可持續(xù)性的工業(yè)化建筑體系模型的搭建

盛 佳

(安徽新華學(xué)院 土木與環(huán)境工程學(xué)院,合肥 230088)

0 引 言

隨著經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、文化的不斷發(fā)展，“綠色”及“可持續(xù)”概念已經(jīng)成為我國很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)發(fā)展的主題。經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)，文化的繁榮昌盛，生態(tài)環(huán)境的維護(hù)必須遵循可持續(xù)發(fā)展的思想。建筑行業(yè)的發(fā)展也必須遵循綠色可持續(xù)的理念。工業(yè)化建筑體系模型是指導(dǎo)工業(yè)化建筑發(fā)展的基本綱領(lǐng)，搭建綠色建筑背景下的可持續(xù)性工業(yè)化建筑體系模型對(duì)于工業(yè)化建筑的未來發(fā)展具有舉足輕重的作用。近年來，人類的居住環(huán)境隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷發(fā)展也得到逐步改善?，F(xiàn)如今，工業(yè)化建筑的兩個(gè)重點(diǎn)評(píng)判指標(biāo)已成為：成本和質(zhì)量?！熬G色”“可持續(xù)”等一些新的概念逐步被引入到工業(yè)化建筑體系中來。因此，本文開展基于綠色背景的可持續(xù)性工業(yè)化建筑體系模型研究。

1 概 述

1.1 建筑工業(yè)化的概述

建筑工業(yè)化主要有三個(gè)特點(diǎn)，分別是生產(chǎn)制造的集中化、自動(dòng)化和順序化?，F(xiàn)已經(jīng)逐步邁入后工業(yè)化時(shí)代，主要采用大生產(chǎn)的方式進(jìn)行建筑的生產(chǎn)以及進(jìn)行經(jīng)營方式的組織，并以此種方式將建筑全壽命周期中如涉及、生產(chǎn)、施工、銷售、售后等的所有環(huán)節(jié)納入體系管理。[1]由于最終用戶的需求不一致，加之施工基礎(chǔ)不一致，因此建筑工業(yè)化無法形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系，但是每個(gè)工業(yè)化建筑案例是一個(gè)完整的產(chǎn)品。工業(yè)化建筑體系主要形式和各自的特點(diǎn)如表1所示。

表1 工業(yè)化建筑體系主要形式及特點(diǎn)

1.2 綠色建筑及其使用原則

綠色建筑是在工業(yè)建筑全壽命周期中資源節(jié)約量最大、環(huán)境保護(hù)最有效、造成污染程度最低，并為居住者提供安全、適宜的居住空間，遵循和諧的居住理念的建筑方式。與綠色建筑相關(guān)的理念主要有智能家居、BIM、工業(yè)化建筑體系、新能源技術(shù)等其他科學(xué)理念構(gòu)成。其基本原則主要有保護(hù)環(huán)境和舒適健康，并在建設(shè)全壽命周期中融入綠色和可持續(xù)的理念，并且應(yīng)該避免資源浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)資源的合理配置和利用。同時(shí)應(yīng)該遵循經(jīng)濟(jì)高效和節(jié)能的基本原則，實(shí)現(xiàn)能源的可持續(xù)利用。

綠色和可持續(xù)的思想是相輔相成的。隨著人口的不斷增加以及資源的不斷減少，人均資源的占有率正飛速降低，鑒于此可持續(xù)發(fā)展的理念受到全球的廣泛關(guān)注。國內(nèi)外盡管沒有對(duì)可持續(xù)建筑工業(yè)化形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，但是總結(jié)起來其最終目標(biāo)是一致的，如圖1，從“三重底線”理論便可見一斑。[2]其最終目標(biāo)是，利用最少的建筑材料和資源，建造最適宜、健康、安全的建筑，產(chǎn)生最少的浪費(fèi)和污染。相關(guān)研究表明，全球每年新增的綠色建筑面積，其中有1/4來自中國。[3]

圖1 三重底線

2 工業(yè)化建筑體系未來發(fā)展方向

基于中國社會(huì)發(fā)展的基本國情以及綠色建筑的背景要求，工業(yè)建筑體系的發(fā)展方向?qū)⒅鸩阶呦蚩沙掷m(xù)發(fā)展的方向。基于此，新的概念模型被提出，其中綠色建筑背景下工業(yè)化建筑體系受到最為廣泛的研究。以上模型的建立是基于新背景下的建筑工業(yè)化的基本要求。

2.1 綠色建筑工業(yè)化建筑體系發(fā)展新要求

在中國工業(yè)化發(fā)展初期階段，為了滿足國民日益增長(zhǎng)的住宅需求，短期內(nèi)建設(shè)大批量建筑的要求，很大程度上影響了中國住宅建設(shè)。進(jìn)入新世紀(jì)以來，建筑工業(yè)化其基本目標(biāo)已不單純?yōu)榱顺杀臼找?，在全壽命周期過程中采用各種技術(shù)手段，提升建筑質(zhì)量和品質(zhì)，以及在大規(guī)模定制和小品種個(gè)性化方面要取得突破。為了最大限度的降低生產(chǎn)制造的復(fù)雜程度，減少售后運(yùn)維的簡(jiǎn)易程度，近年來“最小可施工單元”的理念被提出，更好的為質(zhì)量和成本控制提供了很好的平臺(tái)。因此，質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)、多元化、個(gè)性化是綠色建筑工業(yè)化建筑體系發(fā)展新要求。

2.2 綠色建筑工業(yè)化建筑體系未來發(fā)展趨勢(shì)

隨著人們居住環(huán)境的逐漸升級(jí)，除了質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)需求外，產(chǎn)品的個(gè)性化，居民的自身參與都是綠色建筑工業(yè)化建筑體系發(fā)展的新趨勢(shì)。20世紀(jì)，由于工業(yè)建筑由于過分注重成本和建筑規(guī)模，因此，在居民的自身參與度和個(gè)性化需求未得到滿足。長(zhǎng)此以往，由此產(chǎn)生的各種問題逐步凸顯，工業(yè)化建筑面臨的各類挑戰(zhàn)越來越多。鑒于此，本文將個(gè)性化和群眾的參與度等因素納入綠色背景下的可持續(xù)工業(yè)化建筑體系模型中。

現(xiàn)如今，綠色建筑工業(yè)體系發(fā)展過程中其主要問題是，住宅戶型的靈活度較低，在建筑的設(shè)計(jì)階段客戶參與度低，并且很難參與至設(shè)計(jì)中來，在銷售階段用戶可選擇的空間較為有限。因此，客戶在購買時(shí)，其某些個(gè)性化需求無法被滿足。[4]以上問題的存在是導(dǎo)致工業(yè)化建筑進(jìn)入可持續(xù)的主要原因。為了解決以上課題，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的靈活性，劃分最小可施工單元以及其組合型是最根本措施?？沙掷m(xù)發(fā)展一個(gè)最主要的方向是，在設(shè)計(jì)規(guī)劃初期階段要做好可變性和未來的適應(yīng)性，從而為降低成本，保護(hù)和改善自然環(huán)境打下基礎(chǔ)。

3 基于綠色背景的可持續(xù)性工業(yè)化建筑體系模型

根據(jù)對(duì)中國近300個(gè)地級(jí)市綠色建筑及其影響因素的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，本文對(duì)影響因素進(jìn)行了收集和整理，總結(jié)出影響因素主要環(huán)境因素分為：經(jīng)濟(jì)、政治、技術(shù)和其他環(huán)境四類。經(jīng)濟(jì)環(huán)境可分為宏觀經(jīng)濟(jì)和微觀經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面。宏觀方面衡量經(jīng)濟(jì)的主要指標(biāo)包括GDP，居民生活水平，微觀方面指標(biāo)是房地產(chǎn)發(fā)展水平；政策環(huán)境方面主要指標(biāo)為引導(dǎo)和激勵(lì)方面的政策、強(qiáng)制性法律法規(guī)兩個(gè)方面考慮；技術(shù)環(huán)境方面主要為科技發(fā)展水平和綠色建筑技術(shù)的發(fā)展水平；其他環(huán)境主要指標(biāo)為：城市人口、社會(huì)市場(chǎng)環(huán)境、綠色宣傳教育。詳細(xì)模型圖如圖2所示。

圖2 基于綠色背景的可持續(xù)性工業(yè)化建筑體系模型

為了更好的搭建體系模型，分析其中每個(gè)影響因素的重要程度，本文研究了基于線性回歸的模型搭建技術(shù)。[5-7]本文線性回歸所采用的主要參數(shù)如表2所示。

表2 線性回歸因素選擇及數(shù)據(jù)來源

本文在模型搭建采用線性回歸方法，線性回歸的基本模型如式(1)所示。

y=β0+β1x1+β2x2+…+βnxn+l

(1)

其中n代表第n個(gè)變量，l代表隨機(jī)數(shù)據(jù)誤差。以上9個(gè)變量分別用X1-X9表示。

本文利用Matlab軟件分析根據(jù)對(duì)以上數(shù)據(jù)采用全回歸的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)回歸分析，然后利用SPSS軟件對(duì)自變量和因變量的關(guān)系進(jìn)行了分析，得到本文的方差分析表、系數(shù)分析表分別如表3、4所示。

表3 方差分析表

表4 模型系數(shù)表

另外，常量β0值為-4.212。

由上表可知，Sig<0.05的變量分別為X1、X2、X4 、X5 、X6。其偏回歸系數(shù)分別為0.276、0.216、0.222、0.068、0.044。以上變量均與最終目標(biāo)變量呈現(xiàn)正相關(guān)的關(guān)系。其余變量與目標(biāo)變量無明顯正相關(guān)關(guān)系。同時(shí)，以上變量在綠色建筑體系模型中的占比大小排序?yàn)閄1>X4>X2>X5>X6。

在模型的主要影響因素確定后，本文采用回歸檢驗(yàn)方法對(duì)模型進(jìn)行了回歸檢驗(yàn)。詳細(xì)情況如圖3所示。[8-9]

圖3 回歸檢驗(yàn)結(jié)果

從殘差直方圖中驗(yàn)證了本文回歸結(jié)果的正確性。

4 總 結(jié)

本文對(duì)可持續(xù)性的工業(yè)化建筑體系模型進(jìn)行了研究。經(jīng)過研究，本文得出以下結(jié)論：

(1)基于綠色背景的可持續(xù)性工業(yè)化建筑體系正朝著集質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)、多元化、個(gè)性化于一體的方向發(fā)展，原有的體系模式已經(jīng)不適用于現(xiàn)如今飛速發(fā)展的工業(yè)化建筑行業(yè)。

(2)可持續(xù)性的工業(yè)化建筑體系模型中，經(jīng)濟(jì)、政治、技術(shù)和其他方面的環(huán)境要素為其主要影響因素。

(3)通過線性回歸技術(shù)，本文得出了可持續(xù)性的工業(yè)化建筑體系模型及影響模型的主要因素。

本文所做研究，對(duì)原有工業(yè)建筑體系建筑模型進(jìn)行了優(yōu)化，進(jìn)一步提出了適用于現(xiàn)如今工業(yè)建筑體系發(fā)展的理論模型，對(duì)可持續(xù)性工業(yè)化建筑行業(yè)發(fā)展打下了理論基礎(chǔ)。