綠色建筑項(xiàng)目全壽命周期風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法探析

孫玉峰，代 霞,郭 碩

(山東工商學(xué)院 a.煤炭經(jīng)濟(jì)研究院;b.管理科學(xué)與工程學(xué)院,山東 煙臺(tái) 264005)

近年來，我國(guó)建筑行業(yè)高速增長(zhǎng)， 2020年中國(guó)建筑能耗報(bào)告中顯示，2018年建筑業(yè)從建材生產(chǎn)到存量運(yùn)營(yíng)共消耗21.47億tce，占全國(guó)總消耗能源的46.5%[1]，表明我國(guó)大部分新建筑仍為高耗能建筑。黨中央在“十四五規(guī)劃”建設(shè)中明確提出“發(fā)展綠色建筑”[2]?！熬G色建筑”是集節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、舒適便利、安全耐久等綜合性能于一體的建筑，是確保我國(guó)協(xié)同推進(jìn)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)環(huán)境高水平保護(hù)必不可少的選擇。但綠色建筑具備經(jīng)濟(jì)外部表現(xiàn)性、對(duì)建造技術(shù)和集成系統(tǒng)的高要求性等特征，與一般建筑物相比面臨著更大的風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)。

我國(guó)綠色建筑雖起步較晚，但整體發(fā)展較快，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)綠色建筑風(fēng)險(xiǎn)方面的研究也已做出了一定的貢獻(xiàn)。萬欣[3]、王淋[4, 5]等識(shí)別并研究了與參與方有關(guān)風(fēng)險(xiǎn)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系；秦旋[6, 7]等探究了綠色建筑脆弱性與風(fēng)險(xiǎn)間的相互影響關(guān)系；莫懿懿[8]等分析了影響綠色建筑項(xiàng)目建設(shè)成功的主要風(fēng)險(xiǎn)因素。但現(xiàn)有的研究主要集中在分析風(fēng)險(xiǎn)間相互關(guān)系上，缺少從主、觀的角度對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行綜合的分析。本文將通過AHP、EWM和模糊綜合評(píng)價(jià)相結(jié)合的方法，從宏觀、中觀、微觀的角度分析綠色建筑項(xiàng)目全壽命周期風(fēng)險(xiǎn)，為進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理提供理論依據(jù)。

一、綠色建筑風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別

綠色建筑的目標(biāo)體系包含質(zhì)量、進(jìn)度、安全、投資、環(huán)境和社會(huì)六個(gè)目標(biāo)，其中部分目標(biāo)涉及長(zhǎng)期表現(xiàn)，需要以全壽命周期為限進(jìn)行目標(biāo)檢驗(yàn)，因此對(duì)綠色建筑的全過程實(shí)施管控是推進(jìn)其順利發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。通過研究綠色建筑項(xiàng)目的內(nèi)涵、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、目標(biāo)體系、風(fēng)險(xiǎn)特征、經(jīng)典案例，并結(jié)合文獻(xiàn)查閱和專家訪談的方法，提出重復(fù)風(fēng)險(xiǎn)因素，識(shí)別出42項(xiàng)綠色建筑項(xiàng)目潛在的風(fēng)險(xiǎn)因素，其中決策階段9項(xiàng)、設(shè)計(jì)階段8項(xiàng)、施工階段15項(xiàng)、試運(yùn)營(yíng)階段6項(xiàng)、運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段4項(xiàng)，如表1所示。

借鑒風(fēng)險(xiǎn)層級(jí)歸納方法，將風(fēng)險(xiǎn)因素分為三層層級(jí)風(fēng)險(xiǎn)，分別為：“宏觀”、“中觀”和“微觀”。宏觀層級(jí)風(fēng)險(xiǎn)源于項(xiàng)目外部；中觀層級(jí)風(fēng)險(xiǎn)源于項(xiàng)目?jī)?nèi)部；微觀層級(jí)風(fēng)險(xiǎn)源于各參與方之間的相互關(guān)系。由表1可知，A1：決策階段受宏觀層級(jí)風(fēng)險(xiǎn)和中觀層級(jí)風(fēng)險(xiǎn)的影響較大；A2：設(shè)計(jì)階段和A3：施工階段受中觀層級(jí)風(fēng)險(xiǎn)和微觀層級(jí)風(fēng)險(xiǎn)的影響較大；A4：試運(yùn)營(yíng)階段和A5：運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段受微觀層級(jí)風(fēng)險(xiǎn)的影響較大。

表1 綠色建筑項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別

續(xù)表1 綠色建筑項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別

二、綠色建筑項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)因素權(quán)重的確定

(一)主觀權(quán)重的確定

層次分析法(Analytic Hierarchy Process，簡(jiǎn)稱AHP)是一種通過少量的數(shù)據(jù)信息將人們的思維轉(zhuǎn)化成目標(biāo)決策的方法。該方法能夠分解復(fù)雜的系統(tǒng)，使人們?nèi)菀捉邮堋Ｒ跃G色建筑決策、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)維護(hù)等階段作為二級(jí)指標(biāo)，建立綠色建筑風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(詳見表1)，并運(yùn)用AHP法把指標(biāo)的主觀權(quán)重確定出來。邀請(qǐng)12名綠色建筑領(lǐng)域的專家，依據(jù)他們自身熟知該領(lǐng)域的相關(guān)理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過問卷來判斷和評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)因素間的相互重要性。

計(jì)算一級(jí)指標(biāo)和二級(jí)指標(biāo)下判斷矩陣的最大特征λmax和特征向量α，并通過λmax與階數(shù)n之間的關(guān)系檢測(cè)判斷矩陣是否滿足一致性的要求，其具體計(jì)算需要三個(gè)指標(biāo)：一致性指標(biāo)CI、隨機(jī)一致性指標(biāo)RI、一致性比率CR(詳見公式(1)和公式(2))，當(dāng)CR<0.1，即λmax無限接近于 n 時(shí)，矩陣的一致性檢測(cè)通過，否則，檢驗(yàn)不通過，并且需要再次調(diào)整并更改判斷矩陣。

(1)

(2)

根據(jù)上面的公式(1)和公式(2)可以計(jì)算出，綠色建筑項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系中的一級(jí)指標(biāo)及二級(jí)指標(biāo)下的最大特征值、歸一化后的特征向量、CI、RI、CR，詳見下表2、表3。通過表2可以看出，一級(jí)指標(biāo)和二級(jí)指標(biāo)下的判斷矩陣的一致性比均<0.1，這表明一致性檢驗(yàn)均已經(jīng)通過。通過表3可以看出，在專家的直覺判斷下，綠色建筑項(xiàng)目全壽命周期各階段的重要度排序?yàn)锳4

表2 一、二級(jí)指標(biāo)判斷矩陣計(jì)算值表

(二)客觀權(quán)重的確定

熵權(quán)法(The Entropy Weight Method，簡(jiǎn)稱EWM)可以測(cè)量指標(biāo)的分散程度并判斷其對(duì)整體評(píng)價(jià)的影響。首先，將判斷矩陣做按列歸一化的處理(詳見公式(3))，得到標(biāo)準(zhǔn)矩陣Mij；再利用Mij計(jì)算各風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的信息熵值Nj、信息熵權(quán)重γj(詳見公式(4)、公式(5))，最終的計(jì)算結(jié)果如表4所示。

(3)

(4)

(5)

通過表4可以從客觀的角度看出，二級(jí)指標(biāo)中A3和A5的所占比重較大，說明施工階段和運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段的風(fēng)險(xiǎn)對(duì)綠色建筑項(xiàng)目成功建設(shè)的影響較大；試運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段的信息熵權(quán)重較小，說明它對(duì)綠色建筑項(xiàng)目建設(shè)總體風(fēng)險(xiǎn)的影響性較小，但也不能完全忽略試運(yùn)營(yíng)階段的風(fēng)險(xiǎn)。

表4 風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)客觀權(quán)重表

(三)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)權(quán)重的最終確定

根據(jù)AHP計(jì)算得到的指標(biāo)權(quán)重即特征向量，具有主觀性，能夠反映出在專家的主觀意識(shí)下指標(biāo)的重要性程度；根據(jù)EWM計(jì)算得到的指標(biāo)權(quán)重，具有客觀性，能夠反映出指標(biāo)的客觀規(guī)律差異。通過公式(6)將AHP和EWM計(jì)算的結(jié)果相結(jié)合，即將主觀和客觀相結(jié)合，得到指標(biāo)的組合權(quán)重，結(jié)果詳見表5。

利用二級(jí)指標(biāo)下風(fēng)險(xiǎn)因素的組合權(quán)重乘以對(duì)應(yīng)二級(jí)指標(biāo)的組合權(quán)重值得到在綠色建筑全壽命周期風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系下的綜合權(quán)重，并對(duì)各指標(biāo)因素進(jìn)行排序，確定出風(fēng)險(xiǎn)因素中的關(guān)鍵因素，詳見表5。

表5 風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)權(quán)重表

ωj=Nj*αj+(1-Nj)*γj.

(6)

通過表5可以發(fā)現(xiàn)，將主觀權(quán)重和客觀權(quán)重相結(jié)合后，綠色建筑的A1：決策階段、A3：施工階段和A5：運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段所占的權(quán)重較大，中和了權(quán)重賦值的主觀性和客觀性，使得最終得到的權(quán)重值更加的科學(xué)、合理。

本文共整理了42項(xiàng)綠色建筑項(xiàng)目全壽命周期風(fēng)險(xiǎn)，將權(quán)重大于2%的風(fēng)險(xiǎn)作為關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)，分別為B17、B11、F52、B14、B12、F51、D39、D314、B19、D311、D35、D31、B18、D313、C24、F54共16項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)要素。在這16項(xiàng)關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)中，決策階段和施工階段中包含6項(xiàng)關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)，運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段中包含占3項(xiàng)關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)，占關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)的比重較大，設(shè)計(jì)階段中關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)較少，而試運(yùn)營(yíng)階段的風(fēng)險(xiǎn)位于風(fēng)險(xiǎn)總排序的中后部位；關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)中中觀層級(jí)風(fēng)險(xiǎn)和宏觀層級(jí)風(fēng)險(xiǎn)比重較大，風(fēng)險(xiǎn)大多來源于項(xiàng)目?jī)?nèi)部，與項(xiàng)目實(shí)施過程和項(xiàng)目參與人員的相互關(guān)系有關(guān)。因此，管理人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)綠色建筑項(xiàng)目A1：決策階段、A3：施工階段、A5：運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段及項(xiàng)目?jī)?nèi)部的風(fēng)險(xiǎn)管控，以確保項(xiàng)目的成功運(yùn)行。

三、模糊綜合評(píng)價(jià)

將表1中的綠色建筑風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系作為評(píng)價(jià)對(duì)象指標(biāo)集，借鑒以往的研究成果，將評(píng)語集劃分為Ⅰ(低風(fēng)險(xiǎn))、Ⅱ(較低風(fēng)險(xiǎn))、Ⅲ(中等風(fēng)險(xiǎn))、Ⅳ(較高風(fēng)險(xiǎn))、Ⅴ(高風(fēng)險(xiǎn))五個(gè)等級(jí)。通過專家訪談的方式，對(duì)三級(jí)指標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行評(píng)分，上述五個(gè)等級(jí)對(duì)應(yīng)的分值分別為1、2、3、4、5。把該領(lǐng)域?qū)I(yè)人員對(duì)各指標(biāo)的評(píng)分值進(jìn)行和整合(部分詳見表6)，確定出指標(biāo)因素關(guān)于評(píng)語集的隸屬度，并得出三級(jí)指標(biāo)的評(píng)價(jià)矩陣Q。通過公式(7)，利用二級(jí)指標(biāo)組合權(quán)重和該層級(jí)下的評(píng)價(jià)矩陣計(jì)算綜合評(píng)價(jià)向量G，確定綠色建筑全壽命周期各階段所隸屬的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，計(jì)算結(jié)果詳見公式(8)、公式(9)。

表6 決策階段下風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)

G=ω*Q.

(7)

(8)

同理可得：

G2=(0.19 0.43 0.30 0.05 0.03)

G3=(0.14 0.29 0.35 0.14 0.07)

G4=(0.11 0.27 0.33 0.05 0.03)

G5=(0.17 0.41 0.27 0.08 0.07).

(9)

根據(jù)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，依據(jù)最大隸屬度原則可以看出，向量G1中最大為0.39，隸屬于Ⅳ等級(jí)，屬于較高風(fēng)險(xiǎn)；同理可以得到向量G2、G3、G4、G5分別隸屬于Ⅳ、Ⅲ、Ⅲ、Ⅳ等級(jí)，即A1：決策階段、A2：設(shè)計(jì)階段、A5：運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段隸屬于風(fēng)險(xiǎn)Ⅳ級(jí)；A3：施工階段和A4：試運(yùn)營(yíng)階段隸屬于風(fēng)險(xiǎn)Ⅲ級(jí)。

四、結(jié)論

第一，決策階段主要受宏觀和中觀風(fēng)險(xiǎn)層級(jí)的影響；設(shè)計(jì)及施工階段主要受中觀和微觀風(fēng)險(xiǎn)層級(jí)的影響；試運(yùn)營(yíng)及運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段主要受微觀風(fēng)險(xiǎn)層級(jí)的影響。

第二，專家對(duì)決策階段和施工階段風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)注度較高，但缺乏對(duì)項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)維護(hù)的重視；通過熵權(quán)法從客觀的角度分析能夠看出，施工及運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段的風(fēng)險(xiǎn)對(duì)綠色建筑項(xiàng)目的成功運(yùn)行起到重要的影響作用；通過將主觀與客觀相結(jié)合可以得到，綠色建筑項(xiàng)目的決策、施工以及運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段所占的權(quán)重比重較大。經(jīng)過三個(gè)角度的分析發(fā)現(xiàn)，主觀分析能夠反應(yīng)專家的主觀意識(shí)，但可能會(huì)有所忽略；客觀分析能夠體現(xiàn)客觀事實(shí)，但也會(huì)有所偏頗；而主觀和客觀相結(jié)合可以將兩方面的特點(diǎn)相互綜合。

第三，將風(fēng)險(xiǎn)的權(quán)重排序，把權(quán)重大于2%的風(fēng)險(xiǎn)因素作為關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)中大部分為中觀和微觀層級(jí)風(fēng)險(xiǎn)，說明綠色建筑項(xiàng)目受項(xiàng)目?jī)?nèi)部實(shí)施過程和參與方之間的關(guān)系的風(fēng)險(xiǎn)影響較大。

第四，通過模糊綜合評(píng)價(jià)，決策階段、施工階段、安全運(yùn)營(yíng)階段隸屬于Ⅳ級(jí)；設(shè)計(jì)階段和試運(yùn)營(yíng)階段屬于Ⅲ級(jí)。Ⅲ級(jí)屬于中等風(fēng)險(xiǎn)階段，但在指標(biāo)權(quán)重大于2%的風(fēng)險(xiǎn)因素中設(shè)計(jì)和試運(yùn)營(yíng)階段的數(shù)量較少甚至沒有，但在對(duì)綠色建筑進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理和控制時(shí)也應(yīng)加強(qiáng)重視，以保證綠色建筑項(xiàng)目的順利進(jìn)行。