裝配式建筑施工階段綠色度評價(jià)

鄭吉星，田杰芳，張靖

(華北理工大學(xué) 建筑工程學(xué)院，河北 唐山 063210)

0 引言

每年我國城市生產(chǎn)的垃圾總量中有近四成是由建筑業(yè)產(chǎn)生的[1]，建筑業(yè)的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式也造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)，伴隨著社會(huì)節(jié)能減排意識(shí)的日漸增強(qiáng)，國家也對環(huán)境保護(hù)和資源節(jié)約提出了新的要求，建筑業(yè)的轉(zhuǎn)型升級勢在必行。國家在“十三五”規(guī)劃里提出進(jìn)一步關(guān)于建筑行業(yè)深化體制改革的發(fā)展方向，推動(dòng)建筑業(yè)現(xiàn)代化，促進(jìn)新型建筑生產(chǎn)方式的發(fā)展。

裝配式建筑在我國建筑業(yè)的結(jié)構(gòu)升級和產(chǎn)業(yè)調(diào)整中具有廣闊的前景，裝配式建筑的發(fā)展使得建筑領(lǐng)域的生產(chǎn)方式產(chǎn)生了巨大的變化，它不僅具有生態(tài)節(jié)能、綠色環(huán)保以及可持續(xù)發(fā)展的優(yōu)勢，還可以將工業(yè)化生產(chǎn)的先進(jìn)模式引入建筑領(lǐng)域，裝配式的生產(chǎn)方式能夠降低對環(huán)境的影響程度，符合黨的十八大以來的“五位一體”總體布局中生態(tài)文明建設(shè)的要求，因此，裝配式建筑的推廣勢在必行。但由于裝配式建筑的施工方式與傳統(tǒng)建筑不同，工程情況也存在較大的差別，構(gòu)建統(tǒng)一的綠色評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)有助于提升裝配式建筑的綠色化程度。

“綠色度”是指為衡量產(chǎn)品對環(huán)境的影響而設(shè)定的特定指標(biāo)[2]。目前國內(nèi)沒有統(tǒng)一的定論，但最早的是在綠色制造領(lǐng)域相關(guān)研究中出現(xiàn)的這個(gè)概念，周勝[3]在研究中闡述綠色和綠色度之間的關(guān)系中時(shí)認(rèn)為“綠色”是指與環(huán)境之間的關(guān)系的概念，而“綠色度”是衡量其產(chǎn)品符合環(huán)境友好的量化指標(biāo)，指的是產(chǎn)品在生產(chǎn)、使用和回收階段對環(huán)境保護(hù)的滿足程度。程凱[4]等學(xué)者認(rèn)為綠色度是衡量產(chǎn)品在全壽命周期內(nèi)對環(huán)境的友好度，其中資源保護(hù)、能量輸入和能量輸出是其重要的衡量標(biāo)準(zhǔn)。

在建筑中引入綠色度的相關(guān)概念解釋“綠色度”是指建筑在生產(chǎn)、建造、使用全過程中對環(huán)境的友好程度，也是衡量建筑是否符合環(huán)境保護(hù)特性的尺度[5]。裝配式建筑的綠色度就是指裝配式建筑在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、建造和運(yùn)營中的綠色化程度和對環(huán)境的友好程度，因此評價(jià)裝配式建筑的綠色度，需要綜合評價(jià)多個(gè)維度和多個(gè)指標(biāo)，以反映裝配式建筑在各個(gè)階段中的綠色度，為建筑的綠色升級提供理論和數(shù)據(jù)的支持。

目前，國內(nèi)外專家學(xué)者對建筑綠色度運(yùn)用了不同的方法去評價(jià)，Seongwon[6]構(gòu)建了一套關(guān)于建筑物在從其建設(shè)到拆除整個(gè)過程中產(chǎn)生的CO2排放量模型，用來分析其對環(huán)境的影響程度；Scott[7]將建筑的資源節(jié)約和能源重復(fù)使用以及房屋壽命等作為評價(jià)指標(biāo)去衡量建筑的綠色度；陳劍飛[8]從生態(tài)經(jīng)濟(jì)的水平、運(yùn)營能力、社區(qū)協(xié)調(diào)度及制度綠色性方面建立綠色度評價(jià)模型評價(jià)寒冷地區(qū)建筑的綠色度；李萬慶[9]建立了基于灰色關(guān)聯(lián)度分析法的綠色施工評價(jià)模型，為綠色施工提供量化的指標(biāo)和參考標(biāo)準(zhǔn)；程凱[4]結(jié)合定性定量方法在關(guān)于生態(tài)經(jīng)濟(jì)、社區(qū)文化、運(yùn)行機(jī)制和綠色標(biāo)準(zhǔn)4個(gè)方面評價(jià)建筑的綠色度；陳偉亞[10]運(yùn)用施工管理、環(huán)境保護(hù)、資源利用和節(jié)約3個(gè)目標(biāo)衡量施工階段的綠色度，評價(jià)施工階段的綠色性；黃璐[11]結(jié)合DAGF算法從資源、技術(shù)、文化和管理4個(gè)方面對商業(yè)建筑進(jìn)行綠色評價(jià)。

上述學(xué)者運(yùn)用各種方法構(gòu)建模型對建筑的綠色度進(jìn)行評價(jià)，其方法主要集中于對建筑的綠色性能進(jìn)行評價(jià)，但對于裝配式建筑的綠色度系統(tǒng)性評價(jià)相對較少，完善裝配式建筑的綠色度評價(jià)符合建筑業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的需要。該研究根據(jù)相關(guān)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和工程實(shí)踐對裝配式建筑在施工中的特點(diǎn)去構(gòu)建評價(jià)指標(biāo)體系，結(jié)合實(shí)際案例實(shí)現(xiàn)定性與定量結(jié)合，并驗(yàn)證評價(jià)模型的可行性，為裝配式建筑的施工方案的構(gòu)建提供新思路。

1 綠色度評價(jià)體系構(gòu)建

1.1 評價(jià)指標(biāo)建立的原則

選取裝配式建筑施工階段綠色度評價(jià)指標(biāo)時(shí)要符合全面性的原則，綜合考慮裝配式建筑和綠色建筑以及施工評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等多方面元素；符合科學(xué)性原則，以科學(xué)性構(gòu)建綜合評價(jià)指標(biāo)準(zhǔn)確反映裝配式建筑施工階段的綠色度；符合可操作性原則，由于涉及的因素較多，應(yīng)選取簡單明了的指標(biāo)衡量其綠色度，如百分率、效率比等，這樣的指標(biāo)在量化和評價(jià)中具有實(shí)際推廣和應(yīng)用的意義。

1.2 確定評價(jià)指標(biāo)及其權(quán)重

以裝配式建筑與綠色建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為切入點(diǎn)，根據(jù)《綠色建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》和《建筑工程綠色施工評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》，結(jié)合當(dāng)前國內(nèi)綠色施工管理和施工技術(shù)水平以及建筑工程綠色施工相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的內(nèi)容，分析建筑工程綠色施工評價(jià)指標(biāo)體系，包括節(jié)材與材料資源利用，節(jié)能與能源利用，節(jié)水與水資源利用，節(jié)地與土地資源保護(hù)和施工環(huán)境保護(hù)等，確定裝配式建筑在施工階段應(yīng)關(guān)注“節(jié)材”、“節(jié)能”、“節(jié)地”、“節(jié)水”和“環(huán)境保護(hù)”等因素，構(gòu)建評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

邀請裝配式建筑領(lǐng)域內(nèi)知名專家學(xué)者共15名，對裝配式建筑在施工階段的綠色度指標(biāo)依次進(jìn)行評分并歸一化處理得到的分?jǐn)?shù)，構(gòu)造判斷矩陣。

通過對判斷矩陣的一致性檢驗(yàn)，由一致性指標(biāo)與一致性指標(biāo)的比值得到權(quán)衡因素中的一致性比率。對進(jìn)行檢驗(yàn)，若，則通過檢驗(yàn)；反之，繼續(xù)調(diào)整矩陣直至滿足條件[12]。

綜上所述，計(jì)算得到指標(biāo)體系的各指標(biāo)權(quán)重如表1所示。

表1 裝配式建筑施工階段綠色度評價(jià)指標(biāo)

1.3 構(gòu)建模糊綜合評價(jià)模型

(1)構(gòu)建評價(jià)集

評價(jià)集是評審人關(guān)于評價(jià)對象在各層次指標(biāo)中的評價(jià)結(jié)果的總和[13]。評價(jià)中對于裝配式建筑在施工階段的綠色度進(jìn)行劃分等級，將其分為5級，具體的評價(jià)集為：

v=(v1,v2,v3,v4,v5)={優(yōu)，良，中，及格，不及格}

等級從優(yōu)到不及格的得分依次為5分、4分、3分、2分和1分。

(2)構(gòu)造隸屬度矩陣

挑選具有豐富工程經(jīng)驗(yàn)的專家和國內(nèi)裝配式建筑領(lǐng)域的學(xué)者組成評審團(tuán)，將單因素進(jìn)行評價(jià)，對U中元素進(jìn)行評價(jià)并整理結(jié)果，得到U×V的隸屬度矩陣R：

(1)

其中，rij反映了影響元素i對評語j的隸屬度。

(3)模糊綜合評判

依據(jù)評價(jià)結(jié)果，將各層次和隸屬關(guān)系依次評判。用主觀權(quán)重賦權(quán)法中的權(quán)重集W與模糊評判矩陣R構(gòu)建模型：

T=W×R=(t1,t2,…,tm)

(2)

(4)綜合評價(jià)

評價(jià)完各個(gè)因素以后，將各層次和隸屬關(guān)系依次評判。由于單因素評價(jià)結(jié)果對應(yīng)下一級的低層次多因素綜合評價(jià)，這種評價(jià)層次得到多級的綜合評價(jià)體系。通過模糊矩陣的評測得到評分結(jié)果,將評價(jià)因素的權(quán)重與模糊評價(jià)矩陣相乘，得到模糊綜合評價(jià)的結(jié)果。

B=W×T

(3)

(5)確定綠色度

計(jì)算綜合評分值：S=BTV

根據(jù)得到的綜合評分，通過隸屬度計(jì)算，得到裝配式建筑施工階段綠色度的結(jié)果。

2 實(shí)例分析

長春萬科柏翠園項(xiàng)目，建筑面積29.13 km2，共10棟樓，5棟7層，5棟11層，項(xiàng)目總投資23 394.19萬元。該項(xiàng)目是“長春市首棟住宅產(chǎn)業(yè)化試點(diǎn)工程”，并達(dá)到全國住宅產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域的先鋒，使用裝配式剪力墻框架體系，具有節(jié)能減排和產(chǎn)品設(shè)計(jì)-生產(chǎn)-裝配一體化的特點(diǎn)，縮短施工周期，優(yōu)化施工管理，節(jié)省施工場地，減少資源浪費(fèi)，符合四節(jié)一環(huán)保的綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)。

(1) 組織20位裝配式建筑領(lǐng)域內(nèi)的權(quán)威專家對項(xiàng)目綠色度評價(jià)指標(biāo)體系的指標(biāo)元素進(jìn)行打分，得到評價(jià)結(jié)果如表2所示。

表2 項(xiàng)目單因素評價(jià)的打分結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

(2)構(gòu)造二級指標(biāo)判斷矩陣Ri

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(3)單級綜合評判Ti=Wi×Ri

則，

T2=W2×R2=(0.194,0.333,0.298,0.025,0.025)

T3=W3×R3=(0.324,0.249,0.291,0.045,0.045)

T4=W4×R4=(0.276,0.350,0.279,0.031,0.031)

T5=W5×R5=(0.316,0.406,0.188,0.016,0.016)

(4)高層次的綜合評判B=W×T

=[0.259,0.325,0.280,0.032,0.032]

(5)求項(xiàng)目綠色度

項(xiàng)目綜合評分為：S=BTV=[0.259,0.325,0.280,0.032,0.032]T×[5,4,3,2,1]=3.531

該項(xiàng)目綠色度約為71%，綠色度為良。

3 結(jié)論

(1)利用主觀賦權(quán)法確定裝配式建筑在施工階段的指標(biāo)權(quán)重。經(jīng)比對指標(biāo)的權(quán)重，確定施工方法管理的比重較高，應(yīng)加強(qiáng)裝配式建筑施工中對于施工方法管理的投入以提高施工的先進(jìn)性。

(2)在裝配式建筑綠色度評價(jià)中，注重環(huán)境保護(hù)和節(jié)約資源并循環(huán)利用資源的同時(shí)，重點(diǎn)關(guān)注施工現(xiàn)場管理和運(yùn)營管理，增加裝配式建筑施工階段的綠色度。對長春萬科柏翠園項(xiàng)目進(jìn)行綠色度評價(jià)，為裝配式建筑的綠色施工提供新思路，證明該綠色度評價(jià)體系具有可行性。