基于topsis的绿色住宅区全寿命周期经济效益分析

基于TOPSIS的绿色住宅区全寿命周期经济效益分析

基于TOPSIS的绿色住宅区全寿命周期经济效益分析

摘要：本文针对当前绿色建筑经济评价的缺陷，从消费者的角度出发，对满足绿色住宅区的指标范围进行研究，结合我国的具体情况，将区域指标也纳入到评价指标体系之中，以解决我国因广袤地域而带来的地区差别，为后续绿色住宅区的评价提供更精确的依据。另外在确定指标时把大片住宅楼形成的微环境考虑在内，以满足人们对真正的住宅区的绿色要求。

关键词：灰色聚类；TOPSIS；经济效益；绿色住宅区

中图分类号：[F287.8] 文献标识码：A 文章编号：

一、绿色住宅区全寿命周期的确定

1、绿色住宅区的概念

绿色住宅区是具有高效、节能、环保、健康、舒适、生态平衡等特征的居住建筑环境，是运用生态学原理和遵循生态平衡及可持续发展的原则，设计、组织住宅内外空间中的各种物质因子，使物质、能源在小区系统内有秩序地循环转换，获得一种高效、低耗、无废、无污染、生态平衡的建筑环境。这里的环境不仅涉及住宅区的自然环境，如空气、水体、土地、绿化、动植物、能源等，也涉及住宅区的人文环境、经济环境和社会环境。

2、全寿命周期的定义

建筑产品寿命周期(Construction Product Life―cycle)是指产品从规划设计、施工、运营管理到到设计使用寿命期拆除为止的整个时期，是一个产品从观念形态到被完全淘汰的存续期间。

3、全寿命周期阶段划分

建筑产品生命周期可以从开发商角度、住户角度和社会角度来划分，分别是建筑产品设计规划和施工周期、住户使用寿命周期和社会产品寿命周期。而这四个层次的划分由浅入深，逐步扩大，每个层次所包含的空间和时间的内容逐步宽泛。

从开发商角度出发的建筑产品设计规划施工周期是从规划设计到施工，直至形成产品投入运营。除规划设计阶段外其余过程是在建筑产品所在位置完成的。住户角度生命周期则更为宽泛，涉及到了产品的使用阶段，包括顾客购入产品经过使用直至设计寿命结束的阶段。从住户视角出发的产品生命周期提倡“以人为本”的理念，提倡住户舒适满意；社会角度生命周期则进一步扩展到了建筑产品拆解阶段，是从社会角度建筑产品而言，不论是开发商角度的运营阶段还是住户角度的使用阶段又或是社会角度产品运营阶段实际上都是指建筑产品在竣工后服务于住户的使用阶段，只是不同角度在这个阶段的角色不一样。

二、评价模型

1、评价内容

在确定了绿色住宅区的全寿命周期之后，要对其进行经济效益评价就必须选取有代表性的项目。结合我国《绿色建筑评价标准》和建筑物的全寿命周期，本研究选取节地和场地资源、节能与能源利用、节材与材料资源利用、节水与水资源利用、室内外环境和运营环境6大方面的评价内容。

2、评价指标的确定

（1）差额效益费用比率

按社会折现率计算的项目全寿命周期内绿色建筑所获得的差额收益现值与差额费用现值的比值。

（2）差额投资回收期

差额投资回收期是在考虑资金时间价值的条件下，以绿色建筑使用过程中的总体收益抵偿绿色建筑总差额投资所需的时间。总体收益是通过具有相同效果的各项技术收益的分类叠加，再汇集各类产生不同效果技术的总和。由于尽快地收回投资、减小投资成本是投资者极为关注的问题，回收期法简单直观、易于理解，与差额效益费用比率一起使用，可互相结合，帮助决策者做出合理的决策。

差额投资回收期在一定程度上显示了初始投资增量费用的资本周转速度，回收期越短，项目相对越经济，故可以很方便的判断绿色建筑相比传统建筑所增加的初始投资费用是否更经济、合理。

3、指标权重的确定

根据绿色住宅区评价因素的多样性，本文拟采用以TOPSIS为基础并进行适当的改进确定指标权重，具体如下：

设有n个被评价单位，m个评价指标，各单位评价指标的量化值为yij(i=1,2,…n,j=1,2,…m)，

首先，经过标准化处理后得到的值为xij(i=1,2,…n,j=1,2,…m) i=1,2,...n;j=1,2,…m

第二，取（j=1,2,…m），，表示的是各指标的“正理想解”，则其加权指标向量为b*=()，因而，每个单位的加权向量为

bi=()(i=1,2,...n)。为了使被评价单位的加权向量与“正理想解的加权向量值”之间的偏差（即平方和）达到最小，即求解下面的模型解（j=1,2,…m）

（1）

第三，同理，（j=1,2,…m），，表示的是各指标的“负理想解”，我们确定的权重（j=1,2,…m），应该尽量使得被评价单位的加权向量值与“负理想解的加权向量值”之间的偏差达到最大，即求解下面模型的解（j=1,2,…m）

（2）

第四，我们将（1）（2）综合，可得这种方法的最终模型为

解此模型，解得权重为（j=1,2,…m）。

三、评价过程

设有n个被评价单位，m个评价指标，S个不同的灰类，对象i 关于指标j的样本观测值为xij，则基于中心点三角白化权函数的灰色评价方法的具体步骤主要包括以下5步：

（1）选取综合评价指标，确定权重

根据绿色住宅区评价选取的指标，根据2.3确定各指标{x1，

x2，…，xj…xm}的相应权重{ωl，ω2，…，ωj…ωm}。指标层的各指标权重均为0.5，准则层的指标权重为

（2）综合评价模型的建立

按照评价所需划分的灰类数s，选取λ1，,2，...,λs为最属于灰类1,2，...,s的点（可以是中点，也可以不是，以属于灰类最大可能性为选取依据，称为中心点）将各个指标的取值范围也相应地划分为s个灰类，如将j指标的取值范围[λ1，λs+l]划分为s个小区间[λ1，λ2]，…，[λk-l，λk]，…[λs-1，λs]，[λs，λs+l]，同时连接点(λk，l)与第k-1个小区间的中心点(λk-1，0)以及(λk，l)与第k+1个小区间的中心点(λk+1，0)，得到j指标关于k灰类的三角白化权函数,j=1,2,...,m;k=1,2,...,s。对于和，可分别将j指标取数域向左、右延拓至λ0，λs+1，可以得到j指标关于灰类s

的三角白化权函数，

（3）对于指标j的一个观测值x，可由公式3-1计算出其属于灰类k的隶属度。式3-1

（4）计算对象i（i=1,2,...,n）关于灰类k(k=1，2，…，s)

的综合聚类系数，其中，为对象i在j指标下属于灰类k的白化权函数，ωj为指标j在综合聚类中的权重。

式3-2

（5）由，判断对象i属于灰类k*；当有多个对象同属于k*灰类时，还可以进一步根据综合聚类系数的大小确定同属于k*灰类之各个对象的优劣或位次。

四、结语

通过对绿色建筑的效益费用分析，为大力推行绿色建筑提供了一种理论依据，也为决策者提供了一种分析方法。

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