公共綠色建筑可持續(xù)性評(píng)價(jià)研究——基于模糊層次分析法的剖析

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公共綠色建筑可持續(xù)性評(píng)價(jià)研究
——基于模糊層次分析法的剖析

張媛媛1，孟慶鉑2

1.2.天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院，天津300380

［摘要］為了對(duì)公共綠色建筑的可持續(xù)性進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過對(duì)可持續(xù)因素類別進(jìn)行分析，建立可持續(xù)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用層次分析法構(gòu)造判斷矩陣，利用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)大王古莊鎮(zhèn)行政服務(wù)中心項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)，用以證明該方法具有可行性。

［關(guān)鍵詞］模糊層次分析法；公共綠色建筑；可持續(xù)性；實(shí)用評(píng)價(jià)

一、前言

建設(shè)項(xiàng)目從建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工管理、運(yùn)營維護(hù)，到其全壽命周期內(nèi)與環(huán)境進(jìn)行（物質(zhì)、能量、信息）的交換，都會(huì)對(duì)社會(huì)、生態(tài)、資源產(chǎn)生巨大影響。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球建筑業(yè)能源的消耗占社會(huì)總能耗量的近40%，溫室氣體的排放占總排放量的50%，中國的建筑業(yè)能源消耗占總能耗量的30%。國家發(fā)改委在《綠色建筑行動(dòng)方案》中提出：“十二五”期間中國將實(shí)施城鎮(zhèn)新建建筑嚴(yán)格落實(shí)強(qiáng)制性節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。2014年起政府投資建筑直轄市、計(jì)劃單列市及省會(huì)城市的保障性住房和大型公共建筑要全面執(zhí)行綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)，2015年城鎮(zhèn)新建建筑中綠色建筑的比例要達(dá)到20%的目標(biāo)?？紤]到能源和環(huán)境因素，可持續(xù)性建筑將會(huì)成為未來的主流。

綠色建筑愈加關(guān)注能源、水、材料等資源的使用效率，同時(shí)充分考慮當(dāng)?shù)氐臍夂蛩?，通過更好地選址、設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營、維護(hù)、清理等環(huán)節(jié)減少建筑對(duì)人類健康和環(huán)境的影響。“綠色”是可持續(xù)性的一個(gè)部分，強(qiáng)調(diào)建筑在設(shè)計(jì)上應(yīng)用太陽能、日照、自然通風(fēng)、減少消耗、廢棄物的循環(huán)利用。不同綠色特征和不同規(guī)模的建筑實(shí)施綠色設(shè)計(jì)會(huì)增加項(xiàng)目總費(fèi)用的2-7%，一般會(huì)提高最初的設(shè)計(jì)成本、增添額外的設(shè)計(jì)服務(wù)費(fèi)用、委托費(fèi)用等，但是運(yùn)營成本降低、能帶給人更加健康的工作場所進(jìn)而能夠提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，因此項(xiàng)目的全壽命成本明顯降低。可持續(xù)建筑是可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)分支，可持續(xù)性評(píng)價(jià)工作能夠促進(jìn)可持續(xù)性綠色建筑從理論轉(zhuǎn)向?qū)嶋H運(yùn)營，迫切需要科學(xué)的評(píng)估方法作為技術(shù)支撐，如何科學(xué)、系統(tǒng)地定義可持續(xù)性建筑是指導(dǎo)工程建設(shè)的關(guān)鍵。量化可持續(xù)評(píng)估的指標(biāo)數(shù)據(jù)，完善可持續(xù)評(píng)估的方法，建立客觀、科學(xué)、綜合的可持續(xù)性綠色建筑評(píng)估系統(tǒng)尤為重要。

本文綜合考慮經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)和全壽命周期的運(yùn)營管理等公共智能建筑可持續(xù)發(fā)展的影響因素，結(jié)合住房城鄉(xiāng)建設(shè)部2015年頒布的《綠色建筑施工設(shè)計(jì)技術(shù)審查要點(diǎn)》，基于模糊層次分析法，建立公共綠色建筑可持續(xù)發(fā)展的評(píng)價(jià)模型，并以大王古莊鎮(zhèn)行政服務(wù)中心為例，準(zhǔn)確量化該公共綠色建筑的可持續(xù)性。

二、基于模糊層次分析法的可持續(xù)性綜合評(píng)價(jià)模型

AHP即層次分析法，將復(fù)雜問題分解為多層次、多準(zhǔn)則，是定性與定量相結(jié)合的方法。模糊層次分析法是一種利用隸屬度理論和層次分析法相結(jié)合的方法，將無絕對(duì)明確界限的問題進(jìn)行量化處理，結(jié)合專家調(diào)查給出評(píng)價(jià)矩陣得到評(píng)價(jià)結(jié)果的分析方法。具體步驟如下：

（一）公共綠色建筑可持續(xù)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)

評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇是進(jìn)行正確評(píng)估的關(guān)鍵。文章根據(jù)可持續(xù)發(fā)展的“經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性、生態(tài)可持續(xù)性、社會(huì)可持續(xù)性、運(yùn)營管理可持續(xù)性”四個(gè)方面，將評(píng)價(jià)問題依次分為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、因素層，如表1所示。

表1公共綠色建筑可持續(xù)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

（二）確定判斷矩陣計(jì)算指標(biāo)權(quán)重

根據(jù)專家知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》，獨(dú)立對(duì)同一層次中兩兩因素的重要性進(jìn)行比較，選擇1-9級(jí)別標(biāo)度，通過咨詢、反饋、匯總構(gòu)建判斷矩陣，經(jīng)過歸一化、一致性檢驗(yàn)后，確定指標(biāo)權(quán)重。要求判斷矩陣的特征值λmax稍大于矩陣階數(shù)n，其余特征根接近零。為檢驗(yàn)判斷矩陣的一致性，需計(jì)算一致性指標(biāo)，將CI與平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI比較，當(dāng)隨機(jī)一致性比例CR=CI/RI<0.10時(shí)，判斷矩陣具有滿意的一致性。

（三）模糊綜合評(píng)價(jià)

根據(jù)層次分析法得到各個(gè)因素層的權(quán)重Wf，專家結(jié)合大王古莊鎮(zhèn)行政服務(wù)中心項(xiàng)目進(jìn)行分析，對(duì)因素層進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)矩陣E表示可持續(xù)性的強(qiáng)、中、弱。評(píng)定集的數(shù)值化WE=（80，60，50），統(tǒng)計(jì)、確定單因素評(píng)價(jià)隸屬度向量，并形成隸屬度矩陣R，計(jì)算綜合評(píng)定向量S，S=WfR，及綜合評(píng)定值μ=WEST，從而判斷該項(xiàng)目的可持續(xù)性。

三、實(shí)例應(yīng)用分析

（一）大王古莊鎮(zhèn)行政服務(wù)中心概況

本工程坐落于天津市武清區(qū)京濱工業(yè)園內(nèi)，項(xiàng)目西側(cè)臨城王路，南側(cè)與大王古莊鎮(zhèn)中小學(xué)相鄰，北側(cè)與東側(cè)均為規(guī)劃路，場地市政配套設(shè)施齊全。建設(shè)總用地面積45857m2，總建筑面積25030m2，其中地上建筑面積22100m2，地下面積2930m2，建筑高度31.6m，建筑容積率0.48，建筑密度18.3%，綠地率36%。其設(shè)計(jì)形象為“風(fēng)車型的整體造型，營造舒展的建筑體量和豐富的建筑空間”，建筑主體一、二層采用架空設(shè)計(jì)與裙房相連，主體大廳部分整體落地，通過建筑主體及裙房之間的體量對(duì)比來達(dá)到突出建筑整體氣勢。

（二）使用專家調(diào)查法確定判斷矩陣的值

通過專家打分法邀請(qǐng)專家對(duì)表1中的各級(jí)指標(biāo)兩兩相對(duì)的重要性進(jìn)行比較，構(gòu)成判斷矩陣以確定各指標(biāo)權(quán)重，其構(gòu)成的判斷矩陣如表2—表6所示。

表2　A—Bi指標(biāo)判斷矩陣

一致性比例：0.0300；對(duì)“公共綠色建筑可持續(xù)性評(píng)價(jià)A”的權(quán)重：1.0000；λmax：4.0801

表3　B1—Ci指標(biāo)判斷矩陣

一致性比例：0.0000；對(duì)“公共綠色建筑可持續(xù)性評(píng)價(jià)A”的權(quán)重：0.1582；λmax：2.0000

表4　B2—Ci指標(biāo)判斷矩陣

一致性比例：0.0074；對(duì)“公共綠色建筑可持續(xù)性評(píng)價(jià)A”的權(quán)重：0.6279；λmax：5.0331

表5　B3—Ci指標(biāo)判斷矩陣

一致性比例：0.0000；對(duì)“公共綠色建筑可持續(xù)性評(píng)價(jià)A”的權(quán)重：0.1401；λmax：2.0000

表6　B4—Ci指標(biāo)判斷矩陣

一致性比例：0.0000；對(duì)“公共綠色建筑可持續(xù)性評(píng)價(jià)A”的權(quán)重：0.0738；λmax：2.0000

表7　方案層中因素對(duì)決策目標(biāo)的權(quán)重

（三）模糊綜合評(píng)價(jià)值計(jì)算

對(duì)大王古莊鎮(zhèn)行政服務(wù)中心的準(zhǔn)則層進(jìn)行概要性描述。

1.在經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性層面上：項(xiàng)目是政府投資，建設(shè)期間資金狀況良好，靜態(tài)投資回收期1.2年。項(xiàng)目的內(nèi)部收益率、凈現(xiàn)值、投資回收期超出基準(zhǔn)水平。

2.在生態(tài)可持續(xù)性層面上：

（1）中水系統(tǒng)設(shè)計(jì)。市政中水由城王路DN100管道引入，自備中水充分利用雨水蓄積，可直接利用雨水量1300m3/次。設(shè)置分質(zhì)供水系統(tǒng)，沖廁、綠化、洗車、室外景觀采用非傳統(tǒng)水源，非傳統(tǒng)水源利用率60%。

（2）冷熱源設(shè)計(jì)。采用太陽能可再生能源提供生活熱水熱源，提供的熱水量不低于總生活熱水量的60%。冬季熱源采用市政熱網(wǎng)供熱，無大氣污染源，經(jīng)地下室換熱站熱交換后供末端空調(diào)熱風(fēng)使用。冷熱負(fù)荷均按公建節(jié)能計(jì)算。

（3）環(huán)保設(shè)備及材料。工程現(xiàn)澆混凝土和砂漿采用預(yù)拌混凝土和預(yù)拌砂漿，輕鋼屋面的鋼材選用Q345及以上等強(qiáng)度較高的鋼材，多功能廳大跨度屋面的鋼材選用耐候結(jié)構(gòu)鋼或耐候防腐涂料，采用符合國家要求的環(huán)保設(shè)備及材料，所有運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備均做減震和消聲處理。

3.在社會(huì)可持續(xù)性層面上：在滿足辦公使用要求的同時(shí)，在建筑南側(cè)設(shè)計(jì)一個(gè)大型市民廣場，兩側(cè)集中綠化采用園林設(shè)計(jì)，可供市民休憩、游玩；在建筑北側(cè)也設(shè)計(jì)了一個(gè)小型廣場，綠化采用適合北方氣候特點(diǎn)的植物，降低綠化日后維護(hù)的成本。

4.在運(yùn)營管理可持續(xù)性層面上：應(yīng)用以參數(shù)化三維模型為核心的BIM，整合工程項(xiàng)目設(shè)施實(shí)體和功能的基本信息，使建設(shè)全過程的信息數(shù)字化、參數(shù)化、可視化表達(dá)，提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，可以很好地滿足綠色建筑在運(yùn)營管理階段對(duì)項(xiàng)目信息的需求。

針對(duì)項(xiàng)目的實(shí)際情況向10位專家進(jìn)行問卷調(diào)查，匯總評(píng)審意見，得到模糊評(píng)價(jià)矩陣：通過計(jì)算得到該項(xiàng)目的可持續(xù)性綜合評(píng)價(jià)結(jié)果為中級(jí)。從具體數(shù)據(jù)來看，生態(tài)可持續(xù)性對(duì)決策目標(biāo)層權(quán)重為0.6279，其次是經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性為0.1582和社會(huì)可持續(xù)性為0.1401，應(yīng)該重點(diǎn)提高該公共綠色建筑的工程設(shè)計(jì)上全壽命周期的綜合性能。該項(xiàng)目在“節(jié)能與能源利用、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量、交通設(shè)施與公共服務(wù)配套”得分較高，在“節(jié)地與室外環(huán)境、智能系統(tǒng)、綠色物業(yè)管理”等方面也應(yīng)該提高完善。

結(jié)論：通過實(shí)例分析證明使用該指標(biāo)體系對(duì)公共綠色建筑可持續(xù)性評(píng)價(jià)具有可行性，為相關(guān)決策提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉攀，毛亮.基于模糊層次分析法的保障性住房政府風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究[J].價(jià)值工程，2015，（3）：8-10.

[2]張建新.大型公共綠色建筑可持續(xù)性評(píng)價(jià)研究[J].建筑經(jīng)濟(jì)，2015，（3）：99-103.

[3]住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T50378-2014）[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2014.

責(zé)任編輯：王遠(yuǎn)陳曉雁

On Sustainable Evaluation of Public Green Building

——Based on Fuzzy Analytic Hierarchy Process

ZHANG Yuan-yuan1，MENG Qing-bo2

（1.2.Zhonghuan Information College Tianjin University of Technology, Tianjin 300380）

［Abstract］In order to evaluate the sustainability of public green building, this paper sets up the evaluation index by analyzing the sustainable factors. Then based on analytic hierarchy process to construct the judgment matrix and fuzzy analytic hierarchy process, it proves the feasible nature of this index in the case of evaluation program of the administrative service center in the town of Dawangguzhuang in Tianjin.

［Key words］fuzzy analytic hierarchy process; public green building; sustainability; empirical evaluation

［作者簡介］1.張媛媛（1984—），女，漢族，天津市人，天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院講師，碩士。研究方向：工程經(jīng)濟(jì)學(xué)，工程項(xiàng)目可持續(xù)建設(shè)。2.孟慶鉑（1980—），男，漢族，天津市人，天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院工程師，碩士。研究方向：工程心理學(xué)，工程設(shè)備管理與維修。

［收稿日期］2015-03-19

［文章編號(hào)］2095－5537（2015）04－00016－03

［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A

［中圖分類號(hào)］TU242