基于熵值-可拓模型的老舊小區(qū)綠色改造對城市可持續(xù)發(fā)展的評價研究

摘要：城市可持續(xù)發(fā)展是城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會進(jìn)步、環(huán)境協(xié)調(diào)三者高度和諧的過程。而城市更新強調(diào)以人為本，重視人居環(huán)境的改善和城市發(fā)展的提升，更新方式應(yīng)實現(xiàn)社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境多維價值的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，從而促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展。老舊小區(qū)綠色改造是城市更新的重要途徑之一，其中綠色改造是指在改造過程中節(jié)約資源、材料、土地、能源等，并對城市可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生影響的改造?；诖?，從城市更新視角，建立老舊小區(qū)綠色改造對城市可持續(xù)發(fā)展的評價指標(biāo)體系，并在此基礎(chǔ)上應(yīng)用熵值-可拓模型對實際項目進(jìn)行評價，驗證模型的可行性，進(jìn)而對老舊小區(qū)綠色改造提出合理建議。

關(guān)鍵詞：城市更新；綠色改造；城市可持續(xù)發(fā)展；熵權(quán)-可拓

0 引言

城市更新是實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展的重要手段，近兩年來，各地城市更新立法和制度建設(shè)穩(wěn)步推進(jìn)，城市更新已經(jīng)從關(guān)注物質(zhì)條件轉(zhuǎn)向高質(zhì)量的環(huán)境品質(zhì)，更加強調(diào)以人為本，重視人居環(huán)境的改善和城市公共活力的提升^［1］。城市更新方式應(yīng)由單一的大拆大建轉(zhuǎn)向穩(wěn)妥、多元的城市修補，實現(xiàn)社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的多元價值的和諧統(tǒng)一，從而促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展。老舊小區(qū)綠色改造作為城市更新的重要途徑之一，在城市可持續(xù)發(fā)展的背景下，已經(jīng)得到越來越多的重視和支持。

老舊小區(qū)綠色改造區(qū)別于傳統(tǒng)改造模式，其內(nèi)涵已超越了建筑物本身的技術(shù)范疇。傳統(tǒng)改造更側(cè)重于內(nèi)部問題、保護(hù)措施等方面，而綠色改造更關(guān)注外部的公共空間及居民的意識行為，這對于城市可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。相關(guān)專家和學(xué)者已經(jīng)對其展開了研究。徐婧等^［2］基于裝配式結(jié)構(gòu)的視角，運用AHP-物元可拓模型對裝配式結(jié)構(gòu)的效益進(jìn)行了綜合評價；李玲燕等^［3］從綜合效益角度出發(fā)，運用AHP-可拓模型對老舊小區(qū)綠色改造進(jìn)行了評價研究；楊蘇等^［4］通過雙重差分法，探究老舊小區(qū)改造對城市可持續(xù)發(fā)展的影響；李芊等^［5］運用DEMATEL模型對社會資本參與老舊小區(qū)改造驅(qū)動因素進(jìn)行研究；李張怡等^［6］對“雙碳”背景下綠色建造發(fā)展和對策進(jìn)行探究；張爽等^［7］對綠色建筑增量成本影響因素進(jìn)行了研究；張曉東等^［8］關(guān)注老舊小區(qū)改造后的影響成效，運用模糊綜合評價法進(jìn)行研究；秦旋等^［9］建立結(jié)構(gòu)方程模型對綠色建筑項目進(jìn)行風(fēng)險評價。

以上研究大多數(shù)集中于對既有建筑改造的經(jīng)濟(jì)效益或發(fā)展對策的評價研究，而在城市可持續(xù)發(fā)展的大背景下，探究老舊小區(qū)綠色改造對城市可持續(xù)發(fā)展評價的研究相對較少，本研究建立老舊小區(qū)綠色改造對城市可持續(xù)發(fā)展的評價指標(biāo)體系，并在此基礎(chǔ)上應(yīng)用熵值-可拓模型對實際項目進(jìn)行評價，進(jìn)而對老舊小區(qū)綠色改造提出合理建議。

1 老舊小區(qū)綠色改造對城市可持續(xù)發(fā)展評價指標(biāo)及模型的構(gòu)建

1.1 評價指標(biāo)的建立

城市可持續(xù)發(fā)展應(yīng)該是城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會進(jìn)步和環(huán)境支撐三方面協(xié)調(diào)發(fā)展的必然結(jié)果。在參考相關(guān)學(xué)者的研究成果的基礎(chǔ)上，采用問卷法增加或減少指標(biāo)^［10］。最終，從經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會三個維度出發(fā)，建立14個二級指標(biāo)，老舊小區(qū)綠色改造對城市可持續(xù)發(fā)展評價指標(biāo)體系見表1。

1.1.1 經(jīng)濟(jì)因素

城市可持續(xù)發(fā)展與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間存在著相互作用和影響，并以一種與經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程高度相關(guān)的方式影響著城市可持續(xù)發(fā)展的各個方面。城市可持續(xù)發(fā)展是一個復(fù)雜的過程，其許多方面都依賴于經(jīng)濟(jì)因素，但在不同的國家和不同的時期也有著不同的特點。因此，在很大程度上，可持續(xù)發(fā)展取決于對城市經(jīng)濟(jì)活動管理，而在老舊小區(qū)綠

色改造對城市可持續(xù)發(fā)展影響中，經(jīng)濟(jì)因素可從改造費用C₁₁、周邊產(chǎn)業(yè)的發(fā)展C₁₂、綠色經(jīng)濟(jì)價值C₁₃、節(jié)能效果C₁₄4個方面進(jìn)行研究。

1.1.2 環(huán)境因素

環(huán)境因素作為城市可持續(xù)發(fā)展的重要評價因素，其對城市的可持續(xù)發(fā)展具有重要影響。在我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的背景下，環(huán)境問題越來越受到人們的重視，并逐步成為城市可持續(xù)發(fā)展中不可忽視的因素。我國在提出“新常態(tài)”概念時，指出“在可持續(xù)發(fā)展理念的指導(dǎo)下，構(gòu)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會”，這是我國在新時代背景下對環(huán)境保護(hù)提出的新要求。而要實現(xiàn)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)和諧發(fā)展，就需要在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中加強環(huán)境保護(hù)，盡可能地減少環(huán)境污染。因此，本文建立有關(guān)環(huán)境的二級指標(biāo)包括：基礎(chǔ)設(shè)施綠化水平C₂₁、污染情況C₂₂、居民節(jié)能意識C₂₃、環(huán)境改善C₂₄和可再生資源的利用C₂₅。

1.1.3 社會因素

在我國老舊小區(qū)綠色改造過程中，社會發(fā)展的問題也逐漸顯現(xiàn)。從城市發(fā)展的社會因素來看，其涉及的內(nèi)容較多，對居民生活產(chǎn)生了影響，其中包括道路改造、管道更新、建筑外立面改造等，這些改造內(nèi)容會影響居民的生活水平。因此，通過建立居民舒適度C₃₁、社會滿意度C₃₂、文化功能與價值C₃₃、周邊配套設(shè)施完善C₃₄、建筑物壽命C₃₅進(jìn)行評價研究。

1.2 熵權(quán)法確定指標(biāo)權(quán)重

熵權(quán)法^［11-12］作為一種客觀的賦權(quán)方法，能夠在權(quán)重信息未知且以評價值區(qū)間數(shù)形式給出數(shù)據(jù)的情況下求出指標(biāo)權(quán)重。通過信息熵公式可得，熵值越小，表明提供的信息越多，權(quán)重越大。計算如下：

（1）構(gòu)造矩陣R。通過專家打分的方法獲得指標(biāo)的評分，設(shè)專家為m名，評價指標(biāo)為n個，則第i名專家對第j個指標(biāo)上的打分值記為R_ij，公式如下^［14］

R=|R_ij|_m×n（i=1，2，…，m;j=1，2，…，n）（1）

（2）數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化。判斷是正向指標(biāo)還是負(fù)向指標(biāo)，正向指標(biāo)的數(shù)值越大，評價結(jié)果越優(yōu)；而逆向指標(biāo)則相反。公式如下

正向指標(biāo)為

負(fù)向指標(biāo)為

式中，x_ij表示第i名專家對第j個指標(biāo)的打分值。max（x_ij）表示某一指標(biāo)中專家打分的最大值，min（x_ij）表示某一指標(biāo)中專家打分的最小值。

（3）計算各個指標(biāo)在不同專家打分中所占的比重。公式如下

確定指標(biāo)的信息熵值和信息效用值，公式如下

（4）確定各評價指標(biāo)權(quán)重。公式如下

1.3 指標(biāo)區(qū)間的建立

確定指標(biāo)賦值等級及標(biāo)準(zhǔn)，按指標(biāo)影響程度的優(yōu)劣，劃分為“優(yōu)秀”“良好”“中等”“稍差”“較差”共5個等級。邀請7名來自河北省建筑改造領(lǐng)域的專家和相關(guān)的設(shè)計工程師，基于實踐經(jīng)驗和專業(yè)知識對各個指標(biāo)進(jìn)行打分，評分區(qū)間為：較差（0，60］、稍差（60，70］、中等（70，80］、良好（80，90］、優(yōu)秀（90，100］。

1.4 物元可拓評價模型的構(gòu)建

物元分析理論由我國著名學(xué)者蔡文^［13］創(chuàng)立。物元是由事物、事物的特征及特征量值組成，用R=（N，C，V）表示。物元可拓模型以物元理論為基礎(chǔ)，以原始要素為邏輯單位構(gòu)造而得，用來描述評價對象、特性及特征價值。其中，待評價物元為

R是m個同征物元。則R可以表示為

1.4.1 確定經(jīng)典域物元矩陣

經(jīng)典域R_o表示評價指標(biāo)C_n關(guān)于評價等級N_m各個量值域。在老舊小區(qū)綠色改造對城市可持續(xù)發(fā)展的評價中，根據(jù)所劃分的評價等級，經(jīng)典域為在老舊小區(qū)綠色改造下對評價對象各指標(biāo)的取值范圍^［15］，表示為

式中，N_m為評價等級；C_n為評價指標(biāo)；（a_nm，b_nm）

為評價指標(biāo)對第n個評價等級的取值范圍。

1.4.2 確定節(jié)域

節(jié)域是指各評價指標(biāo)對應(yīng)城市可持續(xù)發(fā)展評價的全部取值范圍^［16］，表示為

1.4.3 建立待評物元模型

老舊小區(qū)綠色改造對城市可持續(xù)發(fā)展評價的待評物元模型為

式中，P_k為老舊小區(qū)綠色改造對城市可持續(xù)發(fā)展評價等級；C_n為評價指標(biāo)的特征值;V_nk為C_n的取值。

1.4.4 確定關(guān)聯(lián)函數(shù)及關(guān)聯(lián)度

本研究的關(guān)聯(lián)函數(shù)結(jié)合了各評價指標(biāo)的取值區(qū)間、各評價指標(biāo)的具體數(shù)值，以及評價各個等級取值區(qū)間，關(guān)聯(lián)度的大小反映了其屬于該等級程度的大小^［17］。老舊小區(qū)綠色改造對城市可持續(xù)發(fā)展影響指標(biāo)關(guān)聯(lián)函數(shù)為

式中，［v，（a，b）］為v到（a，b）的距離。

1.4.5 計算綜合關(guān)聯(lián)度并確定評價等級

P_k關(guān)于各等級j的綜合關(guān)聯(lián)度為

式中，w_i為指標(biāo)權(quán)重;k_i（v_ik）為指標(biāo)關(guān)于各評價等級的關(guān)聯(lián)度。

確定評價等級：當(dāng)-1≤k_j（p_k）≤0時，表示評價指標(biāo)不符合標(biāo)準(zhǔn)；當(dāng)0≤k_j（p_k）≤1時，表示評價指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)，并且數(shù)值越大，評價等級越高，其所造成的影響也越好。

2 案例分析

根據(jù)上述所建模型，基于熵權(quán)法的可拓學(xué)理論，在城市可持續(xù)發(fā)展評價中進(jìn)行應(yīng)用。以某市老舊小區(qū)綠色改造項目為例，該小區(qū)占地面積為2.14萬m²，

共有7棟住宅，住宅建筑面積3.38萬m²，保溫

面積為1.59萬m²。首先，對建筑物的既有功能進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)該小區(qū)已經(jīng)超過了合理的使用年齡，屋頂漏水，保溫效果不佳，采暖效果不佳，社區(qū)公共設(shè)施老舊，水暖設(shè)備老化，街道兩側(cè)和休息區(qū)的綠化也沒有得到很好的養(yǎng)護(hù)。其次，針對小區(qū)周邊道路照明系統(tǒng)進(jìn)行了全面細(xì)致的排查和評估，發(fā)現(xiàn)部分路燈老化嚴(yán)重，燈泡損壞或燈絲斷裂的情況時有發(fā)生，并且線路老化、維護(hù)不足及車輛撞擊等因素也加劇了路燈安全隱患。

2.1 數(shù)據(jù)收集

調(diào)研過程中對7名相關(guān)專家采取線上線下相結(jié)合的方式發(fā)放調(diào)查問卷，從老舊小區(qū)綠色改造相較于傳統(tǒng)改造特點出發(fā)，對可持續(xù)發(fā)展影響及重要度進(jìn)行打分，專家評分?jǐn)?shù)據(jù)見表2。

2.2 熵權(quán)法確定指標(biāo)權(quán)重

對上述打分結(jié)果進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理后，根據(jù)公式（1）～式（7）計算得到指標(biāo)權(quán)重及排序，各指標(biāo)權(quán)重值見表3。

2.3 老舊小區(qū)綠色改造對城市可持續(xù)發(fā)展評價的物元可拓模型

（1）建立評價等級。根據(jù)城市可持續(xù)性發(fā)展評價等級，劃分為5個區(qū)間：較差（0，60］、稍差（60，70］、中等（70，80］、良好（80，90］、優(yōu)秀（90，100］。通過上述熵權(quán)法，邀請專家對指標(biāo)進(jìn)行打分。

（2）確定指標(biāo)評價值?；诒?中專家打分結(jié)果，最后分值為專家組打分的平均值。

（3）計算待評價物元矩陣。首先確定經(jīng)典域為上述區(qū)間所在范圍，節(jié)域為［0，100］，然后根據(jù)式（8）～式（11），從經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會三個準(zhǔn)則層建立三個待評物元矩陣。

（4）計算關(guān)聯(lián)度值。以改造費用C₁₁為例，計算該指標(biāo)與各評價等級的關(guān)聯(lián)度值。公式如下

同理可得其他指標(biāo)與可持續(xù)發(fā)展評價等級的關(guān)聯(lián)度值，二級指標(biāo)關(guān)聯(lián)度值見表4。

（5）根據(jù)式（13）計算綜合關(guān)聯(lián)度值。由上述熵權(quán)法求得一級指標(biāo)權(quán)重值為

W_X1=（0.045，0.071，0.062，0.095）

W_X2=（0.168，0.073，0.057，0.041，0.063）

W_X3=（0.050，0.042，0.120，0.059，0.053）

根據(jù)綜合關(guān)聯(lián)度計算公式，以經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為例，公式如下

K₁（v₁）=0.045×（-0.600）+0.071×（-0.733）+0.062×（-0.485）+0.095×（-0.648）=-0.171

K₂（v₂）=0.045×（-0.467）+0.071×（-0.643）+0.062×（-0.313）+0.095×（-0.530）=-0.136

K₃（v₃）=0.045×（-0.200）+0.071×（-0.465）+0.062×（-0.060）+0.095×（-0.295）=-0.074

K₄（v₄）=0.045×0.4+0.071×0.07+0.062×0.028+0.095×0.41=0.064

K₅（v₅）=0.045×（-0.273）+0.071×（-0.061）+0.062×（-0.340）+0.095×（-0.225）=-0.059

同理計算其他兩個一級指標(biāo)綜合關(guān)聯(lián)度，一級指標(biāo)綜合關(guān)聯(lián)度見表5。

根據(jù)一級指標(biāo)綜合關(guān)聯(lián)度，得到指標(biāo)評價等級，以此判斷老舊小區(qū)綠色改造對城市可持續(xù)發(fā)展評價等級為

W=（0.273，0.402，0.325）

K=WK_j（V）

=（-0.194，-0.145，-0.020，0.051，-0.089）

最終，根據(jù)設(shè)定的等級，可以得知該老舊小區(qū)綠色改造項目評價等級為良好。

3 評價結(jié)果分析與建議

基于前述的綜合關(guān)聯(lián)度分析，老舊小區(qū)經(jīng)過綠色改造對城市可持續(xù)發(fā)展的影響被評定為“良好”。這表明該項目在經(jīng)歷綠色改造后，其總體成效已經(jīng)達(dá)到預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)，并對城市可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了正面推動。但研究發(fā)現(xiàn)最大綜合關(guān)聯(lián)度maxK_j=0.051，表明老舊小區(qū)綠色改造還有較大的提升空間。

3.1 城市可持續(xù)發(fā)展中的經(jīng)濟(jì)分析

根據(jù)研究結(jié)果可知，城市可持續(xù)發(fā)展中經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的可持續(xù)性評價等級為“良好”。通過計算結(jié)果可以得到，經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性的4個指標(biāo)中，改造費用、周邊產(chǎn)業(yè)發(fā)展、節(jié)能效果均為“良好”，但綠色經(jīng)濟(jì)價值的評價等級為“中等”，表示在綠色改造過程中還存在一些經(jīng)濟(jì)問題，因為綠色改造在經(jīng)濟(jì)方面相較于傳統(tǒng)改造所需的費用要大，這些因素可能對項目的投資價值產(chǎn)生不利影響。但該老舊小區(qū)周邊產(chǎn)業(yè)發(fā)展好，生活配套設(shè)施較為完善，有利于經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

3.2 城市可持續(xù)發(fā)展中的環(huán)境分析

城市可持續(xù)發(fā)展中環(huán)境指標(biāo)的可持續(xù)性評價等級為“中等”，表明老舊小區(qū)綠色改造對城市環(huán)境可持續(xù)性表現(xiàn)一般。通過計算結(jié)果可以得到，環(huán)境可持續(xù)性的5個指標(biāo)中，基礎(chǔ)設(shè)施綠化水平、環(huán)境改善為“良好”，污染情況、居民節(jié)能意識、可再生資源利用為“中等”。小區(qū)內(nèi)種植了丁香、紫葉李、高接金葉榆、海棠等植物數(shù)株，但綠化環(huán)境還稍有欠缺，綠化水平達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)，居民綠色意識有待提高。

3.3 城市可持續(xù)發(fā)展中的社會分析

城市可持續(xù)發(fā)展中社會指標(biāo)的可持續(xù)性評價等級為“良好”。通過計算結(jié)果可以得到，社會可持續(xù)性的5個指標(biāo)中，居民舒適度、社會滿意度、文化功能與價值、周邊配套設(shè)施完善為“良好”，建筑物壽命為“中等”。綠色化改造項目促進(jìn)了綠色改造相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，推動了市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市可持續(xù)化水平的提高，從而提高了區(qū)域的GDP。

3.4 老舊小區(qū)綠色改造的合理化建議

綜上，老舊小區(qū)綠色改造對城市可持續(xù)發(fā)展中經(jīng)濟(jì)的評價較高。隨著城市的不斷發(fā)展，國家對生態(tài)環(huán)境建設(shè)的關(guān)注日益增加，人們對居住質(zhì)量和舒適度的關(guān)注也日益增加，因此，提出以下建議：

（1）加強綠色改造中的經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。影響經(jīng)濟(jì)的一個重要因素就是降低老舊小區(qū)綠色改造的費用。在老舊小區(qū)綠色改造過程中，需要以多方位了解哪些是產(chǎn)生高費用的項目，在確保其效果的前提下，盡量將成本降到最低；同時，還要對不同的改造方案進(jìn)行多方面對比，防止高投入、低回報狀況的發(fā)生，努力實現(xiàn)最小的投入和最大的回報。

（2）加強綠色改造中的環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。增加小區(qū)綠化和健身設(shè)施，在小區(qū)周邊設(shè)置公共服務(wù)設(shè)施，使得居民生活舒適度得到提升。鼓勵業(yè)主參與老舊小區(qū)改造，加大綠色改造的宣傳力度。盡管我國建筑事業(yè)總體上已取得了較大進(jìn)步，但距離城市更新的要求仍有較大差距。要注重對老舊小區(qū)先進(jìn)適用技術(shù)的改造，全面提高整體綠色改造技術(shù)水平，努力解決當(dāng)前老舊小區(qū)綠色改造中存在的技術(shù)難題。

（3）加強綠色改造中的社會可持續(xù)發(fā)展。在改造過程中，要遵守民意，了解居民訴求，讓居民參與改造方案的制訂，真正做到“以人為本”，從而提升老舊小區(qū)綠色改造的效率，加快城市更新進(jìn)程，最終促進(jìn)我國城市的可持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié)語

未來，城市可持續(xù)發(fā)展需要借助城市更新這一新增長點。在城市更新中，一方面需要優(yōu)化存量，查漏補缺，提高土地利用率；另一方面，需要提高效益，融合社會綜合治理目標(biāo)，關(guān)注民生、提升產(chǎn)業(yè)、保護(hù)歷史文化、推動綠色發(fā)展。本研究從經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會三個維度出發(fā)，首先確立了城市可持續(xù)發(fā)展的評價指標(biāo)體系；然后通過熵權(quán)法和物元可拓模型，有效調(diào)整評估指標(biāo)及權(quán)重，構(gòu)建了老舊小區(qū)綠色改造對城市可持續(xù)發(fā)展的評價模型；最后通過案例分析，得到老舊小區(qū)綠色改造項目對城市可持續(xù)發(fā)展影響效果良好的結(jié)果。本研究可為老舊小區(qū)綠色改造對城市可持續(xù)發(fā)展的評價提供參考。

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收稿日期：2024-03-14

作者簡介：

李春曉（1969—），女，教授，研究方向：建設(shè)項目投融資、建筑企業(yè)管理。

喬冬雪（通信作者）（2000—），女，研究方向：建設(shè)項目投融資、工程建造與管理。

李金泮（1999—），女，研究方向：建設(shè)項目投融資、工程建造與管理。

秦文怡（1999—），女，研究方向：建設(shè)項目投融資、項目管理。

黃文豪（1999—），男，研究方向：建設(shè)項目投融資、項目管理。