住宅建筑设计方案评价指标体系及其权重分析★

马严晨 秦 楠

(中原工学院信息商务学院,河南 郑州 451150)

0 引言

住宅建筑设计方案的优劣直接影响建设成本和建设工期，也影响住宅项目的经济效益和使用价值；经济合理的技术设计方案可以降低住宅工程造价甚至可达10%～20%，住宅建筑设计方案的评价和方案优选涉及到关于建筑经济、文化、性能和使用等多方面因素的模糊性和多种不确定性，对住宅建筑设计方案进行模糊评价，目前尚无统一的方法，如何构建住宅建筑设计方案的评价指标体系是搞好住宅建筑设计与施工的基础性工作。国内不少学者投入大量精力研究建筑设计方案的模糊评价方法，并取得了一系列的研究成果。万良等采用模糊数学对绿色建筑方案进行优选[1]，刘万琳等建立了绿色建筑设计方案的指标体系和综合评价模型[2]，刘萍等在总结国内外绿色建筑评价体系的评价方法基础上完善我国绿色建筑建筑评价体系[3]。

本文将利用层次分析法对建筑设计方案的评价目标进行多层次分解，从经济指标、技术性能、社会文化和使用功能等4个方面，建立住宅建筑设计方案模糊评价和优选的递阶指标体系。根据住宅建筑设计方案评价递阶层次结构的目标层、准则层和指标层，分别构造目标层与准则层和准则层与指标层之间的判断矩阵，并计算出了准则层和指标层的权重。

1 构建评价住宅建筑设计方案的指标体系

根据住宅建筑设计方案评价指标的完整性、相对独立性和可操作性的原则，参考GB/T 50362—2005住宅性能评定技术标准、结合住宅建筑设计方案工程实践经验和采用德尔菲法对影响住宅性能的评价指标进行筛选[4,5]。主要考虑影响住宅建筑的经济、社会文化、性能和使用等4个方面16个指标因素来构建住宅建筑设计方案评价指标体系，经济性因素(B1)是住宅建筑建造与维护的成本，满足建设单位的经济技术指标要求，也应满足客户需求支付意愿。主要包括住宅工程实际建造费用的工程造价成本(B11)，节约用地对单价造价影响的建筑空间利用率(B12)，住宅建设时间长短的建设工期(B13)，物业费用的维护成本(B14)；社会文化因素(B2)表现为建筑与社会、艺术、文化和规划等要素的匹配度，具体指艺术性、内外环境协调性、文化差异化及创新性。主要包括住宅建筑的造型与美观(B21)、绿化与美化(B22)、与规划协调性(B23)和文化兼容性(B24)；建筑性能因素(B3)是建筑安全性、功能完善、节能环保、先进性和完整性等4个方面，主要包括建筑安全性(B31)是住宅结构形式、结构的强度稳定性、住宅防震等影响住宅安全稳定等因素，建筑功能因素(B32)是房间平面空间处理、房间组合和房间通风、采光等满足人体对空间使用要求的吻合度，建筑物环保性(B33)是住宅建筑物对使用人健康和环境影响以及建筑物与自然环境的相互融合，建筑节能(B34)是指在建筑材料生产、房屋建筑和构筑物施工及使用过程中尽可能降低能耗；使用性能因素(B4)是使用者对使用建筑的舒适性、方便性和可维护性的满意程度，主要考虑生活设施完善度(B41)、功能分区合理性(B42)、管理可维护性(B43)和交通便利性(B44)。建立由目标层(A)、若干准则层(BX)及指标层(BXY)等组成的住宅建筑设计方案递阶层次结构评价指标体系如图1所示。

2 构造两两比较判断矩阵

2.1 判断矩阵构建

对住宅建筑设计方案评价指标体系中的每一层次各因素相对上一层指标重要性用标度数值1，2，…，9及它们的倒数形式给出判断，并构建成判断矩阵形式[6]。按照层次分析法对住宅建筑设计方案评价指标分别进行两两比较，利用专家咨询法使判断矩阵定量化，判断矩阵中的标度数值根据调研数据、统计资料以及专家意见综合权衡后得出，判断矩阵中bij表示bi与bj相对于上一层次指标Ak的重要性，bii=1表示元素之间自身相互比较其相对上一层次指标重要性相等，bij=1/bji表示bi与bj相对于上一层次指标Ak的重要性和bj与bi相对于上一层次指标Ak的重要性相互为倒数。

2.2 计算权重向量

计算判断矩阵每列之和，根据式(1)对判断矩阵每列进行归一化计算，得到权重判断对应的正规化矩阵[7]，判断矩阵每列的归一化计算公式如下：

(1)

求正规化矩阵的每行之和，根据式(2)对正规化矩阵的计算每行归一化权重系数，得到被评价指标的权重：

(2)

2.3 一致性检验

由于受诸种主客观因素的影响，建筑设计方案评价指标体系的判断矩阵很难出现严格一致性的情况。因此，根据判断矩阵的λmax进行一致性进行检验，判断矩阵λmax的计算公式如下：

(3)

为了检验判断矩阵的一致性，定义一致性指标为CI=(λmax-n)/(n-1)，当CI=0时，判断矩阵具有完全一致性。λmax-n愈大，CI就愈大，那么判断矩阵的一致性就差。为了检验判断矩阵是否具有满意的一致性，需要将CI与平均随机一致性指标RI进行比较。如果判断矩阵CR=CI/RI<0.1时，则此判断矩阵具有满意的一致性，否则就需要对判断矩阵进行调整。

2.4 计算权重

由住宅建筑方案设计、建筑施工、物业管理和业主等组成的专家组，专家组判别各准则之间的评价指标相对住宅建筑设计方案目标层(A)重要性进行两两比较，构建判断矩阵A-B如表1所示。

表1 判断矩阵A-B

W=[W1,W2,W3,W4]=[0.305,0.078,0.49,0.127]。

3)根据式(3)计算最大特征根和CR，CR为：

CR=0.098<0.1。

从CR计算结果可见，判断矩阵A-B满足一致性要求。

专家组判别4组指标层B1x,B2x,B3x和B4x的评价指标与它们相对应B1,B2,B3和B4的4个准则层的相对重要性进行两两比较，分别构建判断矩阵B1-B1x,B2-B2x,B3-B3x和B4-B4x，类似判断矩阵A-B的计算过程可以得到4组指标层对应其准则层的权重，指标层对应准则层权重乘以准则层对应目标层权重可以得到指标层对应目标层综合权重，4组指标层对应其准则层的权重值如表2所示。

表2 4组指标层对应其准则层的权重值

3 结语

本文较为全面地考虑了影响住宅建筑设计方案性能的4个主要方面的16个评价指标，构建了基于层次分析法的住宅建筑设计方案模糊评价指标体系和判断矩阵，为确定指标体系权重提供了一种很好的解决途径，提高确立住宅建筑设计方案评价指标和指标权重的客观性、准确性和科学性。