西宁市装配式建筑发展的影响因素分析

韩丽花，龚志起，2

（1. 青海大学 土木工程学院，青海 西宁 810016，E-mail：hyiluo@foxmail.com；2. 青海省建筑节能材料与工程安全重点实验室，青海 西宁 810016）

建筑业的发展以消耗大量的资源及造成不可逆的环境破坏为代价，我国每年建筑垃圾的产生量达到20亿吨[1]。近年来，我国对实现资源意识和环境友好型社会的需求不断增长，建筑行业的可持续实践中，建筑生命周期中的各种可持续绿色技术受到高度重视[2]。装配式建筑被认为具有生产高效、绿色发展的优势，已成为我国可持续改进传统建筑方式的新途径[3]。2016年，国务院办公厅《关于大力发展装配式建筑的指导意见》，明确指出“发展装配式建筑是推动供给侧结构性改革的一个重要举措”。2017年，住房和城乡建设部颁布《“十三五”装配式建筑行动方案》《装配式建筑示范城市管理办法》《装配式建筑产业基地管理办法》等文件，提出了十三五末全国装配式建筑占新建建筑的比例达到15%以上的发展目标[4]。西宁也相继印发了发展装配式建筑的实施意见，但相较东部发达省市及周边省市，目前西宁市装配式建筑的发展仍有不小差距。装配式建筑的内涵认识不清、推进政策不足、引导和品质落后，技术能力不强，经济基础薄弱等问题依然困扰着西宁市装配式建筑的发展。识别和分析影响西宁市装配式建筑发展的关键因素，进而针对性地制定推动装配式建筑发展的政策，是已被广泛证明行之有效的方式。

近年来，学者在装配式建筑发展的影响因素方面进行了较多的研究。如Xiaolong等[5]采用解释结构模型方法，得出政策法规不完善、缺乏专业知识、标准化水平低是主要的阻碍因素。王俊等[6]对我国装配式建筑混凝土结构推广方面的问题进行讨论，得出建造成本高、施工组装难度大等问题阻碍了发展。Jingke Hong等[7]通过建立成本效益框架，分析出市场需求、市场规模将对初始成本产生影响。Rui Jiang等[8]通过 SWOT分析认为政策干预、专业知识、技术能力、区域经济水平会影响装配式建筑的发展。Polat[9]通过专家访谈、问卷调查研究出模数体系不健全、运输成本高、运输能力不足、政府主导能力弱等因素影响了装配式建筑在美国的发展速度。Rahimian等[10]通过文献研究和专题分析，认为利益相关者的态度、技术水平是影响发展的重要因素。为识别和分析影响西宁市装配式建筑发展的关键因素，厘清因素之间的关系，本文在文献研究的基础上，通过问卷调查，筛选出影响西宁市装配式建筑发展的影响因素清单，采用因子分析，分析和整理关键影响因素，并通过系统动力学建立变量间的因果关系图，分析各变量间相互作用的反馈关系，以此提出相应的发展建议。

1 数据来源

1.1 识别影响因素

在中国知网、Science Direct、Scopus等中英文数据库平台进行论文的检索，检索关键词设定为“装配式建筑”“建筑工业化”“建筑产业化”“影响因素”；“off-site construction”“prefabricated building”“modular building”等，考虑到装配式建筑的发展历史，将检索期限定于 2000年以后。通过文献分析，筛选出引用量较高、代表性较强的120篇相关文献中已确定的影响装配式建筑发展的 37项因素集，作为西宁市装配式建筑发展的初始影响因素清单。

1.2 确定影响因素

先通过专家访谈，定性了解西宁市装配式建筑的发展状况，对初步识别出的 37项影响因素，采用问卷打分的方式评估问卷的适当性和合理性。访谈期间对青海目前仅有的两家装配式构件生产商管理、市场和生产技术人员发放了10份调查问卷，问卷评分表使用里克特5级量表进行评估，并用下式计算重要性评价数值：

根据专家访谈的评分结果，剔除影响较小及与西宁市发展现状不符合的因素，同时增添文献研究未识别的因素，合并意义相近的因素，最终得到24项影响因素清单如表1所示。

表1 西宁市装配式建筑发展的影响因素清单

1.3 问卷设计

以表1中的因素清单为基础，采用里克特5级量表制作问卷搜集相关数据，研究各个影响因素的权重。问卷发放采用纸质问卷和电子问卷两种方式，共发放问卷160份，通过筛选与分析，有效问卷110份，有效回收率为71.25%。满足要求，调查对象基本情况如表2所示。

2 因子分析

根据原始数据变量的相关性进行合理分组，将相关度较高的变量归为一类，用最少的公共因子来反映原始的所有数据，并达到侧重点一致、不遗漏原始数据的目的[11]。

表2 被调查者基本信息

2.1 适用性检验

采用因子分析法对原始数据进行处理前，采用克隆巴赫系数（Cronbachα）来检验信度，运用KMO和 Bartlett球形检验对数据的结构效度进行检验。根据SPPS 24.0软件进行分析，结果显示α=0.896＞0.8，KMO=0.823，sig.=0.00＜0.05，（见表 3 和表 4）。结果表明原始数据信度水平很高，各变量之间具有一定的相关性，故原始变量适合做因子分析。

表3 可靠性统计量

表4 KMO 和Bartlett的检验结果

2.2 提取特征向量和特征值

因子分析法通常将特征值大于1的因子作为公因子[12]，用SPPS 24.0软件计算出的总方差解释表中显示前5个因子初始特征值总计大于1，总的贡献率为 57.261%（见表 5）。说明原始变量可以很好地收敛于这5个公共因子，从而将24维降到了5维。

表5 总方差解释表

2.3 提取公因子

为提高24个变量对每个公共因子的荷载程度，采用最大方差法进行因子旋转，分析结果见表6所示。对公因子相对应的变量按照选取原则进行选取，变量符合要求的在表6中进行加粗显示。

表6 旋转后的成分矩阵

2.4 公共因子命名及解释

根据表6对公共因子进行整理命名，进而得到关键影响因素指标，具体分析如下：

A1中荷载系数较大的指标排序为H15、H17、H20、H16、H21，指标方差贡献率为30.689%，对应财政补贴（0.774）、政府推广措施（0.764）、开发商获得效益（0.708）、规划政策（0.636）、各主体及经验（0.617），指标主要反映以政府为主体，发展装配式建筑而建立的政策支持因素，故命名为政策支持力影响因子。

A2中荷载系数较大的指标排序为H5、H2、H12，指标方差贡献率为 8.732%，对应区域经济水平（0.740）、生产成本（0.692）、建设规范与标准（0.629），指标主要反映了技术经济条件因素对发展装配式建筑产生的影响，故命名为技术经济条件影响因子。

A3中荷载系数较大的指标排序为H23、H22，指标方差贡献率为 7.182%，对应团队协作能力（0.770）、专业现场管理人员（0.763），指标均反应装配式建筑产业组织协调管理与人员素质内容，故命名为组织管理能力影响因子。

A4中荷载系数较大的指标排序为H7、H11，指标方差贡献率为5.691%，对应设计能力（0.696）、装配施工技术（0.687），指标均反应装配式建筑发展技术方面的内容，故命名为技术能力影响因子。

A5中荷载系数最大的指标为H3，指标方差贡献率为4.967%，对应预制构件运输（0.761），指标描述的是西宁市可供选择的预制构件厂较少，高效物流体系缺失阻碍发展，故命名运输体系影响因子。

根据分析，政策支持力、技术经济条件、组织管理能力、技术能力、运输体系影响因子可以较全面地体现原始 24个变量的基本信息，即为西宁市装配式建筑发展的关键性影响因素。

3 系统动力学模型分析

3.1 模型建立

系统动力学（System Dynamics，SD）是1956年由美国麻省理工学院（MIT）的Forrest教授所提出的以解决复杂动态行为与结构的综合科学[13，14]。

装配式建筑产业系统可以视为一个复杂的结构。各相关主体之间的关系密切且复杂，需建立一个既不影响系统的作用机理又简化的关系模型。以因子分析得出的关键因子为基础，确定各变量间的因果关系，并加入一些辅助变量建立出西宁市装配式建筑发展的影响因素因果关系图及系统存量流量图。根据SD的边界确定原则，设定研究时间为2020～2050年，仿真步长为1年。

3.2 反馈分析

因果关系图中反馈系统包含正反馈与负反馈，其中（+）表示正反馈回路具有增强回路的效果，（-）表示负反馈回路具有平衡回路的效果。建立的西宁市装配式建筑因果关系图如图1所示，其中政府推广措施、企业推动力、市场需求等会影响市场供给，公众满意度、潜在效益等会影响市场需求。图1中关键的回路有4条（见表7）。

图1 因果关系图

表7 关键回路

关键回路1：这是一条正反馈回路。随着政府对装配式建筑的大力推广，促进相应的强制措施与激励政策的出台（建设规范与标准、规划政策等），增加了企业投资建造装配式建筑的意愿，新建装配式建筑面积也将增多，扩大了建造规模。在逐渐完善政策机制的基础上加大监督力度，同时政府就出现的阻碍问题继续出台相应的政策以推动发展。

关键回路 2：这是一条负反馈回路。基于企业推广力度的加大，市场供给增多促进了装配式建筑市场的发展规模，使得企业在装配式建筑的发展中投入更多资金促使达到规模经济，以减小设计、生产、运输、装配施工的成本。达到规模经济后潜在效益凸显，如企业获得更多利润、公众生活环境水平提高等，故市场供给会随之增加。

3.3 模拟运行结果分析

将参数方程输入到Vensim PLE软件中，建立的系统存量流量图（见图2），并通过模型及单位检测后，可以在西宁市目前的装配式建筑发展状况下对未来发展的情况进行模拟预测。下面对政府支持力度、新建装配式建筑的发展趋势进行预测，并对政策实施效果敏感性进行模拟仿真分析。

图2 系统存量流量图

图3 为政府支持力度增加变化趋势，在西宁目前对生态环境可持续发展需求力度及建筑业劳动力缺口因子的影响下，政府支持力度增加率由2020年的0.2605增加至2050年的0.4855。

图3 政府支持力度增加率模拟分析图

图4 为新建装配式建筑模拟变化趋势，在西宁市新建建筑面积保持相对稳定的情况及现有的政策强度下，新建装配式建筑的面积逐渐增加，到2050年增加到235.7万m2/年。

图4 新建装配式建筑模拟分析图

3.4 政策调控模拟分析

根据分析出的五类影响西宁市装配式建筑发展的关键因素，其中最主要因素为政策支持力与技术经济条件。

3.4.1 政策支持力调控模拟

假设其他政策指标不变，从2020年开始将图2的各类政策指数提高30%，并预测西宁市装配式建筑的供给与需求变化趋势。根据预测结果所示（见图5），在目前的政策状况下，西宁市到2047年前都处于市场需求大于市场供给的状况。但在提高政策支持力度后，市场供给在 2037年末就达到了市场需求量。因此，政府提高政策支持力度能够促进西宁市装配式建筑的发展。

图5 政策支持力调控模拟

3.4.2 技术经济条件调控模拟

假设其他技术经济指标不变，从 2020年开始将图2的各类技术经济指数提高30%，并预测西宁市新建装配式建筑的变化趋势（见图6）。

图6 技术经济条件调控模拟

根据预测结果（见图5（a）、图6），在目前的技术经济条件下，西宁市到 2047年前都处于市场需求大于市场供给的状况。但在提高技术经济条件后，市场供给在 2040年就达到了市场需求量。因此，政府提高政策支持力能够促进西宁市装配式建筑的发展。因此，利益相关者提高装配式技术能力以降低装配式成本也能够促进西宁市装配式建筑的发展。

3.5 发展对策

（1）西宁市政府机构需要提升政策支持力度。在进一步政策优化的基础上，借鉴其他地区发展经验，对装配式建筑发展的目标、方向、途径进行详细的规划，加快发展速度。为入驻西宁市的企业，解决土地购买、厂房选址等生产经营问题。对消费者买房贷款、利率方面可实行适当的优惠政策，增加市场需求以促进发展。

（2）应完善激励政策，推动在单价补贴、税收减免等方面政策的出台，降低技术经济成本。

（3）利益相关部门应深入研究关键技术体系、创新专用技术、引入高端设备、培养经验丰富的操作工人来提高设计与生产效率，提升施工质量。

4 结语

尽管装配式建筑被认为是解决与可持续性相关的各类问题的有效方法，但在西宁市的发展仍处于起步阶段，面临着诸多的阻碍。本文通过采用因子分析法对西宁市装配式建筑发展的 24个影响因素进行分析处理，确定政策支持力、技术经济条件、组织管理能力、技术能力、运输体系是影响装配式在西宁市发展的关键因素。并基于系统动力学验证了政策支持力、技术经济条件的提升的确能够促进西宁市装配式建筑的发展。针对关键影响因素、关键回路及验证结果提出装配式建筑在西宁市发展的对策。研究结果为西宁市制定有效推进装配式建筑发展的政策提供参考依据。