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綠色住宅建筑增量成本估價模型論文
一直以來，綠色建筑都被認為是一種高投入、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)濟上論證綠色建筑的經(jīng)濟效益，以此來證明綠色建筑是具有良好的效益。然而，從投資商的角度來說，綠色建筑全壽命周期產(chǎn)生的利益并不能進入投資商的企業(yè)，很多都是產(chǎn)生在消費者節(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。在不能準確估計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)計數(shù)據(jù)及結(jié)論建立一個綠色建筑增量成本估價研究模型。
1 建立模型步驟及求解方法
1.1 確定模型適用范圍
每一個模型都不是萬能的，都有一個適用范圍，并且具有針對性。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，更有利于進行建模的前期工作。
1.2 目標分解
模型的建立，必須要有一個明確需要解決的目標。為了能夠更好地明確目標的各項影響因素，就需要對目標進行分解，確定能夠?qū)崿F(xiàn)目標的各層次關(guān)系。
每一個目標都可以分解為單個或多個層次，層層遞進。目標分解層次結(jié)構(gòu)圖如圖 4.1 表示：
1.3 模型求解方法
對模型的建立及其指標求解，常用的方法有：數(shù)學(xué)工具計算、直接分析法、類比法、數(shù)據(jù)分析法、實驗分析法、構(gòu)想法等[42].
�。�1）數(shù)學(xué)工具計算
數(shù)學(xué)工具計算是指利用現(xiàn)有的數(shù)學(xué)方法或者計算模型，對構(gòu)建模型進行求解。比如：代數(shù)方程模型、微分方程模型、概率統(tǒng)計模型、邏輯模型等。在概率統(tǒng)計模型中，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)相對成熟的模型，此時模型會有成熟的求解方法和求解軟件，可以直接運用模型求解的方法和軟件進行求解。
�。�3）類比法
類比法是指構(gòu)造的模型雖然不是已經(jīng)研究相對成熟的模型，但是有結(jié)構(gòu)性質(zhì)類似的模型，此時，就可以類比相似模型的求解方法進行求解。
�。�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)計分析的方法來確定模型的計算方法。
�。�5）實驗分析法
實驗分析法是指對模型需要的結(jié)果，根據(jù)模型設(shè)定的實驗步驟，經(jīng)過大量實驗來確定模型的最終結(jié)論。
（6）構(gòu)想法
構(gòu)想法是在對目標問題機理不夠清晰、又缺少數(shù)據(jù)，又不能做試驗來獲取數(shù)據(jù)時，只能通過對在已有的模型研究基礎(chǔ)上，對目標模型進行設(shè)想和描述，然后通過對已有模型的求解，不斷修正和完善目標模型，直到滿意為止。
1.4 指標權(quán)重參數(shù)的確認方法
常用的權(quán)重參數(shù)確認方法有以下幾種[42]:
a、專家評分法
專家評分法是指邀請與目標有關(guān)的行業(yè)專家，對目標的相關(guān)評判因素進行評分，然后運用合適的數(shù)學(xué)方法對打分結(jié)果進行統(tǒng)計分析處理，得出需要的結(jié)論。這種方法雖然操作簡單，但是主觀性太強。打分結(jié)果受到專家對相關(guān)行業(yè)的認識程度和個人偏好的影響。
b、數(shù)理統(tǒng)計法
數(shù)理統(tǒng)計法主要是通過收集目標樣本，統(tǒng)計樣本的相關(guān)數(shù)據(jù)，然后利用數(shù)學(xué)工具對樣本數(shù)據(jù)進行分析處理，得出需要的結(jié)論。數(shù)理統(tǒng)計法雖然操作有點困難，但是數(shù)據(jù)比較有說服力。數(shù)理統(tǒng)計法結(jié)論的準確度也會受到樣本數(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)計法得出的結(jié)論能夠相對準確的代表目標結(jié)論。
c、層次分析法
層次分析法是一種運籌學(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按因素進行層層分解，然后在研究各主次因素的過程中，按照支配關(guān)系分組建立層層遞進式結(jié)構(gòu)關(guān)系；通過層次分解后，就可以將復(fù)雜的問題分解成許多簡單問題；進行層次分析時，通過兩兩因素重要性對比，確定各層次之間的比重，然后從最底層因素變化開始層層分析總目標的變化情況。層次分析法大量簡化目標的復(fù)雜程度，在各領(lǐng)域的應(yīng)用效果良好。但是，在目標分層過多時，層次評價值容易均衡化，會造成目標區(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)是上個世紀 80 年代后期新興的一門學(xué)科，它是在人類不斷認識大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運行的基礎(chǔ)上，模擬構(gòu)造的一種為實現(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、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神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行訓(xùn)練和學(xué)習，以確定網(wǎng)絡(luò)權(quán)值和閉值矩陣。在此過程中要求樣本數(shù)據(jù)充足，并具有典型性、準確性，這就給數(shù)據(jù)收集、處理帶來了一定的難度。另外，在訓(xùn)練過程中，容易出現(xiàn)訓(xùn)練過度的情況，嚴重影響神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的準確性。
1.5 確認目標變化
建立研究模型的根本目的是為了能夠清晰準確的進行適用范圍內(nèi)的事物分析評價。因此，必須有依據(jù)的建立一個評價標準，才能更加清晰的描述目標的分析評價結(jié)論。確認目標變化范圍是建模的基礎(chǔ)工作之一，對目標變化的確認通常使用以下方法：
�。�1）限值法
限值法是指根據(jù)建立目標模型時，根據(jù)模型的適用范圍，限定模型自變量的變化值，從而確定目標值得變化范圍的方法。目標值只會在限定的范圍內(nèi)發(fā)生變化。
�。�2）中值法
中值法是指在建立目標模型時，不能夠準確的限定模型自變量的變法范圍和幅度，只能通過同類模型的結(jié)論，確定一個在目標值變化范圍內(nèi)的中間值，以此值作為目標模型的評價標準。
1.6 目標分級
根據(jù)目標變化分為的不同確認方法，可以將目標劃分成單層次目標和多層次目標。
�。�1）單層次目標
單層次目標是根據(jù)中值法確定的目標變化范圍進行劃分的；在確定目標中值后，根據(jù)所得目標結(jié)果同目標中值進行比較，根據(jù)比較結(jié)論確定目標層次。
比如：以 1 為目標中值，當目標小于 1 時成立，結(jié)論可行；那么目標大于 1 時，則結(jié)論不可行。
（2）多層次目標
多層次目標是根據(jù)限值法確定目標變化范圍時，常使用的劃分方法。在充分研究目標值的變化范圍后，根據(jù)不同的劃分依據(jù)，將目標值的變化范圍劃分為多個不同層次范圍，當目標值落在某個層次范圍內(nèi)，就可以判定目標級別為某個層次。
2 綠色住宅建筑增量成本估價模型構(gòu)建
模型的建立不僅只是在理論上建立完成，更要簡便實用。綠色建筑成本投入的評價研究模型要研究合理，目標明確，操作簡便才算是成功的模型。
2.1 確認模型適用范圍
常見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。住宅建筑有個性化需求，因此綠色技術(shù)應(yīng)用會有很多限制，也因此住宅建筑技術(shù)投入的會有更大的發(fā)展空間。在我國，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象。
2.2 模型目標分解
模型構(gòu)建的目的是分析綠色建筑技術(shù)投入對建筑投資成本的影響。因此，根據(jù)模型研究目的，確定研究目標指標 P,分析影響目標的各項因素，將目標進行層次分解，有利于清晰的表達模型的各因素之間的關(guān)系。
根據(jù)我國《綠色建筑評價標準》的相關(guān)內(nèi)容，綠色建筑的評價從六個方面進行，分為節(jié)地、節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、室內(nèi)環(huán)境和運營管理。研究綠色建筑技術(shù)對建筑成本的影響，主要是從投資商角度出發(fā)，因此，研究的重點放在項目建設(shè)期的投入。而室內(nèi)環(huán)境和運營管理的需要投入的成本，主要是在運行期間的投入。因此，本模型不包括這兩部分內(nèi)容。
將目標研究分解為“四節(jié)”投入后，進一步分解影響“四節(jié)”的各項技術(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，每一項技術(shù)的應(yīng)用都會引起節(jié)地成本投入的變動。
綜上所述，將目標層層分解后的結(jié)構(gòu)如圖 4.2 所示：
2.3 確定目標研究公式
在查閱大量建筑相關(guān)管理技術(shù)、施工技術(shù)和文獻研究的基礎(chǔ)上，嘗試建立一個指標與變量因素之間的關(guān)系，可以比較準確的反映綠色技術(shù)投入對建筑總投入的影響。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發(fā)生相關(guān)變動�？疾煲豁椈蚨囗椧蛩氐淖儎訉傮w指標的影響，并且，投入的變化對總成本的影響應(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：
來表示。同時參考建筑工程項目管理中，動態(tài)工程結(jié)算調(diào)值公式，是一個在考慮市場一項或多項建材價格的變動下，對工程總結(jié)算價款的影響。綠色建筑“四節(jié)”投入可以視為一項或多項的可變因素，同時考慮相關(guān)系數(shù)，考察“四節(jié)”投入的變化對建筑投入成本的影響。因此，綜合以上幾個方面，可以使用數(shù)學(xué)工具法，建立公式 4.1 來考察“四節(jié)”投入對建筑總體投入的影響指標 P.
2.4 確定目標公式參數(shù)
目標研究公式中共含有 9 個參數(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 變動的參照值。模型是研究“四節(jié)”（A、B、C、D）的投入對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 變量對指標 P 的影響權(quán)重。對比前文 4.1.4 章節(jié)確定權(quán)重參數(shù)的幾種方法的特點，結(jié)合論文研究重點，決定采用數(shù)據(jù)統(tǒng)計法確定權(quán)重參數(shù)。
根據(jù)本論文第三章統(tǒng)計數(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)”成本最值匯總見表 4.2:
將表 4.2 匯總數(shù)據(jù)代入評價指標公式計算指標 P 的變動范圍，計算結(jié)果匯總見表 4.3:
根據(jù)指標的變動范圍，以最大值 0.1417 為基準，對表 4.3 歸一化處理，結(jié)果見表 4.4:
2.6 劃分級別
根據(jù)模型目標的處理后的結(jié)論表 4.4,將目標劃分以下 4 個級別，見表 4.5:
3 本章小結(jié)
本章通過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)工具法來建立模型指標公式和使用數(shù)理統(tǒng)計法求解相關(guān)權(quán)重參數(shù)。在綠色住宅建筑增量成本估價模型的建立過程中，充分考慮“四節(jié)”技術(shù)的直接投入成本和相對影響參數(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%,作為相對影響因子，創(chuàng)建了模型指標P的計算公式。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、一星級綠色建筑、二星級綠色建筑和三星級綠色建筑等 4 個級。
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