基于QCA的装配式建筑区域发展影响因素构型分析
1 引言
预制装配式施工被认为是实现绿色建筑和提高建筑业生产效率的有效方法。装配式建筑通常在专业化厂房内预制建筑构件和配件后运输至现场施工、组装。在工厂严格环境下制作构件可减少现场建筑原材料使用量,降低能源消耗和碳排放,装配式建造技术为建筑业的转型发展提供可能。我国政府已制定了一系列激励政策来推进装配式建筑的发展。
然而各省市经济结构特点及建筑行业发展现状具有较大差异,装配式建筑发展需要因地制宜的发展路径,本研究以24个省级行政区为样本,应用定性比较分析(QCA)方法研究各省市不同的社会经济发展条件组合的装配式建筑发展。试图探索不同社会经济条件组合对装配式建筑发展的影响,旨在揭示我国装配式建筑发展区域空间格局背后的影响机制,探究不同地区的社会经济发展状况下,各地区装配式建筑的发展模式,以期为政府推广装配式建筑提供科学的决策参考。
2 装配式建筑发展影响因素研究综述
近年来国家和地方出台各项政策推动装配式建筑发展,但是装配式建筑的应用比例仍不高,学者们从不同角度探讨影响我国装配式建筑发展的制约因素。马卫星总结了企业开展装配式建筑业务的影响因素有:规模效益难以形成、技术标准不健全、产业链等;Mao等人研究发现阻碍装配式建筑发展的主要因素是缺乏政府激励和监管,前期成本高,从业人员对传统建筑方法的依赖;桑培东和张钰璇应用SEM分析影响我国装配式建筑发展的五大因素,认为成本因素是最重要的影响因素,其次为政策因素、技术因素、部品因素和市场链条因素。
学者们研究得到装配式建筑发展的影响因素有所差异,但主要可以分为初始建造成本、市场需求、政策体系、技术体系和产业链等5种因素。另外,各影响因素对装配式建筑发展的驱动力作用存在差异。毛超和李世蓉通过实证研究表明,企业的可持续竞争力追求和政府规制是影响装配式建筑发展的两个核心因素,并认为政府和企业是装配式建筑发展的主导驱动力;此外,秦旋和李奥蕾运用MICMAC分析了12个装配式建筑发展影响因素的驱动力和依赖性,其中专业人才是装配式建筑市场中驱动力最大的因素;Skitmore和Zhang通过调查分析认为初始成本较高,制造能力和参与问题以及产品质量问题,缺乏供应链,缺乏标准,以及缺乏政府激励和引导是装配式建筑发展的障碍,并且成本和政府的影响占主导地位。
Gan和Chang等人采用解释结构模型(ISM)技术探讨了我国装配式建筑发展影响因素之间的相互关系,研究表明,高成本可能不是其他研究中提出的影响装配式建筑发展的最主要因素,通过加强其他直接效应因素可以解决高成本的问题。同时,指出因为不同地区采用装配式建筑的水平各不相同,这些因素之间结构可能存在不同的关系。同样刘光忱和温振迪等人也得出类似结论,由于我国疆域辽阔,各个地区的经济和技术发展水平不同,各个地区应该根据本地区的实际情况制定不同的政策,来促进本地区装配式建筑的发展。
已有研究分析了装配式建筑发展的影响因素,而且探究各影响因素之间存在的关系,取得许多富有学术价值的成果。不足之处在于现有研究主要集中在这些因素影响或者阻碍的强弱,侧重因变量的研究,较少从多因素组合相互作用视角研究结果变量及多路径的问题。由于影响因素的作用与关系因不同地区的经济和技术发展水平不同的而变化,因此从前因条件组合的组态视角研究装配式建筑发展影响因素及模式符合现实情况。本研究通过24个省市的装配式建筑发展案例,研究不同地区的社会经济发展状况下,各地区装配式建筑的发展模式,首次从空间分布和多因素组合相互作用的视角研究装配式建筑的发展。不仅响应刘光忱、Gan和Chang等人倡导的对我国装配式建筑发展问题的研究方向,更是在中国装配式建筑发展领域问题研究的一次重要尝试。
3 研究方法、变量选择与测量
3.1 研究方法
定性比较分析(Qualitative Comparative Analysis)是Charles Ragin提出的基于构型理论的多因素组合的因果关系分析方法,以集合论和布尔运算为核心算法,探究前因条件组合如何引致被解释结果出现。定性比较分析(QCA)方法把条件和结果的因果关系视为一种组合且是可替代的,条件不能单独作用于结果,而是以组合方式共同影响结果,这个组合即前因条件构型,又称路径或多重条件并发原因,每个条件因素就是其中一个不可分割的组合要素。即实现结果的构型可以是多种的。
现实社会情境中有很多变量的因果关系是非对称性的,比如建筑市场规模大的地区装配式建筑发展较好,但是建筑市场规模小的地区装配式建筑的发展也可能较好。QCA方法恰好可以解决这种因果关系为非对称性的问题。这种非对称思维更适合研究各种不同情境下实现结果的模式问题。QCA分析结果的稳健性与样本的大小无关,适合于中小样本量的研究。同时,鉴于将情境变量的相互组合作用纳入研究装配式建筑的发展路径的复杂性,应用QCA方法对该问题进行研究具有较高的适用性。
3.2 前因变量选择与测量
由于原因构型的数量会随变量的增加而呈指数增长(2n),条件变量的增加意味着很多构型将没有案例与之相对应,所以条件变量一般选择3至8个。多数学者认为影响我国装配式建筑发展的主要因素是初始成本较高,技术、市场规模溢出效应和政策等5个因素,本研究主要探讨装配式建筑发展空间分布情况以及在各地区不同条件下装配式建筑的发展模式,因此在考虑装配式建筑发展影响的基础上结合我国各省市存在的经济社会差异情况,选取了如下5个影响各地区装配式建筑发展的变量作为条件变量。
(1)房地产市场(HP):由于装配式建筑构件的二次深化设计、运输以及现场吊装施工等原因造成装配式建筑的初始成本增加,而初始成本较高是影响房地产开发企业是否采用装配式建筑的主要因素。装配式建筑的投资主体是开发商,房地产开发商在开发建造过程中拥有决策权,装配式建筑的发展必然以房地产开发商的实践积极性提高为重要前提。而高房价产生强劲的房地产市场将导致出现越来越多的装配式建筑,因为激烈的市场竞争促使开发商/业主采用创新技术,企业因此得到社会和政府额外的认可,竞争对手在住宅工业化方面获得发展是企业面临的一种竞争压力,获得或保持行业的竞争优势是影响开发商工厂化建造的一个重要因素,本文采用各地区商品房平均价格作为衡量房地产市场的指标,以全国各省房价中位数6024元/m2为阈值,大于该阈值赋值1,否者赋值0。
(2)市场基础(MF):由于装配式建筑构件预制工厂建设一次性投入较大,成本回收期较长,难以形成短期效益,构配件的摊销费用较高。需要较高的市场需求提高模具和设备的使用效率,从而降低构件生产成本产生规模效益。因此,不同地区建筑市场规模大小对装配式建筑的发展具有重要影响。本文采用地区新开工面积作为衡量各地区建筑市场基础的指标,以各地区新开工面积的中位数3305万m2为阈值,大于该阈值赋值1,否者赋值0。
(3)技术体系(TS):作为建筑业的一项技术创新,技术水平和产业链是影响装配式建筑发展的重要瓶颈,主要包括装配式建筑设计、预制构件的生产和运输、现场吊装施工、协同管理、装配式建筑相关专业知识和专门人才等。因此各地区的产业链和技术水平直接影响到该地区装配式建筑的发展。产业基地的建设是一个地区装配式建筑技术水平的体现,本研究采用各地区装配式建筑产业基地数量作为各地区装配式建筑技术水平的衡量指标。鉴于国家装配式建筑示范城市的申报资格条件之一是拥有5个以上产业基地,技术体系变量以产业基地数量5作为阈值,产业基地数量大于等于5时ts赋值为1,否者赋值0。
(4)推广时间(PT):本研究采用的2017年的截面数据进行QCA分析,而不同地区政府推广装配式建筑起步时间差别较大,对装配式建筑发展产生一定影响,因此本研究采用各地区颁布推广装配式建筑政策的时间作为各地区推广时间的衡量指标,以《“十三五”装配式建筑行动方案》颁布的时间2017年3月23日为阈值,地区推广装配式建筑政策的文件早于这个时间pt赋值为1,否者赋值0。
(5)政策体系(PH):政策体系不健全被认为是限制装配式建筑发展的关键因素。特别是地方政府是否出台具有可实施和可操作的激励、扶持和监管装配式建筑发展的政策体系,直接影响到地方装配式建筑的发展。所以本研究采用各地区颁布推广装配式建筑政策的文件数量作为各地区政策体系的衡量指标,由于政策具有时效性,因此本研究选取的政策文件数据截止时间为2017年9月,各地区推广装配式建筑数量的中位数5为阈值,推广装配式建筑政策文件数量大于5时ph赋值为1,否者赋值0。
3.3 结果变量选择与测量
住建部以装配式建筑占新建建筑的比例作为衡量全国各地区装配式建筑发展的指标,同时考虑到各地区的经济体量和房屋施工面积绝对数量差异悬殊,而采用相对指标可以消除由于基本面差异造成的干扰。因此,本研究采用装配式建筑占新建建筑的比例作为各地区装配式建筑发展情况(D)的衡量指标。结果变量以3%为阈值,若该地区装配式建筑占比新建建筑面积比例大于3%赋值为1,否者赋值0。
4 实证结果与分析
4.1 构建真值表
本文选取24个省级行政区2017年的数据作为研究样本,通过从各地方政府、住建部门等相关网站以及北大法宝网搜索获取各地方装配式建筑相关政策文件154个,分析得到各地区装配式建筑推广时间(PT),政策文件数量(PH),各地方装配式建筑产业基地数量(TS)和2017年装配式建筑占新建建筑比例(D)等数据,商品房平均价格数据来自于国家统计局。最后将收集到的24个省市的数据按照上文的变量测量方法进行赋值,如湖南省商品房平均价格为5228小于阈值6024,HP赋值为1;产业基地数量9大于阈值5,TS赋值为1;新开工面积8235大于阈值3305,MF赋值为1;推广装配式建筑政策文件数量12大于阈值5,PH赋值为1;以政策文件形式推广装配式建筑时间是2016年阈值早于2017年3月,PT赋值为1;2017年装配式建筑占比新建建筑面积比例8.8%阈值大于3%,D赋值为1,其他省市以次类推得到真值表,如表1所示。共得到14个条件结果组合案例类型。
4.2 QCA数据分析
本研究使用Ragin等人所开发的fsQCA3.0软件对24个地区装配式建筑发展数据的真值表进行分析,根据Ragin和Fiss的建议以0.8为一致性的阈值对各省份影响装配式建筑发展的条件组合进行识别,案例阈值设定为1,最后应用清晰集定性比较分析方法得到三类解:复杂解、中间解和简单解,本研究结果的复杂解和中间解的结果一样(具体结果略),因此选择复杂解和简单解进行分析。
当条件变量同时出现于简单解和复杂解中,则记为核心条件,若条件变量仅出现于复杂解中而未在简单解中出现,则记为边缘条件,核心条件是结果产生本质的原因条件,而边缘条件与结果的因果关系较弱,是非必须的、可被替换的条件。
首先通过布尔最小化原理对装配式建筑发展结果D=[1]不含“逻辑余项”进行最小化得到复杂解,使用含“逻辑余项”进行最小化得到简单解,此过程采用Fiss开发的fsQCA软件进行,具体运行结果略。整理得到我国各地区装配式建筑发展的前因条件构型如表2所示。
5 结果分析与讨论
一致性用来描述充分条件的非对称程度,覆盖率用来描述某一构型作为引致结果变量路径的解释力和唯一性程度,分别为:
一致性consistency(Xi≤Yi)=Σ[min(Xi,Yi)]/Σ(Xi)
覆盖率coverage(Xi≤Yi)=Σ[min(Xi,Yi)]/Σ(Yi)
表1中的原始覆盖率指给定项(模式)覆盖结果变量D=[1]省市的比例;唯一覆盖率指结果变量D=[1]省市被给定项(模式)唯一覆盖的比例(没有其他模式覆盖这些省市);总覆盖率指所有项(模式)覆盖所研究的省市的比例。
从唯一覆盖率可以看出,C1a的模式组合构型对结果的解释力度最大。然后按照简单解一致性逻辑,将复杂解中具备相同核心条件的构型进行合并,得到的核心前因条件可以分为两种装配式建筑发展模式的组合构型;获得HP*PH和TS*PT,即政策驱动模式组合和技术驱动模式组合,如图1所示。
5.1 政策驱动模式组合分析
政策驱动模式组合包含C1a和C1b两种构型,即HP*PT*PH和HP*MF*PH。其中核心条件为HP*PH,代表房地产市场强劲(HP)和地方政府颁布较完善的推广装配式建筑政策体系(PH)相组合。C1a和C1b两种构型的差异化边缘条件是MF和PT,说明建筑市场规模和推广时间之间存在替代性。
(1)C1a(HP*PT*PH):该构型的唯一覆盖率最大,说明C1a符合较多地区的装配式建筑发展模式。这些地区具备强劲的房地产市场、政府政策积极推进并且政策体系相对完善,装配式建筑就可以得到较快较好的发展,如山东、河北和四川等地区。值得注意的是建筑市场规模较小的海南省也在这个构型中,说明建筑市场规模对C1a构型的发展模式影响小,政策体系是推动该地区发展的核心因素。
(2)C1b(HP*MF*PH):对于建筑市场规模大的C1b模式构型,如山东省,河北省和湖北省,比较典型的是湖北省建筑市场规模大、市场需求相对较大,开发商企业竞争激烈,发展装配式建筑的市场条件较好,这些地区在面积奖励、土地供给等政策刺激下企业会积极参与装配式建筑的建设,政府的引导、激励政策效果比较明显。比较典型的是江苏和浙江等经济发达地区,这些地区可以作为重点推进地区,试点先行、以点带面引领全国装配式建筑发展。
5.2 技术驱动模式组合分析
技术驱动模式组合包含C2a和C2b两种构型;即HP*TS*-MF*PT和TS*MF*PT*PH。其中核心条件是PT*TS,代表装配式建筑起步较早和装配式建筑产业基地建设成熟的条件组合。成熟的产业基地建设完善了装配式建筑业务的产业链,起到技术创新扩散、信息共享和协同作业的作用,降低了装配式建筑解决技术壁垒的成本,促进区域内更多的企业采纳装配式建筑,进而使装配式建筑得到推广发展。从C2a和C2b的构型可以看出,在建筑市场规模小或者房地产市场发展不强劲的地区也可以推广装配式建筑。
(1)C1a(HP*TS*-MF*PT):C1a发展模式比较特殊,其特点是建筑市场总量不大,房地产市场强劲,同时较早发展装配式建筑且技术体系成熟,仅包括上海市和北京市两个经济很发达的地区。这些地区装配式建筑发展的基础条件好,可为可持续高质量发展装配式建筑提供借鉴。
(2)C1b(TS*MF*PT*PH):湖南省是典型的C2b构型发展模式,政府较早推广装配式建筑并依托其9个国家级装配式建筑产业基地具备了成熟的装配式建造技术体系,特别是如远大可建科技等高水平产业基地的发展,更有效推动了当地装配式建筑的发展。因此尽快出台推广装配式建筑的政策,加快装配式建筑产业基地的建设充分利用其示范和引领作用,也是发展装配式建筑的一个可行模式。
6 结语
本文通过收集24个省级行政区的影响装配式建筑发展关键因素的数据,运用QCA方法探讨各地区不同条件组合下装配式建筑的发展模式,得出如下结论:
房地产市场强劲地区政策引导推动作用明显,建筑市场规模和推广时间之间存在替代性;在较早推广装配式建筑及其技术体系完善的背景下,房地产市场与建筑市场规模对装配式建筑发展的影响较小;最后,验证了装配式建筑发展影响因素与其发展状况之间存在非对称因果关系,我国各地区不同的社会经济发展状况具有相应的装配式建筑模式,全国大力发展装配式建筑是可行的,各省市在制定发展装配式建筑政策体系时应该有所侧重。
此外,本研究也存在局限性,QCA方法虽然适合处理小样本的数据,但是本研究的QCA分析结果的总覆盖率是93%,也就是说只找到了93%的装配式建筑发展的构型,而非全部构型。可能主要由两个方面的原因造成的,一方面说明样本的多样性需要加强,另一方面是还有其他影响装配式建筑发展的因素并未纳入条件变量中。另外,本研究采用的是面板数据进行QCA分析,未进行时间序列数据分析,这些需后续研究进一步考虑。
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