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绿色农房评价指标权重的最小二乘法优化决策模型

2019-07-22孙晓璇孟丹刘妍

山东工业技术 2019年19期
关键词:评价指标

孙晓璇 孟丹 刘妍

摘 要:随着环境问题、城乡一体化被关注,绿色建筑开始逐渐由城市向农村发展。构建与其相适应的绿色农房建造标准评价体系,为绿色农房推广提供理论依据依据显得尤为重要。本文综合考虑多重影响因素,完善现有绿色建筑评价指标体系,构建适用于绿色农房建造标准评价的指标系统;在不同性质评价指标预处理的基础上,以5级标度法和熵值法分别输出评价指标的主观和客观权重,最终采用最小二乘法进行优化决策的综合集成赋权模型,为绿色农房建造标准评价指标提供科学、合理的权重系数取值方法。

关键词:绿色农房;评价指标;权重系数;综合集成赋权法

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.19.175

0 引言

将绿色建筑技术应用于美丽乡村建设的绿色农房近几年才开始推广,相关标准规范还不够完善,建造标准评价方法的研究还处于起步阶段[1-4]。既有绿色建筑评价体系更注重于节能减排和生态环境改善,忽略了经济等其他因素的影响[5-7]。针对农村经济实力相对较弱、更加注重房屋适用性的特点,本文综合考虑多重影响因素,完善现有绿色建筑建造标准评价指标体系,并给出评价指标权重的科学、合理的确定方法,为绿色建筑技术应用于乡村振兴,特别是绿色农房的建设提供相关的理论支持。

1 建造标准评价指标体系

1.1 评价指标确定

绿色农房是近几年新兴起来的一种特殊的绿色建筑,它可以有效地解决传统农房建造资源浪费、使用能耗过大等问题,实现节能减废、环保美观以及与周边环境和谐统一的目的[8]。

以符合我国农村发展基本原则为前提,以科学性、统一性、前瞻性、可持续性为立足点,以经济性、技术性和社会性三者的和谐统一为目标,最终将评价指标确定为三大类,分别是技术性指标A、社会性指标B、经济性指标C[9]。与之相对应的二级指标分别为:节地与室外环境A1、节能与能源环境利用A2、节水与水资源利用A3、节材与材料资源利用A4、室内环境质量A5;周边配套指标B1、地域性指标B2、绿色农房管理指标B3、绿色农房运营指标B4;全寿命周期指标C1、盈利能力指标C2、效益比率指标C3。

为了使所构建的评价指标体系更加完整、具体,结合国内外已有资料以及我国农村的发展现状,又将二级指标细分为与之相关的三级指标,技术性评价指标的具体分级如图1所示。

另外,将社会性指标分至三级具体如下:①周边配套指标B1:基础设施完善度B11、交通便捷度B12;②地域性指标B2:继承历史B21、地域互适性B22;③绿色农房管理指标B3:环境监控制度B31、垃圾管理制度B32、政府支持力度B33;④绿色农房运营指标B4:村民住房情况B41、村民环保意识B42、现代化设施B43。

经济性指标分至三级具体如下:①全寿命周期指标C1:一次性造价C11、农房生命期运行及维护费用C12;②盈利能力指标C2:内部收益率C21、投资回收期C22、净现值C23;③效益比率指标C3:居民满意度C31、已占用资本回报率C32、净资产收益率C33。

1.2 评价指标的预处理

由于各个指标的属性及量纲等存在差异,为了使各指标在计算过程中具有可比性,最大程度的反映出各指标内涵之间的联系,将对指标进行预处理(一致化和无量纲化等方式),为后续指标权重的确定提供数据基础,得到指标权重的准确结果[10]。例如,通过专家对问卷打分建立指标权重决策矩阵D:

其中,()表示调查问卷中第个样本对第个指标的评价结果。为了有效的消除各项指标因性质不同所导致的不可比性,需对决策矩阵进行预处理。以经济性指标中的二级指标“盈利能力指标C2”为例,其包含的3个三级指标具有“效益型”和“成本型”两种不同性质,可通过下述方法进行标准化处理:成本型指标——、效益型指标——;其余的评价指标则根据其不同的特点采用不同的预处理方式,即可得评价指标体系的标准化矩阵S。

1.3 评价指标权重确定方法

综合比较指标权重的确定方法,此处选用综合集成赋权法来确定指标的权重系数,该方法包括5级标度法输出主观权重、熵值法输出客观权重和最小二乘法构建权重优化决策模型[9-10]。

1.3.1 主观权重确定

本文确定指标主观权重的5级标度法如表1所示。

1.3.2 客观权重确定

为了使用熵值法输出评价指标的客观权重,首先基于标准化矩阵进行假设:

1.3.3 优化决策

2 工程实例分析

对青岛市即墨区移风店镇上泊村在建的首批绿色农房进行了实地调研(图2),将前述评价指标体系和权重确定方法运用于该绿色农房中。此处以绿色农房的“盈利能力指标C2”评价为例进行详细说明。假设本次调查所用的调查问卷共有4份,分别为5年、10年、15年、20年的计算期下的情况,(i=1,2,3,4)为专家打分的问卷,样本集合为X={x1,x2,x3,x4};每个调查问卷包括3个需要决策的指标:内部收益率C21、投资回收期C22、净现值C23,计为Y={y1,y2,y3},(j=1,2,3)表示評价指标。那么,建立关于评价指标的原始权重矩阵如式(11)所示,其中(i=1,2,3,4;j=1,2,3)表示在问卷中专家对于指标的打分结果。

将整个计算过程,尤其是最小二乘法的决策模型的优化算法,运用Matlab软件统一编写成计算程序,实现了整体评价指标体系的权重输出。确立出一级指标的最优权重如表2所示;全部二级指标和三级指标的最优权重详见表3。

3 结论

本文依据国内外有关绿色建筑建造规范、标准,优化选取评价指标,建立适用于绿色农房建造标准评价的指标系统,并通过综合集成赋权法优化指标权重系数,使之更符合我国农村建设发展的需要,同时也补充完善了绿色建筑设计建造相关理论、技术。通过研究初步得出以下结论:

(1)绿色农房建造标准评价需要综合考虑经济性、技术性和社会性,建立更全面的评价指标体系;

(2)评价指标的多样性导致其属性存在较大差异,需采用合理的方式对评价指标进行预处理,对其真实内涵进行综合评价;

(3)以5级标度法和熵值法分别输出评价指标的主观和客观权重,最终采用最小二乘法进行优化决策的综合集成赋权模型,为绿色农房建造标准评价指标提供科学、合理的权重系数取值方法。

参考文献:

[1]苏义坤,公婷.绿色农房建造标准指标体系的构建研究[J].经济师,2014(04):10-13.

[2]盛利.鲁中地区绿色农房建设模式研究[D].山东大学,2014.

[3]陈一全,朱传晟.《山东省绿色农房建设技术导则》内容解析与编制研究[J].墙材革新与建筑节能,2017(09):40-44.

[4]Hikmat H.Ali,Saba F.Al Nsairat.Developing a green building assessment tool for developing countries-Case of Jordan[J].Building and Environment,2009,44(05):1053-1064.

[5]陶鹏鹏.绿色建筑全寿命周期的费用效益分析研究[J].建筑经济,2018,39(03):99-104.

[6]王清勤.我国绿色建筑发展和绿色建筑标准回顾与展望[J].建筑技术,2018,49(04):340-345.

[7]王二辉.新型绿色建筑工程造价预算与成本控制[J].山东工业技术,2019(07):109.

[8]Toke Rammer Nielsen.Simple tool to evaluate energy demand and indoor environment in the early stages of building design[J].Solar Energy,2005,78(01):73-83.

[9]趙金先,武丹丹,张英,王苗苗.基于熵权法的绿色建筑项目管理绩效可拓评价[J].工程管理学报,2018,32(02):125-130.

[10]叶大华,胡倩.基于低碳生态详细规划的绿色建筑指标体系[J].城市规划,2013,37(01):31-39.

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