住宅的室内装饰装修阶段是与居民生活联系最紧密的的环节, 其交付成果的好坏直接影响住宅产品的品质。但近年来传统的粗放式生产模式日渐暴露出生产效率低、使用寿命短、二次装修浪费、污染严重等诸多问题。推行住宅内装产业化, 将建筑与装修集成于一体, 推动生产方式向集约型转变是解决上述问题的最有效途径, 也是住宅产业化发展的必然趋势。

　　 SI住宅体系是顺应住宅产业化发展而产生的一种可持续型建筑体系, 是在设计阶段将不可随意改变的支撑体S (Skeleton) 和可以按需求灵活变动的填充体I (Infill) 分离, 实现构件部品的标准化设计、工业化生产与装配, 具有低碳环保、集成度高、使用寿命长等特点, 符合我国住宅建设的发展需要和长远规划。现阶段我国对SI住宅产业化的研究, 多侧重对支撑体部分建设过程的研究, 而住宅填充体部分 (内装工程) 的产业化受关注的程度却比较低。目前从国家层面上出台的标准, 如《工业化建筑评价标准》, 仅将内装看作建筑的附属部分, 没有单独对内装产业化评价制定详细的标准。没有权威性的评价标准, 也就缺少基本的准则和明确的指导方向, 难以全面实现住宅产业化。因此, 以实现SI住宅“建筑长寿化、品质优良化、绿色低碳化”为目标, 有针对性的建立完善的内装产业化评价标准, 给房地产开发商、承包商、设计单位、家装公司、材料供应商等以明确的指导, 发现生产过程的短板, 促进生产方式的转型升级和内装产业链的整合, 是加快住宅产业化进程的关键之一。

　　 SI住宅内装产业化要求将设计、生产、施工、运营管理等环节打通, 形成统一的标准和体系, 构建规模化产业链条, 建设“全寿命、全功能、全设施”的百年住宅。根据我国现行工业化建筑评价标准、《CSI住宅建设技术导则》及相关质量验收规范, 咨询家装及房地产行业相关专家后, 笔者将SI住宅内装产业化评价分为设计、生产、施工及全周期运营管理四个一级指标, 对每个一级指标进一步划分, 最终建立包含4个一级指标、15个二级指标、29个三级指标的评价体系 (如图1所示) 。

　　 由于传统的层次分析法确定权重时采用互反型判断标度, 一旦一致性检验不通过就需要调整, 过程反复且缺乏准确性;另外在构建单因素模糊评价矩阵时不论定性指标还是定量指标, 都采用专家评判法确定隶属度, 存在较大的主观性。

　　 对此, 本文提出改进的F-AHP, 引入满足一致性条件的模糊一致性判断矩阵, 同时从定量和定性的角度对指标进行筛选, 分别针对定量和定性指标选择不同的求隶属度的方法, 从而构建更为可靠的单因素模糊评价矩阵。

　　 (1) 比较各评价因素对其上层指标的影响程度, 并构造模糊互补矩阵F={f_ij}_n×n。本文采用0.1~0.9标度法来表达两两比较的值, 其中f_ij代表因素a_i对于因素a_j的重要性标度, i=j=1, 2, …, n, f_ii=0.5, 详见表1。

　　 (2) 求矩阵行和, 再利用公式r_ij= (r_i-r_j) /2n+0.5将模糊互补矩阵F={f_ij}_n×n转化为模糊一致判断矩阵R={r_ij}_n×n, 其中r_ij为矩阵R第i行、第j列的元素, i=j=1, 2, …, n。

　　 (3) 利用公式e_ij=r_ij/r_ji将矩阵R={r_ij}_n×n转换成互反型矩阵E={e_ij}_n×n, 其中r_ji为矩阵R第j行、第i列的元素, e_ij为矩阵E第i行、第j列的元素, i=j=1, 2, …, n。

　　 (4) 方根法求排序向量W ⁽⁰⁾

　　 其中表示互反型矩阵E各行元素之积, i=1, 2, …, n。

　　 (5) 以W ⁽⁰⁾ 作为特征值法的迭代初值V₀, 求精度较高的排序向量W ^(k)

　　 利用公式V_k+1=E V_k迭代求特征向量V_k+1, 并求||V_k+1|_∞;如果||V_k+1|_∞-||V_k|_∞≤ε (本文取ε=0.0001) , 则||V_k+1||_∞即为最大特征值λ_max, 利用式 (2) 对V_k+1进行归一化处理:

　　 所得向量W ^(k) =V_k+1即为方案排序向量, 迭代结束, 否则, 以作为新初值, 重复迭代过程。

　　 对难以用数量来定量表示的指标 (如绿色施工管理水平) , 无法得到具体的隶属函数, 因此采用模糊统计的方法——专家评判法确定各因素隶属度。设有n位专家参与评判, 其中有m位专家对指标u_i划定为评判等级v_j, 则指标u_i对评判等级v_j的隶属度p_ij=m/n。

　　 对可以获得定量计算值或实测数据的指标 (如构件部品预制化率) , 采用隶属函数确定其隶属度。但考虑到各指标值实际意义存在较大差异, 需首先对其去量纲化。将第i个评价指标记为u_i, 指标u_i评估值记为μ_i, 其评估下限和上限分别是μ_imin和μ_imax, 无量纲化后的值记为z_i, 且z_i∈[0, 1]。按式 (4) 求越大越好型指标, 按式 (5) 求越小越好型指标。

　　 对μ_i进行无量纲化处理后, 构造评价等级v_j (j=1, 2, …, n) 的模糊子集为 (a, b, c, d) , 用指派方法, 选用式 (6) 梯形分布的隶属函数, a, b, c, d表示梯形4个顶点的横坐标, 令x=z_i, 求得评价指标u_i相对等级模糊子集的模糊隶属度值p_ij, 进而得到第i个定量指标u_i的模糊评价矩阵P_i=[p_i1 p_i2…p_in]。

　　 SI住宅内装产业化评价层次结构即图1所示的结构图, 一级评价指标集U={u₁, u₂, u₃, u₄}, 二级评级指标集U₁={u₁₁, u₁₂, …}, U₂={u₂₁, u₂₂}, U₃={u₃₁, u₃₂, …}, U₄={u₄₁, u₄₂, u₄₃}, 三级评价指标集U_ij={u_ij1, u_ij2, …, u_ijk} (i=1, 2, …, l;j=1, 2, …, m;k=1, 2, …, n) 。划分内装产业化水平的评语集V={v₁, v₂, v₃, v₄, v₅}={A级, B级, C级, D级, E级}, A级到E级内装产业化水平依次降低。

　　 对房地产企业、家装公司相关专家及从事建筑工业化研究的学者进行问卷调查, 对图1评价指标进行两两对比, 综合分析得到该体系各层指标的模糊判断矩阵, 采用3.1节所述方法, 借助Matlab软件计算各指标权重, 结果如图1括号中所示。

　　 考虑到在评价时定量指标比定性指标更具客观性和易用性, 本文尽可能将指标的评价方式定量化, 图1评价体系中带有*的为定量指标, 其他为定性指标。研究相应生产技术条件及工业化建筑整体市场情况, 结合《建筑模数协调标准》 (GB/T50002-2013) 、《工业化建筑评价标准》 (GB/T51129-2015) 等, 拟定定量指标的评价标准如表2所示。

　　 定义内装产业化评价等级模糊子集分别为:A级 (0.90, 0.95, 1.00, 1.00) 、B级 (0.75, 0.85, 0.90, 0.95) 、C级 (0.65, 0.70、0.75, 0.85) 、D级 (0.45, 0.55, 0.65, 0.70) 、E级 (0, 0, 0.45, 0.55) 。

　　 针对参评项目, 请有关专家、第三方检测部门、业主代表组成评判小组, 按3.2节所述方法对三级评价指标集U_ij中的每个因素进行单因素评价, 得到单因素评价矩阵P_i, 进而得到总的评价矩阵。为保证计算结果的可信度, 选取加权平均算子作为模糊算子·进行模糊合成, 评估结果E=W·P, 其中W为4.2节所求指标权重集, 加权平均算子的运算规则为

　　 最后对评语集V进行百分制区间赋值, 本文对内装产业化水平的评语集赋值:E级[50, 60) 、D级[60, 70) 、C级[70, 80) 、B级[80, 90) 、A级[90, 100], 采用计算参评项目的内装产业化水平评估值, 其中d_i和d_i′分别为各等级百分制区间的下限和上限值, e_i为矩阵E中第i个元素。

　　 本文选取中国“百年住宅”战略第二批示范项目之一鲁能领秀城·公园世家, 该项目是目前已经通过中国“百年住宅”验收专家评审团认定的SI住宅。该项目位于济南市市中区, 总占地面积6.49万m², 建筑面积18.8万m², 共16栋住宅楼, 包括11层的小高层和17层的高层, 规划总户数992户, 设计户型有95、117、128、143、175m²多种。

　　 按照3.2节所述方法, 邀请该项目工程部、设计部、采购部负责人及业主代表对定性指标进行打分, 结合项目实践过程数据对定量指标进行分析, 得到三级评价指标集中各因素相对各等级模糊子集的隶属度如表3所示。

　　 以二级指标u₃₅绿色环保化水平为例进行评估计算:

　　 (1) 由表3知, 指标u₃₅模糊综合评价矩阵为, 由图1知, 指标u₃₅的下级指标相对于u₃₅权重集为W_u35=[0.327 0.271 0.403];

　　 (3) 同理可求得各个二级指标的评估值, 进而按式分别计算各个一级指标的评估值, 结果如下:

　　 (4) 最后按式E=W·P计算该项目内装产业化水平E=[0.208 0.425 0.266 0.107 0]。

　　 (5) 按照4.4节所述量化方法, 求得设计阶段产业化水平u₁、生产阶段产业化水平u₂、施工阶段产业化水平u₃及全周期运营管理产业化水平u₄四个指标的得分分别为80.5、90.3、87.5、75.1, 加权得到该项目的内装产业化水平评估值Z=82.7, 属于B级水平。

　　 从四个一级指标的评价结果可以看出, 该项目全周期运营管理的产业化水平最低, 处于C级水平, 其次设计阶段的产业化水平也处于较低水平, 在B级的边缘。

　　 根据图2~图5所示的u₁~u₄四个一级指标对应二级指标的评分柱状图, 进一步分析, 可以得到:

　　 (1) 影响其全周期运营管理产业化水平的生产经营一体化水平和信息化管理水平分别处于D级、C级水平, 从其单因素评价矩阵分析原因在于:1) 生产链条上下游企业尚未完全实现互通, 设计、生产、施工三者之间存在脱节, 尤其生产与施工之间、不同类部品的生产企业之间没有统一的标准, 进而很难进行规模化生产;2) BIM技术应用尚不成熟, 目前较多地应用于设计展示和施工模拟, 还没有发挥其进行全生命周期管理的作用;3) BIM信息化平台建设缺乏统一规划、统一标准, 给各项目干系人之间的信息共享带来一定的困难。

　　 (2) 影响设计阶段产业化水平的设计的长期适用性和内装部品预制率尚处于C级水平, 从其单因素评价矩阵分析原因在于:1) 开发商前期同设计院已经确定标准化户型, 也对每种户型提供了标准型、育儿型、适老型的全寿命周期定制, 但很少让住户参与设计, 这样很难保证满足所有住户的需求, 会存在交付之后二次装修的风险;2) 虽然本项目内装部品的预制率达到75%以上, 目前属于行业领先水平, 但是离全面实现装配式的目标还有一定的差距, 需继续加大相关技术的投入。

　　 基于改进的F-AHP法建立的SI住宅内装产业化评价指标体系, 以推动建设可持续型百年住宅、全面实现住宅产业化为目标, 充分考虑了我国住宅建设现状和发展需要, 具备良好的指导性;同时通过对实际项目的评价, 结果能够较好地反映该项目现阶段产业化发展存在的不足, 为加快推进SI住宅内装产业化的发展提供了可借鉴的思路。但是值得注意的是SI住宅内装产业化评价指标体系并不是一成不变的, 评价指标权重的设定及评价标准应随着住宅产业化的发展而适时调整, 这在以后的研究中还将深入探讨。