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綠色住宅建筑增量成本估價(jià)模型論文
一直以來(lái)，綠色建筑都被認(rèn)為是一種高投入、低收益的建筑，這導(dǎo)致許多投資商不愿意增加綠色建筑的投入。隨著綠色建筑理念不斷深入，許多專家學(xué)者也從建筑的全壽命周期著手，估算綠色建筑在全壽命周期內(nèi)的收益，從而在經(jīng)濟(jì)上論證綠色建筑的經(jīng)濟(jì)效益，以此來(lái)證明綠色建筑是具有良好的效益。然而，從投資商的角度來(lái)說(shuō)，綠色建筑全壽命周期產(chǎn)生的利益并不能進(jìn)入投資商的企業(yè)，很多都是產(chǎn)生在消費(fèi)者節(jié)約和減少環(huán)境損害方面。投資商關(guān)心更多的是怎樣減少投入成本，可以獲得更多的利益。在不能準(zhǔn)確估計(jì)綠色建筑收益的情況下，本章嘗試從綠色建筑成本投入的角度，使用第三章統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及結(jié)論建立一個(gè)綠色建筑增量成本估價(jià)研究模型。
1 建立模型步驟及求解方法
1.1 確定模型適用范圍
每一個(gè)模型都不是萬(wàn)能的，都有一個(gè)適用范圍，并且具有針對(duì)性。確定模型的適用范圍是建立模型的基礎(chǔ)性工作。在建立模型前往往需要收集大量的相關(guān)數(shù)據(jù)，因此，確定模型適用范圍后，更有利于進(jìn)行建模的前期工作。
1.2 目標(biāo)分解
模型的建立，必須要有一個(gè)明確需要解決的目標(biāo)。為了能夠更好地明確目標(biāo)的各項(xiàng)影響因素，就需要對(duì)目標(biāo)進(jìn)行分解，確定能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)的各層次關(guān)系。
每一個(gè)目標(biāo)都可以分解為單個(gè)或多個(gè)層次，層層遞進(jìn)。目標(biāo)分解層次結(jié)構(gòu)圖如圖 4.1 表示：
1.3 模型求解方法
對(duì)模型的建立及其指標(biāo)求解，常用的方法有：數(shù)學(xué)工具計(jì)算、直接分析法、類比法、數(shù)據(jù)分析法、實(shí)驗(yàn)分析法、構(gòu)想法等[42].
�。�1）數(shù)學(xué)工具計(jì)算
數(shù)學(xué)工具計(jì)算是指利用現(xiàn)有的數(shù)學(xué)方法或者計(jì)算模型，對(duì)構(gòu)建模型進(jìn)行求解。比如：代數(shù)方程模型、微分方程模型、概率統(tǒng)計(jì)模型、邏輯模型等。在概率統(tǒng)計(jì)模型中，常用的模型分離散型模型和連續(xù)型模型。
�。�2）直接分析法
直接分析法是指建立的模型是研究已經(jīng)相對(duì)成熟的模型，此時(shí)模型會(huì)有成熟的求解方法和求解軟件，可以直接運(yùn)用模型求解的方法和軟件進(jìn)行求解。
�。�3）類比法
類比法是指構(gòu)造的模型雖然不是已經(jīng)研究相對(duì)成熟的模型，但是有結(jié)構(gòu)性質(zhì)類似的模型，此時(shí)，就可以類比相似模型的求解方法進(jìn)行求解。
�。�4）數(shù)據(jù)分析法
數(shù)據(jù)分析法是指搜集大量的模型適用數(shù)據(jù)，然后可以用統(tǒng)計(jì)分析的方法來(lái)確定模型的計(jì)算方法。
�。�5）實(shí)驗(yàn)分析法
實(shí)驗(yàn)分析法是指對(duì)模型需要的結(jié)果，根據(jù)模型設(shè)定的實(shí)驗(yàn)步驟，經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)來(lái)確定模型的最終結(jié)論。
�。�6）構(gòu)想法
構(gòu)想法是在對(duì)目標(biāo)問(wèn)題機(jī)理不夠清晰、又缺少數(shù)據(jù)，又不能做試驗(yàn)來(lái)獲取數(shù)據(jù)時(shí)，只能通過(guò)對(duì)在已有的模型研究基礎(chǔ)上，對(duì)目標(biāo)模型進(jìn)行設(shè)想和描述，然后通過(guò)對(duì)已有模型的求解，不斷修正和完善目標(biāo)模型，直到滿意為止。
1.4 指標(biāo)權(quán)重參數(shù)的確認(rèn)方法
常用的權(quán)重參數(shù)確認(rèn)方法有以下幾種[42]:
a、專家評(píng)分法
專家評(píng)分法是指邀請(qǐng)與目標(biāo)有關(guān)的行業(yè)專家，對(duì)目標(biāo)的相關(guān)評(píng)判因素進(jìn)行評(píng)分，然后運(yùn)用合適的數(shù)學(xué)方法對(duì)打分結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析處理，得出需要的結(jié)論。這種方法雖然操作簡(jiǎn)單，但是主觀性太強(qiáng)。打分結(jié)果受到專家對(duì)相關(guān)行業(yè)的認(rèn)識(shí)程度和個(gè)人偏好的影響。
b、數(shù)理統(tǒng)計(jì)法
數(shù)理統(tǒng)計(jì)法主要是通過(guò)收集目標(biāo)樣本，統(tǒng)計(jì)樣本的相關(guān)數(shù)據(jù)，然后利用數(shù)學(xué)工具對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，得出需要的結(jié)論。數(shù)理統(tǒng)計(jì)法雖然操作有點(diǎn)困難，但是數(shù)據(jù)比較有說(shuō)服力。數(shù)理統(tǒng)計(jì)法結(jié)論的準(zhǔn)確度也會(huì)受到樣本數(shù)量和特殊情況的影響，但是在數(shù)據(jù)綜合處理后，誤差比其它方法都小。因此，數(shù)理統(tǒng)計(jì)法得出的結(jié)論能夠相對(duì)準(zhǔn)確的代表目標(biāo)結(jié)論。
c、層次分析法
層次分析法是一種運(yùn)籌學(xué)理論方法，該方法能夠合理的綜合定性和定量分析，具有很強(qiáng)的合理性和適用性，因此在許多研究領(lǐng)域都有使用。層次分析法首先把目標(biāo)按因素進(jìn)行層層分解，然后在研究各主次因素的過(guò)程中，按照支配關(guān)系分組建立層層遞進(jìn)式結(jié)構(gòu)關(guān)系；通過(guò)層次分解后，就可以將復(fù)雜的問(wèn)題分解成許多簡(jiǎn)單問(wèn)題；進(jìn)行層次分析時(shí)，通過(guò)兩兩因素重要性對(duì)比，確定各層次之間的比重，然后從最底層因素變化開(kāi)始層層分析總目標(biāo)的變化情況。層次分析法大量簡(jiǎn)化目標(biāo)的復(fù)雜程度，在各領(lǐng)域的應(yīng)用效果良好。但是，在目標(biāo)分層過(guò)多時(shí)，層次評(píng)價(jià)值容易均衡化，會(huì)造成目標(biāo)區(qū)別不明顯，難以決策。
d、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法[43]
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是上個(gè)世紀(jì) 80 年代后期新興的一門(mén)學(xué)科，它是在人類不斷認(rèn)識(shí)大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的基礎(chǔ)上，模擬構(gòu)造的一種為實(shí)現(xiàn)某種功能的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
這種方法，期望能夠模擬人類學(xué)習(xí)、聯(lián)想和記憶的能力。但是在應(yīng)用前，它需要用戶提供足夠的已知樣本對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練和學(xué)習(xí)，以確定網(wǎng)絡(luò)權(quán)值和閉值矩陣。在此過(guò)程中要求樣本數(shù)據(jù)充足，并具有典型性、準(zhǔn)確性，這就給數(shù)據(jù)收集、處理帶來(lái)了一定的難度。另外，在訓(xùn)練過(guò)程中，容易出現(xiàn)訓(xùn)練過(guò)度的情況，嚴(yán)重影響神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的準(zhǔn)確性。
1.5 確認(rèn)目標(biāo)變化
建立研究模型的根本目的是為了能夠清晰準(zhǔn)確的進(jìn)行適用范圍內(nèi)的事物分析評(píng)價(jià)。因此，必須有依據(jù)的建立一個(gè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，才能更加清晰的描述目標(biāo)的分析評(píng)價(jià)結(jié)論。確認(rèn)目標(biāo)變化范圍是建模的基礎(chǔ)工作之一，對(duì)目標(biāo)變化的確認(rèn)通常使用以下方法：
（1）限值法
限值法是指根據(jù)建立目標(biāo)模型時(shí)，根據(jù)模型的適用范圍，限定模型自變量的變化值，從而確定目標(biāo)值得變化范圍的方法。目標(biāo)值只會(huì)在限定的范圍內(nèi)發(fā)生變化。
�。�2）中值法
中值法是指在建立目標(biāo)模型時(shí)，不能夠準(zhǔn)確的限定模型自變量的變法范圍和幅度，只能通過(guò)同類模型的結(jié)論，確定一個(gè)在目標(biāo)值變化范圍內(nèi)的中間值，以此值作為目標(biāo)模型的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
1.6 目標(biāo)分級(jí)
根據(jù)目標(biāo)變化分為的不同確認(rèn)方法，可以將目標(biāo)劃分成單層次目標(biāo)和多層次目標(biāo)。
�。�1）單層次目標(biāo)
單層次目標(biāo)是根據(jù)中值法確定的目標(biāo)變化范圍進(jìn)行劃分的；在確定目標(biāo)中值后，根據(jù)所得目標(biāo)結(jié)果同目標(biāo)中值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)論確定目標(biāo)層次。
比如：以 1 為目標(biāo)中值，當(dāng)目標(biāo)小于 1 時(shí)成立，結(jié)論可行；那么目標(biāo)大于 1 時(shí)，則結(jié)論不可行。
�。�2）多層次目標(biāo)
多層次目標(biāo)是根據(jù)限值法確定目標(biāo)變化范圍時(shí)，常使用的劃分方法。在充分研究目標(biāo)值的變化范圍后，根據(jù)不同的劃分依據(jù)，將目標(biāo)值的變化范圍劃分為多個(gè)不同層次范圍，當(dāng)目標(biāo)值落在某個(gè)層次范圍內(nèi)，就可以判定目標(biāo)級(jí)別為某個(gè)層次。
2 綠色住宅建筑增量成本估價(jià)模型構(gòu)建
模型的建立不僅只是在理論上建立完成，更要簡(jiǎn)便實(shí)用。綠色建筑成本投入的評(píng)價(jià)研究模型要研究合理，目標(biāo)明確，操作簡(jiǎn)便才算是成功的模型。
2.1 確認(rèn)模型適用范圍
常見(jiàn)綠色建筑分為住宅建筑和公共建筑。公共建筑管理的統(tǒng)一性導(dǎo)致綠色建筑技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛。住宅建筑有個(gè)性化需求，因此綠色技術(shù)應(yīng)用會(huì)有很多限制，也因此住宅建筑技術(shù)投入的會(huì)有更大的發(fā)展空間。在我國(guó)，土地使用成本投入占總投資額的很大比重，因此，不論是大都市還是小城鎮(zhèn)，住宅建筑都趨向于高層建設(shè)。綜上所述，本文確定以高層綠色住宅建筑為研究對(duì)象。
2.2 模型目標(biāo)分解
模型構(gòu)建的目的是分析綠色建筑技術(shù)投入對(duì)建筑投資成本的影響。因此，根據(jù)模型研究目的，確定研究目標(biāo)指標(biāo) P,分析影響目標(biāo)的各項(xiàng)因素，將目標(biāo)進(jìn)行層次分解，有利于清晰的表達(dá)模型的各因素之間的關(guān)系。
根據(jù)我國(guó)《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)內(nèi)容，綠色建筑的評(píng)價(jià)從六個(gè)方面進(jìn)行，分為節(jié)地、節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、室內(nèi)環(huán)境和運(yùn)營(yíng)管理。研究綠色建筑技術(shù)對(duì)建筑成本的影響，主要是從投資商角度出發(fā)，因此，研究的重點(diǎn)放在項(xiàng)目建設(shè)期的投入。而室內(nèi)環(huán)境和運(yùn)營(yíng)管理的需要投入的成本，主要是在運(yùn)行期間的投入。因此，本模型不包括這兩部分內(nèi)容。
將目標(biāo)研究分解為“四節(jié)”投入后，進(jìn)一步分解影響“四節(jié)”的各項(xiàng)技術(shù)投入因素，作為引起“四節(jié)”投入的最基層變量。比如：節(jié)地的使用透水磚投入、復(fù)層綠化投入等，每一項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用都會(huì)引起節(jié)地成本投入的變動(dòng)。
綜上所述，將目標(biāo)層層分解后的結(jié)構(gòu)如圖 4.2 所示：
2.3 確定目標(biāo)研究公式
在查閱大量建筑相關(guān)管理技術(shù)、施工技術(shù)和文獻(xiàn)研究的基礎(chǔ)上，嘗試建立一個(gè)指標(biāo)與變量因素之間的關(guān)系，可以比較準(zhǔn)確的反映綠色技術(shù)投入對(duì)建筑總投入的影響。增加建筑綠色技術(shù)的投入意味著建筑總投入成本同樣會(huì)發(fā)生相關(guān)變動(dòng)。考察一項(xiàng)或多項(xiàng)因素的變動(dòng)對(duì)總體指標(biāo)的影響，并且，投入的變化對(duì)總成本的影響應(yīng)該是線性正相關(guān)變化。因此，可以使用數(shù)學(xué)工具中的代數(shù)公式：
來(lái)表示。同時(shí)參考建筑工程項(xiàng)目管理中，動(dòng)態(tài)工程結(jié)算調(diào)值公式，是一個(gè)在考慮市場(chǎng)一項(xiàng)或多項(xiàng)建材價(jià)格的變動(dòng)下，對(duì)工程總結(jié)算價(jià)款的影響。綠色建筑“四節(jié)”投入可以視為一項(xiàng)或多項(xiàng)的可變因素，同時(shí)考慮相關(guān)系數(shù)，考察“四節(jié)”投入的變化對(duì)建筑投入成本的影響。因此，綜合以上幾個(gè)方面，可以使用數(shù)學(xué)工具法，建立公式 4.1 來(lái)考察“四節(jié)”投入對(duì)建筑總體投入的影響指標(biāo) P.
2.4 確定目標(biāo)公式參數(shù)
目標(biāo)研究公式中共含有 9 個(gè)參數(shù)，根據(jù)參數(shù)類型可以分為三類。
�。�1）第一類是參照類參數(shù) T.根據(jù)公式，參數(shù) T 是作為 A、B、C、D 變動(dòng)的參照值。模型是研究“四節(jié)”（A、B、C、D）的投入對(duì)非綠色建筑成本的影響，因此，參照值（T）應(yīng)為非綠色建筑的平均每平米成本。
�。�2）第二類是變量參數(shù)。根據(jù)目標(biāo)分解和公式意義，A、B、C、D 是可變量。
�。�3）第三類是權(quán)重參數(shù)。在公式中，α、β、γ、δ 分別作為 A、B、C、D 變量對(duì)指標(biāo) P 的影響權(quán)重。對(duì)比前文 4.1.4 章節(jié)確定權(quán)重參數(shù)的幾種方法的特點(diǎn)，結(jié)合論文研究重點(diǎn)，決定采用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)法確定權(quán)重參數(shù)。
根據(jù)本論文第三章統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析所得的結(jié)論表 3.9,節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材和節(jié)地在綠色建筑技術(shù)成本投入中所占的比重分別為：節(jié)能比重 6.51%、節(jié)水比重 8.37%、節(jié)材比重 84.29%、節(jié)地比重 0.83%.因此，借用此結(jié)論，確定目標(biāo)公式中的權(quán)重 α、β、γ、δ 分別為 0.07、0.08、0.84、0.01.
2.5 確定模型目標(biāo)變化范圍
根據(jù)表 3.3 和表 3.5,非綠建每平方米成本均值和“四節(jié)”成本最值匯總見(jiàn)表 4.2:
將表 4.2 匯總數(shù)據(jù)代入評(píng)價(jià)指標(biāo)公式計(jì)算指標(biāo) P 的變動(dòng)范圍，計(jì)算結(jié)果匯總見(jiàn)表 4.3:
根據(jù)指標(biāo)的變動(dòng)范圍，以最大值 0.1417 為基準(zhǔn)，對(duì)表 4.3 歸一化處理，結(jié)果見(jiàn)表 4.4:
2.6 劃分級(jí)別
根據(jù)模型目標(biāo)的處理后的結(jié)論表 4.4,將目標(biāo)劃分以下 4 個(gè)級(jí)別，見(jiàn)表 4.5:
3 本章小結(jié)
本章通過(guò)分析模型建立的思路和相關(guān)參數(shù)的確定方法，選擇了適合本文研究的數(shù)學(xué)工具法來(lái)建立模型指標(biāo)公式和使用數(shù)理統(tǒng)計(jì)法求解相關(guān)權(quán)重參數(shù)。在綠色住宅建筑增量成本估價(jià)模型的建立過(guò)程中，充分考慮“四節(jié)”技術(shù)的直接投入成本和相對(duì)影響參數(shù)因子，借用第三章的研究成果：節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材和節(jié)地在綠色建筑技術(shù)成本投入中所占的比重分別為： 6.51%、8.37%、84.29%、0.83%,作為相對(duì)影響因子，創(chuàng)建了模型指標(biāo)P的計(jì)算公式。根據(jù)第三章搜集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，確定了模型目標(biāo)值的變化范圍，并以此為基礎(chǔ)，將建筑劃分為：非綠色建筑、一星級(jí)綠色建筑、二星級(jí)綠色建筑和三星級(jí)綠色建筑等 4 個(gè)級(jí)。
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