刘 戈，冯双喜，冯 樷

(天津城建大学 a. 经济与管理学院；b. 土木工程学院，天津 300384)

随着全球资源危机的不断恶化，节能建筑、生态建筑、绿色建筑等建筑与环保话题不断引起人们的关注．20世纪90年代后期，绿色建筑、绿色施工等概念传入我国．绿色施工是绿色建筑方案设计的具体实践应用，是链接后续建筑物投入运营使用的关键环节，同时也是实现建筑领域资源节约和节能减排的关键阶段，该部分实施不到位，绿色建筑将只是虚头衔，达不到真正的绿色建筑标准．绿色施工倡导在建设过程中，科学有效地利用高新技术成果，把建筑物对资源的消耗、对环境污染的冲击降到最低限度，为人类提供一个健康舒适的工作和居住空间，它是实现“人—建筑—自然”三者和谐统一的重要途径，是我国发展循环经济，实施可持续发展战略的重要内容．着力实施绿色施工，可以全面促进建筑业体制机制的创新，实现建筑业的可持续发展[1]．

因此，本课题组针对天津市绿色施工情况进行了具体调查分析，找出施工环节的各种问题，最后按照《天津市绿色建筑施工管理技术规程》[2]给予合理的建议．调查研究的成果也为政府相关绿色施工管理部门提供了相应材料依据，以便更好地规范绿色施工过程中的管理，有利于我国绿色施工合理规范化发展．

1 基于BP神经网络的天津市绿色施工现状评价

1.1 调查分析

本课题组对收回的有效调查问卷进行归纳分析可得，接受调查的50个施工现场在“施工管理”，“施工中水的利用”，“施工中对机械、材料的使用”，“施工中对土地的利用”，“施工对人、周围环境的影响”，“施工安全”六个方面施工情况大体上是一致的．

1.2 神经网络建模过程

通过专家建议，绿色施工状况一次分为四个等级，分别为：非常好，很好，一般，差．

输入层中的输入信号矩阵为

输出层中的输出信号矩阵为

根据 Kolmogorov定理[3]，来确定网络结构．采用一个N×2 N＋1×M的四层BP网络作为绿色施工评价模型，其中N表示输入信号矩阵的阶数，M为状态分类数．为了简化网络，(1，1)代表绿色施工的评价等级为一级；(1，0)代表绿色施工的评价等级为二级；(0，1)代表绿色施工的评价等级为三级；(0，0)代表绿色施工的评价等级为四级．故可以在网络中，只设计两个输入神经元表示这4种状态类别．按一般的设计方案，为了更好地满足绿色施工现状的评价输出的要求，中间层的传递函数为S型正切函数，输出层神经元的传递函数为S型对数函数．

利用下面的代码可以创建一个符合以上要求的BP网络，网络的训练函数为trainlm，该函数的运行速度比较快，对于中型的网络是比较适合的[3]．学习函数取默认值为learngdm，性能函数取为mse．其中函数minmax设定了输入信号矩阵的的阈值范围．通过人工神经网络仿真函数：Y＝sim(net，p_test)，便可得到仿真的结果．

考虑到运算速度，设定的循环次数为100，训练误差为 0.000 1，其余训练参数取默认值．下面给出神经网络编写过程中的部分代码如下

当训练达到最大的次数或者网络误差降到期望误差之下时，会使网络停止学习．学习速率会影响权值和阈值更新的比例，较小的学习速率会导致学习时间增加，但有时可以避免训练过程的发散．在建模的过程中，本课题组使用了MATLAB 7.0自带的神经网络的工具箱[4]，特征如图1所示．

图1 神经网络学习特性

经过 70次训练后，网络误差达到设定的最小值．并且可以看出，本次训练是收敛可行的，并能用来指导工程实践．

1.3 结果分析

由神经网络评价出的50个施工现场绿色施工情况如图2所示．

图2 施工企业绿色施工水平饼状图

由上图可得，在50个调查对象中，绿色施工水平很好的企业仅占到 2%，绿色施工现状处于一般水平的企业占 64%，还有高达 34%的企业施工情况较差．

神经网络模型从宏观上评价了所调查施工企业绿色施工的现状，若要从根本上对天津市绿色施工的推广提出建设性的意见，还需进行影响因素分析，找出关键因素，继而有针对性地提出合理化对策和建议

2 影响因素分析

影响绿色施工的因素不仅包括能源、资源、环境、管理，还需要考虑到人员的健康与安全等多个方面．鉴于它的复杂多变性，本文在综合调查问卷结果的基础上，采用AHP法对多种要素进行了定量的分析．对计算出来权重较大的因素，要予以更多的关注与监测，使得改善天津市绿色施工现状的措施更具有针对性和有效性．

2.1 构建层次模型

根据调查问卷的设计，构建绿色施工衡量标准的层次结构模型，如图3所示．

2.2 构建判断矩阵

判断矩阵是层次分析法的核心，因素两两比较之时，通常采用比例级评分标准来表示相邻两个因素间的相对重要性[5]．

以A为研究对象，研究Bi两两因素之间的重要性，由相关专家参照1—9标度值表来确定具体的数值．结合上面对绿色施工标准的评价指标体系构建，将影响A的因素B分为六类，即Bi(1≤i≤6)，如表1所示．

2.3 计算权重并进行一致性检验

在已构建判断矩阵的基础之上，依旧以 A为研究对象，计算影响因素 Bi对 A的影响权重，在MATLAB7.0软件中输入判断矩阵，计算出判断矩阵P的最大特征根λmax，并根据λmax来进行一致性检验，令

表1 A-Bi的判断矩阵

图3 绿色施工衡量标准的层次结构模型

由计算出来的C.I.取值，并结合R.I.的取值并根据公式计算出C.R.，若C.R.＜0.1，则通过了一致性检验．根据公式PW=λP计算得出权重向量W，进而计算出Bi各因素的权重．

根据上面的判断矩阵，在MATLAB7.0中得到以下 结 果 ： ① λmax=6.14； ② 权 重 集 合 W=(w1w2w w w w)T=(0.47 0.09 0.09 0.09 0.21 0.05)； ③， 则满足一致性检验．

以上是以A为研究对象，计算Bi相对于A的权重Wi，同理，若以Bi为研究对象，研究Cij两两因素对于Bi的重要性并构建判断矩阵、计算Cij对Bi的权重时，亦采用同样的 歩骤和方法进行．当 Wi与 Wij都已计算出来时，就可以计算出Cij对A的权重，即WA＝Wi×Wij．根据以上方法，得出二级指标的权重集合如下

通过整理绿色施工影响因素各自的权重，可得绿色施工衡量标准指标体系，如表2所示．

表2 绿色施工衡量标准指标体系

2.4 综合评价

依据以上分析结果，在绿色施工的影响因素中，施工管理的权重相对较大，而其中绿色施工专项方案的编写尤为重要．在施工前，确定指导整个施工进程的专项方案，且该方案从能源、资源、环境及施工人员健康安全等多角度出发，总体上把握好绿色施工的每一环节，才能提高企业实施绿色施工的能力和水平；在施工过程中，进行绿色意识宣传与教育，加强绿色施工技术培训也比较重要．目前，在实际工程中，施工者对“绿色施工”缺乏必要认识，对绿色施工的培训和宣传应引起足够的重视，并应定期对施工建设相关人员进行绿色化施工技术的指导与培训[6]．再者，施工的同时要充分考虑到对周围环境等因素的影响，对已经形成的可回收利用的资源和固体建筑垃圾，可通过分区分类综合利用；应减少粉尘污染、噪声污染、污水污染、光污染等．因此，从以上几个方面入手，可为推动天津市绿色施工的发展指明方向．

3 绿色施工推广的对策和建议

通过神经网络模型进行评价，发现天津市有98%的施工现场并没有做到绿色施工，其中绿色施工等级评价中64%的施工现场是处于一般等级的．有34%的施工现场甚至处于差的等级．通过层次分析模型发现，在绿色施工的影响因素中，施工管理水平的权重达到了0.47，施工中水的利用，施工中对机械、材料的使用，施工中对土地的利用都达到 0.09，施工对人、周围环境的影响为0.21，施工安全为0.05，也就进一步说明提高一个企业的管理水平，在确保绿色施工顺利推广中起着十分重要的作用，很多企业都没有进行绿色施工专项方案的编写工作．综上所得，天津市目前真正意义上达到绿色施工标准的企业寥寥无几．本文根据科学分析，对天津市绿色施工的推广提出如下建议．

3.1 提高企业的管理水平

企业要结合工程现状编写相应的绿色施工专项方案，在节水，节地，节电和节材方面应该编写相应的施工计划和规划书，以此来保证绿色施工的顺利进行．在进行施工组织设计时，工程项目的总承包单位应将绿色施工的各种要求纳入施工过程的各部分之中，进行工序管理、风险管理、工地管理、现场管理、材料管理、突发情况管理等，并进行严格的监督检查．总承包单位还应该监督指导各分包单位落实绿色施工的各项要求，把握好绿色施工的每一环节，才能不断提高企业实施绿色施工的能力和水平．

3.2 施工过程的优化

在工程设计阶段，设计人员必须选择符合绿色建筑标准的建筑材料，选用环保型施工机械．例如，为避免砍伐森林，当高压输电线路经过林地时，采用施工型直升飞机载运输电线；对施工机械的发动机油耗有相应节油型标准，还有废气排放要有严格的限定．在施工过程中挖掘先进适用技术，以实现多层次绿色施工．对于绿色施工中的“四节一环保”，从技术层面上可以在新技术应用以及节能、节材方面挖掘潜力[7]．例如，在结构施工期间，现场马凳、梯子筋等措施钢筋委托专业加工厂家定制，避免现场加工，减少现场加工时产生环境污染和用电负荷，稳定成品质量；预拌混凝土多采用自密实免振混凝土，减少现场振捣产生的噪声；采用先进节水的养护方法、区别不同的耗能生产设施设备；采用先进的模板脚手架系统，注重模板的周转使用次数等．

3.3 提高人们的“绿色施工”意识

在实际工程中，施工者对“绿色施工”缺乏必要认识，仅仅看重的是眼前利益，对“绿色施工”所带来的长期社会效益、经济效益、环境效益尚未广泛的认知，忽视绿色施工的重要性，所以应该定期对施工建设相关人员进行绿色化施工技术的指导与培训．在项目施工的准备阶段，要充分掌握环境对降低噪声污染、水污染、光污染的要求，根据这些要求制定以最大限度地减少对周围环境的影响为目的，科学合理的施工组织设计．在项目实施阶段，社会民众的监督是敦促施工单位采用绿色工艺及措施进行施工的保证[8]．在项目的竣工验收阶段，社会公众对建筑工程的绿色施工评价，能作为施工企业总结、改善其绿色施工生产活动的依据，更是其提高绿色施工水平的动力．

3.4 完善相关领域的法律法规

我国虽然已经有了一些关于节约能源、文明施工、环境保护等方面的法律法规，但却因为系统性差、针对性不强、缺乏科学性等原因，不足以形成全面性的推动绿色施工的力量．绿色施工的法规可以是环境保护法规的分支及施工现场管理的规定，它的制定是一个系统工程，需要多行业、多学科的协商．因此，我国应结合《绿色施工导则》的要求，以构建绿色施工的技术体系为核心目标，整合现有的有关法律法规，继续加强对环境保护和资源节约等方面的规定，技术标准及规范也应继续加强对绿色施工的要求，从而制定出针对绿色施工技术更新的新体系，并使其能够随着新工艺、新技术的发展而不断更新．

［1］ 冯向东. 推行绿色施工 实现建筑业可持续发展[J].开放导报，2009(3)：66-69.

［2］ DB 29—200—2010，天津市绿色建筑施工管理技术规程[S].

［3］ 董肇君. 系统工程与运筹学[M]. 2版．北京：国防工业出版社，2007.

［4］ 周 灵. 详解 MATLAB工程科学计算与典型应用[M]. 北京：电子工业出版社，2010.

［5］ 陈晓红. 基于层次分析法的绿色施工评价[J]. 施工技术，2006，35(11)：85-89.

［6］ 刘朋. 土木工程中的绿色施工与可持续发展研究[J].科技与企业，2013，14，136-137.

［7］ 王宝申，杨健康，朱晓锋. 绿色施工中存在的问题及对策[J]. 施工技术，2009，38(6)：101-104.

［8］ 鲁荣利. 建筑工程项目绿色施工管理研究[J]. 建筑经济，2010，3：104-107.