企业视角下装配式建筑节能减排评价研究

李琦LI Qi；成梓煜CHENG Zi-yu；王清宇WANG Qing-yu；尤绍昀YOU Shao-yun

（北方工业大学土木工程学院，北京100144）

0 引言

中国“十四五”时期对经济社会发展提出了绿色发展的新目标：绿色转型成效显著，能源资源配置更加合理、利用效率大幅提高，单位国内生产总值能源消耗降低13.5%，二氧化碳排放降低18%，提出了“推进新型城市建设”的战略目标，建设宜居、创新、智慧、绿色、人文、韧性城市[1]。随着经济逐渐发展和人民生活水平不断提高，人们对于美好生活环境的需要也在不断增长。值得指出的是，节能减排的意识已经贯穿到人民生活的方方面面[2]，人民作为建筑行业的消费者，随着其环境意识的增强以及装配式建筑市场更加激烈的竞争，相关装配式建筑企业要想生存并持续发展，则需要在保证建筑质量的基础上，满足人民日益增长的对美好环境的需要[3]。装配式建筑可将大量的现场作业工作转移到工厂中，在现场直接利用工厂制作完成的构件进行安装，因而其具有节能环保、绿色施工的特点，也因此被广泛应用。相比于国外的发展，我国装配式建筑发展起步较晚，仍有较大的发展空间。

根据住房与城乡建设部对《关于加快新型建筑工业化发展的若干意见》解读，要重点开展新型建筑工业化项目评价。目前有许多学者已经从装配式建筑的各类效益出发进行评价了评价体系的研究，张恒等人[6]从全生命周期视角下对装配式建筑综合效益进行研究，得出技术研发费用、资源节约效益、结构工程成本对装配式建筑综合效益影响较大。任晓宇等人[7]将全生命周期分为决策设计、构件生产和运输、施工、运营使用及报废回收五个阶段，从经济、环境、社会、资源四个方面对装配式建筑可持续发展进行评价，为装配式建筑的发展提供了新思路；石振武和王金茹[8]则通过构建装配式建筑绿色供应链结构模型，建立装配式建筑可持续发展评价指标体系，针对装配式绿色供应链的关键节点问题提出建议。

因此，对于装配式建筑节能减排的评价方法一直是一个值得研究的问题。现有的许多研究是从建筑全生命周期的角度分析装配式建筑的效益，而轻视了建筑企业作为装配式建筑市场内的“生产者”，其建造条件与节能减排密切相关，本文基于上述现状，针对既有的评价体系不足之处所做研究，以从建筑企业的视角为主，对装配式建筑的节能减排效果的评价体系进行研究，旨在为装配式建筑的节能减排评价提供新思路。

1 装配式建筑企业节能减排评价体系构建

1.1 层次分析法在评价指标体系构建中的作用

层次分析法（AHP）是一种较为主观的对非定量因素进行量化分析的方法，其凭借有利于解决多方案的分析问题的优点被广泛使用于各个领域。层次分析法解决问题的基本思路为：将复杂的多种方案和问题划分为不同的评价因素以建立层次体系，依照因素从属关系分别建立决策目标层、准则层、指标层，然后将各个评价因素根据重要程度进行两两比较，采用九标度赋值，构造判断矩阵，根据判断矩阵计算进行层次单排序和层次总排序，并进行一致性检验。依据总排序对事物进行综合评价[5]。综上所述，层次分析法在装配式建筑企业节能减排评价体系构建中具有良好的适用性，能够帮助决策部门科学地衡量装配式建筑的节能减排效果，针对性地制定装配式建筑节能减排的相关政策，促进建筑业节能减排进程的发展。

1.2 装配式建筑节能减排评价层次结构模型

本文的研究重心在于通过科学的方法评价从企业视角出发对装配式建筑节能减排效果进行评价，建立科学的评价体系最主要的影响因素是指标体系的选择及权重的确定。因此，本研究在指标体系的选择上通过参考有关专家意见，最终圈定从建筑企业角度出发，装配式建筑实现节能减排过程中所受到的影响主要来自四个方面的因素：企业装配式相关技术、企业基本条件、建造过程中物料消耗、社会因素，将企业视角下装配式建筑节能减排评价标准分为三个层次：目标层、准则层、指标层。

表1 九标度赋值及其含义

表2 企业视角下装配式建筑节能减排评价标准层次结构

1.3 判断矩阵的建立

通过专家调查的方法确定两元素的重要程度，基于九标度赋值的方法为装配式建筑节能减排评价的层次结构模型构造判断矩阵。

A—B的判断矩阵：

B1-C1的判断矩阵：

B2-C2的判断矩阵：

B3-C3的判断矩阵：

B4-C4的判断矩阵：

1.4 一致性检验

考虑到层次分析法一定的主观性，需要对判断矩阵进行一致性检验，避免认为评价的逻辑错误，一致性指标用CI来表示，CI值越小，判断矩阵一致性越好。同时，为了更好地判断和比较一致性，引入随机一致性指标RI，其与判断矩阵的阶数有关，数值见表3。为避免随机误差对结果的影响，再次引入一致性比率CR。在层次分析法中，一般使用一致性指标CI和随机一致性比率CR来检验判断矩阵的一致性。式中λmax为判断矩阵的最大特征值，n为矩阵的阶数。

表3 RI数值表

当CR<0.10时，认为矩阵的一致性令人满意。当CR≥0.10时，需要调整判断矩阵知道随机一致性比率回归到正常水平。

1.5 层次总排序

计算各层元素对目标层的合成权重。

经上述步骤求得准则层对目标层的判断矩阵，对照上述步骤再次求得各个方案层对准则层的判断矩阵，结果见表5。

表5 企业视角下装配式建筑节能减排评价各因素权重

由于层次单排序均通过一致性检验，故不再进行层次总排序的一致性检验。

2 结论

本文通过专家问卷调查的方式获得了有关装配式建筑节能减排评价的相关数据，建立了有效的AHP评价模型，给出了各个因素的权重占比，有利于我国政府以及装配式建筑企业重点发展和改进重要因素，促进建筑产业绿色节能发展，改评价体系覆盖面全，具有良好的实用性和可操作性，可为日后建筑产业节能评比提供依据。

装配式建筑由于大部分的构件都是在工厂进行加工，运送到现场后直接吊装安装，有效的减少了大面积大范围的现场浇筑，减少了混凝土现场搅拌以及现场浇筑时产生的粉尘污染、噪声污染等污染问题，并减少了用于模板工程的木材、钢材损耗。充分体现了装配式建筑绿色环保，节能减排的优点。目前我国的装配式建筑正处于迅速发展阶段，各地也都采取了许多推行装配式建筑的政策。为进一步提高装配式建筑节能减排效益，结合本文所描述的评价体系提出以下建议。

表4 层次单排序及其一致性检验

图1 企业视角下装配式建筑节能减排评价体系指标权重柱状图

①促进装配式建筑企业相关节能减排技术的研发。节能减排技术的改进与创新，是我国推动实现建筑业节能减排进程、实现可持续建设的重要途径。政府可以根据节能减排技术的难度以及人力物力资源的耗费给予一定程度的补贴以促进企业主动寻求节能减排技术的改进。

②提高预制构件装配率。装配式建筑在设计时进行建筑标准化设计，采用“标准间”形式的“基本模数”，同一空调板、阳台等构件尺寸，减少预制构件种类，提高建筑结构的装配率。在施工阶段采用BIM技术对构件进行预拼装，并对建筑进行碰撞检测，提高预制构件的安装质量，施工时采用整体装配，提高预制构件装配率。

③提高施工材料利用率。装配式建筑在设计时可引入BIM技术。通过BIM模型分析计算建筑材料用量，精细优化结构设计，减少建筑材料的无效使用。在施工阶段利用BIM技术将场地的施工进度与工程量信息相结合起来，有效优化施工材料、机械和人力方案，进一步发挥装配式建筑高效施工的优点。