第四代住宅建筑全生命周期風(fēng)險評估體系研究

摘要：隨著第四代住宅建筑建設(shè)規(guī)模與復(fù)雜性的提升，其在全生命周期內(nèi)面臨的風(fēng)險種類和管理挑戰(zhàn)顯著增加。為提升第四代住宅建筑的安全性、經(jīng)濟性和可持續(xù)性，從全生命周期角度出發(fā)，構(gòu)建一套科學(xué)、全面、系統(tǒng)的風(fēng)險評估體系。研究通過層次分析法（AHP）和P-I模型將風(fēng)險劃分為高概率高損失、高概率低損失、低概率高損失和低概率低損失4種類型，并提出了風(fēng)險規(guī)避、風(fēng)險轉(zhuǎn)移、風(fēng)險緩解和風(fēng)險接受的應(yīng)對策略。結(jié)果表明，該評估體系能夠有效識別和量化各階段的潛在風(fēng)險，通過提前采取針對性的管理措施降低風(fēng)險影響，可為第四代住宅建筑的科學(xué)決策和安全管理提供理論依據(jù)和實踐指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：第四代住宅建筑；全生命周期；風(fēng)險評估；安全管理

0 引言

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，第四代住宅建筑逐漸成為城市發(fā)展的重要標志，其建設(shè)規(guī)模、復(fù)雜性和功能性不斷提高。第四代住宅建筑不僅能滿足人們?nèi)粘５氖褂眯枨?，還可應(yīng)對突發(fā)事件、自然災(zāi)害和社會風(fēng)險等多種不確定因素。從建筑的設(shè)計、施工到運營維護的整個生命周期中，各個環(huán)節(jié)均具有潛在風(fēng)險，這些風(fēng)險一旦觸發(fā)，將對建筑的安全性、經(jīng)濟性和可持續(xù)性造成顯著影響。近年來，全球范圍內(nèi)頻繁發(fā)生的大型建筑事故（如火災(zāi)、坍塌和設(shè)備故障等），暴露出現(xiàn)有建筑風(fēng)險管理體系的諸多不足。傳統(tǒng)的風(fēng)險管理方法往往局限于某單一階段，而未能對整個生命周期進行全面、系統(tǒng)的評估。因此，開展對第四代住宅建筑全生命周期風(fēng)險評估體系的研究，既是建筑安全管理理論的創(chuàng)新發(fā)展，也是滿足當前社會發(fā)展和行業(yè)轉(zhuǎn)型的重要實踐需求。

在我國，第四代住宅建筑風(fēng)險評估體系的研究可以追溯到建筑領(lǐng)域?qū)τ诳沙掷m(xù)發(fā)展和綜合管理的關(guān)注^[1]。隨著現(xiàn)代社會對可持續(xù)發(fā)展的重視，建筑領(lǐng)域逐漸認識到需要從全生命周期的視角分析第四代住宅建筑的風(fēng)險因素，為風(fēng)險評估體系的構(gòu)建提供理論基礎(chǔ)。在此背景下，第四代住宅建筑被視為推動我國建筑領(lǐng)域綠色轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵途徑之一，它要求從整體戰(zhàn)略層面進行周密規(guī)劃，并深入開展廣泛的市場調(diào)研工作^[2]。第四代住宅建筑項目作為一項新概念、新產(chǎn)物，風(fēng)險評估不僅局限于單一環(huán)節(jié)，而應(yīng)涵蓋環(huán)境、社會、經(jīng)濟、政策等多方面的綜合風(fēng)險因素^[3]。此外，“雙風(fēng)險”評價是在重大工程建設(shè)前對環(huán)境風(fēng)險與社會穩(wěn)定風(fēng)險同步進行評價。在《中華人民共和國環(huán)境保護法》嚴格規(guī)定下，絕大多數(shù)的第四代住宅建設(shè)項目均能夠遵守和實施^[4]“雙風(fēng)險”評價。這種“雙風(fēng)險”評價方法，不僅確保了法律法規(guī)的執(zhí)行，還為第四代住宅建筑全生命周期風(fēng)險評估體系的進一步發(fā)展奠定了實踐基礎(chǔ)。建立全生命周期風(fēng)險評估體系有助于增強公眾對建筑安全的認知和信任，提高公眾參與建筑決策的機會，促進建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展^[5]。

在國外，第四代住宅建筑研究尚處于起步階段，相關(guān)文獻較為稀缺，因此本部分擴大文獻回顧的范圍，根據(jù)第四代住宅建筑“層層有花園，戶戶有庭院”的現(xiàn)代化綠色建筑設(shè)計理念，對國外綠色建筑展開回顧。綠色建筑在提高建筑行業(yè)的可持續(xù)性和減少碳排放方面的表現(xiàn)引起了業(yè)內(nèi)的極大的關(guān)注。與傳統(tǒng)建筑項目類似，風(fēng)險管理在綠色建筑項目中同樣扮演著至關(guān)重要的角色，若風(fēng)險管理存在不足，可能會直接影響綠色建筑的建設(shè)進度與質(zhì)量^[6]?？梢酝ㄟ^風(fēng)險識別、風(fēng)險評估和風(fēng)險應(yīng)對的通用方法來提高能源利用效率和降低建設(shè)成本^[7]。與普通住宅建筑不同的是，綠色建筑不僅關(guān)注建筑本身，還更加注重建筑與居住者的互動，提高居住者的舒適度和提供安全健康綠色環(huán)境^[8]。與其他行業(yè)相比，建設(shè)行業(yè)的平均事故率顯著偏高。在一些發(fā)達國家和地區(qū)，事故所導(dǎo)致的損失是一般企業(yè)無法想象的。根據(jù)1996年的一項針對美國的研究，該國工程事故所造成的經(jīng)濟損失，占總成本的7.9%～15%，這一占比深刻揭示了其對國家經(jīng)濟造成的深遠影響^[9]?？梢?，建筑施工過程中發(fā)生的各類風(fēng)險事故對整個建筑業(yè)都會帶來巨大危害。因此，在工程建設(shè)領(lǐng)域，如何降低風(fēng)險發(fā)生率已成為全球范圍內(nèi)備受矚目的研究議題，同時也是一項急需攻克的難題^[10]。目前，國外風(fēng)險管理指標主要側(cè)重于事后評價，而缺乏足夠的主動性指標，這導(dǎo)致了評價存在較大的局限性、指標體系尚不完善、難以充分展現(xiàn)整個安全系統(tǒng)的全面狀況及未來發(fā)展趨勢等關(guān)鍵問題^[11-12]。因此，必須對整個風(fēng)險管理體系進行改變，重新構(gòu)建一套科學(xué)的風(fēng)險管理指標體系，以便更有效地辨識和評價整個項目風(fēng)險^[13-14]。

綜上所述，國內(nèi)外現(xiàn)有的第四代住宅建筑風(fēng)險管理體系在理論與實踐層面均存在一定不足，都急需通過構(gòu)建全生命周期的風(fēng)險評估體系，以全面覆蓋設(shè)計、施工、運營維護等各個階段的風(fēng)險管理需求^[15]。通過對風(fēng)險識別^[16]、風(fēng)險評價^[17]、法律法規(guī)的遵循及國際安全管理經(jīng)驗的借鑒，可為我國第四代住宅建筑的全生命周期風(fēng)險評估提供科學(xué)指導(dǎo)^[18]。本研究旨在構(gòu)建一套科學(xué)、系統(tǒng)、可操作的全生命周期風(fēng)險評估體系，從設(shè)計、施工到運營和維護的全生命周期視角出發(fā)，全面識別、評估和控制各階段的潛在風(fēng)險；通過系統(tǒng)化和科學(xué)化的方法，利用歷史數(shù)據(jù)、數(shù)學(xué)模型和分析工具對風(fēng)險進行定量評估，并制定風(fēng)險管理措施，從而提高第四代住宅建筑的安全性、經(jīng)濟性和可持續(xù)性。該評估體系不僅是對建筑風(fēng)險管理理論的進一步豐富，也是應(yīng)對全球工程建設(shè)領(lǐng)域風(fēng)險管理挑戰(zhàn)的創(chuàng)新實踐。

1 第四代住宅建筑全生命周期風(fēng)險評估指標體系構(gòu)建

1.1 第四代住宅建筑風(fēng)險影響因素識別

通過分析近年住宅建筑風(fēng)險影響因素的相關(guān)文獻^[19-20]，初步識別了第四代住宅建筑風(fēng)險影響因素，主要包括6個方面。①施工安全風(fēng)險。第四代住宅建筑項目通常涉及高度、深度、復(fù)雜的施工活動，存在坍塌、起重事故、高空墜落等安全風(fēng)險。②自然災(zāi)害。第四代住宅建筑項目可能處于地震、臺風(fēng)、洪水等自然災(zāi)害的風(fēng)險區(qū)域，這些災(zāi)害可能對建筑物的結(jié)構(gòu)完整性和安全性造成威脅。③地質(zhì)與地基風(fēng)險。地質(zhì)條件不良、地基不穩(wěn)定或者存在地下水問題都可能對第四代住宅建筑的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)造成風(fēng)險。④材料和工程質(zhì)量風(fēng)險。第四代住宅建筑項目涉及大量的材料和較高的工程質(zhì)量，使用次品材料或質(zhì)量控制不善可能導(dǎo)致建筑的結(jié)構(gòu)問題和安全隱患。⑤設(shè)計與規(guī)劃風(fēng)險。不完善或錯誤的設(shè)計和規(guī)劃可能導(dǎo)致建筑物的結(jié)構(gòu)問題、功能不符合預(yù)期或者使用效率低下。⑥環(huán)境影響與可持續(xù)性風(fēng)險。第四代住宅建筑項目對環(huán)境產(chǎn)生影響，包括能源消耗、廢物產(chǎn)生和建筑碳排放等，不合理的設(shè)計和施工均可能導(dǎo)致環(huán)境問題和可持續(xù)性挑戰(zhàn)。

1.2 問卷設(shè)計及處理

問卷調(diào)查采用了由RensisLikert提出的李克特5級量表，依據(jù)5種不同程度的態(tài)度進行評分，即1分代表無影響、2分代表影響較弱、3分代表影響中等、4分代表影響較強、5分代表影響極其強，以此對各風(fēng)險因素的相關(guān)陳述進行深入分析。本次調(diào)查共發(fā)放178份線上問卷，其中134份被回收，有效問卷數(shù)量為109份；同時采用了問卷調(diào)研與實地走訪相結(jié)合的形式開展問卷調(diào)查工作，共有79份問卷在線下發(fā)放，其中72份被回收，有效問卷數(shù)量為69份。調(diào)查人員背景統(tǒng)計見表1。

1.3 信度、效度分析

為了確保調(diào)查的準確性和結(jié)果的可靠性，本研究采用問卷匯總和篩選的方法，對178份有效問卷進行了信度和效度分析，以確定其真實水平和穩(wěn)定性^[21]。利用軟件SPSS 26.0，對178份有效問卷進行了信度與效度的雙重檢驗。在此基礎(chǔ)上利用結(jié)構(gòu)方程模型方法對兩輪問卷調(diào)查中所得指標進行檢驗及修正，最終得到了一個較為合理的量表，其中α=0.823，信度和效度統(tǒng)計量表見表2。α系數(shù)信度等級對應(yīng)表見表3 ，參照α系數(shù)標準，調(diào)查結(jié)果顯示信度等級為信度較高，表明能夠有效反映調(diào)查目的及受訪者的真實意愿，確保了問卷數(shù)據(jù)的真實性和可靠性，為后續(xù)構(gòu)建模型奠定了堅實的有效性基礎(chǔ)^[22]。

隨后，對19個風(fēng)險因素進行了編號，并將它們劃分為直接利益相關(guān)方和間接利益相關(guān)方兩大類別，具體細分為業(yè)主、設(shè)計方、施工方及監(jiān)理方這4個子類別，同時充分考慮了各因素自身的特性及其層次結(jié)構(gòu)?；谏鲜鲱悇e分析，確立第四代住宅建筑項目全生命周期風(fēng)險評估指標體系，見表4。

2 第四代住宅建筑全生命周期風(fēng)險評估

2.1 層次分析法

層次分析法（AHP）是一種多準則決策方法，由美國數(shù)學(xué)家托馬斯·塞蒂于1970年提出，用于解決復(fù)雜的決策問題，其中有多個準則和多個可選方案^[23]。層次分析法的原理基于層次結(jié)構(gòu)和權(quán)重分配兩個關(guān)鍵概念。

（1）層次結(jié)構(gòu)。決策問題被分解成一個層次結(jié)構(gòu)，包括目標、準則、子準則和可選方案等層次。層次結(jié)構(gòu)以樹狀圖的形式表示，從上到下逐級細化。通常情況下，最頂層是目標，中間層是準則和子準則，最底層是可選方案。

（2）構(gòu)造判斷矩陣。判斷矩陣C和判斷矩陣標度及含義見表5和表6。

（3）層次單排排序及一致性檢驗。計算各層次指標的單排序權(quán)重值并做一致性檢驗。

1）層次單排序。

首先，計算判斷矩陣每一行指標的乘積Mi，公式如下

Mi=∏ni=1Cij（i=1，2，…，n）（1）

其次，計算Mi的n次方根Wi，公式如下

Wi=nMi（2）

再次，Wi構(gòu)成向量Wi，對Wi進行處理，公式如下

Wi=Wi∑nj=1Wj（3）

最后，得到權(quán)重向量W，公式如下

W=（W1， W2， …， Wn）T（4）

2）一致性檢驗。

首先，計算判斷矩陣的最大特征值λmax，公式如下

CWi=

C11C12…C1n

C21C22…C2n

Cn1Cn2…Cnn

W1W2Wn（5）

λmax=∑ni=1CinWi（6）

其次，計算判斷矩陣一致性指標CI，公式如下

CI=λmax－nn－1（7）

最后，計算矩陣一致性比率CR，公式如下

CR=CIRI（8）

當CR滿足以下條件時，公式如下

CR=CIRIlt;0.1（9）

矩陣應(yīng)具有良好的一致性，否則需要重新判斷。

（4）權(quán)重分配。通過對比不同層次之間的相對重要程度，為每個準則和子準則分配權(quán)重。權(quán)重表示了各個準則或子準則對于實現(xiàn)目標的重要程度。在層次分析法中，通過構(gòu)建判斷矩陣和計算特征向量來確定權(quán)重。判斷矩陣用于比較不同準則或子準則之間的相對重要程度，特征向量用于計算各個準則或子準則的權(quán)重^[24]。

總權(quán)重計算公式如下

Wij=aibij（10）

式中，ai為上一級指標的總權(quán)重；bij為下一層指標的單權(quán)重；Wij為下一級指標的總權(quán)重。i=1，2，…，n；j=1，2，…，m。

通過層次分析法將風(fēng)險評估指標進行權(quán)重排序，只選取排名前10位的風(fēng)險評估指標，第四代住宅建筑風(fēng)險評估指標權(quán)重見表7。

2.2 P-I模型分析風(fēng)險

2.2.1 構(gòu)建風(fēng)險矩陣

風(fēng)險矩陣是一種用于評估和優(yōu)先處理風(fēng)險的工具。它通常由一個矩陣組成，可以將風(fēng)險的概率和影響程度進行分類，以便識別出最緊迫的風(fēng)險源。構(gòu)建風(fēng)險矩陣的一般步驟為確定評估標準和創(chuàng)建矩陣。創(chuàng)建一個n維矩陣，用于將概率和影響程度進行分類。將概率和影響程度分別標記在矩陣的橫軸和縱軸上，風(fēng)險結(jié)構(gòu)矩陣，見表8。

根據(jù)表8結(jié)果，本文運用概率模型，構(gòu)建了以下用于計算風(fēng)險概率與風(fēng)險損失的公式，其中第i個風(fēng)險的風(fēng)險概率Pi和風(fēng)險損失Ii公式如下

Pi=1+∑gj=1X^［∑］ji， X^［∑］=X+X2+…+X^g－1（11）

Ii=ai+∑gj=1X^［∑］ijaj（12）

風(fēng)險損失、概率和可控性的計算結(jié)果見表9^[25]。

2.2.2 風(fēng)險因素分類

本文的風(fēng)險評估旨在根據(jù)19個風(fēng)險因素的風(fēng)險概率值和風(fēng)險損失值，將它們細分為高風(fēng)險（高概率高損失）、潛在高風(fēng)險（低概率高損失）、可控風(fēng)險（高概率低損失）和低風(fēng)險（低概率低損失）四大類別。通過對這些不同類型風(fēng)險因素進行分析，可以找出各因素在整個系統(tǒng)中所扮演的角色及其作用程度，從而使人們更加了解系統(tǒng)中各個風(fēng)險因素之間，以及它們與外部環(huán)境的聯(lián)系^[26]，log5P-log9I散點圖如圖1所示，四大類風(fēng)險的風(fēng)險概率P、風(fēng)險損失I和風(fēng)險值R見表10。

3 風(fēng)險應(yīng)對措施

通過P-I模型把風(fēng)險劃分為四大類別，從而相應(yīng)地提出了4種應(yīng)對措施，即風(fēng)險規(guī)避、風(fēng)險傳遞、風(fēng)險緩解、風(fēng)險接受。首先考慮風(fēng)險傳遞、風(fēng)險緩解與風(fēng)險接受這三種對策。

對于高風(fēng)險（高概率高損失），應(yīng)作為風(fēng)險管理的核心。既要立足于減少風(fēng)險發(fā)生的概率，通過預(yù)防性措施降低風(fēng)險發(fā)生概率，又需采取措施從損失角度減輕風(fēng)險的影響，以降低風(fēng)險對整體的危害。如D4業(yè)主因追求外觀效果而調(diào)整第四代住宅建筑項目原定目標作為最大風(fēng)險值，應(yīng)建立嚴格的變更審批機制，對業(yè)主提出的外觀變更進行全面影響評估（包括成本、工期和技術(shù)可行性），并將因變更產(chǎn)生的額外成本和工期延誤明確由業(yè)主承擔(dān)。同時，需在充分滿足業(yè)主需求的基礎(chǔ)上，提出優(yōu)化方案，旨在將項目變更所帶來的影響降至最低程度。

對于可控風(fēng)險（高概率低損失），因發(fā)生概率較高，需從損失角度出發(fā)制定預(yù)防性措施，確保即使風(fēng)險發(fā)生，損失也能控制在最小范圍內(nèi)。如D2前期投入大回報周期長業(yè)主不積極作為最大風(fēng)險值，應(yīng)通過階段性收益分析，將項目的長期回報分解為多個短期目標，明確展示各短期目標的實際效益，以增強業(yè)主的積極性。同時引入合作伙伴或外部融資分擔(dān)前期資金投入的壓力，降低業(yè)主的財務(wù)負擔(dān)。

對于潛在高風(fēng)險（低概率高損失），由于其損失可能較大，應(yīng)以減少發(fā)生概率為主要手段，制定有效措施降低風(fēng)險事件發(fā)生概率。如D8業(yè)主對市場需求預(yù)測失敗導(dǎo)致預(yù)計市場份額不足作為最大風(fēng)險值，應(yīng)在項目規(guī)劃階段引入專業(yè)的市場調(diào)研機構(gòu)進行獨立評估，優(yōu)化市場需求預(yù)測的準確性；同時，設(shè)置靈活的產(chǎn)品或服務(wù)調(diào)整機制，以快速響應(yīng)市場變化，從而有效降低因預(yù)測偏差帶來的潛在損失。

對于低風(fēng)險（低概率低損失），由于其整體威脅較小，可直接采用風(fēng)險接受策略，無須投入額外資源進行管理。此外，不同類型風(fēng)險需采取針對性管理措施。高P高I風(fēng)險需綜合管理，應(yīng)同時從概率和損失兩個維度入手，制訂詳盡的風(fēng)險減輕計劃。高P低I和低P高I風(fēng)險可以分別從單一維度入手處理，高P低I風(fēng)險側(cè)重從損失控制出發(fā)，低P高I風(fēng)險則以降低發(fā)生概率為主要目標^[27]。

4 結(jié)語

本研究基于全生命周期視角，構(gòu)建了第四代住宅建筑全生命周期風(fēng)險評估體系。通過層次分析法、P-I模型的應(yīng)用，將風(fēng)險劃分為四大類別，并提出相應(yīng)的風(fēng)險應(yīng)對策略，包括風(fēng)險規(guī)避、風(fēng)險傳遞、風(fēng)險緩解及風(fēng)險接受，從而實現(xiàn)對高概率高影響、高概率低影響、低概率高影響和低概率低影響風(fēng)險的分類應(yīng)對。研究結(jié)果表明，采用科學(xué)的風(fēng)險評估方法不僅能夠有效識別和量化各階段的潛在風(fēng)險，還能通過針對性的風(fēng)險管理措施降低風(fēng)險，提高第四代住宅建筑的安全性、經(jīng)濟性和可持續(xù)性。本研究不僅為第四代住宅建筑全生命周期風(fēng)險評估提供了理論依據(jù)和實踐指導(dǎo)，還為提高建筑行業(yè)的安全管理水平、促進行業(yè)可持續(xù)發(fā)展做出了積極貢獻。未來的研究可以進一步融合智能化技術(shù)，如利用建筑信息模型（BIM）和大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，不斷優(yōu)化和完善風(fēng)險評估方法及風(fēng)險應(yīng)對策略，以更好地適應(yīng)日益復(fù)雜多變的建筑風(fēng)險環(huán)境。

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收稿日期：2024-11-20

作者簡介：

蘇昌森（1990—），男，中級工程師，項目經(jīng)理，研究方向：建筑工程風(fēng)險管理。