天津市綠色施工現(xiàn)狀評(píng)價(jià)及影響因素分析

劉 戈，馮雙喜，馮 樷

(天津城建大學(xué) a. 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院；b. 土木工程學(xué)院，天津 300384)

隨著全球資源危機(jī)的不斷惡化，節(jié)能建筑、生態(tài)建筑、綠色建筑等建筑與環(huán)保話題不斷引起人們的關(guān)注．20世紀(jì)90年代后期，綠色建筑、綠色施工等概念傳入我國(guó)．綠色施工是綠色建筑方案設(shè)計(jì)的具體實(shí)踐應(yīng)用，是鏈接后續(xù)建筑物投入運(yùn)營(yíng)使用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)建筑領(lǐng)域資源節(jié)約和節(jié)能減排的關(guān)鍵階段，該部分實(shí)施不到位，綠色建筑將只是虛頭銜，達(dá)不到真正的綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)．綠色施工倡導(dǎo)在建設(shè)過程中，科學(xué)有效地利用高新技術(shù)成果，把建筑物對(duì)資源的消耗、對(duì)環(huán)境污染的沖擊降到最低限度，為人類提供一個(gè)健康舒適的工作和居住空間，它是實(shí)現(xiàn)“人—建筑—自然”三者和諧統(tǒng)一的重要途徑，是我國(guó)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容．著力實(shí)施綠色施工，可以全面促進(jìn)建筑業(yè)體制機(jī)制的創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[1]．

因此，本課題組針對(duì)天津市綠色施工情況進(jìn)行了具體調(diào)查分析，找出施工環(huán)節(jié)的各種問題，最后按照《天津市綠色建筑施工管理技術(shù)規(guī)程》[2]給予合理的建議．調(diào)查研究的成果也為政府相關(guān)綠色施工管理部門提供了相應(yīng)材料依據(jù)，以便更好地規(guī)范綠色施工過程中的管理，有利于我國(guó)綠色施工合理規(guī)范化發(fā)展．

1 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的天津市綠色施工現(xiàn)狀評(píng)價(jià)

1.1 調(diào)查分析

本課題組對(duì)收回的有效調(diào)查問卷進(jìn)行歸納分析可得，接受調(diào)查的50個(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)在“施工管理”，“施工中水的利用”，“施工中對(duì)機(jī)械、材料的使用”，“施工中對(duì)土地的利用”，“施工對(duì)人、周圍環(huán)境的影響”，“施工安全”六個(gè)方面施工情況大體上是一致的．

1.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模過程

通過專家建議，綠色施工狀況一次分為四個(gè)等級(jí)，分別為：非常好，很好，一般，差．

輸入層中的輸入信號(hào)矩陣為

輸出層中的輸出信號(hào)矩陣為

根據(jù) Kolmogorov定理[3]，來確定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)．采用一個(gè)N×2 N＋1×M的四層BP網(wǎng)絡(luò)作為綠色施工評(píng)價(jià)模型，其中N表示輸入信號(hào)矩陣的階數(shù)，M為狀態(tài)分類數(shù)．為了簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)，(1，1)代表綠色施工的評(píng)價(jià)等級(jí)為一級(jí)；(1，0)代表綠色施工的評(píng)價(jià)等級(jí)為二級(jí)；(0，1)代表綠色施工的評(píng)價(jià)等級(jí)為三級(jí)；(0，0)代表綠色施工的評(píng)價(jià)等級(jí)為四級(jí)．故可以在網(wǎng)絡(luò)中，只設(shè)計(jì)兩個(gè)輸入神經(jīng)元表示這4種狀態(tài)類別．按一般的設(shè)計(jì)方案，為了更好地滿足綠色施工現(xiàn)狀的評(píng)價(jià)輸出的要求，中間層的傳遞函數(shù)為S型正切函數(shù)，輸出層神經(jīng)元的傳遞函數(shù)為S型對(duì)數(shù)函數(shù)．

利用下面的代碼可以創(chuàng)建一個(gè)符合以上要求的BP網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練函數(shù)為trainlm，該函數(shù)的運(yùn)行速度比較快，對(duì)于中型的網(wǎng)絡(luò)是比較適合的[3]．學(xué)習(xí)函數(shù)取默認(rèn)值為learngdm，性能函數(shù)取為mse．其中函數(shù)minmax設(shè)定了輸入信號(hào)矩陣的的閾值范圍．通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)仿真函數(shù)：Y＝sim(net，p_test)，便可得到仿真的結(jié)果．

考慮到運(yùn)算速度，設(shè)定的循環(huán)次數(shù)為100，訓(xùn)練誤差為 0.000 1，其余訓(xùn)練參數(shù)取默認(rèn)值．下面給出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)編寫過程中的部分代碼如下

當(dāng)訓(xùn)練達(dá)到最大的次數(shù)或者網(wǎng)絡(luò)誤差降到期望誤差之下時(shí)，會(huì)使網(wǎng)絡(luò)停止學(xué)習(xí)．學(xué)習(xí)速率會(huì)影響權(quán)值和閾值更新的比例，較小的學(xué)習(xí)速率會(huì)導(dǎo)致學(xué)習(xí)時(shí)間增加，但有時(shí)可以避免訓(xùn)練過程的發(fā)散．在建模的過程中，本課題組使用了MATLAB 7.0自帶的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工具箱[4]，特征如圖1所示．

圖1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)特性

經(jīng)過 70次訓(xùn)練后，網(wǎng)絡(luò)誤差達(dá)到設(shè)定的最小值．并且可以看出，本次訓(xùn)練是收斂可行的，并能用來指導(dǎo)工程實(shí)踐．

1.3 結(jié)果分析

由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)出的50個(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)綠色施工情況如圖2所示．

圖2 施工企業(yè)綠色施工水平餅狀圖

由上圖可得，在50個(gè)調(diào)查對(duì)象中，綠色施工水平很好的企業(yè)僅占到 2%，綠色施工現(xiàn)狀處于一般水平的企業(yè)占 64%，還有高達(dá) 34%的企業(yè)施工情況較差．

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型從宏觀上評(píng)價(jià)了所調(diào)查施工企業(yè)綠色施工的現(xiàn)狀，若要從根本上對(duì)天津市綠色施工的推廣提出建設(shè)性的意見，還需進(jìn)行影響因素分析，找出關(guān)鍵因素，繼而有針對(duì)性地提出合理化對(duì)策和建議

2 影響因素分析

影響綠色施工的因素不僅包括能源、資源、環(huán)境、管理，還需要考慮到人員的健康與安全等多個(gè)方面．鑒于它的復(fù)雜多變性，本文在綜合調(diào)查問卷結(jié)果的基礎(chǔ)上，采用AHP法對(duì)多種要素進(jìn)行了定量的分析．對(duì)計(jì)算出來權(quán)重較大的因素，要予以更多的關(guān)注與監(jiān)測(cè)，使得改善天津市綠色施工現(xiàn)狀的措施更具有針對(duì)性和有效性．

2.1 構(gòu)建層次模型

根據(jù)調(diào)查問卷的設(shè)計(jì)，構(gòu)建綠色施工衡量標(biāo)準(zhǔn)的層次結(jié)構(gòu)模型，如圖3所示．

2.2 構(gòu)建判斷矩陣

判斷矩陣是層次分析法的核心，因素兩兩比較之時(shí)，通常采用比例級(jí)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)來表示相鄰兩個(gè)因素間的相對(duì)重要性[5]．

以A為研究對(duì)象，研究Bi兩兩因素之間的重要性，由相關(guān)專家參照1—9標(biāo)度值表來確定具體的數(shù)值．結(jié)合上面對(duì)綠色施工標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建，將影響A的因素B分為六類，即Bi(1≤i≤6)，如表1所示．

2.3 計(jì)算權(quán)重并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)

在已構(gòu)建判斷矩陣的基礎(chǔ)之上，依舊以 A為研究對(duì)象，計(jì)算影響因素 Bi對(duì) A的影響權(quán)重，在MATLAB7.0軟件中輸入判斷矩陣，計(jì)算出判斷矩陣P的最大特征根λmax，并根據(jù)λmax來進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，令

表1 A-Bi的判斷矩陣

圖3 綠色施工衡量標(biāo)準(zhǔn)的層次結(jié)構(gòu)模型

由計(jì)算出來的C.I.取值，并結(jié)合R.I.的取值并根據(jù)公式計(jì)算出C.R.，若C.R.＜0.1，則通過了一致性檢驗(yàn)．根據(jù)公式PW=λP計(jì)算得出權(quán)重向量W，進(jìn)而計(jì)算出Bi各因素的權(quán)重．

根據(jù)上面的判斷矩陣，在MATLAB7.0中得到以下 結(jié) 果 ： ① λmax=6.14； ② 權(quán) 重 集 合 W=(w1w2w w w w)T=(0.47 0.09 0.09 0.09 0.21 0.05)； ③， 則滿足一致性檢驗(yàn)．

以上是以A為研究對(duì)象，計(jì)算Bi相對(duì)于A的權(quán)重Wi，同理，若以Bi為研究對(duì)象，研究Cij兩兩因素對(duì)于Bi的重要性并構(gòu)建判斷矩陣、計(jì)算Cij對(duì)Bi的權(quán)重時(shí)，亦采用同樣的 歩驟和方法進(jìn)行．當(dāng) Wi與 Wij都已計(jì)算出來時(shí)，就可以計(jì)算出Cij對(duì)A的權(quán)重，即WA＝Wi×Wij．根據(jù)以上方法，得出二級(jí)指標(biāo)的權(quán)重集合如下

通過整理綠色施工影響因素各自的權(quán)重，可得綠色施工衡量標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)體系，如表2所示．

表2 綠色施工衡量標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)體系

2.4 綜合評(píng)價(jià)

依據(jù)以上分析結(jié)果，在綠色施工的影響因素中，施工管理的權(quán)重相對(duì)較大，而其中綠色施工專項(xiàng)方案的編寫尤為重要．在施工前，確定指導(dǎo)整個(gè)施工進(jìn)程的專項(xiàng)方案，且該方案從能源、資源、環(huán)境及施工人員健康安全等多角度出發(fā)，總體上把握好綠色施工的每一環(huán)節(jié)，才能提高企業(yè)實(shí)施綠色施工的能力和水平；在施工過程中，進(jìn)行綠色意識(shí)宣傳與教育，加強(qiáng)綠色施工技術(shù)培訓(xùn)也比較重要．目前，在實(shí)際工程中，施工者對(duì)“綠色施工”缺乏必要認(rèn)識(shí)，對(duì)綠色施工的培訓(xùn)和宣傳應(yīng)引起足夠的重視，并應(yīng)定期對(duì)施工建設(shè)相關(guān)人員進(jìn)行綠色化施工技術(shù)的指導(dǎo)與培訓(xùn)[6]．再者，施工的同時(shí)要充分考慮到對(duì)周圍環(huán)境等因素的影響，對(duì)已經(jīng)形成的可回收利用的資源和固體建筑垃圾，可通過分區(qū)分類綜合利用；應(yīng)減少粉塵污染、噪聲污染、污水污染、光污染等．因此，從以上幾個(gè)方面入手，可為推動(dòng)天津市綠色施工的發(fā)展指明方向．

3 綠色施工推廣的對(duì)策和建議

通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)天津市有98%的施工現(xiàn)場(chǎng)并沒有做到綠色施工，其中綠色施工等級(jí)評(píng)價(jià)中64%的施工現(xiàn)場(chǎng)是處于一般等級(jí)的．有34%的施工現(xiàn)場(chǎng)甚至處于差的等級(jí)．通過層次分析模型發(fā)現(xiàn)，在綠色施工的影響因素中，施工管理水平的權(quán)重達(dá)到了0.47，施工中水的利用，施工中對(duì)機(jī)械、材料的使用，施工中對(duì)土地的利用都達(dá)到 0.09，施工對(duì)人、周圍環(huán)境的影響為0.21，施工安全為0.05，也就進(jìn)一步說明提高一個(gè)企業(yè)的管理水平，在確保綠色施工順利推廣中起著十分重要的作用，很多企業(yè)都沒有進(jìn)行綠色施工專項(xiàng)方案的編寫工作．綜上所得，天津市目前真正意義上達(dá)到綠色施工標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)寥寥無幾．本文根據(jù)科學(xué)分析，對(duì)天津市綠色施工的推廣提出如下建議．

3.1 提高企業(yè)的管理水平

企業(yè)要結(jié)合工程現(xiàn)狀編寫相應(yīng)的綠色施工專項(xiàng)方案，在節(jié)水，節(jié)地，節(jié)電和節(jié)材方面應(yīng)該編寫相應(yīng)的施工計(jì)劃和規(guī)劃書，以此來保證綠色施工的順利進(jìn)行．在進(jìn)行施工組織設(shè)計(jì)時(shí)，工程項(xiàng)目的總承包單位應(yīng)將綠色施工的各種要求納入施工過程的各部分之中，進(jìn)行工序管理、風(fēng)險(xiǎn)管理、工地管理、現(xiàn)場(chǎng)管理、材料管理、突發(fā)情況管理等，并進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督檢查．總承包單位還應(yīng)該監(jiān)督指導(dǎo)各分包單位落實(shí)綠色施工的各項(xiàng)要求，把握好綠色施工的每一環(huán)節(jié)，才能不斷提高企業(yè)實(shí)施綠色施工的能力和水平．

3.2 施工過程的優(yōu)化

在工程設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員必須選擇符合綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)的建筑材料，選用環(huán)保型施工機(jī)械．例如，為避免砍伐森林，當(dāng)高壓輸電線路經(jīng)過林地時(shí)，采用施工型直升飛機(jī)載運(yùn)輸電線；對(duì)施工機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)油耗有相應(yīng)節(jié)油型標(biāo)準(zhǔn)，還有廢氣排放要有嚴(yán)格的限定．在施工過程中挖掘先進(jìn)適用技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)多層次綠色施工．對(duì)于綠色施工中的“四節(jié)一環(huán)保”，從技術(shù)層面上可以在新技術(shù)應(yīng)用以及節(jié)能、節(jié)材方面挖掘潛力[7]．例如，在結(jié)構(gòu)施工期間，現(xiàn)場(chǎng)馬凳、梯子筋等措施鋼筋委托專業(yè)加工廠家定制，避免現(xiàn)場(chǎng)加工，減少現(xiàn)場(chǎng)加工時(shí)產(chǎn)生環(huán)境污染和用電負(fù)荷，穩(wěn)定成品質(zhì)量；預(yù)拌混凝土多采用自密實(shí)免振混凝土，減少現(xiàn)場(chǎng)振搗產(chǎn)生的噪聲；采用先進(jìn)節(jié)水的養(yǎng)護(hù)方法、區(qū)別不同的耗能生產(chǎn)設(shè)施設(shè)備；采用先進(jìn)的模板腳手架系統(tǒng)，注重模板的周轉(zhuǎn)使用次數(shù)等．

3.3 提高人們的“綠色施工”意識(shí)

在實(shí)際工程中，施工者對(duì)“綠色施工”缺乏必要認(rèn)識(shí)，僅僅看重的是眼前利益，對(duì)“綠色施工”所帶來的長(zhǎng)期社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益尚未廣泛的認(rèn)知，忽視綠色施工的重要性，所以應(yīng)該定期對(duì)施工建設(shè)相關(guān)人員進(jìn)行綠色化施工技術(shù)的指導(dǎo)與培訓(xùn)．在項(xiàng)目施工的準(zhǔn)備階段，要充分掌握環(huán)境對(duì)降低噪聲污染、水污染、光污染的要求，根據(jù)這些要求制定以最大限度地減少對(duì)周圍環(huán)境的影響為目的，科學(xué)合理的施工組織設(shè)計(jì)．在項(xiàng)目實(shí)施階段，社會(huì)民眾的監(jiān)督是敦促施工單位采用綠色工藝及措施進(jìn)行施工的保證[8]．在項(xiàng)目的竣工驗(yàn)收階段，社會(huì)公眾對(duì)建筑工程的綠色施工評(píng)價(jià)，能作為施工企業(yè)總結(jié)、改善其綠色施工生產(chǎn)活動(dòng)的依據(jù)，更是其提高綠色施工水平的動(dòng)力．

3.4 完善相關(guān)領(lǐng)域的法律法規(guī)

我國(guó)雖然已經(jīng)有了一些關(guān)于節(jié)約能源、文明施工、環(huán)境保護(hù)等方面的法律法規(guī)，但卻因?yàn)橄到y(tǒng)性差、針對(duì)性不強(qiáng)、缺乏科學(xué)性等原因，不足以形成全面性的推動(dòng)綠色施工的力量．綠色施工的法規(guī)可以是環(huán)境保護(hù)法規(guī)的分支及施工現(xiàn)場(chǎng)管理的規(guī)定，它的制定是一個(gè)系統(tǒng)工程，需要多行業(yè)、多學(xué)科的協(xié)商．因此，我國(guó)應(yīng)結(jié)合《綠色施工導(dǎo)則》的要求，以構(gòu)建綠色施工的技術(shù)體系為核心目標(biāo)，整合現(xiàn)有的有關(guān)法律法規(guī)，繼續(xù)加強(qiáng)對(duì)環(huán)境保護(hù)和資源節(jié)約等方面的規(guī)定，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范也應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)對(duì)綠色施工的要求，從而制定出針對(duì)綠色施工技術(shù)更新的新體系，并使其能夠隨著新工藝、新技術(shù)的發(fā)展而不斷更新．

［1］ 馮向東. 推行綠色施工 實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展[J].開放導(dǎo)報(bào)，2009(3)：66-69.

［2］ DB 29—200—2010，天津市綠色建筑施工管理技術(shù)規(guī)程[S].

［3］ 董肇君. 系統(tǒng)工程與運(yùn)籌學(xué)[M]. 2版．北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2007.

［4］ 周 靈. 詳解 MATLAB工程科學(xué)計(jì)算與典型應(yīng)用[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2010.

［5］ 陳曉紅. 基于層次分析法的綠色施工評(píng)價(jià)[J]. 施工技術(shù)，2006，35(11)：85-89.

［6］ 劉朋. 土木工程中的綠色施工與可持續(xù)發(fā)展研究[J].科技與企業(yè)，2013，14，136-137.

［7］ 王寶申，楊健康，朱曉鋒. 綠色施工中存在的問題及對(duì)策[J]. 施工技術(shù)，2009，38(6)：101-104.

［8］ 魯榮利. 建筑工程項(xiàng)目綠色施工管理研究[J]. 建筑經(jīng)濟(jì)，2010，3：104-107.