基于熵值-可拓模型的老舊小區綠色改造對城市可持續發展的評價研究

摘要：城市可持續發展是城市經濟發展、社會進步、環境協調三者高度和諧的過程。而城市更新強調以人為本，重視人居環境的改善和城市發展的提升，更新方式應實現社會、經濟、環境多維價值的協調統一，從而促進城市的可持續發展。老舊小區綠色改造是城市更新的重要途徑之一，其中綠色改造是指在改造過程中節約資源、材料、土地、能源等，并對城市可持續發展產生影響的改造?；诖?，從城市更新視角，建立老舊小區綠色改造對城市可持續發展的評價指標體系，并在此基礎上應用熵值-可拓模型對實際項目進行評價，驗證模型的可行性，進而對老舊小區綠色改造提出合理建議。

關鍵詞：城市更新；綠色改造；城市可持續發展；熵權-可拓

0 引言

城市更新是實現城市可持續發展的重要手段，近兩年來，各地城市更新立法和制度建設穩步推進，城市更新已經從關注物質條件轉向高質量的環境品質，更加強調以人為本，重視人居環境的改善和城市公共活力的提升^［1］。城市更新方式應由單一的大拆大建轉向穩妥、多元的城市修補，實現社會、經濟、環境的多元價值的和諧統一，從而促進城市的可持續發展。老舊小區綠色改造作為城市更新的重要途徑之一，在城市可持續發展的背景下，已經得到越來越多的重視和支持。

老舊小區綠色改造區別于傳統改造模式，其內涵已超越了建筑物本身的技術范疇。傳統改造更側重于內部問題、保護措施等方面，而綠色改造更關注外部的公共空間及居民的意識行為，這對于城市可持續發展具有重要意義。相關專家和學者已經對其展開了研究。徐婧等^［2］基于裝配式結構的視角，運用AHP-物元可拓模型對裝配式結構的效益進行了綜合評價；李玲燕等^［3］從綜合效益角度出發，運用AHP-可拓模型對老舊小區綠色改造進行了評價研究；楊蘇等^［4］通過雙重差分法，探究老舊小區改造對城市可持續發展的影響；李芊等^［5］運用DEMATEL模型對社會資本參與老舊小區改造驅動因素進行研究；李張怡等^［6］對“雙碳”背景下綠色建造發展和對策進行探究；張爽等^［7］對綠色建筑增量成本影響因素進行了研究；張曉東等^［8］關注老舊小區改造后的影響成效，運用模糊綜合評價法進行研究；秦旋等^［9］建立結構方程模型對綠色建筑項目進行風險評價。

以上研究大多數集中于對既有建筑改造的經濟效益或發展對策的評價研究，而在城市可持續發展的大背景下，探究老舊小區綠色改造對城市可持續發展評價的研究相對較少，本研究建立老舊小區綠色改造對城市可持續發展的評價指標體系，并在此基礎上應用熵值-可拓模型對實際項目進行評價，進而對老舊小區綠色改造提出合理建議。

1 老舊小區綠色改造對城市可持續發展評價指標及模型的構建

1.1 評價指標的建立

城市可持續發展應該是城市經濟發展、社會進步和環境支撐三方面協調發展的必然結果。在參考相關學者的研究成果的基礎上，采用問卷法增加或減少指標^［10］。最終，從經濟、環境、社會三個維度出發，建立14個二級指標，老舊小區綠色改造對城市可持續發展評價指標體系見表1。

1.1.1 經濟因素

城市可持續發展與經濟發展之間存在著相互作用和影響，并以一種與經濟發展過程高度相關的方式影響著城市可持續發展的各個方面。城市可持續發展是一個復雜的過程，其許多方面都依賴于經濟因素，但在不同的國家和不同的時期也有著不同的特點。因此，在很大程度上，可持續發展取決于對城市經濟活動管理，而在老舊小區綠

色改造對城市可持續發展影響中，經濟因素可從改造費用C₁₁、周邊產業的發展C₁₂、綠色經濟價值C₁₃、節能效果C₁₄4個方面進行研究。

1.1.2 環境因素

環境因素作為城市可持續發展的重要評價因素，其對城市的可持續發展具有重要影響。在我國經濟飛速發展的背景下，環境問題越來越受到人們的重視，并逐步成為城市可持續發展中不可忽視的因素。我國在提出“新常態”概念時，指出“在可持續發展理念的指導下，構建資源節約型、環境友好型社會”，這是我國在新時代背景下對環境保護提出的新要求。而要實現環境與經濟和諧發展，就需要在經濟發展過程中加強環境保護，盡可能地減少環境污染。因此，本文建立有關環境的二級指標包括：基礎設施綠化水平C₂₁、污染情況C₂₂、居民節能意識C₂₃、環境改善C₂₄和可再生資源的利用C₂₅。

1.1.3 社會因素

在我國老舊小區綠色改造過程中，社會發展的問題也逐漸顯現。從城市發展的社會因素來看，其涉及的內容較多，對居民生活產生了影響，其中包括道路改造、管道更新、建筑外立面改造等，這些改造內容會影響居民的生活水平。因此，通過建立居民舒適度C₃₁、社會滿意度C₃₂、文化功能與價值C₃₃、周邊配套設施完善C₃₄、建筑物壽命C₃₅進行評價研究。

1.2 熵權法確定指標權重

熵權法^［11-12］作為一種客觀的賦權方法，能夠在權重信息未知且以評價值區間數形式給出數據的情況下求出指標權重。通過信息熵公式可得，熵值越小，表明提供的信息越多，權重越大。計算如下：

（1）構造矩陣R。通過專家打分的方法獲得指標的評分，設專家為m名，評價指標為n個，則第i名專家對第j個指標上的打分值記為R_ij，公式如下^［14］

R=|R_ij|_m×n（i=1，2，…，m;j=1，2，…，n）（1）

（2）數據標準化。判斷是正向指標還是負向指標，正向指標的數值越大，評價結果越優；而逆向指標則相反。公式如下

正向指標為

負向指標為

式中，x_ij表示第i名專家對第j個指標的打分值。max（x_ij）表示某一指標中專家打分的最大值，min（x_ij）表示某一指標中專家打分的最小值。

（3）計算各個指標在不同專家打分中所占的比重。公式如下

確定指標的信息熵值和信息效用值，公式如下

（4）確定各評價指標權重。公式如下

1.3 指標區間的建立

確定指標賦值等級及標準，按指標影響程度的優劣，劃分為“優秀”“良好”“中等”“稍差”“較差”共5個等級。邀請7名來自河北省建筑改造領域的專家和相關的設計工程師，基于實踐經驗和專業知識對各個指標進行打分，評分區間為：較差（0，60］、稍差（60，70］、中等（70，80］、良好（80，90］、優秀（90，100］。

1.4 物元可拓評價模型的構建

物元分析理論由我國著名學者蔡文^［13］創立。物元是由事物、事物的特征及特征量值組成，用R=（N，C，V）表示。物元可拓模型以物元理論為基礎，以原始要素為邏輯單位構造而得，用來描述評價對象、特性及特征價值。其中，待評價物元為

R是m個同征物元。則R可以表示為

1.4.1 確定經典域物元矩陣

經典域R_o表示評價指標C_n關于評價等級N_m各個量值域。在老舊小區綠色改造對城市可持續發展的評價中，根據所劃分的評價等級，經典域為在老舊小區綠色改造下對評價對象各指標的取值范圍^［15］，表示為

式中，N_m為評價等級；C_n為評價指標；（a_nm，b_nm）

為評價指標對第n個評價等級的取值范圍。

1.4.2 確定節域

節域是指各評價指標對應城市可持續發展評價的全部取值范圍^［16］，表示為

1.4.3 建立待評物元模型

老舊小區綠色改造對城市可持續發展評價的待評物元模型為

式中，P_k為老舊小區綠色改造對城市可持續發展評價等級；C_n為評價指標的特征值;V_nk為C_n的取值。

1.4.4 確定關聯函數及關聯度

本研究的關聯函數結合了各評價指標的取值區間、各評價指標的具體數值，以及評價各個等級取值區間，關聯度的大小反映了其屬于該等級程度的大小^［17］。老舊小區綠色改造對城市可持續發展影響指標關聯函數為

式中，［v，（a，b）］為v到（a，b）的距離。

1.4.5 計算綜合關聯度并確定評價等級

P_k關于各等級j的綜合關聯度為

式中，w_i為指標權重;k_i（v_ik）為指標關于各評價等級的關聯度。

確定評價等級：當-1≤k_j（p_k）≤0時，表示評價指標不符合標準；當0≤k_j（p_k）≤1時，表示評價指標符合標準，并且數值越大，評價等級越高，其所造成的影響也越好。

2 案例分析

根據上述所建模型，基于熵權法的可拓學理論，在城市可持續發展評價中進行應用。以某市老舊小區綠色改造項目為例，該小區占地面積為2.14萬m²，

共有7棟住宅，住宅建筑面積3.38萬m²，保溫

面積為1.59萬m²。首先，對建筑物的既有功能進行測試，發現該小區已經超過了合理的使用年齡，屋頂漏水，保溫效果不佳，采暖效果不佳，社區公共設施老舊，水暖設備老化，街道兩側和休息區的綠化也沒有得到很好的養護。其次，針對小區周邊道路照明系統進行了全面細致的排查和評估，發現部分路燈老化嚴重，燈泡損壞或燈絲斷裂的情況時有發生，并且線路老化、維護不足及車輛撞擊等因素也加劇了路燈安全隱患。

2.1 數據收集

調研過程中對7名相關專家采取線上線下相結合的方式發放調查問卷，從老舊小區綠色改造相較于傳統改造特點出發，對可持續發展影響及重要度進行打分，專家評分數據見表2。

2.2 熵權法確定指標權重

對上述打分結果進行標準化處理后，根據公式（1）～式（7）計算得到指標權重及排序，各指標權重值見表3。

2.3 老舊小區綠色改造對城市可持續發展評價的物元可拓模型

（1）建立評價等級。根據城市可持續性發展評價等級，劃分為5個區間：較差（0，60］、稍差（60，70］、中等（70，80］、良好（80，90］、優秀（90，100］。通過上述熵權法，邀請專家對指標進行打分。

（2）確定指標評價值?；诒?中專家打分結果，最后分值為專家組打分的平均值。

（3）計算待評價物元矩陣。首先確定經典域為上述區間所在范圍，節域為［0，100］，然后根據式（8）～式（11），從經濟、環境、社會三個準則層建立三個待評物元矩陣。

（4）計算關聯度值。以改造費用C₁₁為例，計算該指標與各評價等級的關聯度值。公式如下

同理可得其他指標與可持續發展評價等級的關聯度值，二級指標關聯度值見表4。

（5）根據式（13）計算綜合關聯度值。由上述熵權法求得一級指標權重值為

W_X1=（0.045，0.071，0.062，0.095）

W_X2=（0.168，0.073，0.057，0.041，0.063）

W_X3=（0.050，0.042，0.120，0.059，0.053）

根據綜合關聯度計算公式，以經濟指標為例，公式如下

K₁（v₁）=0.045×（-0.600）+0.071×（-0.733）+0.062×（-0.485）+0.095×（-0.648）=-0.171

K₂（v₂）=0.045×（-0.467）+0.071×（-0.643）+0.062×（-0.313）+0.095×（-0.530）=-0.136

K₃（v₃）=0.045×（-0.200）+0.071×（-0.465）+0.062×（-0.060）+0.095×（-0.295）=-0.074

K₄（v₄）=0.045×0.4+0.071×0.07+0.062×0.028+0.095×0.41=0.064

K₅（v₅）=0.045×（-0.273）+0.071×（-0.061）+0.062×（-0.340）+0.095×（-0.225）=-0.059

同理計算其他兩個一級指標綜合關聯度，一級指標綜合關聯度見表5。

根據一級指標綜合關聯度，得到指標評價等級，以此判斷老舊小區綠色改造對城市可持續發展評價等級為

W=（0.273，0.402，0.325）

K=WK_j（V）

=（-0.194，-0.145，-0.020，0.051，-0.089）

最終，根據設定的等級，可以得知該老舊小區綠色改造項目評價等級為良好。

3 評價結果分析與建議

基于前述的綜合關聯度分析，老舊小區經過綠色改造對城市可持續發展的影響被評定為“良好”。這表明該項目在經歷綠色改造后，其總體成效已經達到預先設定的目標，并對城市可持續發展產生了正面推動。但研究發現最大綜合關聯度maxK_j=0.051，表明老舊小區綠色改造還有較大的提升空間。

3.1 城市可持續發展中的經濟分析

根據研究結果可知，城市可持續發展中經濟指標的可持續性評價等級為“良好”。通過計算結果可以得到，經濟可持續性的4個指標中，改造費用、周邊產業發展、節能效果均為“良好”，但綠色經濟價值的評價等級為“中等”，表示在綠色改造過程中還存在一些經濟問題，因為綠色改造在經濟方面相較于傳統改造所需的費用要大，這些因素可能對項目的投資價值產生不利影響。但該老舊小區周邊產業發展好，生活配套設施較為完善，有利于經濟的可持續發展。

3.2 城市可持續發展中的環境分析

城市可持續發展中環境指標的可持續性評價等級為“中等”，表明老舊小區綠色改造對城市環境可持續性表現一般。通過計算結果可以得到，環境可持續性的5個指標中，基礎設施綠化水平、環境改善為“良好”，污染情況、居民節能意識、可再生資源利用為“中等”。小區內種植了丁香、紫葉李、高接金葉榆、海棠等植物數株，但綠化環境還稍有欠缺，綠化水平達不到預期目標，居民綠色意識有待提高。

3.3 城市可持續發展中的社會分析

城市可持續發展中社會指標的可持續性評價等級為“良好”。通過計算結果可以得到，社會可持續性的5個指標中，居民舒適度、社會滿意度、文化功能與價值、周邊配套設施完善為“良好”，建筑物壽命為“中等”。綠色化改造項目促進了綠色改造相關產業的發展，推動了市場經濟的發展和城市可持續化水平的提高，從而提高了區域的GDP。

3.4 老舊小區綠色改造的合理化建議

綜上，老舊小區綠色改造對城市可持續發展中經濟的評價較高。隨著城市的不斷發展，國家對生態環境建設的關注日益增加，人們對居住質量和舒適度的關注也日益增加，因此，提出以下建議：

（1）加強綠色改造中的經濟可持續發展。影響經濟的一個重要因素就是降低老舊小區綠色改造的費用。在老舊小區綠色改造過程中，需要以多方位了解哪些是產生高費用的項目，在確保其效果的前提下，盡量將成本降到最低；同時，還要對不同的改造方案進行多方面對比，防止高投入、低回報狀況的發生，努力實現最小的投入和最大的回報。

（2）加強綠色改造中的環境可持續發展。增加小區綠化和健身設施，在小區周邊設置公共服務設施，使得居民生活舒適度得到提升。鼓勵業主參與老舊小區改造，加大綠色改造的宣傳力度。盡管我國建筑事業總體上已取得了較大進步，但距離城市更新的要求仍有較大差距。要注重對老舊小區先進適用技術的改造，全面提高整體綠色改造技術水平，努力解決當前老舊小區綠色改造中存在的技術難題。

（3）加強綠色改造中的社會可持續發展。在改造過程中，要遵守民意，了解居民訴求，讓居民參與改造方案的制訂，真正做到“以人為本”，從而提升老舊小區綠色改造的效率，加快城市更新進程，最終促進我國城市的可持續發展。

4 結語

未來，城市可持續發展需要借助城市更新這一新增長點。在城市更新中，一方面需要優化存量，查漏補缺，提高土地利用率；另一方面，需要提高效益，融合社會綜合治理目標，關注民生、提升產業、保護歷史文化、推動綠色發展。本研究從經濟、環境、社會三個維度出發，首先確立了城市可持續發展的評價指標體系；然后通過熵權法和物元可拓模型，有效調整評估指標及權重，構建了老舊小區綠色改造對城市可持續發展的評價模型；最后通過案例分析，得到老舊小區綠色改造項目對城市可持續發展影響效果良好的結果。本研究可為老舊小區綠色改造對城市可持續發展的評價提供參考。

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收稿日期：2024-03-14

作者簡介：

李春曉（1969—），女，教授，研究方向：建設項目投融資、建筑企業管理。

喬冬雪（通信作者）（2000—），女，研究方向：建設項目投融資、工程建造與管理。

李金泮（1999—），女，研究方向：建設項目投融資、工程建造與管理。

秦文怡（1999—），女，研究方向：建設項目投融資、項目管理。

黃文豪（1999—），男，研究方向：建設項目投融資、項目管理。