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城市深基坑工程绿色施工的多层次灰色评价

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第35卷第4期 V01.35 No.4 2014 青岛理工大学学报 Journal of Qingdao Technological University 城市深基坑工程绿色施工的多层次灰色评价 王建波,杨文武,洪琪康 (青岛理-E大学管理学院,青岛266520) 摘要:根据城市深基坑工程施工过程中所涉及的因素,建立了施工管理以及节水、节地、节材、节能、环境保 护等6个方面的绿色施工评价指标体系.利用层次分析法与灰色系统理论,构建城市深基坑工程绿色施工评 价模型,实现对城市深基坑工程绿色施工的评价.以青岛市某实际工程为例进行模拟评价,结果表明该方法应 用于城市深基坑工程绿色施工的评价是可行的. 关键词:绿色施工;城市深基坑工程;层次分析法;灰色系统理论 中图分类号:TU745.3 文献标志码:A 文章编号:1673—4602(2014)04—0015-06 Research on multilevel gray evaluation of green construction of urban deep foundation pit engineering WANG Jian-bo,YANG Wen-wu,HONG Qi—kang (School of Management,Qingdao Technological University,Qingdao 266520,China) Abstract:This paper establishes six aspects of evaluation index system of green construction according to the factors involved in the process of urban deep foundation pit engineering,such as construction management,water saving,material saving,land saving,energy saving,envi— ronment protected and the like.It also builds a green construction evaluation model of urban deep foundation pit engineering combining AHP and grey system theory,in order to study the green construction evaluation of urban deep foundation pit engineering.Finally,it takes a practical proj ect in Qingdao as an example for simulation and evaluation.The result shows that this method used in evaluation of green construction of urban deep foundation pit engi— neering is available. Key words:green construction;urban deep foundation pit engineering;AHP;grey system the— ory 据欧洲建筑师协会的数据统计,建筑能耗占全社会终端总能耗的27.5 ,且从广义能耗统计,工程项 目施工过程中的能耗占到建筑总能耗的65%以上.相关文献显示,人类生存环境中几乎一半的空气污染 和水污染以及48 的垃圾污染都与建筑活动直接或间接相关,因此建筑业成为世界各国重点监督和管制 的行业之一. 目前,我国将“可持续发展”和“循环经济”引入建筑领域,并开展绿色施工模式的研究与实践,试图尽 收稿日期:2014—03—27 基金项目:山东省自然科学基金资助项目(ZR2011GL021) 作者简介:王建 ̄(1963一),男,山东荣成人.硕士,教授,主要从事工程管理等方面的研究.E-mail:wangjianbo2008@126.com. 青岛理工大学学报 第35卷 快与国际通行的施工模式接轨,加入建筑业国际市场_1].2010年,住房和城乡建设部发布了《建筑工程绿 色施工评价标准》(GB/T 50640--2010)[引,从而规范了建筑工程绿色施工评价与评比的方法.然而,我国 绿色施工评价的研究还不够完善,开展的绿色施工评价研究大多针对整个建筑工程项目或者单位工程. 城市深基坑工程位于市区闹市,地面交通复杂,周边建筑物及地下管网密集,且施工过程涉及天然地 基的扰动,所造成的环境破坏不可逆转_3].笔者所研究的城市深基坑工程包含土方开挖、支护、降水等3个 施工阶段.无论从施工特点还是施工影响,城市深基坑工程都与其他分部工程存在明显区别I4].因此,笔者 针对城市深基坑工程施工特点,建立了评价指标体系,指标内容涵盖施工管理、环境保护、节水、节材、节 地、节能6个方面;并运用层次分析法计算权重,结合多层次灰色评价理论展开综合评价,以期使城市深基 坑工程绿色施工的评价更加科学合理. 1城市深基坑工程绿色施工评价指标体系建立 在建立评价指标体系的过程中,对评价指标的筛选,考虑以下几个方面:评价指标的完备性、代表性、 独立性、可比性、可操作性和简练性等.笔者采用调查研究法,与具有相关资质的施工单位和该领域的专家 学者建立联系,采用问卷、访谈、抽样搜集数据,并进行归纳整理,结合《建筑工程绿色施工评价标准》(GB/ T 50640--2010),摒弃与城市深基坑工程无关的要素,筛选出在城市深基坑工程施工中的关键要素,建立 了城市深基坑工程绿色施工评价指标体系_5 ],该体系共分为2级,其中一级指标6个,二级指标22个,评 价指标体系如表1所示. 表1城市深基坑工程绿色施工评价指标体系 一级指标 一级指标权重 二级指标 二级指标权重 动态化管理施工过程 A11=0.52 A12=0.10 施工管理 A ̄=0.20 昙 A13—0.19 信息化施工 A14一O.19 扬尘控制 A21—0.07 噪声与振动控制 A22—0.08 环境保护 A2一O.25 采用基坑封闭降水措施 A23—0.17 开挖土方合理利用 A24—0.26 废气、废液、泥浆控制 A25—0.42 采用节水施工工艺 A31—0.64 节水与水资源利用 A3=O.15 基坑降水储存使用 A32一O.26 现场供排水系统的合理性 A33—0.10 选用绿色环保材料 A41—0.43 节材与材料资源利用 A4一O.15 合理使用建筑余料 A42—0.14 绿色施工新技术、新设备 A43—0.43 优化深基坑施工方案 A51—0.Z6 施工总平面布置 节地与土地资源保护 A5一O.10 A52—0.14 临时场地利用率 A53一O.10 对相邻地表及构筑物无有害影响 A54=O.50 机械设备能源利用率 A61=O.64 节能与能源利用 A6一O.15 生活及临建能源利用率 A62—0.26 减少雨季作业时间 A63一O.10 第4期 王建波,等:城市深基坑工程绿色施工的多层次灰色评价 17 2城市深基坑工程绿色施工评价模型的构建 2.1计算评价指标权重 笔者参考《建筑工程绿色施工评价标准))(GB/T 50640--2010)中有关指标权重的分配,对于一级评价 指标采用直接赋权,二级指标的赋权采用层次分析法[7],根据因素两两比较的标度(见表2),构造因素比 较的判断矩阵w,再用方根法求矩阵的特征值和特征向量,确定出指标对上层的权重.一级评价指标  .他 ; d 的 评价权重为 ( 1,2,…, ),各指标权重向量A一(口 ,口 ”,am)且满足0≤口 ≤1, 岔 一1;二级评 1 价指标 的评价权重为 ( 一1,2,…, ),各指标权重向量A一(ai ,ai2,…,n )满足0≤ ≤1,∑ 一 =1 ]. 2.2确定评价等级 表2判断矩阵标度及含义 将评价标准分为5个等级:不 元素取值 定义 合格、合格、中、良、优.将这些定性 1 两个元素相比较,同等重要 ; 的指标定量化,这里以lO分制打 2 2 3 两个元素相比较,一元素比另一元素稍微重要 分,分别对其进行赋值,5个等级对 5 两个元素相比较,一元素比另一元素明显重要 应的区间为:厂0,1)、厂1,3)、 7 两个元素相比较,一元素比另一元素重要得多 [3,7)、[7,9)、[9,10). 9 两个元素相比较,一元素比另一元素绝对重要 2.3确定样本矩阵 2,4,6,8 两个元素相比较,结果处于以上结果的中间 由若干个专家组成的专家组, 倒数 素相比较取上述的元 孔 毖 对城市深基坑工程绿色施工各评价 指标进行评价工作.设有P个专家 参与评价工作,第 个专家对评价指标 给出的评分记作U砸,评价样本的矩阵可以表示为 m D== 其中,m为一级评价指标的数量;7l为一级评价指标下的二级评价指标的数量. 2.4确定评价灰类 根据评分等级,将评价灰类等级确定为5类,各评价灰类等级值化向量为 一 ,固z,…, s)一(9, 7,5,3,1),相应灰数的白化权函数及函数图[引,如表3所示. 2.5计算灰色评价权系数 对评价指标U ,受评体u属于第 类评价灰类的白化权分别是 (如 ),fe( z),…, (d ),其中 — 卯是全体p位评价者给出的评分,则其灰色评价系数记为xij ,有xij。一∑ (xljk),e—l,2,…,5. 一1 2.6计算每个二级指标的灰色评价权 所有评价者就评价 对受评体匹配第 个灰类的评价权记为r咖,则有rlj 一 ,i一1,2,…,5. 山 的灰色评价权向量,. f一(r ,…,ri) ), 1,2,…,m; 一1,2,…, ,指标U 的灰色评价权矩阵: rz1 /'ill  ̄'i12 7"il3 Fil4  ̄'115 rl2 ri21 /"/22 23 24 7"i25 R 一 ● ● ● ● ● ● : ● ● ● ● ■ ● ● ● ● ● r研 rm 1 r f 2 r 3 r f4 r 5 18 青岛理工大学学报 表3各灰类白化权函数及函数图 评价灰类e 白化权函数图 白化权函数 Ed, ̄k] 第35卷 e 1 1 告一≤z<。 1 1。≤z≤1。 9 10 f专z o≤z<7 2 1 ≤ ≤lO ≤z≤ f÷z o≤z< e=3 1 ==7 . 一弋 s≤ 。 e=4 5 1 3 lOX 一1 s≤ 。 f 1 O≤ <1 f÷z 0≤z<3 1 下、、、 . 1 l0 一弋 ≤ 。 2.7对Uf,作综合评价 对受评体X的U作综合评价,其评价结果记为 ,则有 一A×冠一(6 b b , ,bi5). 2.8对评价目标U作综合评价 对于各评价灰类的灰色评价权矩阵R一(B ,Bz,…,B ) ,所以,评价目标的灰色综合评价权向量可 表示为B=A×R一(6 ,bz,b3,b ,b ),它反映了项目绿色施工水平属于每个评价灰类的程度.按最大权原 则确定项目绿色施工水平所属的灰类,b 取得最大值时对应评价等级即为该项目的综合评价等级[ . 3城市深基坑工程绿色施工的评价实例 青岛市某商业网点加住宅楼项目,基坑边线周长385 m,基坑深度7,.5~10.4 m,开挖土方约6万m。, 基坑位于城市中心,周围既有建筑物及地下管线密集,周边交通环境比较复杂,符合城市深基坑工程的特 点.因此,选择该项目作为评价对象以实现对城市深基坑工程绿色施工的评价研究. 1)确定指标权重.参考《建筑工程绿色施工评价标准))(GB/T 50640--2010)中有关指标权重的分配, 对于一级评价指标采用直接赋权,得到A--(0.20,0.25,0.15,0.15,0.10,0.15).采用层次分析法,专家对 施工管理层的4个二级评价指标重要性两两比较,得出判断矩阵: 第4期 王建波,等:城市深基坑工程绿色施工的多层次灰色评价 19 l lr-1 5 3 3] 一 l1 / /2 f 2∑ k 7 6 6 7 7 l/3 2 1 1 J 5 4 4 3 4 5 3 4 6 5 进而计算出该判断矩阵的最大特征值/"ma 一4.004,CI=O.001,RI---O.9,随机一致性比较CR—ci/ RI=O.o01<o.1,故通过一致性检验.得到施工管理层各指标权重:3 5 7 A1一(0.52,0.10,0.19,0.19).4 6  同理,可得 3 5 3 3 4 A2一(0.07,0.08,0.17,0.26,0.42);6 7 5 8 7  A3一(0.64,0.26,0.10);9 8  9 6 7 A4一(0.43,0.14,0.43);7 5  7 6 8 A5一(O.26,0.14,0.10,0.5O);6 7 5  6 4 A6一(O.64,0.26,0.10).6 7  5 4 4 2)5位专家组成一个专家组,为该项目评分的样本矩阵:5  4 5 5 4 4 3 3 5 3 4 3 3 4 4 D:= 5 5 6 5 4 3 5 3 4 4 5 6 8 6 7 3)结合以上数据,分别算出z 、z r靠,对于评价指标U 该项目属于第e个评价灰类的灰色评价 8 7 5 7 6 系数 ,当 一1,则 5 5 4 4 3 三 4 5 4 4 3 x111=== 厂l(dllk)===厂l(din)+ (dllz)+ (d113)+ (5 6d1 154)+厂1( 7 5dns)一 (7)+厂1(6)+ (6)+  =1 fl(7)+fa(7)一3.667 4 3 5 4 4 同理, 一2,z112—4.714;P一3,z1l3—3.400;e=4,z114—2.429;3 3 = 4==5,3 3 71145= ==1.889. 该项目绿色施工评价指标属于各个评价灰类的总灰色评价系数z 为 一 1l1+zl12+z113+zl14+z1l5—16.099,由此可得 ,11一( r】l4, :==( ,地, ,一X114, )一(0.228,0.293,0.211,0.151,0.117). Z11 Xll 11 Z11 l1 同理,计算其他评价因素对于各灰类的灰色评价权向量,从而得出该项目的施工管理所属指标对于各评价 灰类的评价权矩阵R (i===1,2,…,5),这里以R 为例,其余略. 厂o 228 0.293 0.211 0.151 0.117-1  l0 133 O.171 0.240 0.256 R1一‘ i 『0 0.200 J 151 0.194 0.249 0.228 0.178 f _0 168 0.216 0.230 0.218 0.168J 4)综合评价.由评价结果B ===A XR 可得:B1一A1×R1一(O.190,0.244,0.225,0.192,0.149) B 一(0.225,0.247,0.220,0.173,0.135); B3===(O.161,0.208,0.245,0.217,0.169); B 一(0.131,0.169,0.233,0.260,0.207); B ===(O.172,0.209,0.233,0.217,0.169); B 一(0.163,0.209,0.248,0.214,0.166). 由 得该项目绿色施工评价的总灰色评价权矩阵R一(B ,Bz,…,B ) ,可得该项目的绿色施工综合 评价结果B=AXR=(O.180,0.219,0.232,0.207,0.162). 5)计算综合评价值,处理评价结果.前面给出了各评价灰类等级化向量 一( 1,固 一, s)一(9, 20 青岛理工大学学报 第35卷 7,5,3,1),该项目绿色施工评价值Y=BX ̄ 一5.10,则该项目绿色施工评价等级为“中”. 4结束语 城市深基坑工程绿色施工评价是一项复杂的研究课题,涉及到很多学科.笔者从施工管理、“四节一环 保”(节水、节地、节材、节能、环境保护)等6个方面出发,建立了城市深基坑工程绿色施工评价指标体系, 用多层次灰色综合评价法对该指标体系进行评价,对城市深基坑工程绿色施工评价的研究具有一定的指 导、借鉴作用.由于对各评价指标权重的确定较为粗略,因此为了更好地反映评价结果,还需做更进一步的 研究和完善. 参考文献(References): [1] 肖绪文,冯大阔.我国推进绿色建造的意义与策略口].施工技术,2013,42(7):1-4. 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