羅珍妮,黃喜兵

(西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院,四川成都 610031)

隨著全球能源問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題的加劇，建筑行業(yè)節(jié)能問(wèn)題越來(lái)越受到各國(guó)重視。綠色建筑作為節(jié)能建筑的一種趨勢(shì)，受到世界各國(guó)的青睞。相較而言，我國(guó)綠色建筑發(fā)展較晚，在評(píng)價(jià)體系、技術(shù)體系、政策法規(guī)和管理制度等方面都還有待加強(qiáng)。同時(shí)，由于對(duì)綠色建筑經(jīng)濟(jì)性的認(rèn)識(shí)不足，導(dǎo)致我國(guó)綠色建筑推廣受到阻礙。因此對(duì)綠色建筑經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行研究將有效加快綠色建筑的推廣。

早在2003年，吉斯(Kats)[1]等人就對(duì)美國(guó)加州33棟綠色建筑的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行了分析，開(kāi)啟了對(duì)綠色建筑經(jīng)濟(jì)性的研究。后來(lái)美國(guó)的戴維土建咨詢公司[2]、澳大利亞綠色建筑協(xié)會(huì)[3]等都通過(guò)對(duì)綠色建筑的統(tǒng)計(jì)分析研究了綠色建筑的經(jīng)濟(jì)性。我國(guó)學(xué)者也針對(duì)我國(guó)的特殊情況對(duì)我國(guó)的綠色建筑經(jīng)濟(jì)進(jìn)行了一系列研究。孫大明、李菊[4]等提出了“增量成本”定義，并對(duì)其構(gòu)成和影響因素進(jìn)行分析；黃慶瑞[5]、周彬、吳美存[6]等對(duì)綠色建筑的成本構(gòu)成進(jìn)行了分析和測(cè)算；葉祖達(dá)、梁俊強(qiáng)[7]等比較了不同項(xiàng)目的增量成本；李向華[8]等根據(jù)經(jīng)濟(jì)學(xué)、消費(fèi)學(xué)等理論系統(tǒng)分析了影響綠色建筑發(fā)展緩慢的經(jīng)濟(jì)原因。

綜上可知，對(duì)綠色建筑經(jīng)濟(jì)的研究集中在對(duì)增量成本分析和影響因素定性分析等方面，缺乏對(duì)綠色建筑經(jīng)濟(jì)性的全面定量分析。由于我國(guó)地域廣闊，地區(qū)差異和環(huán)境差異都非常明顯，應(yīng)考慮這些因素對(duì)綠色建筑經(jīng)濟(jì)性的影響。脆弱性作為可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，一直影響著綠色建筑經(jīng)濟(jì)性的發(fā)展。本文通過(guò)對(duì)脆弱性相關(guān)理論研究，緊抓綠色建筑四節(jié)-環(huán)保等特點(diǎn)，結(jié)合項(xiàng)目所在地社會(huì)發(fā)展和生態(tài)資源，試圖從三者耦合的視角，探討影響綠色建筑經(jīng)濟(jì)性的原因，并構(gòu)建相應(yīng)的脆弱性評(píng)價(jià)模型，為綠色建筑經(jīng)濟(jì)性的研究提供參考。

1 基于脆弱性的綠色建筑經(jīng)濟(jì)性理論

1.1 脆弱性角度下綠色建筑經(jīng)濟(jì)性的概念和內(nèi)涵

脆弱性是系統(tǒng)的一種內(nèi)在屬性，一直存在于系統(tǒng)當(dāng)中。當(dāng)系統(tǒng)受到擾動(dòng)時(shí)，脆弱性將逐漸表現(xiàn)出來(lái)[9]。同時(shí)，由于系統(tǒng)的內(nèi)部特征和外部條件不盡相同，會(huì)導(dǎo)致各自的敏感性和應(yīng)對(duì)能力有所差異，最終表現(xiàn)出不同的脆弱性。本文將綠色建筑項(xiàng)目作為一個(gè)開(kāi)放的與社會(huì)發(fā)展、生態(tài)資源環(huán)境發(fā)生關(guān)系的耦合系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)脆弱性概念和綠色建筑特征的綜合理解，結(jié)合當(dāng)前學(xué)者對(duì)脆弱性的分類，按其表現(xiàn)形式，將綠色建筑經(jīng)濟(jì)的脆弱性分為穩(wěn)健性、敏感性和彈性。

1.1.1 穩(wěn)健性

穩(wěn)健性指綠色建筑項(xiàng)目遭受來(lái)自項(xiàng)目?jī)?nèi)外的壓力時(shí)，所表現(xiàn)出的不經(jīng)濟(jì)性。穩(wěn)健性是脆弱性體現(xiàn)的原因。本文從技術(shù)增量成本、市場(chǎng)、地理、人文等四個(gè)方面識(shí)別出10個(gè)穩(wěn)健性因素，在綠色建筑項(xiàng)目中將主要導(dǎo)致項(xiàng)目不經(jīng)濟(jì)性的發(fā)生。

1.1.2 敏感性

敏感性指系統(tǒng)的敏感程度，即項(xiàng)目在遭受擾動(dòng)之后由于自身差異所導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)性發(fā)展的變化程度。敏感性是促使脆弱性變化的標(biāo)尺。本文從消費(fèi)者傾向、環(huán)境資源、綠色建筑市場(chǎng)情況等三個(gè)方面識(shí)別出10個(gè)敏感性因素，在綠色建筑項(xiàng)目中將主要改變項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)脆弱性的程度。

1.1.3 彈性

彈性代表了項(xiàng)目在遭受不利影響時(shí)適應(yīng)和恢復(fù)的能力，即項(xiàng)目產(chǎn)生不經(jīng)濟(jì)的情況時(shí)系統(tǒng)對(duì)這種變化的處理能力。彈性是對(duì)脆弱性的抵抗能力。本文從人文、環(huán)境處理、創(chuàng)新發(fā)展、政府政策等四個(gè)方面識(shí)別出12個(gè)彈性因素，將體現(xiàn)出項(xiàng)目在遭受不利擾動(dòng)時(shí)的抵抗能力。

1.2 計(jì)算方法理論

本文將主成分分析法與熵值法相結(jié)合，有效的實(shí)現(xiàn)了指標(biāo)降維和權(quán)重賦值。最后通過(guò)函數(shù)模型得出脆弱性大小。

1.2.1 主成分分析法

由于在脆弱性的研究中涉及到了多個(gè)指標(biāo)，這些指標(biāo)間存在一定的相關(guān)性，直接計(jì)算分析不僅復(fù)雜，同時(shí)變量之間無(wú)法取舍，也有可能因?yàn)槎嘣簿€性而無(wú)法得出正確決定[11]。本文為了規(guī)避此類問(wèn)題，選用主成分分析法，將眾多的指標(biāo)綜合為少數(shù)幾個(gè)綜合性指標(biāo)來(lái)刻畫(huà)原始資料信息。這幾個(gè)綜合指標(biāo)相互獨(dú)立卻又可以反映某一方面的綜合信息，具有更高的參考意義。

計(jì)算步驟如下：

(1)標(biāo)準(zhǔn)化處理。不同指標(biāo)的量綱差異會(huì)顯著影響主成分分析的結(jié)果，且指標(biāo)對(duì)目標(biāo)值存在正效應(yīng)和負(fù)效應(yīng)，因此要有區(qū)別的進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

正效應(yīng)指標(biāo)的處理方法：

Xij=(xij-minXj)/(maxXj-minXj)

(1)

負(fù)效應(yīng)指標(biāo)的處理方法：

Xij=(maxXj-xij)/(maxXj-minXj)

(2)

式中：i為評(píng)價(jià)對(duì)象(城市)個(gè)數(shù)，j代表指標(biāo)個(gè)數(shù)。

(2)計(jì)算特征值并確定主成分。利用SPSS軟件對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化之后的數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析，得出累計(jì)貢獻(xiàn)率大于85 %且特征值大于1的的主成分。

(3)特征向量。利用軟件得出的特征值和因子負(fù)荷矩陣計(jì)算對(duì)應(yīng)特征值的特征向量。

(3)

式中：λ為特征值，α為特征值所對(duì)應(yīng)的特征向量，β為SPSS軟件計(jì)算所得出的初始因子載荷矩陣中對(duì)應(yīng)的荷載量。

1.2.2 熵值法

對(duì)脆弱性進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，評(píng)價(jià)結(jié)果會(huì)直接受到權(quán)重值的影響。熵值法作為一種客觀賦權(quán)法，可以避免因人為而引起的主觀隨意性差別，更具科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性。其原理是用信息熵衡量信息的無(wú)序程度，信息熵越大，信息的無(wú)序程度就越高，其信息的效用值越??；反之，信息熵越小，信息的無(wú)序度就越低，其信息的效用值就越大。

其計(jì)算步驟如下:

(1)數(shù)據(jù)正向化處理。主成分降維之后的新變量存在負(fù)值，需通過(guò)平移進(jìn)行正向化處理。

(4)

(2)歸一化處理，得出標(biāo)準(zhǔn)矩陣。

(5)

(3)計(jì)算第i個(gè)對(duì)象的第j項(xiàng)指標(biāo)的熵值E和效用值D。

(6)

Dj=1-Ej

(7)

式中：k=1/ln(n) ，是一個(gè)和樣本數(shù)量有關(guān)的常數(shù)，目的是使Ej∈[0,1]。

(4)計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重。

(8)

(5)第五步，評(píng)價(jià)值計(jì)算。

(9)

1.2.3 評(píng)價(jià)模型

基于對(duì)綠色建筑經(jīng)濟(jì)脆弱性的理解，并結(jié)合前人的研究可知[11]，經(jīng)濟(jì)發(fā)展的脆弱性(V)與穩(wěn)健性(R)和敏感性(S)成正相關(guān)，和彈性(E)成負(fù)相關(guān)。據(jù)此運(yùn)用如下函數(shù)評(píng)估模型。

(10)

2 研究方法

2.1 研究區(qū)概況

文中選取在社會(huì)發(fā)展和環(huán)境資源上面具有典型特征的成都、重慶、保定、秦皇島、西安、沈陽(yáng)等6個(gè)城市作為評(píng)價(jià)對(duì)象，具有典型的代表意義和實(shí)踐意義。研究區(qū)域詳細(xì)情況如表1所示。

本文數(shù)據(jù)主要來(lái)自于《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒2016》、《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒2016》、各城市統(tǒng)計(jì)年鑒及《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展公報(bào)》。同時(shí)對(duì)部分指標(biāo)采用問(wèn)卷調(diào)查，其中針對(duì)廣大消費(fèi)者問(wèn)卷總共回收510份，其中有效問(wèn)卷406份；針對(duì)專家問(wèn)卷總共回收32份。

2.2 指標(biāo)構(gòu)建

綠色建筑是否能取得效益，固然離不開(kāi)項(xiàng)目本身的技術(shù)條件和管理能力，同時(shí)也與項(xiàng)目所在地的場(chǎng)地條件、社會(huì)條件、資源環(huán)境、政策法規(guī)、消費(fèi)者傾向息息相關(guān)[12]。這些因素都將導(dǎo)致綠色建筑經(jīng)濟(jì)脆弱性的改變。本文以此為基礎(chǔ)，始終圍繞綠色建筑四節(jié)與環(huán)保特征，結(jié)合脆弱性相關(guān)研究，遵循科學(xué)性、全面性、可操作性和數(shù)據(jù)可獲取性原則，構(gòu)建了脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(表2)。

2.3 綠色建筑經(jīng)濟(jì)脆弱性計(jì)算

本文初始計(jì)算指標(biāo)眾多，應(yīng)注意指標(biāo)和各自屬性層目標(biāo)的正效應(yīng)和負(fù)效應(yīng)關(guān)系。具體計(jì)算過(guò)程如圖1。

圖1 計(jì)算流程

表1 區(qū)域概況

表2 綠色建筑經(jīng)濟(jì)脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

3 結(jié)果分析

3.1 計(jì)算結(jié)果

為了說(shuō)明提取的主成分和原始變量之間的關(guān)系，利用SPSS軟件計(jì)算得出主成分荷載矩陣，見(jiàn)表3～表5。該矩陣中，荷載值實(shí)際上就是相應(yīng)主成分和原始變量的相關(guān)系數(shù)，它的平方就表示該原始變量解釋該主成分的方差比例。

表3 穩(wěn)健性變量主成分荷載矩陣

表3中，第一主成分中荷載較大的因子是R1、R3、R4、R5、R8，解釋度高達(dá)60 %，可總結(jié)為項(xiàng)目所在地硬性條件；第二主成分中荷載較大的因子是R2、R10，解釋度超過(guò)50 %，屬于節(jié)能規(guī)范和消費(fèi)者傾向范圍；第三主成分中荷載較大的因子是R9，屬于消費(fèi)者認(rèn)知范圍。

敏感性指標(biāo)分析表4中，第一主成分中S1、S2、S7、S10荷載較大，解釋度為62 %，可歸納為生活環(huán)境健康程度和態(tài)度；第二主成分中荷載較大的因子為S4、S5、S6、S8，解釋度同樣超過(guò)60 %，主要反映了生態(tài)環(huán)境與資源利用情況；第三主成分中荷載較大的是S3，解釋度42 %，主要表示居住舒適度傾向。

在表5中，E4、E9、E10、E11、E12在第一主成分中荷載較大，解釋度高達(dá)66 %，代表了地方發(fā)展水平；第二主成分中荷載最大的因子為E1、E7、E8，解釋度為59 %，可歸納為民眾生活健康水平；第三主成分中荷載較大的因子是E5、E6，解釋度43 %，可以解釋為城市環(huán)境治理能力。

表4 敏感性變量主成分荷載矩陣

表5 彈性變量主成分荷載矩陣

對(duì)主成分分析之后的新評(píng)價(jià)因素進(jìn)行權(quán)重確定，得出權(quán)重值見(jiàn)表6。最后運(yùn)用評(píng)價(jià)模型得出評(píng)價(jià)結(jié)果表7。

表6 新脆弱性指標(biāo)信息熵、效用值、權(quán)重

表7 脆弱性評(píng)價(jià)結(jié)果

3.2 結(jié)果分析

從圖2可知，穩(wěn)健性得分高低依次為重慶、成都、西安、沈陽(yáng)、秦皇島、保定，即其他條件相同情況下，重慶最容易使綠色建筑表現(xiàn)出不經(jīng)濟(jì)。從權(quán)重看，影響穩(wěn)健性最主要的原因是項(xiàng)目所在地的硬性條件(包括市政中水系統(tǒng)、節(jié)能政策、地勢(shì)、綠色建筑市場(chǎng)環(huán)境等)。當(dāng)綠色建筑選址確定以后，不同的政策要求、地勢(shì)條件、綠色建筑材料市場(chǎng)、市政設(shè)施等都會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)和施工等方面的技術(shù)差異，從而影響技術(shù)增量成本。重慶由于地勢(shì)復(fù)雜和相關(guān)節(jié)能政策缺乏等原因表現(xiàn)出高度的穩(wěn)定脆弱性。

敏感性分析中，得分排名依次為成都、保定、秦皇島、重慶、西安和沈陽(yáng)，即一旦綠色建筑出現(xiàn)不經(jīng)濟(jì)性，成都最容易使這種不經(jīng)濟(jì)性向一個(gè)更壞的方向發(fā)展。從指標(biāo)權(quán)重來(lái)看，影響敏感性較大的是生活環(huán)境健康程度和態(tài)度以及生態(tài)環(huán)境與資源利用。地方的生活環(huán)境將通過(guò)影響消費(fèi)者的消費(fèi)觀念和態(tài)度作用于綠色建筑經(jīng)濟(jì)。再者，綠色建筑強(qiáng)調(diào)合理利用自然資源，地區(qū)本身的自然資源將影響其能源利用技術(shù)等方面，從而引起成本差異。數(shù)據(jù)顯示，成都在生活環(huán)境健康程度和態(tài)度上位于幾個(gè)城市的中下水平，且成都濕度大日照少，不可避免的導(dǎo)致其敏感性大。

圖2 R、S、E結(jié)果比較

彈性分析上西安得分最高，即當(dāng)綠色建筑出現(xiàn)不經(jīng)濟(jì)性時(shí)，西安解決問(wèn)題的綜合能力是最強(qiáng)的。對(duì)彈性指標(biāo)的分析中，三個(gè)主成分均占有一定權(quán)重，其中地區(qū)發(fā)展水平和民眾生活健康水平所占權(quán)重超過(guò)80 %。由于國(guó)內(nèi)綠色建筑發(fā)展普遍處于較低水平，因此還離不開(kāi)政策補(bǔ)助。而政策力度的大小，與當(dāng)?shù)氐陌l(fā)展密切相關(guān)。地區(qū)發(fā)展也影響科教水平和消費(fèi)者購(gòu)買能力，從而影響綠色建筑技術(shù)、人才和銷售等諸多方面。西安作為西部地區(qū)的中心城市，在城市綜合能力上面有較高的優(yōu)勢(shì)，因此彈性值大。

利用SPSS軟件分析R、S、E與V的相關(guān)性，得到系數(shù)-0.486、0.829、-0.886。由此可知，脆弱性大小與敏感性及彈性關(guān)系最大。

4 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)綠色建筑特征的理解，結(jié)合脆弱性相關(guān)理論，建立綠色建筑經(jīng)濟(jì)脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。結(jié)合主成分分析法和熵值法，通過(guò)函數(shù)模型計(jì)算出不同地區(qū)的綠色建筑經(jīng)濟(jì)性脆弱指數(shù)。結(jié)果表明，對(duì)脆弱性影響最大的因素是項(xiàng)目所在地硬性條件、消費(fèi)者態(tài)度、生態(tài)資源環(huán)境和地區(qū)發(fā)展水平等，其中敏感性和彈性與脆弱性關(guān)聯(lián)最大。這些因素對(duì)綠色建筑技術(shù)的增量成本，項(xiàng)目補(bǔ)貼和銷售等都有不同程度的影響，將影響綠色建筑經(jīng)濟(jì)性。

為了降低綠色建筑經(jīng)濟(jì)脆弱性，本文提出如下措施：

(1)政府應(yīng)根據(jù)本地實(shí)際情況，制定合理的節(jié)能政策和補(bǔ)助政策。同時(shí)針對(duì)本地特殊的地勢(shì)和資源環(huán)境，充分發(fā)展相應(yīng)的技術(shù)市場(chǎng)和材料市場(chǎng)，提供可操作性強(qiáng)的指導(dǎo)意見(jiàn)，為綠色建筑開(kāi)發(fā)提供一個(gè)更好的環(huán)境。

(2)開(kāi)發(fā)商應(yīng)充分考慮由于地區(qū)差異所帶來(lái)的各類問(wèn)題，結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r，采用因地制宜的技術(shù)措施和管理措施。另一方面，建議開(kāi)發(fā)商根據(jù)自己的實(shí)際能力，合理選擇綠色建筑項(xiàng)目開(kāi)發(fā)地，避免因地區(qū)差異而導(dǎo)致的各類增量成本差異。

(3)解決問(wèn)題時(shí)，應(yīng)多從減小敏感性和增強(qiáng)彈性兩方面出發(fā)，以求獲得更好的成果。