基于 CCR 与 SE-DEA 的绿色建筑标杆研究

任莹莹，张 文 (. 南京师范大学 人民武装学院，江苏 南京 00；. 厦门中建东北设计院江苏分公司，江苏南京 00)

近年来，随着 GB/T 5037─2014《绿色建筑评价标准》的发布与实施，全国各地都在大力推进绿色建筑的发展。然而，在绿色建筑发展的进程中，有些问题却日益凸显。其一，政府对绿色建筑的补贴政策是基于项目所获评价标识的等级(2012 年奖励标准为：二星级绿色建筑 45 元/m2，三星级绿色建筑 80 元/m2)，而项目间的差异性使得此制度存在不足；其二，开发商作为推广绿色建筑的关键参与主体，在实践中亟需一个可供参考学习的标杆，通过学习标杆的优秀经验提高自身竞争力。基于此，本文运用数据包络分析确定政府视角下的绿色建筑标杆，并以此指导补贴政策的制定，同时为开发商选择最佳标杆项目，引导绿色建筑开发企业的最佳实践。这是当前推动绿色建筑快速、健康发展的必然选择。

1 政府视角下绿色建筑标杆树立

绿色建筑在其全寿命期中能够实现更优的环境效益、社会效益和经济效益。作为积极推动绿色建筑发展的一方，政府需要介入绿色建筑发展进程。一方面，政府可以依据一定标准确定出不同区域的标杆项目进行公示，为缺乏经验的开发商提供学习对象；另一方面，可对标杆项目的增量成本进行统计，以此来为补贴政策的制定提供依据。

1.1 标杆管理与数据包络分析概述

标杆管理，又称为基准管理，是 20 世纪 70 年代末兴起的一种新型管理方法，被认为是最有效的绩效改善工具之一[1]。本文拟将标杆管理引入绿色建筑领域。政府确定不同星级水平的标杆项目，既能为开发商提供参照，也有利于补贴政策的合理制定。绿色建筑开发商将自建项目与标杆项目进行比较分析，找出差距所在后改善方向。通过持续学习、借鉴标杆项目的先进经验，达到不断改进甚至超越标杆项目的目的，最终提高企业自身竞争力。

数据包络分析(DEA)[2]是用于评价多输入-多输出的复杂系统中具有可比性的部门或单位相对有效性的一种分析方法。应用 DEA 方法测定决策单元的相对有效性，可找出处于生产前沿面上的有效决策单元， DEA 模型确定的有效决策单元可作为标杆。同时对相对无效的单元，运用“投影原理”，可找出投入产出的调整方向及调整量，通过调整达到有效。

1.2 CCR 与综合技术效率

DEA 的基本模型是 CCR 。投入导向的 CCR 模型如下。假设有n个决策单元，评价每个决策单元DMUj相对有效性的 CCR 模型为线性规划方程，如式 (1) 所示：

其中：Xj=(x1j，x2j，…xmj)，Yj=(y1j，y2j，…ymj)分别为DMUj的输入向量和输出向量。这是为构造一个假想的有效决策单元，组合中第j个决策单元所占比例；S-=(s1-，s2-，…sm-)T，S+=(s1+，s2>+，…sm+)T 为松弛变量。

CCR 模型下求出的效率θ(0≤θ≤1)为综合技术效率。这个评价效率同时代表技术效率和规模效率。θ=1 的绿色建筑项目，技术有效且规模有效。技术有效表明此项目投入产出达到了最佳，不存在投入冗余和产出不足；规模有效表明此项目处于规模收益不变的生产方式，输入增加比例与输出增加比例一致。如θ＜1 ，则此项目相对无效，即非技术和规模同时有效。无效原因除了可能来自于自身投入产出比例不合理，还可能是规模因素[4]。

1.3 政府视角下绿色建筑标杆树立

1.3.1 确定绿色建筑项目范围

由于 DEA 模型中的决策单元必须是同类型、具有可比性的单元，树立绿色建筑标杆项目应分区域进行。可根据绿色地图，在同一地区中选择同类型已获得绿色建筑评价标识的典型项目作为决策单元进行分析。GB/T 5037─2014 的最大的特点是调整了评价方法，对各评价指标分别评分，并以总得分率确定绿色建筑等级。一星、二星、三星 3 个等级的绿色建筑都应满足标准中所有控制项的要求，且每类指标的评分项得分率不应 ＜50%。3 个等级的最低总得分率分别为 50%、65%、80%。由此可对不同定位的绿色建筑项目(达标型、实效型、领先型)进行划分，如表1 所示。

表1 绿色建筑项目不同定位下的总得分率

从政府的角度来看，政府希望开发的绿色建筑项目偏向实效型，同时合理的选用新技术。因此，本文旨在政府视角下树立绿色建筑标杆，项目范围限定为实效型项目。

1.3.2 构建绿色建筑标杆树立指标体系

本文旨在考量绿色建筑项目在投入产出上的有效性，界定投入为增量成本，产出为增量效益。考虑数据的可得性和分析的便利性，构建如下指标体系。

输入指标：X1增量成本(为满足“节能与能源利用” 和“节水与水资源利用”两大指标所付出的增量建造成本)。

输出指标：Y1单位面积年节电量；Y2单位面积年节水量。

最后，应用式(1)及投入产出的具体数据进行有效性判断，CCR 模型下效率值为 1 的项目即为政府视角下的标杆。

1.4 绿色建筑标杆项目树立的实用性分析

叶祖达等[3]指出，虽然设计目标为同一星级水平，但设计单位与开发商对技术的具体选择不一定有高经济效率性。这种技术措施选择上的盲目性使得很多开发商对绿色建筑望而却步。为此，可对 CCR 模型下筛选出的有效项目所应用的技术措施进行统计分析，列出同地区同类型同星级的标杆项目选用技术措施的清单。缺乏经验的开发商可以此为依据，同时结合考虑特定项目所处地理环境等可能影响技术选择的因素，选取适合的绿色建筑技术。

另外，绿色建筑产生的环境价值、社会价值的享有者除了成本支付者以外，还包括社会群众。这种外部性使得绿色建筑的发展无法单纯依靠市场机制达到帕累托最优状态[4-5]。政府作为社会群体的代表，理应为绿色建筑成本支付主体(开发商和消费者)提供一定的经济激励。现阶段，政府的补贴政策之一是根据项目所获评价标识等级来确定补贴力度，但此方法既忽略了项目间的差异性，又不能有效激励开发商将开发达标型项目的意愿转为开发实效型项目。CCR 模型下，从所选决策单元范围及标杆树立指标体系的输入输出指标可以看出，确定的标杆是实效型绿色建筑中的佼佼者，这正符合政府所希望的绿色建筑定位。基于此，可确定补贴基数为实效型中有效项目增量成本的均值：政府补贴力度=补贴系数×补贴基数。

补贴系数的确定要考虑到政府补贴力度不大于项目带来的环境、社会价值等条件，非本文论述重点，不再继续探讨。达标型项目在此补贴力度的基础上下降一个档次，领先型可在此力度上增加采用新技术的补贴。这种综合性的补贴方式，以项目所达到的实效程度为基准，使得开发商必须力争达到直至超越实效型绿色建筑水平，仅仅以达标为目标将难以取得竞争优势。基于标杆的补贴基数的确定，能更有效的推进绿色建筑的健康发展。

2 开发商绿色建筑标杆选择

现阶段，大力发展绿色建筑已是实现可持续发展的重要战略途径[6]。开发商作为绿色建筑产品生产的发起者和组织者，其开发热情与绿色建筑的发展息息相关。企业在绿色建筑上的竞争力是影响开发商是否选择绿色建筑的关键因素之一，而向标杆学习则有助于开发企业改进自身能力。CCR 模型评价相对效率时可能得到多个效率值为 1 的决策单元，有效决策单元间的效率水平无法进行比较，导致有效项目难以找到标杆，而无效项目又面临几个优于自身的有效项目，标杆树立同样受阻。本文应用超效率 DEA 模型以及系统聚类法以弥补这种缺陷。

2.1 超效率 DEA 模型与超效率

为了弥补 CCR 模型对有效决策单元无法进行排序的缺陷，Andersen 和Petersen[7]提出了一种 DEA 超效率(Super-Efficiency)。SE-DEA 的基本思想是在对第j个决策单元计算超效率时，将此单元排除在外，用其他决策单元投入产出的线性组合替代。在 SE-DEA 模型中，无效决策单元的超效率值与基本模型中保持一致，但在基本模型中效率值为 1 的有效单元，超效率值θ≥1。具体模型如式(2) 所示：

2.2 系统聚类法

为了保证标杆的可追赶性，以输入指标──增量建造成本为基准进行聚类分析，基本步骤如下：

(1) 先将n个项目的增量建造成本从小到大排列，各看成一类，G1，G2, ……Gn。计算相邻两类的距离D(Gi，Gi+1)= (i=1，2，…n-1) ，Ci为项目i的增量建造成本。

(2) 将距离最近的两类合并为新类，然后计算新类与相邻类的距离，如果全部的类都已成一类，则过程中止。

2.3 开发商绿色建筑标杆选择及效率改进

2.3.1 标杆选择方法设计

DMUj的最佳标杆选择按如下步骤进行：

(1) 寻找可比照组。按照系统聚类得到的分类结果确定每个项目的可比照组。组内项目的增量成本较为接近，对于开发商而言具有可追赶性。

(2) 比较超效率值确认标杆。在组内寻找超效率值超过DMUj的项目，并确定其中最大超效率值对应的项目为最佳标杆。若某项目超效率值为组内最大，其标杆定为邻近组内超过自身的最大超效率值对应项目。

2.3.2 效率改进方法

标杆选择的后续阶段即为效率改进。本文提出的的效率改进方法分为以下步骤：

(1) 确定决策单元集。标杆选择方法已经为绿色建筑项目找到了成本上可追赶的最佳标杆。假定DMUj的标杆为DMUk，确定决策单元集包含所有以DMUk为标杆的项目，同时DMUk也作为集合中的一个元素。

(2) 确定投入冗余及产出不足量，并进行调整。式(1)是含有松弛变量的 CCR 模型，模型求解结果可以得到投入和产出的调整量，按照松弛变量进行调整，无效决策单元会达到生产前沿面而变为有效。DMU0在生产前沿面上的投影如式 (3) 所示：

3 实证分析

现选取某地区 11 个已获得三星级评价标识的住宅项目(实效型)作为决策单元进行实证分析，原始数据见表2。

表2 11 个决策单元的输入输出数据

运用 DEAP2.1 及 Lindo 软件，对 11 个决策单元进行有效性判断，评价结果见表3。

表3 DEA 模型评价结果

由表3 可知，共有 5 个项目的效率值为 1，超效率值＞1。CCR 模型下 11 个项目中的有效项目为 1号、 2号、6号、9号、10号，这些均可作为政府视角下的标杆进行公示。统计这 5 个项目所选用的技术措施，发现多选用了技术成熟、应用广泛的措施，譬如高效照明、太阳能热水系统等。统计 5 个标杆项目的增量建造成本，均值为 31.826 元/m2，补贴基数可定为 31.826 元/m2，即此地区获得三星级评价标识的住宅项目(总得分率处于实效型区间)以 31.826元/m2的增量建造成本为基准制定补贴策略，增量建造成本包括节电和节水成本。

应用系统聚类法，以绿色建筑项目的输入指标为依据进行聚类分析，根据聚类结果，将项目分为三类：第一类包括1 号、2 号，第二类包括 3 号、4 号、5 号、6 号，第三类包括 7 号、8 号、9 号、10 号、11 号。

根据标杆选择方法可确定每个项目的标杆，具体如表4所示。

表4 绿色建筑项目最佳标杆选择结果

由表4 可知，本文提出的效率选择方法，能同时为有效及非有效项目找到最佳标杆。对于没有找到标杆的项目，其原因在于其自身超效率值较高。

就效率改进而言，本文以项目 7 号为例进行说明。由表3 可知， 7 号的最佳标杆为 10 号，以 10 号 为最佳标杆的项目还包括 8 号、9 号、11 号，确定决策单元集合为U={ 7 号，8 号，9 号，10 号，11 号 }。

计算含有松弛变量的 CCR 模型，得到松弛变量如表(5) 所示。

表5 投入产出松弛变量表

7 号选择 10 号 为最佳标杆，为了通过标杆学习达到有效，需要调整投入产出量。7 号初始投入为 59.650 元/m2，产出为 14.3 kWh/m2·a、0.49 m3/m2·a。根据式 (3)，7 号的投入应调整为 39.130 元/m2，产出不存在不足，仍为原值。

4 结 语

为了推进绿色建筑的快速发展，本文从政府角度出发确定了标杆项目，并据此提出了相应的制定补贴策略的思路。既可以有效激励开发企业开发符合可持续发展思想的实效型绿色建筑项目，也可以鼓励新技术的开发使用。本文还为开发商选择具有可追赶性的标杆项目设计了策略，并提出了改进效率的方法。本文的研究结果对绿色建筑的健康发展将有所裨益。

[1] 冯曌.标杆管理[M].北京:中国纺织出版社,2004.

[2] 魏权龄.数据包络分析[M].北京:科学出版社,2004.

[3] 叶祖达,李宏军,宋凌.中国绿色建筑技术经济成本效益分析[M].北京:中国建筑工业出版社,2013.

[4] 宁德保,李莹.基于 DEA 方法的我国建筑业效率评价研究[J].建筑经济,2012(7):5-8.

[5] 林敏,张福生,陈敏佳.发展绿色建筑的激励约束机制研究[J].建筑经济,2012(8):16-18.

[6] 刘玉明.北京市发展绿色建筑的保障体系建设研究[J].建筑经济,2013(5):20-23.

[7] ANDERSEN P，PETERSEN N C. A Procedure for Ranking Efficient Units in Data Envelopment Analysis[J]. Management Science，1993,39(10):1261-1264.