绿色建筑项目全寿命周期风险评价方法探析

孙玉峰，代 霞,郭 硕

(山东工商学院 a.煤炭经济研究院;b.管理科学与工程学院,山东 烟台 264005)

近年来，我国建筑行业高速增长， 2020年中国建筑能耗报告中显示，2018年建筑业从建材生产到存量运营共消耗21.47亿tce，占全国总消耗能源的46.5%[1]，表明我国大部分新建筑仍为高耗能建筑。党中央在“十四五规划”建设中明确提出“发展绿色建筑”[2]。“绿色建筑”是集节约资源、保护环境、舒适便利、安全耐久等综合性能于一体的建筑，是确保我国协同推进经济高质量发展和生态环境高水平保护必不可少的选择。但绿色建筑具备经济外部表现性、对建造技术和集成系统的高要求性等特征，与一般建筑物相比面临着更大的风险和挑战。

我国绿色建筑虽起步较晚，但整体发展较快，国内学者对绿色建筑风险方面的研究也已做出了一定的贡献。万欣[3]、王淋[4, 5]等识别并研究了与参与方有关风险间的关联关系；秦旋[6, 7]等探究了绿色建筑脆弱性与风险间的相互影响关系；莫懿懿[8]等分析了影响绿色建筑项目建设成功的主要风险因素。但现有的研究主要集中在分析风险间相互关系上，缺少从主、观的角度对风险因素进行综合的分析。本文将通过AHP、EWM和模糊综合评价相结合的方法，从宏观、中观、微观的角度分析绿色建筑项目全寿命周期风险，为进行风险管理提供理论依据。

一、绿色建筑风险因素识别

绿色建筑的目标体系包含质量、进度、安全、投资、环境和社会六个目标，其中部分目标涉及长期表现，需要以全寿命周期为限进行目标检验，因此对绿色建筑的全过程实施管控是推进其顺利发展的重要环节。通过研究绿色建筑项目的内涵、评价标准、目标体系、风险特征、经典案例，并结合文献查阅和专家访谈的方法，提出重复风险因素，识别出42项绿色建筑项目潜在的风险因素，其中决策阶段9项、设计阶段8项、施工阶段15项、试运营阶段6项、运营维护阶段4项，如表1所示。

借鉴风险层级归纳方法，将风险因素分为三层层级风险，分别为：“宏观”、“中观”和“微观”。宏观层级风险源于项目外部；中观层级风险源于项目内部；微观层级风险源于各参与方之间的相互关系。由表1可知，A1：决策阶段受宏观层级风险和中观层级风险的影响较大；A2：设计阶段和A3：施工阶段受中观层级风险和微观层级风险的影响较大；A4：试运营阶段和A5：运营维护阶段受微观层级风险的影响较大。

表1 绿色建筑项目风险因素识别

续表1 绿色建筑项目风险因素识别

二、绿色建筑项目风险因素权重的确定

(一)主观权重的确定

层次分析法(Analytic Hierarchy Process，简称AHP)是一种通过少量的数据信息将人们的思维转化成目标决策的方法。该方法能够分解复杂的系统，使人们容易接受。以绿色建筑决策、设计、施工、运营维护等阶段作为二级指标，建立绿色建筑风险评价指标体系(详见表1)，并运用AHP法把指标的主观权重确定出来。邀请12名绿色建筑领域的专家，依据他们自身熟知该领域的相关理论和实践经验，通过问卷来判断和评估风险因素间的相互重要性。

计算一级指标和二级指标下判断矩阵的最大特征λmax和特征向量α，并通过λmax与阶数n之间的关系检测判断矩阵是否满足一致性的要求，其具体计算需要三个指标：一致性指标CI、随机一致性指标RI、一致性比率CR(详见公式(1)和公式(2))，当CR<0.1，即λmax无限接近于 n 时，矩阵的一致性检测通过，否则，检验不通过，并且需要再次调整并更改判断矩阵。

(1)

(2)

根据上面的公式(1)和公式(2)可以计算出，绿色建筑项目风险指标体系中的一级指标及二级指标下的最大特征值、归一化后的特征向量、CI、RI、CR，详见下表2、表3。通过表2可以看出，一级指标和二级指标下的判断矩阵的一致性比均<0.1，这表明一致性检验均已经通过。通过表3可以看出，在专家的直觉判断下，绿色建筑项目全寿命周期各阶段的重要度排序为A4

表2 一、二级指标判断矩阵计算值表

(二)客观权重的确定

熵权法(The Entropy Weight Method，简称EWM)可以测量指标的分散程度并判断其对整体评价的影响。首先，将判断矩阵做按列归一化的处理(详见公式(3))，得到标准矩阵Mij；再利用Mij计算各风险指标的信息熵值Nj、信息熵权重γj(详见公式(4)、公式(5))，最终的计算结果如表4所示。

(3)

(4)

(5)

通过表4可以从客观的角度看出，二级指标中A3和A5的所占比重较大，说明施工阶段和运营维护阶段的风险对绿色建筑项目成功建设的影响较大；试运营维护阶段的信息熵权重较小，说明它对绿色建筑项目建设总体风险的影响性较小，但也不能完全忽略试运营阶段的风险。

表4 风险指标客观权重表

(三)风险指标权重的最终确定

根据AHP计算得到的指标权重即特征向量，具有主观性，能够反映出在专家的主观意识下指标的重要性程度；根据EWM计算得到的指标权重，具有客观性，能够反映出指标的客观规律差异。通过公式(6)将AHP和EWM计算的结果相结合，即将主观和客观相结合，得到指标的组合权重，结果详见表5。

利用二级指标下风险因素的组合权重乘以对应二级指标的组合权重值得到在绿色建筑全寿命周期风险指标体系下的综合权重，并对各指标因素进行排序，确定出风险因素中的关键因素，详见表5。

表5 风险指标权重表

ωj=Nj*αj+(1-Nj)*γj.

(6)

通过表5可以发现，将主观权重和客观权重相结合后，绿色建筑的A1：决策阶段、A3：施工阶段和A5：运营维护阶段所占的权重较大，中和了权重赋值的主观性和客观性，使得最终得到的权重值更加的科学、合理。

本文共整理了42项绿色建筑项目全寿命周期风险，将权重大于2%的风险作为关键风险，分别为B17、B11、F52、B14、B12、F51、D39、D314、B19、D311、D35、D31、B18、D313、C24、F54共16项风险要素。在这16项关键风险中，决策阶段和施工阶段中包含6项关键风险，运营维护阶段中包含占3项关键风险，占关键风险的比重较大，设计阶段中关键风险较少，而试运营阶段的风险位于风险总排序的中后部位；关键风险中中观层级风险和宏观层级风险比重较大，风险大多来源于项目内部，与项目实施过程和项目参与人员的相互关系有关。因此，管理人员应加强对绿色建筑项目A1：决策阶段、A3：施工阶段、A5：运营维护阶段及项目内部的风险管控，以确保项目的成功运行。

三、模糊综合评价

将表1中的绿色建筑风险指标体系作为评价对象指标集，借鉴以往的研究成果，将评语集划分为Ⅰ(低风险)、Ⅱ(较低风险)、Ⅲ(中等风险)、Ⅳ(较高风险)、Ⅴ(高风险)五个等级。通过专家访谈的方式，对三级指标的风险因素进行评分，上述五个等级对应的分值分别为1、2、3、4、5。把该领域专业人员对各指标的评分值进行和整合(部分详见表6)，确定出指标因素关于评语集的隶属度，并得出三级指标的评价矩阵Q。通过公式(7)，利用二级指标组合权重和该层级下的评价矩阵计算综合评价向量G，确定绿色建筑全寿命周期各阶段所隶属的风险等级，计算结果详见公式(8)、公式(9)。

表6 决策阶段下风险指标的综合评价

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)

根据综合评价结果，依据最大隶属度原则可以看出，向量G1中最大为0.39，隶属于Ⅳ等级，属于较高风险；同理可以得到向量G2、G3、G4、G5分别隶属于Ⅳ、Ⅲ、Ⅲ、Ⅳ等级，即A1：决策阶段、A2：设计阶段、A5：运营维护阶段隶属于风险Ⅳ级；A3：施工阶段和A4：试运营阶段隶属于风险Ⅲ级。

四、结论

第一，决策阶段主要受宏观和中观风险层级的影响；设计及施工阶段主要受中观和微观风险层级的影响；试运营及运营维护阶段主要受微观风险层级的影响。

第二，专家对决策阶段和施工阶段风险的关注度较高，但缺乏对项目运营维护的重视；通过熵权法从客观的角度分析能够看出，施工及运营维护阶段的风险对绿色建筑项目的成功运行起到重要的影响作用；通过将主观与客观相结合可以得到，绿色建筑项目的决策、施工以及运营维护阶段所占的权重比重较大。经过三个角度的分析发现，主观分析能够反应专家的主观意识，但可能会有所忽略；客观分析能够体现客观事实，但也会有所偏颇；而主观和客观相结合可以将两方面的特点相互综合。

第三，将风险的权重排序，把权重大于2%的风险因素作为关键风险。经过分析发现，关键风险中大部分为中观和微观层级风险，说明绿色建筑项目受项目内部实施过程和参与方之间的关系的风险影响较大。

第四，通过模糊综合评价，决策阶段、施工阶段、安全运营阶段隶属于Ⅳ级；设计阶段和试运营阶段属于Ⅲ级。Ⅲ级属于中等风险阶段，但在指标权重大于2%的风险因素中设计和试运营阶段的数量较少甚至没有，但在对绿色建筑进行风险管理和控制时也应加强重视，以保证绿色建筑项目的顺利进行。