基于AHP的農(nóng)村住宅舒適性評價

郭 陽，郄恩田，李 勇

（武漢科技大學城市建設學院，武漢 430065）

目前，我國農(nóng)村住宅建設正處于高速發(fā)展期，每年新增住宅建筑面積在7～8億m2。近幾年，各地政府按照統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展的要求，采取了一系列支農(nóng)惠農(nóng)重大政策，對改善農(nóng)宅的居住質(zhì)量起到了很大的推動作用，但仍舊存在一些問題，主要表現(xiàn)為：對村落空間形式、環(huán)境創(chuàng)造等給予了更多的關注，忽略總體布局形式對單體住宅的舒適性影響；忽視不同地區(qū)的農(nóng)村自然環(huán)境、經(jīng)濟狀況等的差異，沒有因地制宜地采取與農(nóng)村住宅相對應的低成本建造技術來解決農(nóng)村住宅的建造問題；缺少對農(nóng)民生活行為模式的深入研究，試圖以一種或數(shù)種固定房型來滿足多樣化的居民生產(chǎn)生活需要等。當前，國家正大力推進農(nóng)村城鎮(zhèn)化建設，在這一過程中，農(nóng)村住宅的舒適性應給予足夠的重視。

我國的農(nóng)村住宅多以農(nóng)民自建房為主，其對舒適性的考慮更多的是依據(jù)經(jīng)驗和風俗習慣等來確定，缺少對其影響因素的定量評價。因此，在當前城鎮(zhèn)化過程中有必要采取一種科學、合理的方法來分析農(nóng)村住宅舒適性的影響因素。目前有關農(nóng)村住宅舒適性的研究大多是研究者根據(jù)實地考察并結(jié)合經(jīng)驗等方法給予評價，其結(jié)論的客觀性受人為因素影響較大。因此，如何選擇合理的評價方法對農(nóng)村住宅舒適性進行評價就顯得尤為重要。

AHP（Analytic Hierarchy Process）是美國運籌學家T.L.Saaty等人于20世紀70年代提出的一種定性與定量相結(jié)合的多準則評價方法，它是把復雜問題中的各影響因素通過劃分為相互聯(lián)系的有序?qū)哟?，使之條理化、簡單化，以便于對復雜系統(tǒng)進行分析。AHP的核心是根據(jù)問題的總目標和決策方案構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型，通常將其分為目標層A、準則層B和方案層C三個層次，然后運用兩兩比較的方法確定決策方案C相對于目標層A重要性的權重，進而做出比較客觀的決策。該文采用AHP構(gòu)建農(nóng)村住宅舒適性評價體系層次結(jié)構(gòu)模型，明確各因素的影響程度并進行排序，并為農(nóng)村住宅的舒適性設計提供一些參考。

1 層次結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建

構(gòu)建評價模型首先要對問題有明確的認識，并確定各影響因素之間的從屬關系，然后建立評價系統(tǒng)的遞階層次結(jié)構(gòu)。宅基地選址、建筑形式、建造質(zhì)量、通風、朝向、遮陽、窗墻比以及經(jīng)濟狀況等因素都直接或間接地影響著農(nóng)村住宅的舒適性，例如圍護結(jié)構(gòu)有外墻、外門窗、屋頂?shù)鹊膫鳠嵯禂?shù)以及外門窗的氣密性等直接影響因素；生土結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)等各種結(jié)構(gòu)形式都會對住宅的舒適性產(chǎn)生不同程度的影響。通過相關數(shù)據(jù)資料，結(jié)合農(nóng)村住宅建設的實際情況，構(gòu)建由目標層A、準則層B、指標層C組成的層次結(jié)構(gòu)模型，見表1。

表1 層次結(jié)構(gòu)模型

2 判斷矩陣的構(gòu)建

首先以目標層A（即農(nóng)村住宅舒適性）為準則，對準則層要素B進行兩兩比較判斷，結(jié)合有關資料及相關文獻確定判斷矩陣元素值，建立判斷矩陣A＝（aij）n×n（式中aij為因素i相對于因素j的重要性量化值，aji＝1/aij，aij取值見表2），得到如表3所示判斷矩陣A－B；同理，以B為準則可得到判斷矩陣B－Ck（其中k＝1，2，3，4，5，6），見表4～表9。

表2 1～9標度的含義

表3 判斷矩陣A－B

表4 判斷矩陣B1－C

表5 判斷矩陣B2－C

表6 判斷矩陣B3－C

表7 判斷矩陣B4－C

表8 判斷矩陣B5－C

表9 判斷矩陣B6－C

3 層次單排序及一致性檢驗

在構(gòu)造判斷矩陣A之后，求出判斷矩陣A的最大（絕對值）特征值λmax，再利用其所對應的特征方程AW＝λmaxW求解出相應的特征向量W，然后將W做歸一化處理，即為同一層次上的各個因素相對于上一層次中某個因素的重要性權重，這個過程稱之為層次單排序。由于客觀事物的復雜性，在構(gòu)造判斷矩陣進行兩兩對比時，我們的認識常常帶有很大的主觀性和片面性，致使在估計的過程中難免存在誤差，進而影響單權重系數(shù)的可信度。因此，在構(gòu)造判斷矩陣A之后，還必須進行一致性檢驗，見式（1）

式中：CI為一致性檢驗指標；λmax為判斷矩陣最大特征值；n為判斷矩陣階數(shù)。

計算一致性比例C.R.＝CI/RI，其中RI值見表10。當C.R.＜0.1時，判斷矩陣滿足一致性要求；當C.R.≥0.1時，應當對判斷矩陣進行適當?shù)男拚蛘呱釛?。同理，準則層B也需進行一致性檢驗，見表11。

表10 隨機一致性指標RI值

表11 層次單排序及一致性檢驗

4 層次總排序及其組合一致性檢驗

在上述各層次的單權重系數(shù)確定之后便可由遞推運算判斷各層次間因素的組合權重系數(shù)，組合權重系數(shù)是綜合考慮準則層B和指標層C上各因素的權重系數(shù)后，得出的相對于目標層A的權重系數(shù)，稱之為層次總排序。由3中判斷矩陣已求得B層各因素的單權重系數(shù)為Bj，C層各因素的單權重系數(shù)為Cij，則C層各因素的組合權重系數(shù)為BCij，見式（2）

層次總排序要進行組合一致性檢驗。類似地，當C.R.＜0.1時，可以認為層次總排序結(jié)果滿足一致性要求，否則需要重新調(diào)整判斷矩陣。見式（3），式（4）

計算指標層C層所有元素相對于最高層目標層A的權重，并按相對重要性進行總排序，同時進行整個評價體系模型的一致性檢驗，C.R.＝0.035 2＜0.1，即說明總排序的結(jié)果滿足一致性要求，見表12。

表12 層次總排序及其組合一致性檢驗

5 評 價

在影響農(nóng)村住宅舒適性的第一層因素中，相對重要性依次為圍護結(jié)構(gòu)、建筑形式、結(jié)構(gòu)形式、布局等；在第二層影響因素中，最主要的影響因素為窗墻面積比，其后依次是外門窗材料、通風、建筑物朝向、外墻材料、遮陽設施等。綜上所述，AHP不僅能夠客觀地對農(nóng)村住宅舒適性進行評價，還可以根據(jù)各因素影響程度的不同對其提出針對性的改善措施。因此，在農(nóng)宅的建設過程中，應特別注意外圍護結(jié)構(gòu)和建筑形式兩方面，嚴格控制窗墻面積比、提高外圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能、組織有利的穿堂風、布置有利住宅朝向等措施是提高農(nóng)村住宅舒適性的有效途徑。

［1］ 劉 崢，王世寧.農(nóng)村住宅節(jié)能的影響因素分析與評價［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學，2011，39（15）：9219－9220.

［2］ 杜運興，趙光超，周芬.區(qū)域安全住宅登記評價方法研究［J］.湖南大學報，2011，39（1）：21－26.

［3］ 謝季堅，劉承平.模糊數(shù)學方法及其應用［M］.4版.武漢：華中科技大學出版社，2013.