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基于价值工程及模糊数学理论的绿色建筑投资决策研究

发布时间：2016-09-30 09:34:43 来源：文档文库

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摘要：本文在绿色建筑投资决策阶段引入价值工程理论，依据我国《绿色建筑评价标准》中对绿色建筑评定的规定，建立了绿色建筑评价指标体系，并采用模糊综合评价法对绿色建筑方案中需要考虑到的功能、附加成本及价值，进行量化分析，初步建立了基于价值工程及模糊数学的投资决策模型，为企业提供了一套简易可行的绿色建筑投资决策方法。

关键词：绿色建筑；评价指标；价值工程；模糊综合评价

1 前言

对于绿色建筑方案的决策，国内有学者用模糊综合评价技术来评价，也有学者从价值工程角度对其进行了研究。前者单纯考虑绿色施工方案的技术效果，忽略了方案的成本问题;后者利用价值工程原理将方案成本纳入评价体系，更有利于绿色施工的推行。然而，传统的价值工程方法在确定评价指标权重和评价对象的功能系数时有一定的局限性，当评价指标具有模糊属性或指标过多或指标分层级时，主观随机偏差就会偏大。本文尝试将模糊综合评价技术与价值工程原理结合起来，寻求一种更可靠的绿色建筑评价方法。

2绿色建筑投资决策管理的内涵及评价因素

2.1绿色建筑的内涵

根据《绿色建筑评价标准》中的定义，绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染(包括一氧化碳排放)，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑[1]。绿色建筑的投资决策是指投资者为了实现其预期的投资目标，运用一定的科学理论、方法和手段，通过一定的程序对投资的必要性、投资目标、投资规模、投资方向、投资结构、投资成本与收益等经济活动中重大问题所进行的分析、判断和方案选择。

2.2 绿色建筑的经济评价指标

经济评价已经成为各大开发商在绿色建筑投资决策时运用的评价方法的主流。绿色建筑的清偿盈利能力是评价绿色建筑备选方案的主要考虑因素。在考虑资金的时间价值情况下，绿色建筑项目的盈利能力指标主要包括财务净现值、净年值、财务内部收益率和动态投资回收期四种[2]。

结合项目的实际需求和目标应选择切合自身情况的经济评价指标对项目的备选方案进行评价。在实际应用中，根据项目成本和效益的计量范围不同，可以将绿色建筑项目的经济评价指标分为增量经济评价指标和总量经济评价指标。总量经济评价指标的成本和效益包括项目采用绿色建筑附加成本之前和之后的成本和效益。增量经济评价指标的成本和效益只需考虑绿色建筑的附加成本和附加效益。

2.3 经济指标的评价方法

本文主要采用的经济指标的评价为财务评价，本文运用的财务评价方法是根据绿色建筑的成本和经济效益的范围，划分为总量效益评价法和增量效益评价法两种分类。

(1)总量效益评价法[3]

总量效益评价法通常体现的是绿色建筑在采用其特有功能后的全面价值，并非是对比传统建筑之后的相对值。采用总量效益评价法后得到的评价结果往往无法清晰明了地看出绿色建筑采用新功能、新工艺后的对比效果。只有在前期的投资决策方案中形成的的成本附加值和效益增加额，即附加成本和增量效益，才能作为绿色建筑经济评价的主要影响因素。而且采用总量效益评价法时，为了能够准确地体现资金的时间价值，还需要对投资额进行分析研究作为评价的基础条件。由于总量效益评价法的过程复杂，效果一般，所以该方法不适用于绿色建筑的项目评价。

(2)增量效益评价法[4]

增量效益指标主要有增量净现值(△NPV )、增量净年值(△NAV )、增量内部收益率(△IRR)等。一般地，当△NPV >0，或△NAV >0，或△IRR > ic时，项目可行。由于增量效益法反映的绿色建筑经济评价效果具有相对性，因此在采用该方法后仍需后期的实际验证。

2.4 经济评价结果分析与决策

表2 . 4列出了增量指标和总量指标在项目评价时的所有相对可能以及根据其数据做出

的判断结果。

表2 . 4增量指标与总量指标决策

Table 2 . 4 additional figures, whole figures and decision

通过对表2 . 4的分析可以看出，情况1, 2, 5, 6所做出的决策，与总量评价法的结果一致。情况4表示虽然采用绿色建筑附加成本构成的前后的总量指标均大于零，但增量指标小于零，说明采用前的经济效益较好，所以应该放弃绿色建筑方案。情况3表示无论是否采用绿色建筑增量成本构成总量指标均小于零，但增量指标大于零，一说明绿色建筑的附加成本构成对经济效益带来了提高和改善，但是可能由于企业的基础经济原因造成绿色建筑的增量效益无法对企业经济带来彻底的改变，但是总体的效益仍然是得到了提高，在不考虑倒闭或解体的情况下，都比较适合选择采用绿色建筑附加成本。

通过对表2 . 4中各种情况的分析发现在进行绿色建筑项目经济评价时，一般地，在不考虑企业倒闭或解体的情况下只依靠增量效果评价就能够满足投资决策的要求[5]。

3 价值工程在绿色建筑项目决策中的应用

3.1 价值工程基本原理

价值工程，是指以产品或作业的功能分析为核心，以提高产品或作业的价值为目的，力求以最低寿命周期成本实现产品或作业使用所要求的必要功能的一项有组织的创造性活动。价值工程涉及到价值、功能和寿命周期成本等三个基本要素。价值工程是一门工程技术理论，其基本思想是以最少的费用换取所需要的功能[6]。

价值工程中的价值是作为一种评价事物有效程度的尺度提出来的，可以写成如下的表达式:

(3.1)

绿色建筑的全寿命周期成本与建筑功能之间存在着内在的联系。建筑的全寿命周期成本的最低点低。对应的功能F0为最适宜功能水平，Cmin。和F0是一种理想状态。开展价值工程活动的目的，就是要通过不断采用先进的科学技术，改良设计、改进生产，使现状成本和现状功能无限接近Cmin。和F0。

3.2 价值工程基本流程

价值工程活动的基本程序是[7]：

（1）选择价值工程对象。选择的具体原则是，首先从产品构造方面看，选择性能较差

的;其次从制造方面看，选择生产数量多、浪费资源、工艺流程复杂的产品;第三，从成本方面看，选择成本较高，性价比较低的产品;第四，从销售方面看，选择市场竞争力小，利润少，消费者满意度低的产品;第五，从产品发展方面看，选择正处于市场调研阶段准备投入市场的新型产品。

（2）整合企业的情报信息。需要收集的情报包括该企业的经营内容、经营路线、市场战略、企业规模以及预期效果和企业的经济政治背景资料，最后分析整理出有效的数据加以利用，进行分析研究，作为后期依据。

（3）对产品的功能进行评价。对产品的功能评价是对产品的整体到细节的功能系统化地分类，之后对功能再分类分析，为了满足预期的价值工程目标要求，顺利进行下一步程序，还需逐步将各功能的价值系数计算出来，同时考虑下一步的管理路线和策略重点。该阶段是价值工程的最重要过程，主要包括以下五方面:第一，明确目标;第二，分析产品预计的功能;第三，进行功能分类，并详细划分功能的种类和实用性;第四，构建功能系统图，明确功能与功能的关系;第五，通过对产品的功能进行评价，最终确定价值工程活动的重点、顺序和目标(即成本降低的期待值)等。

（4）根据分析结果提出建议，定制改善方法。

（5）针对制定的改善方法进行分析。分析改善方法时可以采用专家打分法或者其他综合性的分析方法，如成本分析法等等。

（6）测试改善方法的可行性。首先需要对该方法可能造成的误差方面进行确认和评定，做好风险预防;其次需要从方法运行的多方面进行实际认证，以保证方法执行的效果。

(7)对改善方法的执行状况进行检查，评价其效果进而确定价值工程的绩效。

3.3 绿色建筑决策管理的VE流程

3.3.1绿色建筑决策方案的功能评价

根据《绿色建筑评价标准》及市场需求，设定n个绿色建筑方案，选取绿色建筑的特

有功能为对象，分析绿色建筑特有功能的各层次指标，通过专家打分确定各指标的隶属度，

利用模糊识别确定各方案的功能评价系数，并对其进行定量化处理[8]。

本节主要从节能、节水、节材、节地及运营管理五方面对绿色建筑方案进行功能评价，

如图3. 3.1。

图3.3.1绿色建筑功能评价结构图

Fig.3.3.1Function evaluation structure of green building

（1）构建模糊综合评判模型[9]

通过两两比较下一层因素对上一层元素的相对重要性，并由专家组采用1-s标度法进行打分评比，确定A-B的判断矩阵A及Bi一Cj的判断矩阵城。之后运用多层次模糊综合评判进行功能评判，设因素论域U由k层组成，则在本文中取k=2，第一层包含5个因素，即U=(U1,U2,U3,U4,U5)=(节能，节水，节材，节地，运营管理)。其中U1 = (u11, u12, u13, u14)=(外墙维护节能措施，空调节能处理，供暖节能设备，照明节能措施);U2=(u21 ,u22, u23 , u24 ) =(雨水利用设备，中水系统，新型节水管道，厨卫节水设备);U3=( u 31, u 32, u 33, u 34)=(运用可循环材料，高强高性能混凝土技术，钢筋工程应用技术，其他新型环保材料); U4 =( u 41, u 42 , u 43 , u 44 )=(钢结构技术，大开间楼盖结构技术，新型墙体与结构技术，复合地基与桩基技术); U5 =( u 51 , u 52 , u 53)=(智能系统，绿化维护，垃圾处理);评语集为V=( v1 ,v2, v3 , v4 , v5)=(好，较好，一般，较差，差)。

(2) 确定评语集[10]

采用模糊统计方法，由专家组进行投票对。个方案的所有因素对评语集v的隶属度尺

进行确定。然后从最底层，以递进的方式向上一层定量化地计算出评价值的评语集，公式

为:

(3.2)

继而确定最终的评语集B=A﹒R，其中R=Bi。

(3) 量化评语集

由于评语集B具有模糊性，所以对V进行量化，设定V1 =(c1︱ 80 ≤c1 ≤100) ，V2=( c2 ︱60≤c2 ＜ 80)，V3=( c3︱40≤c3 ＜60)，V4=( c4︱20≤c4 ＜40)，V5=( c5︱0≤c5 ＜20)，得到分数向量C=( c1，c2，c3，c4，c5)，按照公式(3.3.3)计算各方案的最终得分f1 、f2 、…..、 fn。

(3. 3)

3.3.2 绿色建筑决策方案的附加成本估算

估算绿色建筑特有功能的附加成本是对项目做出正确投资决策的有利参考，而该阶段

的成本会影响后期的项目实施以及运营阶段的成本。本文从整体的角度，权衡绿色建筑特

有功能的各层因素，对比类似绿色建筑与拟建工程的隶属度，通过模糊识别确定各方案的

贴近度，以最终确定各方案的附加成本。

(1}构建模糊估算模型[11]

利用3.3.1中构建的因素论域U的功能指标认及其影响因素u。构成绿色建筑附加成本

的模糊估算模型。

设拟建绿色建筑工程的方案一为B1，在已建绿色建筑中选取5个典型工程A1 , A2 , A3 , A4 , A5

，对它们进行模糊识别并确定隶属函数，计算隶属度Ri，如表3.3.2.1。

表3.3.2已建绿色建筑特征描述及其隶属度

Table 3.3.2 Characteristics description of the old green building and its membership

(2) 附加成本估算[12]

1)计算Ai与B1贴近度

根据模糊识别的间接方法，计算已建绿色建筑工程与拟建绿色建筑工程的贴近度，公

式为:

(3.4 )

(3.5)

(3.6 )

利用公式(3.4), (3.5), (3.6)分别计算出Ai与B1的贴近度t(Ai，B1)。

2) 估算拟建绿色建筑附加成本

按照择近原则，即，选出最贴近的三个已建绿色建筑工程

A1 , A4 , A5的造价数进行平均数计算，则拟建绿色建筑工程成本估算额

3)同理计算出各方案的附加成本估算额c2,….. , cn, n为方案数。

3.3.3绿色建筑的决策方案比选

(1)确定各方案的功能系数FIi

根据公式((3.7)计算各方案的功能系数，其中fi为各绿色建筑方案的功能评价值，即3. 3中各方案的最终得分，n为方案数。

(3.7)

(2)确定各方案的附加成本系数CIi

根据公式(3.8)计算各方案的附加成本系数，其中ci为(3. 3)中所得各方案的绿色建筑特有功能附加成本费用，n为方案数。

(3.8)

(3)确定各方案的价值系数VIi

根据公式(c3.1 }计算出各方案的价值系数，其中凡为(3. 2)中的绿色建筑功能评价系

数，以为(3. 4)中绿色建筑的附加成本系数。

比较各方案实施后项目的价值系数，价值系数较大的方案为优选方案，选出方案后还

要结合实际情况对方案进行完善，真正实现绿色建筑的预计目标。

4 结语

选用合适的评价方法对绿色建筑方案进行评价、优化，对绿色建筑投资决策起着积极的促进作用，其可以保证绿色施工的效果，充分发挥资金的利用效率，从而提高建设单位、施工单位实施绿色施工的积极性，有利于绿色施工的推行，从而促进建筑节能目标的实现。

本文在分析绿色建筑评价指标的基础上，在绿色建筑的方案比选过程中利用价值工程及模糊综合评模型对绿色建筑各初选方案的功能进行量化评价及附加成本估算，最终确定各方案的价值功能系数以选出最优方案。这一理论的应用使得绿色建筑在全寿命周期的初期有了优化选择，从宏观的角度对绿色建筑的价值进行了分析，给后期施工及运营起到了良好的铺垫作用。

参考文献

[1] 梁开明.国内绿色建筑造价成本分析[J].中国房地信息，2009,(5):52-53

[2] 曹申，董聪.绿色建筑成本效益评价研究[J].建筑经济，2010 (1) : 54-57.

[3] 张邦刚.浅谈绿色建筑评价等级中增量成本控制[J].山西建筑，2010(18):239-240.

[4] 陈德勤.从经济学视角分析绿色建筑的全寿命周期成本与效益以及发展对策[J].建筑节能，2009年第10期(总第37卷第224期):53-56.