采取經濟、技術、組織手段降低成本。

依據式(11)，對各因素的分值計算平均值得出待評價物元，見表9。

表9 成本影響因素原始值

2.2.2 基于模糊物元的影響因素綜合評價

依據式(12)—(14)計算各評價指標的關聯度，見表10。

表10 單指標關聯度

由表10可知，A21，B21，B22影響程度較小；A11，A12，A14，A22，B12，B23，C11，C12，C22，C23影響程度一般；A13，A23，B11，C21影響程度較大。

依據表9得出三級影響因素的關聯度矩陣，見表11。

表11 三級影響因素關聯度

根據式(17)計算三級因素權重物元矩陣：

根據式(12)—(16)得到二級因素關聯度模糊物元矩陣如下：

根據式(17)計算二級因素權重物元：

依據式(12)—(16)得到一級因素關聯度模糊物元矩陣如下：

根據式(17)計算一級因素權重物元：

該工程的綜合優度見表12。

表12 綜合優度

2.3 評價結果分析

依據最大關聯度原則，能源利用A2和綠色施工B1等級為M4，對成本控制的影響程度較大，需重點進行控制。該項目的綜合評價等級為M3，雖成本控制影響程度為一般，但仍應依據需要對影響較大的因素采取相應的控制措施：

1) 設計方案因素。該項目在設計時通過自然資源及增加建筑設備來滿足室內的舒適性，但在利用自然資源時，考慮不全面，大大增加了建設成本。

在工程設計階段，應先對場地及周圍的自然環境進行充分的分析，更多地通過利用自然資源例如陽光、水、風、植被等來達到舒適度，合理利用周邊的地形地貌來降低成本。在建筑設計中，配電室、空調冷熱源、風機房的位置應由暖通、電器等相關專業人員設計。

2) 建筑材料因素。在開敞式的大空間中可以采取石膏板將內部進行靈活的隔斷，經估算該工程首層至三層可以功能的有效面積為2256.58 m2，靈活隔斷比例達24.87%，功能面積為561.21 m2，采用靈活隔斷能夠減少產生建筑垃圾，減少裝修時的浪費，降低成本的同時提高了辦公用房的靈活性。

我國綠色建材市場尚不規范，價格也不穩定。很多企業可能由于缺少經驗而采購價格高卻無法達到綠色建筑要求的材料和設備，高價采購材料和設備，不僅增加了成本，而且影響了建筑質量。因此，企業應充分考慮項目本身的特點，合理配置技術措施，選擇環保型建筑材料，降低用水量，提高資源利用率和材料回收利用率，重視建筑垃圾的分類回收。

3) 施工技術因素。該項目采用的技術主要有太陽能熱水系統、地源熱泵系統、太陽能光伏系統，在技術方面沒有任何的創新，水準低于綠色建筑需求的技術水平，技術方案缺少全面性和系統性。

綠色建筑需要采用相應的綠色技術來提高資源利用率，但在采取技術措施之前，必須明確項目的綠色設計等級目標。明確綠色建筑建設的目標可以降低資金和時間風險，有效控制成本。

4) 成本控制意識。通過考察相關人員是否接觸過綠色建筑建設的管理，發現大部分人員均無綠色建筑建設管理經驗，因此應培養全員的成本管理意識。依據成本目標的要求，將成本控制任務落實到個人，依據任務完成結果，實行激勵與懲罰制度。

目前，綠色建筑的發展還不是很成熟，要及時組織相關管理人員進行學習，將成功案例與項目相結合，了解綠色建筑的新技術、新方法。技術人員應根據項目的綠色等級建設目標和綠色建筑標準，合理選擇綠色技術方案。招標采購人員要了解材料市場，掌握綠色建筑所用綠色材料的特點，在保證施工順利進行的前提下，實行限額領料制度，提高材料利用率。成本管理人員要多學習成功案例的經驗，做好綠色建筑成本數據的收集和處理，定期對實際成本和計劃成本進行分析，做好核算，及時控制成本偏差。

3 結論

通過層次分析法和熵權法相結合確定權重，既參考了專家的實際經驗又結合了實際的工程，所得到的權重結果更加真實可靠。將能較好解決不相容問題的物元分析與處理不確定性問題的模糊數學結合，構建模糊物元評價模型。將此模型運用到實際工程項目中，項目結果表明基于關聯度分析可知關鍵因素為設計方案、建筑材料、施工技術、成本控制意識。基于綜合優度分析，能源利用與綠色施工為主要影響因素。實例分析驗證了該模型的可行性，有效分析查找影響綠色建筑成本控制的主要因素，為業主在建設過程中進行成本控制提供了一個可操作的評價工具。