基于价值工程的既有工业建筑改造技术经济评价研究.docx

基于价值工程的既有工业建筑改造技术经济评价研究* 周红波1, 2 ,姚浩1, 冯鑫2( 1.上海建科建设监理咨询有限公司, 上海 200032; 2.同济大学经济与管理学院, 上海 200092)摘 要 基于建设项目全寿命周期评价原理, 采用价值工程和层次分析方法来进行既有工业建筑可持续利用改造的技术经济分析。从改造方案的综合效益出发, 构建一套综合评价指标体系, 运用层次分析 法赋予不同权重, 并从全寿命周期角度考虑成本, 然后利用价值工程基本原理对改造方案进行综 合评定。最后通过实例说明模型的应用。关键词价值工程; 既有工业建筑; 改造; 层次分析法; 综合评价abstr act: based on the principle of the construction project life cycle, value engineering and ahp method are applied in techno- economic analysis of old industry building renovation. to evaluate the comprehensive benefits of reno- vation schemes, first, a set of indicators for comprehensive assessment system is built. ahp method is also used to give weights for different indicators. cost is considered from the aspect of life cycle. then, we make overall assessment on renovation scheme by means of value engineering. in the end, an example is presented to illuminate the model.key wor ds: value engineering; existing industry building; renovation; ahp; overall evaluation中图分类号 f407.9文献标识码 b文章编号 1002- 851x(2008)01- 0056- 03上海世博会园区曾 是 中 国近 代 工 业 文 明 的 发 祥 地,园区内现存的大量工业建筑遗产记载了城市工业文明的 历程, 也承载了人们对历史的回忆。对这些旧工业建筑的 改造既尊重了历史文化赋予建筑的时代内涵和特征, 也给 城市的可持续发展起到了示范作用。而传统上适用于旧建筑改造的技术经济评价方法主 要还是从建设成本上对比多个改造方案或将改造方案与价值工程的表达式为v=f/c, 式中v为价值系数, f为功能评价系数, c为成本系数。早期的价值工程主要用于 研究对象功能改进, 通过降低成本c或提高功能f来提升 价值。后来随着价值工程应用范围的扩展, 价值工程也用 于方案间优选比较, 即计算互斥方案的价值系数, 选择价 值高者为较优方案2。本文就是采用该原理进行既有建筑 改造方案进行技术经济分析研究的。新建方案进行对比,即使更进一步的分析也只是从全寿命周期角度来考察各个方案的全部成本费用。这类评价方法主要是从投资方的角度出发研究改建的成本投入, 而 忽视了其它利益相关者的需求, 如建筑物的使用者对室内 环境需求、项目建设过程中对周边环境的影响及历史建筑 的文化价值等1。为此本文通过改造建筑的全寿命周期分对于建设项目,一般认为价值工程研究的对象就是建筑物本身的功能属性,但这仅仅是站在产品使用者角度得出的结论。价值工程理论要求从全寿命周期的视角来分析问题, 且鉴于建筑类产品建设期长、对外部环境影 响大的特点, 考虑不同改造方案建设期的外部影响也是必 须的。析,并结合价值工程及层次分析法构建出旧工业建筑改造的综合评价模型, 并为优选方案提供理论依据。*基金项目: 上海科委世博科技专项( 06dz05802)作者简介 周红波(1972- ), 湖北应城人, 工学博士, 上海建科建设监理咨询有限公司总工程师, 高级工程师, 主要从事项目管理、风险管理、绿 色施工以及桩基、土动力、隧道工程研究, 曾参与浦东机场、上海磁浮工程的建设监理, 在国内外期刊和会议上发表论文30篇。563基 于 价 值 工 程 的 优 选 模 型 的 建 立1引 言2价 值 工 程 的 基 本 理 论cons truction economy构建功能系统图对建筑物而言, 功能是指某一建筑产品区别于另一建 筑产品的主要划分标准, 是内在于建筑产品的以某种物理 形态表现出来的本质的东西, 即建筑物表现出来的适用性 能、安全性能、耐久性能、环境性能等。从建筑的使用方而 言, 使用中的经济性能优劣也是体现建筑产品特点的功能 之一。另外考虑到部分改造项目是具有历史文化价值的旧 工业建筑, 为了衡量不同改造方案对建筑物的历史文化功 能的影响, 在功能指标中增加历史文化特性一项。次的排序并作一致性检验。首先构造递阶层次结构模型, 如图1 所示。然后构造 判断矩阵进行两两比较, 为了使判别尺度真实可靠, 由专 家团按19 标度法对各指标两两比较打分( 见表2) 。表 2 19 标度含义3.1综合分析, 最终设计为图1 的功能系统图(只列出二级指标) 。限于篇幅,将判断矩阵的打分按行相乘, 然后开n 次 方 , 再 将 方根向量归一化, 就可以得到相应的功能指标权重。得出权重之后还需进行一致性检验, 计算判断矩阵 的最大特征根max和一致性指标ci, 计算公式如下:nmax= 1 ! aiwi ;n i = 1wici= max- nn- 1查找相应的平均随机一致性指标ri见表3 。表3平均随机一致指标计算一致性比率, cr=ci/ri。若cr0.1 , 则认为评判过程具有满意的一致性; 否则, 则需要对判断矩阵中打分 进行调整, 使之具有满意的一致性为止3。这样运用层次分析法( ahp) 可对逐级指标赋权, 最后 可以得到一个关于指标权重的层级结构图( 参见表4) 。3.3功能评价系数( f ) 的确定确定权重之后组织专家对方案的21 个指标采用10 分 制评分法打分, 最高10 分, 最低0 分。然后对各专家的评分 算术平均, 或经商议给定权威专家的评分一个权重值( 例 如有院士参与, 则院士打分权重占1 , 其他专家占0.8) 来确 定各指标得分。最后按照层级结构图由下到上逐层加权求和确定各 个方案的总功能评价系数。3.4成本( c ) 的确定各个方案的成本是指寿命周期的全部成本, 包括建 设期建设费用和使用阶段运营费用及剩余残值三个部分, 其中使用阶段费用主要是指建筑能耗等。按社会折现率折 现最后获得全部成本c。计算公式如下:c=i+f( p/a, i, n) +s( p/f, i, n)式中: i初始投资额;f 年度日常运营费用;s期末残值。运用层次分析法进行功能评价由于建筑各类性能对使用者来说重要性程度是有所 不同的, 即使是同一个建筑产品, 针对不同的用途, 其各类 建筑特性的重要性也是有区别的。为了准确得到各类建 筑特性的重要性程度, 这里选用层次分析法( ahp) 确定各 类指标权重。层次分析法是一种将定性与定量相结合的多目标决 策分析方法, 把复杂问题分解成各组成因素, 按各因素的 分配关系形成递阶层次结构模型, 通过比较的方式, 确定 层次中诸因素的相对重要性, 然后进行综合判断, 确定层3.257n3456789ri0.580.901.121.241.321.411.45标度两两因子重要性比较的结果说明13579i因子与j因子完全一样重要, 或i与j, j与j自身比较;i因子比j因子稍微重要一点;i因子比j因子明显重要; i因子比j因子重要得多; i因子比j因子极为重要。2、4、6、8倒数两两因子重要性比较介于上述标度两值之间 上述重要性相反情况, 即j比i重要的情况项 目 管 理建 筑 经 济 2008 年第 1 期( 总第 303 期)cons truction economy建 筑 经 济 2008 年第 1 期( 总第 303 期)社会折现率i的取值可以参考建设部2006年版的建设项目经济评价方法与参数( 第三版) 规定, 取值范围为6% 8% 。3.5价值系数( v) 的确定表4功能系统指标权重及评分表v = fiici式中: vi第i个方案的价值系数;fi第i个方案的功能系数;ci第i个方案的成本。价值系数的定量反映了方案价值的高低,大的方案为优选方案4。价值系数以上海世博园区某发电厂改造工程为例, 对价值工程法在改造方案比选中应用过程进行说明, 该发电厂原建 于1984 年 , 为 钢 混 结 构 , 主 厂 房 长128 米 , 宽 70 米 , 占 地8970 平方米。该厂房拟改建为展览馆, 现有甲、乙两套改建 方案, 预计使用50 年, 具体技术经济指标如下:甲方案: 初始投资1.5 亿, 年度日常运营费用1000 万,使用期结束后残值回收1500 万。乙方案: 初始投资1.2 亿, 年度日常运营费用1500 万,使用期结束后残值回收1200 万。下面按照上述评价模型对以上两个方案进行评价。 功能分析按功能系统图1 所示, 通过组织专家团按层次分析法( ahp) 进行功能评分( 见表4) 。对两个方案采用十分制进行功能评价, 各分值乘以功 能权重得到功能加权分。f1甲= 0.3158+0.0698+0.4118+0.2057=7.795同理可得甲乙方案环境性能、经济性能、安全性能、耐久性能及历史文化价值的评价系数。同样各一级指标再 次加权求和可得两方案总功能评价系数。f 甲 =0.1797.795 +0.214 7.807 +0.143 8.846 +0.143 9 +0.0718.5+0.259=8.502981f 乙 =0.1796.979 +0.214 8.568 +0.143 7.461 +0.143 9 +0.0719+0.256.4=7.675761取社 会 折 现 率 为7% 计 算 两 个 方 案 的 全 寿 命 周 期 成 本得: c甲=2.69亿; c乙=3.05亿。比较价值系数:套针对旧工业建筑改造的不同方案比较分析模型。通过运用价值工程理论来体现多方的利益相关者的要求, 达到了 反映改造综合效益之目的; 层次分析法的应用克服了评价 过程中的随意性大的问题, 保证了评价的科学性。建筑物价 值评定是复杂且很有意义的工作, 上述方法比较科学合理, 有较好的应用价值和可操作性, 但就每一指标的具体评价 方法需要结合实际情况改进和完善。参考文献1叶雁冰, 刘西.旧工业建筑改造利用的优势及其制约因 素分析j.工业建筑, 2005, 35( 6) : 35- 38.2黄 有 亮. 工 程 经 济 学m. 南 京 : 东 南 大 学 出 版 社 , 2002:77- 92.3钱颂迪, 等.运筹学m.北京: 清华大学出版社, 2002: 461- 466. 4yehiel rosenfeld.et al. decision support model for semi - automated selection of renovation alternativesj. automa-v甲= f甲 = 8.502981 3.16c甲2.69v乙= f乙 = 8.32 2.52c乙v甲v乙3.05故选择甲方案为较优方案。tion in construction, 1999( 8) : 503- 510.( 编辑 吴颖)本文利用价值工程理论和层次分析法模型, 构建出一585结 语4实 例 分 析一级指标二级指标分值甲乙f1适用性能( 0.179)7.7956.979f11功能转换与优化( 0.315)87f12隔声性能( 0.069)88f13舒适性能( 0.411)87f14配套设备设施( 0.205)79f2环境性能( 0.214)7.8078.568f21空气环境( 0.341)89f22水环境( 0.227)88f23光环境( 0.114)78f24声环境( 0.170)79f25垃圾物( 0.091)98f26景观环境( 0.057)89f