绿色建筑成本影响因素评价研究

王连月，曲晓伟，曲荣荣

(1.青岛理工大学 管理工程学院，青岛 266525；2.山东省高校智慧城市建设管理研究中心，青岛 266525)

在我国，绿色建筑的概念被越来越多的人所认可，绿色建筑在社会、经济、环境等方面带来很高的效益，然而，绿色建筑的高成本问题一直居高不下，导致绿色建筑并没有得到较快的发展[1]，已有的研究大多从增量成本效益方面对其进行研究[2]，很少通过深入的分析绿色建筑成本控制影响因素来降低其成本。因此需要建立合适的绿色建筑成本影响因素评价体系反映存在的问题，为解决绿色建筑高成本问题提供一定的理论依据。

WU X等[3]通过分析绿色建筑增量成本影响因素，提出了技术措施、项目区域、定位以及可行性研究时间四个影响因素，进而提出相应的控制绿色建筑成本的措施。何向彤[4]选择了24个影响绿色建筑成本的因素，通过主成分分析法得到六种关键的影响因素，分别为施工水准、政策法规、材料成本、该地人文环境、项目目标、绿色建筑技术。安玉华等[5]通过改善模糊数学与BP神经网络来建立绿色建筑成本估算模型，为绿色建筑成本估算提供有价值的参考。

目前对绿色建筑的研究关于成本控制的研究较少，尤其是成本控制的影响因素，研究方法相对简单，人们对科学严谨性和应用可行性有许多疑问。本文将物元分析与模糊综合评价结合建立评价体系，对影响因素进行分析，进而提出相应的应对措施，期望为绿色建筑成本的有效控制提供理论意义以及实际价值。

1 构建绿色建筑成本影响因素评价体系

1.1 建立评价指标体系

通过文献分析法，搜集整理绿色建筑相关的文献，对绿色建筑成本影响因素进行识别。通过中国知网CNKI数据库，检索2000—2019年关键词为“绿色建筑成本”的文献共102篇，依据关键词频次总结法，进行初步筛选，选取频次不低于5次的关键词，见表1 。构建绿色建筑成本影响因素评价体系，见表2。

表1 绿色建筑成本影响因素

表2 绿色建筑成本影响因素评价体系

1.2 确定权重

1) 层次分析法步骤。

第一步：构建层次结构模型。

第二步：确定标度并构建判断矩阵。在确定各层次各因素的权重时，比较各因素的重要性，得到判断矩阵B。各专家对各个影响因素的重要性赋予权重，将数据以矩阵的形式表达出来即组成判断矩阵B，采用1—9分标度法进行分值的界定[6]，见表3。

表3 重要性标度含义

第三步：计算权重向量。将判断矩阵B的列向量归一化求得指标权重系数：

(1)

计算判断矩阵B的最大特征值：

(2)

第四步：层次单排序一致性检验。在得到最大特征值和权重系数后，需要计算一致性指数IC进行一致性检验。

(3)

(4)

式(3)(4)中：IC为一致性指数；RC为随机一致性比率；IR为平均随机一致性指标，取值见表4。

表4 平均随机一致性指标取值

RC≤0.1则判断矩阵的一致性可以接受，否则需重新进行判断计算。

(5)

完成总排序后仍需进行一致性检验，第p层单排序一致性指标为ICj(p),平均一致性指标为IRj(p)，则

(6)

RC(p)<0.1则可以计算判断矩阵的整体一致性。

2) 熵值法步骤。

第一步：求各指标的信息熵。假设指标Xji的分值为Yji，则信息熵为

(7)

(8)

第二步：确定指标的权重。

(9)

3) 确定综合权重。假设层次分析法和熵值法所计算的指标权重分别为αi，βi综合权重为ωi[7]，取折中系数ε，则

ωi=εαi+(1-ε)βi

(10)

式中：ε的取值范围为[0,1]，通过查阅相关文献并结合本案例的真实情况，ε取值为0.5。

1.3 构建绿色建筑成本影响因素综合评价模型

模糊物元是指将量值的模糊性和物元相结合，用基本元(事物、事物特征、模糊量值)对事物进行描述，这种基本元即为模糊物元[8]。综合评价方法很多，且应用广泛，但每一种方法都有主要的应用领域，没有一种方法可以适合各种场所[9]。具体步骤如下：

1) 待判断物元：

(11)

2) 计算关联函数：

(12)

其中，φ(xoj，Xij)为待评价物元的特征值到经典域的距离，

(13)

(14)

3) 计算待评价物元在等级Ni上的优度：

(15)

将Ki(xoj)组成的矩阵记为关联度模糊物元RK。

(16)

将指标对应的权重组成的向量记为权重物元Rω。

(17)

依据式(15)算出各级因素优度：

(18)

(19)

2 案例分析

本文选取济南的一处绿色办公楼项目，该建筑总建筑面积66 096.55 m2，地上七层，地下两层，总高度为79.05 m，容积率2.43，绿地率为40.26%，采用钢筋混凝土框架剪力墙结构，具体评价过程如下：

2.1 成本影响因素权重的确定

2.1.1 数据的收集处理

本研究的数据来源于专家打分，以网络渠道向施工、建设、设计以及监理单位共发送50份问卷，回收37份，去掉异常问卷6份，回收率为62%。由于条件限制，调查数据较少，存在一定的局限性。熵权法数据通过调查实际案例情况，邀请该项目的施工单位、监理单位及建设单位进行打分。

2.1.2 层次分析法权重的确定

依据式(1)—(6)可得各级因素的权重，计算结果见表5。

表5 层次分析法影响因素权重

依据式(7)—(9)计算成本影响因素的信息熵，据此得出差异因素及权重向量，结果见表6。

表6 熵权法结果

依据式(10)计算综合权重，并对一、二级因素进行反向修正，结果见表7。

表7 熵值法修正层次分析法

2.2 基于模糊物元的成本影响因素综合评价模型

2.2.1 评价等级的划分

通过走访绿色建筑研究领域的5位专家对绿色建筑成本指标体系数据进行百分制评分，修正等级划分标准，将影响绿色建筑成本的因素划分为五个等级，影响程度分为小、较小、一般、较大、大，见表8。

表8 成本影响因素等级划分

M1：对绿色建筑成本造成微小的增量，可忽略不计，无需采取措施。

M2：对绿色建筑成本造成较低的增量，对成本控制影响较小，无需采取措施。

M3：对绿色建筑成本造成一定数额的增量，对成本控制影响程度为一般，在设计阶段应进行关注，减少成本的增加。

M4：对绿色建筑成本造成较大数额的增量，需付出较大的额外成本才能实现项目的目标，对成本造成实质性的影响，需采取相应措施控制成本。

M5：对绿色建筑成本造成巨大数额的增量，成本目标无法完成，需重点关注，采取经济、技术、组织手段降低成本。

依据式(11)，对各因素的分值计算平均值得出待评价物元，见表9。

表9 成本影响因素原始值

2.2.2 基于模糊物元的影响因素综合评价

依据式(12)—(14)计算各评价指标的关联度，见表10。

表10 单指标关联度

由表10可知，A21，B21，B22影响程度较小；A11，A12，A14，A22，B12，B23，C11，C12，C22，C23影响程度一般；A13，A23，B11，C21影响程度较大。

依据表9得出三级影响因素的关联度矩阵，见表11。

表11 三级影响因素关联度

根据式(17)计算三级因素权重物元矩阵：

根据式(12)—(16)得到二级因素关联度模糊物元矩阵如下：

根据式(17)计算二级因素权重物元：

依据式(12)—(16)得到一级因素关联度模糊物元矩阵如下：

根据式(17)计算一级因素权重物元：

该工程的综合优度见表12。

表12 综合优度

2.3 评价结果分析

依据最大关联度原则，能源利用A2和绿色施工B1等级为M4，对成本控制的影响程度较大，需重点进行控制。该项目的综合评价等级为M3，虽成本控制影响程度为一般，但仍应依据需要对影响较大的因素采取相应的控制措施：

1) 设计方案因素。该项目在设计时通过自然资源及增加建筑设备来满足室内的舒适性，但在利用自然资源时，考虑不全面，大大增加了建设成本。

在工程设计阶段，应先对场地及周围的自然环境进行充分的分析，更多地通过利用自然资源例如阳光、水、风、植被等来达到舒适度，合理利用周边的地形地貌来降低成本。在建筑设计中，配电室、空调冷热源、风机房的位置应由暖通、电器等相关专业人员设计。

2) 建筑材料因素。在开敞式的大空间中可以采取石膏板将内部进行灵活的隔断，经估算该工程首层至三层可以功能的有效面积为2256.58 m2，灵活隔断比例达24.87%，功能面积为561.21 m2，采用灵活隔断能够减少产生建筑垃圾，减少装修时的浪费，降低成本的同时提高了办公用房的灵活性。

我国绿色建材市场尚不规范，价格也不稳定。很多企业可能由于缺少经验而采购价格高却无法达到绿色建筑要求的材料和设备，高价采购材料和设备，不仅增加了成本，而且影响了建筑质量。因此，企业应充分考虑项目本身的特点，合理配置技术措施，选择环保型建筑材料，降低用水量，提高资源利用率和材料回收利用率，重视建筑垃圾的分类回收。

3) 施工技术因素。该项目采用的技术主要有太阳能热水系统、地源热泵系统、太阳能光伏系统，在技术方面没有任何的创新，水准低于绿色建筑需求的技术水平，技术方案缺少全面性和系统性。

绿色建筑需要采用相应的绿色技术来提高资源利用率，但在采取技术措施之前，必须明确项目的绿色设计等级目标。明确绿色建筑建设的目标可以降低资金和时间风险，有效控制成本。

4) 成本控制意识。通过考察相关人员是否接触过绿色建筑建设的管理，发现大部分人员均无绿色建筑建设管理经验，因此应培养全员的成本管理意识。依据成本目标的要求，将成本控制任务落实到个人，依据任务完成结果，实行激励与惩罚制度。

目前，绿色建筑的发展还不是很成熟，要及时组织相关管理人员进行学习，将成功案例与项目相结合，了解绿色建筑的新技术、新方法。技术人员应根据项目的绿色等级建设目标和绿色建筑标准，合理选择绿色技术方案。招标采购人员要了解材料市场，掌握绿色建筑所用绿色材料的特点，在保证施工顺利进行的前提下，实行限额领料制度，提高材料利用率。成本管理人员要多学习成功案例的经验，做好绿色建筑成本数据的收集和处理，定期对实际成本和计划成本进行分析，做好核算，及时控制成本偏差。

3 结论

通过层次分析法和熵权法相结合确定权重，既参考了专家的实际经验又结合了实际的工程，所得到的权重结果更加真实可靠。将能较好解决不相容问题的物元分析与处理不确定性问题的模糊数学结合，构建模糊物元评价模型。将此模型运用到实际工程项目中，项目结果表明基于关联度分析可知关键因素为设计方案、建筑材料、施工技术、成本控制意识。基于综合优度分析，能源利用与绿色施工为主要影响因素。实例分析验证了该模型的可行性，有效分析查找影响绿色建筑成本控制的主要因素，为业主在建设过程中进行成本控制提供了一个可操作的评价工具。