基于AHP-熵权法的绿色建筑成本影响因素研究_陈秀丽.pdf

河南科技Henan Science and Technology交通与土木工程总第806期第12期2023年6月基于AHP-熵权法的绿色建筑成本影响因素研究陈秀丽刘春晓牛晶茗郑玥方芳（河北建筑工程学院，河北张家口075000）摘要：【目的目的】随着碳达峰和碳中和目标的提出，绿色建筑成为未来建筑行业的发展趋势，绿色建筑成本则是制约绿色建筑发展的重要因素。【方法方法】本研究通过文献研究法确定绿色建筑成本影响因素，利用专家打分并结合AHP-熵权组合赋权的方法对影响因素的权重进行综合排序。【结果结果】研究表明：生态因素和社会因素对绿色建筑成本影响较大，技术因素和管理因素对其影响较小。【结论结论】本研究针对各因素对绿色建筑成本的影响程度提出有效的建议，为推行绿色建筑的发展提供借鉴与理论基础。关键词：绿色建筑；成本；AHP-熵权法；影响因素中图分类号：TU201.5文献标志码：A文章编号：1003-5168（2023）12-0062-05DOI：10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2023.12.011Research on Influencing Factors of Green Building Cost Based on AHP-Entropy Weight MethodCHEN XiuliLIU ChunxiaoNIU JingmingZHENG YueFANG Fang（Hebei University of Architecture,Zhangjiakou 075000,China）Abstract:Purposes With the proposal of carbon peak and carbon neutralization target,green buildinghas become the development trend of the construction industry in the future,and the cost of green building is an important factor restricting the development of green building.Methods This study determinesthe influencing factors of green building cost through literature research method,and comprehensivelysorts the weights of influencing factors through expert scoring and AHP-entropy weight combinationweighting method.Findings The research shows that ecological factors and social factors have a greaterimpact on the cost of green building,while technical factors and management factors have less impact onthat.Conclusions This study puts forward effective suggestions on the influence of various factors on thecost of green building,and provides reference and theoretical basis for the development of green building.Keywords:green building;cost;AHP-entropy weight method;influencing factors0引言建筑业作为我国支柱性产业，能促进我国经济发展、缓解社会就业压力。但同时建筑业的能源消耗是不可忽视的，减少建筑业的能源消耗对于环境保护十分有效，故近年来国家大力推广绿色建筑。我国绿色建筑的发展在“十三五”期间取得显著成效。截至2020年底，全国城镇累计建成绿色建筑面积超过66亿m2 1，我国绿色建筑面积逐渐增加。对标2035年远景目标，我国住房和城乡建设部提出“十四五”期间应大幅提升建筑水平，采用绿色建造方式，初步形成高质量发展体系，加速建筑业由大向强转变2。我国不断推出相关政策文件鼓励支持绿色建筑收稿日期：2022-12-19作者简介：陈秀丽（1978），女，硕士，副教授，研究方向：全过程工程造价咨询、工程项目管理。第12期63的发展，而成本问题是制约绿色建筑发展的重要因素之一，且该领域并未达到普及。目前，国内许多专家学者对制约绿色建筑发展的成本问题进行了研究。朱昭等3通过构建经济计算模型分析绿色节能建筑全生命周期的增量成本，并基于价值工程理论对增量效益进行评价。杨文安等4通过解释结构模型分析绿色建筑增量成本影响因素，探究其作用机理和相互关系。薛凡等5研究影响绿色建筑增量成本的关键因素并提出相关建议。由此可以看出，大多数研究集中于绿色建筑增量成本及增量成本效益方面，研究绿色建筑成本的并不多，因此进行绿色建筑成本研究显得尤为迫切。本研究通过AHP-熵权组合赋权的方法确定绿色建筑成本影响因素的权重，对其进行分析并提出建议，期望为绿色建筑成本的有效控制提供理论借鉴和实际价值。1绿色建筑成本影响因素通过中国知网 CNKI 数据库，以“绿色建筑成本”为关键词，梳理 20062022年的相关文献，同时运用 CiteSpace 软件分析，得出近年来关于绿色建筑的研究逐渐深入，尤其是绿色建筑成本控制、成本管理、增量成本等方面，具体如图1所示。由此可以看出研究绿色建筑成本影响因素的重要性。针对CNKI数据库中选出与“绿色建筑成本”主题最相关的23篇文献进行分析，梳理文章中的主要影响因素，选取频次不低于5次的因素，列出18个绿色建筑成本影响因素，见表1。构建绿色建筑成本影响因素层次结构体系，见表2。本研究将对18个影响因素运用AHP-熵权法计算综合权重，并分析其对绿色建筑成本的影响程度。表1绿色建筑成本影响因素及频数影响因素设计方案绿色施工技术绿色建筑材料绿色拆除、回收与利用室内环境质量政策法规项目地域因素工程变更与索赔可行性研究频数1287887665影响因素节水技术节材技术节地技术节能技术绿色施工管理水平企业绿色意识运营管理绿色建筑标准客户的环保觉悟频数565665555表2绿色建筑成本影响因素层次结构体系序号1234影响因素准则层技术因素（A1）管理因素（A2）生态因素（A3）社会因素（A4）影响因素指标绿色施工技术A11节水技术A12节材技术A13节地技术A14节能技术A15绿色拆除、回收与利用A21工程变更与索赔A22绿色施工管理水平A23运营管理A24项目地域因素A31可行性研究A32设计方案A33绿色建筑材料A34室内环境质量A35政策法规A41企业绿色意识A42绿色建筑标准A43客户的环保觉悟A44陈秀丽，等.基于AHP-熵权法的绿色建筑成本影响因素研究图1绿色建筑相关研究分析64第12期2AHP-熵权法确定指标权重层次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）是一种定性与定量分析相结合的方法。该方法简单、实用，是将一个复杂的问题进行拆解，通过一定的标度对人的主观判断进行客观量化，因此在确定指标权重时经常被大量使用6-7，但容易受主观因素干扰。熵权法是一种客观赋权的方法，主要利用信息熵计算出各指标权重系数，用该方法确定权重可有效避免人为赋值的主观性8-9。本研究通过AHP-熵权法组合赋权方法，能够有效避免主观因素的影响，从而使结果更准确。2.1层次分析法确定指标权重第一步：构建层次结构模型。以绿色建筑成本为目标层，将已识别出的18个影响因素进行层次归纳划分建立4个准则层分别为技术因素、管理因素、生态因素及社会因素，由此建立本研究的层次结构模型。第二步：构建判断矩阵。按照绿色建筑成本影响因素层次结构体系设计层次分析法调查问卷，邀请13位从事建筑行业的相关专业人员，对相关影响因素进行打分，采用1-9分标度法进行分值的确定10，见表3。各专家依据标度对影响因素进行重要性赋值，回收问卷后将数据以矩阵的形式表达出来，组成判断矩阵B。第三步：计算各层因素权重。将判断矩阵B按照列归一化求得指标权重系数，见式（1）。Wi=-Wii=1n-Wi（1）计算判断矩阵B的最大特征值，见式（2）。max=1ni=1nB-WW1（2）第四步：层次单排序一致性检验。在得到最大特征值和权重系数后，需要对IC进行一致性检验，见式（3）、式（4）。IC=max-nn-1（3）RC=ICIR（4）以上式中：IC为一致性指数；RC为随机一致性比率；IR为平均随机一致性指标。若RC0.1则表示一致性检验通过，否则需重新计算。通过 13位专家的重要性打分，对其中未能构成判断矩阵的数据进行剔除，最后得到10位专家的打分数据，并将这10位专家的数据通过式（1）至式（4）进行处理，得到每位专家对各影响因素的权重，最后对10位专家各影响因素的权重取平均值，得到各影响因素的权重，见表4。由层次分析法计算结果可以得出：在绿色建筑成本影响因素中生态因素社会因素技术因素管理因素。生态因素对绿色建筑成本的影响最大，生态因素中的室内环境质量、绿色建筑材料、项目地域因素所占的权重都比较大，管理因素对绿色建筑成本的影响最小。2.2熵权法确定指标权重第一步：通过问卷调查的原始数据建立评价指标体系，构造矩阵见式（5）。X=|x11x1nxm1xmn（5）表3重要性标度含义重要性标度135792、4、6、8倒数含义表示两个元素相比，具有同等重要性表示两个元素相比，前者比后者稍重要表示两个元素相比，前者比后者明显重要表示两个元素相比，前者比后者强烈重要表示两个元素相比，前者比后者极端重要表示上述判断的中间值若元素i与元素j重要性之比为aij，则与的重要性之比为1/aij表4绿色建筑成本影响因素权重系数及排序准则层技术因素A1管理因素A2生态因素A3社会因素A4权重0.231 30.214 50.314 00.240 3影响因素指标绿色施工技术A11节水技术A12节材技术A13节地技术A14节能技术A15绿色拆除、回收与利用A21工程变更与索赔A22绿色施工管理水平A23运营管理A24项目地域因素A31可行性研究A32设计方案A33绿色建筑材料A34室内环境质量A35政策法规A41企业绿色意识A42绿色建筑标准A43客户的环保觉悟A44权重0.048 10.050 10.037 40.043 10.052 50.041 20.050 40.059 30.063 60.065 50.034 70.059 10.070 80.084 00.070 40.050 00.059 60.060 2排序141217151016118541892131376陈秀丽，等.基于AHP-熵权法的绿色建筑成本影响因素研究第12期65式中，xij表示第 i 个专家第 j 个影响因素的指标值。第二步：对评价矩阵进行标准化处理，具体方法如下，正向指标见式（6），负向指标见式（7）。xij=xij-min（xij）max（xij）-min（xij）（6）xij=max（xij）-xijmax（xij）-min（xij）（7）以上式中：max（xij）和min（xij）代表第j个影响因素指标的最大值和最小值，xij为原始数据值，xij为标准化处理后的数据值。第三步：确定指标熵权。计算第i个专家第j个影响因素的指标比重，见式（8）。Pij=xiji=1mxij（8）计算各指标的熵值，见式（9）。ej=-1lnmi=1mpijln()pij,0 ej 1（9）计算差异系数，见式（10）。gj=1-ej（10）其中：熵值越小，差异性系数越大，指标贡献越大。确定权重，见式（11）。wj=gjjmgj，j=1,2,n（11）利用熵权法进行指标权重计算时，首先使用五级量表邀请20位专家对影响因素指标进行重要程度打分，设置 1-5 分数值分别对应“非常不重要”“比较不重要”“一般”“比较重要”及“非常重要”，对各影响因素的重要程度进行量化，将20位专家的打分结果进行数据处理，通过式（5）至式（11）计算得到各影响因素的权重，见表5。分析熵权法计算结果可以得出结论：在绿色建筑成本影响因素中生态因素社会因素技术因素管理因素。生态因素对绿色建筑成本的影响最大，其中绿色建筑材料所占权重比较大；管理因素对绿色建筑成本的影响最小。2.3综合权重排序将上述两种方法所得的各因素权重按照一定的比例a=0.5进行组合赋权，得到各因素组合权重及排序，见表6。分析组合权重结果可以得出结论：在绿色建筑成本的影响因素中生态因素社会因素技术因素管理因素。显然生态因素对绿色建筑成本影响最大，其中绿色建筑材料、室内环境质量、设计方案、项目地域因素所占比重较大，管理因素对绿色建筑成本影响最小。3相关措施与建议通过对各影响因素组合权重的计算和分析可以得出生态因素和社会因素对绿色建筑成本影响陈秀丽，等.基于AHP-熵权法的绿色建筑成本影响因素研究表6绿色建筑成本影响因素组合权重及总排序指标维度技术因素A1（0.203 0）管理因素A2（0.191 6）生态因素A3（0.339 4）社会因素A4（0.266 6）影响因素指标绿色施工技术A11节水技术A12节材技术A13节地技术A14节能技术A15绿色拆除、回收与利用A21工程变更与索赔A22绿色施工管理水平A23运营管理A24项目地域因素A31可行性研究A32设计方案A33绿色建筑材料A34室内环境质量A35政策法规A41企业绿色意识A42绿色建筑标准A43客户的环保觉悟A44组合权重0.039 50.041 90.034 30.038 60.048 80.030 70.058 00.050 20.052 80.050 40.029 50.072 60.098 70.088 30.088 00.041 80.072 90.063 4总排序141216151117710891851231346表5绿色建筑成本影响因素权重系数及排序表指标维度技术因素A1（0.174 8）管理因素A2（0.168 6）生态因素A3（0.364 8）社会因素A4（0.291 8）影响因素指标绿色施工技术A11节水技术A12节材技术A13节地技术A14节能技术A15绿色拆除、回收与利用A21工程变更与索赔A22绿色施工管理水平A23运营管理A24项目地域因素A31可行性研究A32设计方案A33绿色建筑材料A34室内环境质量A35政策法规A41企业绿色意识A42绿色建筑标准A43客户的环保觉悟A44熵值0.9660.9630.9660.9630.9510.9780.9280.9550.9540.9610.9730.9060.8610.8990.8840.9630.9060.927权重0.030 90.033 70.031 20.034 00.045 00.020 10.065 50.041 10.041 90.035 30.024 20.086 10.126 60.092 60.105 50.033 60.086 10.066 6排序16131512818710911174132145666第12期较大。故在推行绿色建筑的过程中，不仅需要提高建筑工程的环境质量，还应通过相关的法律政策提高企业的绿色意识及客户的环保觉悟。技术因素和管理因素对绿色建筑成本影响较小，但也不可忽视。本研究将从以下4个方面提出相关建议。3.1生态因素绿色建筑受地域因素的影响较大，故选址十分重要。在工程选址时尽可能地选择太阳能、风能或者其他可再生能源丰富的地区。在进行项目设计时积极协调业主、承包商、监理方、造价方、材料供应方共同参与，根据当地的相关政策将绿色设计理念应用在实际工程项目中。同时工程总造价的60%70%由建筑材料决定，因此尽可能在设计阶段提高绿色环保材料的使用率，对绿色建筑成本进行全面把控，防止后期因材料问题造成工程变更，进而造成成本增加。3.2社会因素政府可以加强相关法律政策的制定以及提高奖惩力度，在建造过程中给予技术支持和经济补贴，对符合绿色建筑标准的参与部门给予相应的奖励。有关部门可以定期组织绿色建筑相关座谈会，探讨成本的有效控制问题并进行答疑解惑。同时企业也要增强绿色意识，积极落实国家相关的绿色理念，施工过程中自觉按照绿色建筑标准进行，在建筑行业中起带头作用。3.3技术因素在建筑过程中充分落实节水（做好施工过程中的废水收集与再利用）、节地（加强地下空间的开发利用）、节材（使用环保可回收利用的材料）、节能（加强太阳能、风能等可再生能源的使用率）。积极采用绿色施工技术，施工技术人员要对施工技术进行不断地研究创新，真正提高绿色施工水平，减少施工过程中的能源消耗，降低工程成本，提高企业的竞争力。3.4管理因素施工过程中的管理问题同样不可忽视，要及时做好绿色施工管理规划。根据项目的具体要求应用相关BIM技术模型，及时进行检查和纠偏，对有冲突的工作及时进行处理，减少因施工单位对绿色建筑施工方案不理解造成的成本增加，实现多专业施工单位协同工作，避免出现工程窝工，产生工期延期现象而增加成本。4结论当前，绿色建筑已经成为建筑行业的发展趋势，本研究通过分析绿色建筑成本的影响因素，得出生态因素与社会因素对绿色建筑成本的影响较大，技术因素与管理因素对绿色建筑成本的影响较小。以上结论可为进一步探索绿色建筑成本的影响因素提供借鉴，同时针对性地提出建议和措施，为推行绿色建筑的发展提供理论基础和参考。参考文献：1 中华人民共和国住房和城乡建筑部.“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划 EB/OL.（2022-03-01）2022-12-10.https：/ 中华人民共和国住房和城乡建设部.“十四五”建筑业 发 展 规 划EB/OL.（2022-01-25）2022-12-10.https：/ 朱昭，李艳蓉，陈辰.绿色建筑全生命周期节能增量成本与增量效益分析评价 J.建筑经济，2018，39（4）：113-116.4 杨文安，汤强.基于ISM的绿色建筑增量成本影响因素研究 J.工程管理学报，2020，34（3）：120-124.5 薛凡，申玲，钱经.绿色住宅建筑增量成本影响因素J.土木工程与管理学报，2019，36（1）：194-2006 王连月，曲晓伟，曲荣荣.绿色建筑成本影响因素评价研究 J.青岛理工大学学报，2022，43（2）：57-66.7 李辉山，高旭慧，张碧云.基于AHP-熵权法的既有居住建筑节能改造效果评价 J.建筑节能（中英文），2022，50（6）：133-138.8 何潇蓉，王晓荣，吴玉婷，等.熵值法在经济政策综合评价中的应用研究：以河北省张家口市尚义县精准扶贫为例 J.河北建筑工程学院学报，2018，36（1）：101-104.9 傅为忠，黄帅.基于熵值法和聚类分析法的建筑业高质量发展评价研究：以长三角城市群为例 J.工程管理学报，2021，35（1）：7-12.10 姚泽清，张洛嘉，熊安邦，等.基于层次分析的主成分分析法及其应用 J.数学的实践与认识，2016，46（18）：176-183.陈秀丽，等.基于AHP-熵权法的绿色建筑成本影响因素研究