基于AHP-熵權(quán)法下的裝配式建筑項目綠色施工評價研究①

張立新，王 翔,2

(1.青島理工大學管理工程學院，山東 青島 266000；2：山東恒利裝飾工程有限公司，山東 濰坊 261000)

0 引 言

21世紀以來，綠色施工的字眼陸陸續(xù)續(xù)出現(xiàn)，政府與企業(yè)加大了對綠色施工的研究，綠色施工的出現(xiàn)對我國建筑業(yè)的發(fā)展帶來了新的發(fā)展。面對著我國建筑產(chǎn)業(yè)化升級的需要，裝配式建筑是關(guān)鍵，其有綠色施工的要求和內(nèi)涵，自然可推動綠色施工的發(fā)展進程，反過來，綠色施工的出現(xiàn)也對裝配式建筑的發(fā)展起到作用。但是由于現(xiàn)階段裝配式建筑施工技術(shù)不是很成熟，且裝配率低，為了及時發(fā)現(xiàn)裝配式綠色施工的薄弱環(huán)節(jié)，更好地推動裝配式建筑的發(fā)展，以綠色施工和裝配式建筑作為研究理論基礎，以建筑工程綠色施工評價標準作為一部分參考，通過多方面收集資料進行補充，對裝配式建筑的綠色施工評價進行評價研究。

綠色施工相關(guān)研究工作在發(fā)達國家開始較早，綠色施工的理念最早起源于美國建筑學家富勒，后續(xù)相關(guān)學者進行了多方面的研究，與此同時一些國家制定了計劃與政策方法，推動綠色理念的發(fā)展。我國對于綠色施工的研究起步晚，但是研究內(nèi)容上同樣值得借鑒。在綠色施工指標的選取上，陳曉紅[1]確定了施工過程中管理水平和施工過程生態(tài)保護兩個一級指標，是第一次提出綠色施工評價指標體系；王玉玲[2]結(jié)合實際案例對綠色施工的要求做出了相關(guān)論述，實例的引入使得要求的解說更具體；劉貴文[3]以施工企業(yè)的角度，從環(huán)境負荷、資源節(jié)約、以及管理水平三個方面進行綠色施工的評價；薛松[4]等將建筑工程綠色施工按階段劃分，以此構(gòu)建評價指標體系;在評價方法上，李英攀[5]利用人工BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型進行綠色施工評價，并結(jié)合實際案例分析來驗證模型可行性；荀志遠[6]從技術(shù)、管理、環(huán)境、經(jīng)濟四個方面入手，采用ANP的的方法建立了項目績效評價模型。

綜上所述，相關(guān)學者們對于綠色施工的評價指標和評價方法進行了不同程度的探索，對于目前的綠色施工研究來說，并沒有做到與時俱進，而裝配式建筑是為綠色施工打開了一條全新的通道，由于大多數(shù)裝配式建筑綠色施工評價為定性評價，量化評價有所缺乏，因此可構(gòu)建符合裝配式建筑特點的綠色施工評價體系，并盡可能量化指標，為裝配式綠色施工的研究提供參考。

1 評價指標體系以及指標權(quán)重的確定

1.1 指標體系的構(gòu)建

在實際裝配式建筑項目中，由于參建方眾多，施工流程相對復雜，因此項目的綠色施工影響因素更多，為了保證裝配式建筑綠色施工評價指標的合理性和規(guī)范性，在指標的選擇上應適當參考相關(guān)學者的研究成果，并結(jié)合實際情況，用問卷收集和調(diào)查訪談的形式進行數(shù)據(jù)收集分析，在次基礎上對指標進行篩選?；诖?，裝配式建筑綠色施工指標體系劃分為資源節(jié)約與利用等四個一級指標以及18個二級指標,如表1。

表1 評價體系指標

1.2 指標體系權(quán)重確定方法

1.2.1 熵權(quán)法客觀賦權(quán)

熵權(quán)法是根據(jù)指標信息的價值系數(shù)來確定指標權(quán)重系數(shù)的客觀賦權(quán)法[7],原理為熵值越小，指標值的變異程度越大，其權(quán)重值也越大。

確定指標信息熵見公式(1)：

(1)

計算指標的熵權(quán)如公式(2)：

(2)

1.2.2 AHP法確定客觀權(quán)重

(1)構(gòu)造判斷矩陣

假設有n個元素，aij表示第i個因素相對于第j個因素的相對重要程度，數(shù)值取1-9標度。

(2)計算權(quán)重

根據(jù)判斷矩陣，得到矩陣最大特征根λmax和矩陣特征向量A,得到指標權(quán)重值。

E=λmaxA

一致性檢驗如公式(3)：

(3)

CR<0.1時，說明該判斷矩陣通過一致性檢驗，否則，需要對該判斷矩陣進行修正，直到通過為止。

1.2.3 AHP-熵權(quán)法組合權(quán)重

w1為AHP法得到的指標權(quán)重，w2為熵權(quán)法得到的權(quán)重，w為主客觀的組合權(quán)重。

w=ηw1+(1-η)w2，η為主觀權(quán)重偏好系數(shù)，取60%。

1.3 模糊綜合評價法

(1)建立綜合評價的因素集

通常用U來表示。

U=(u1,u2,…,um)

(2)建立綜合評價的評價集

評價集是可能的各種結(jié)果所組成的集合，通常用V表示。V=(v1,v2,…,vn)，通常評價結(jié)果有四類或五類，這里選擇V=(優(yōu)秀，良好，合格，不合格)，并且使V=(90,80,60,50)。

(3)單因素模糊評價，獲得評價矩陣R，如公式(4)：

(4)

(4)確定指標因素權(quán)向量

各因素有不同的權(quán)重，選擇的方法前文已敘述，不在贅述。

(5)綜合評判

綜合評判矩陣為C=P?R，如公式(5)：

(5)

(6)根據(jù)得分判斷項目所處哪一水平之間。

2 實例分析

青島市一裝配式住宅項目，項目共分為四期進行建設，整體采用PC建筑體系，裝配率可達70%。收集了項目的相關(guān)數(shù)據(jù)展開綠色施工的評價，體現(xiàn)項目整體綠色施工效果以及施工過程中存在哪些短板。

2.1 主觀賦權(quán)計算權(quán)重

(1)構(gòu)造判斷矩陣

考慮到評價的科學性和有效性，對裝配式建筑綠色施工評價指標采用專家咨詢法進行調(diào)查，調(diào)查對象有施工人員，業(yè)主，相關(guān)學者等，比較既有指標的重要程度，得到以下判斷矩陣，如表2-表6：

表2 準則層指標判斷矩陣

表3 AI層子因素判斷矩陣

表4 A2層子因素判斷矩陣

表5 A3層子因素判斷矩陣

表6 A4層子因素判斷矩陣

(2)一致性檢驗

使用MATLAB軟件對判斷矩陣的一致性進行檢驗，檢驗結(jié)果表明以上五個判斷矩陣都通過一致性檢驗。

(3)指標體系權(quán)重值

w=(0.4673,0.2772,0.1601,0.0954)

w1=(0.1429,0.2857,0.2857,0.2857)

w2=(0.1422,0.2707,0.1209,0.4037,0.0629)

w3=(0.1780,0.2739,0.4620,0.0862)

w4=(0.4185,0.1599,0.2625,0.0973,0.0618)

2.2 客觀賦權(quán)計算權(quán)重

調(diào)研過程中對8位相關(guān)專家采取線上線下相結(jié)合的方式發(fā)放調(diào)查問卷，對指標的重要度進行打分，結(jié)果如表7所示：

表7 專家打分表

經(jīng)過計算得到各二級指標的權(quán)重為：

2.3 綜合權(quán)重

根據(jù)綜合權(quán)重的計算方式，可以得到：

w=(0.287,0.422,0.103,0.188)

w1=(0.156,0.281,0.282,0.281)

w2=(0.088,0.212,0.192,0.244,0.264)

w3=(0.220,0.226,0.337,0.217)

w4=(0.257,0.107,0.161,0.067,0.408)

2.4 模糊綜合評價模型

經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)研以及問詢，了解工程項目的綠色施工概況，通過八位相關(guān)專家以及所獲得的施工資料對綠色施工評價體系所確定的18個指標進行打分、量化。通過三角形和半梯形對隸屬度進行計算。資料回收情況如表8。

表8 資料回收統(tǒng)計

得到指標體系的隸屬度矩陣：

依次計算各一級指標和整體評價向量：

R1=(0.156,0.281,0.282,0.281)·

R2=(0.088,0.212,0.192,0.244,0.264)·

R3=(0.220,0.226,0.337,0.217)·

(0.254,0.529，0.145,0.072)

R4=(0.257,0.107,0.161,0.067,0.408)·

(0.027,0.159,0.811,0.003)

R=(0.287,0.422,0.103,0.188)·

(0.124,0.483,0.385,0.008)

計算項目得分。

整體項目得:

一級指標得分:

最終評價結(jié)果為項目整體的綠色施工水平介于合格和良好之間，與實際情況相符合，在后續(xù)的項目改進上有較大的提升空間。

3 結(jié) 論

(1)從資源節(jié)約與利用，環(huán)境影響，技術(shù)措施，管理水平這四個因素進行權(quán)重的分析以及對下一層次的指標給予特征值，分析后得到該項目的綠色施工情況介于合格與良好中間。

(2)其中由各一級指標的最終得分情況來看，管理水平需要再提高，裝配式建筑的管理方式與現(xiàn)澆建筑的管理方式有所不同，后續(xù)還要通過不斷地摸索和積累找到完善的裝配式建筑綠色施工管理體系。加強對綠色施工技術(shù)的引進及實施，通過倡導和實行建筑工業(yè)化來改變以往傳統(tǒng)的施工方式[8]；提高工人的資源節(jié)約意識以及環(huán)保意識，教育培訓重點強調(diào)，可制定獎懲措施以此達到警示作用，改善項目的綠色施工情況。

(3)采用模糊綜合評價的方法來評價綠色施工，評判更加全面。不僅可以得到項目整體的綠色施工得分，而且可以得到各一級指標的得分，通過實例分析來驗證了可信度，對于后期尋找綠色施工短板提供了參考。