建设项目绿色施工目标规划模型的构建

1、建设项目绿色施工目标规划模型的构建收稿日期：基金资助：陕西省教育厅自然科学基金资助项目（09JK482）。作者简介：郭庆军（1978-），男，博士，造价工程师，主要研究方向项目管理和企业管理，E-mail:。郭庆军1,2 赛云秀1,2（1.西安工业大学建筑工程学院， 陕西西安 ； 2.西安建筑科技大学土木工程学院， 陕西西安 ）摘 要：针对传统施工方式以进度、质量和费用为根本目标，在节约资源和环境保护方面考虑较少的特点，分析了绿色施工的特点和属性。绿色施工是发展资源节约型和环境友好型施工模式，追求经济效益、社会效益、环境保护三者有机统一，是现阶段施工模式的发展的方向。环境属

2、性是绿色施工与传统施工的本质区别，是目标体系中的重要因素。以环境友好为前提，构建绿色施工目标规划模型，便于对项目的工期、成本、质量、环境、安全等目标作出优化决策，提高建筑企业绿色施工竞争力，指导绿色施工。关键词：绿色施工；目标规划；生态环境；目标；效用中图分类号：F224.5 文献标识码：A The Model of Goal Programming for Green Construction in Engineering ProjectGuo Qingjun1,2， Sai Yunxiu1,2(1.School of Civil and Architecture Engineering,

3、Xian Technological University, Xian , China; 2.School of Civil Engineering, Xian University of Architecture and Technology, Xian China)Abstract: The traditional construction neglect resource saving and environmental protection on the fundamental objectives of schedule, quality and cost, the paper an

4、alyses the characteristics and attribute of green construction. Green construction is the mode to develop resource-saving and environment-friendly construction, and achieve integration of economic, social and environmental efficiency which is the future mode of construction. The attribute of Environ

5、ment for green construction is different to traditional construction which is an important factor in the objective system. The goal programming model of green construction was on environment-friendly way, which was convenient to make decision on schedule, cost, quality, environment, security and oth

6、er objectives optimization, and improve the competitiveness of construction enterprises on green construction, then instruct green construction. Keyword: green construction; goal programming; ecological environment; objective; utility中图分类号：F224.5 文献标识码：A建设项目在人类社会和经济发展中占有极其重要的地位，发挥着积极作用。绿色建筑的实体形成于施工过

7、程之中，建筑施工模式就成了建造绿色建筑、生态建筑的关键所在。在此情况下，在建设领域践行科学发展观，发展资源节约型和环境友好型施工模式“绿色施工”成为必然。绿色施工是以可持续发展观为指导，以四节一环保为目标，绿色技术为手段，绿色管理为保障，实现经济效益、社会效益和生态环境效益均衡的施工模式。文12分析了三大目标之间的关系及优化的思路和方法，文3探讨了多目标综合动态调控模型和相应的调控规则机理，文4基于进度和质量约束条件下构建了工程的成本费用优化模型。在求解随机多目标决策问题中，Stancu-Minasian定义了一类基于水平值为u1,u2,ur的多最小风险问题5，文6基于工期围绕最小风险问题进行

8、三目标决策模型的构建。文7从地区、行业、项目生命期的阶段、管理主体、合同类型角度，根据目标的优先序不同来构建目标规划模型。本文提出绿色管理目标体系，以生态环境保护为前提，构建绿色施工目标规划模型，便于量化绿色施工的效果，指导绿色施工实施。1 绿色施工的特点和属性1.1 绿色施工的特点传统施工以追求工期为主要目标，节约资源和保护环境处于从属地位，当工期与节约资源和环保发生冲突时，往往不惜以浪费资源（拼设备、拼材料、拼人力）和破坏环境（严重污染、破坏地貌、植被等）为代价保证工期的实现8。显然，传统的施工模式不能适应科学发展观的要求，绿色施工模式成为施工阶段发展的必然趋势，成为施工企业可持续发展、良

9、性循环的必然选择。绿色施工并不是完全独立于传统施工体系之外，是在传统施工模式上按科学发展观要求进行的创新和提升。（1）追求整体效益要求做到经济效益、社会效益、环境保护三者有机统一，当发生矛盾时，以环保优先为原则。绿色施工不是理想地去追求同时的最优，是追求在一定背景条件下的整体均衡。（2）适度、理性的模式由于发展系统（如经济、社会、生态等方面）以及能力系统（如技术、资金、观念等方面）的限制，讲究适度是必不可少的。绿色施工并不是意味着高科技、高标准、高造价。传统施工方式是以生态环境破坏、资源浪费为代价，绿色施工要求以尽可能少的生态影响和社会代价来达到高质量的工程。（3）四节一环保为目标注重提高资源

10、的利用效率，如土地的高效利用、环保型材料的选择、废弃物的处理、水资源的保护与利用、能量的有效利用等9。在施工过程中要求节约资源、节约材料、节约用水、节约施工临时用地、节约能源的同时对建筑副产物再利用。（4）地域性、动态性绿色施工受到地域经济发展水平、文化传统、自然资源等条件的约束，呈现出不同的要求。由于生活质量的提高、技术进步和规范的管理措施出台，对施工的要求及相关标准等均会有所提高，使得绿色施工的内涵和外延均会发生变化，因此，真正意义上的绿色施工是一种相对、动态的概念。1.2 绿色施工的属性绿色施工要达到实现环境目标前提下技术先进、经济合理。主要包括技术属性、经济属性和环境属性。如图1所示。

11、绿色施工传统施工环境属性经济属性技术属性图1 绿色施工属性体系Fig.1 The body of green construction attribute从图1可以看出，传统施工模式主要考虑技术性和经济性；绿色施工除了考虑技术和经济性能外，还考虑与生态环境协调性，贯穿于施工的整个生命周期。生态环境协调性是绿色施工与传统施工的本质区别，也是绿色施工三属性中最重要的一个要素。因此，绿色施工是传统施工的进化与升级，只有从全生命周期角度将技术先进性、经济合理性及环境协调性融合为一个整体，才能取得绿色施工的效果，获得真正的绿色建筑。（1）环境属性生态系统提供给我们赖以生存的物质和条件，也提供给我们可以效

12、仿的设计和制造可持续的人造系统模型。建设的过程是依赖于生态系统提供材料和服务的活动，建筑物、建筑环境和建筑过程都是生态系统的细部成分，因此，与任何其他生态系统的元素一样，建筑业与自然环境相互依存10。绿色施工区别于传统施工的一个关键也是决定性的要素就是绿色施工的环境友好性，它是实现绿色的基础。任何建设项目的施工和运营都处于一定的自然环境中，不可避免地对生态环境产生影响，如建筑垃圾污染、噪声污染、污水等。所以，对自然生态环境的影响程度是决定建设项目施工是否绿色主要方面。（2）经济属性生态学的观点，自然环境资源能满足人类需要的形式和途径，具有相应的价值11。传统施工模式忽视自然资源本身所具有的价值

13、，这种资源“无价”或“廉价”的观点是造成不考虑绿色建材的理论根源。以可持续观点，从绿色的角度，建设项目的经济效益是在“充分考虑环境资源的合理的、完整的价值”前提下的经济效益，以这样的效益标准衡量建设项目绿色施工的经济性。绿色施工的经济性包括两个方面的内容：绿色施工成本以及绿色施工收益。对绿色施工成本进行全生命周期分析，可进一步划分为建造成本和环境成本；绿色施工收入又可分为建造收入、社会收入、环境收入和业主收入。良好的经济性是绿色施工可持续发展、被社会认可的前提条件。（3）技术属性技术是建造得以实现的基础，技术是手段。必须考虑自然生态系统和当地社会与文化方式条件下的技术应用10。绿色施工的技术合

14、理性强调在施工中采用适当的技术，从而保证在良好的环境、经济性能下，可靠、安全地实现建筑物的各项功能。技术应用的合理性，并不意味着绿色施工中所采用的技术越先进越好，而是综合考虑技术先进、经济合理、减少环境危害的基础上选取。同时，建设项目按照生态规律利用自然资源和环境容量，把清洁技术和废弃物综合利用技术融为一体，实现建设项目实施的生态化。2 绿色施工目标科学确定项目的目标，是实现项目有效控制与协调的重要基础和前提12。绿色施工并不是孤立的目标，它与工程建设的质量、投资、工期等目标密切相关，它是全方位的施工管理。因此，绿色施工与企业全面质量管理密切相关13。绿色施工是一个目标，但它并不遥远，在实施的

15、不同阶段中，这个目标可以被分解为有针对性的分目标，不同的经济水平、文化传统、资源条件下的实践都有各自不同的，但通过努力可以实现的现实目标，绿色施工理想的最终实现，有赖于每一个切实可行的分目标的梯次完成，因此绿色施工应该是一个处在不断发展过程中的目标群体9。工期、成本、质量是传统项目管理的三大目标，而绿色施工内涵要求必须把环保、节能、安全等目标添加进去，成为多目标的管理体系。绿色施工是在统筹分析的基础上，对目标体系进行优化，与传统粗放式施工相比，要充分体现绿色施工的优越性，使得工程项目建设更符合社会的要求14。我国施工企业对于工程项目的施工组织管理，从单项工程到分部工程到分项工程，其目标体系为Y

16、=Q、T、S、C质量，工期，安全，成本15。两两之间存在着相互影响、互为联系的关系。这种关系既有统一的一面，又有对立的一面。随着建筑市场竞争的日益加剧，早期作为企业负担的环境保护问题已经成为继质量、成本、进度、安全等四大竞争要素之后，与企业竞争力密切相关的第五种竞争要素16。因此，绿色施工与环保要素形成了函数关系，将环境因素E列为同等重要的位置17。其中：质量目标符合生态节能标准；工期目标保证在规定工期内完成建设工作；成本目标综合成本最优化；安全目标保证项目建设过程安全；环保目标在保证建设节能、节水、节电、节材的基础上，同时满足环保性和经济性的要求18。工程项目绿色管理在传统项目管理的目标体系

17、之上，结合绿色管理的原则，建议在管理中增加保护环境、节约资源、注重人的感受这三个新的目标，形成工程项目绿色管理的目标体系。如图2所示19。绿色管理目标体系资源安全环境费用质量工期工期质量费用传统项目管理目标体系图2 项目目标体系19Fig.2 The body of project objective19 绿色施工不仅要考虑项目所创造的经济价值，而且要从可持续发展的观点，考虑施工过程中行为对生态环境和社会所造成的影响，从而带来环境生态效益和社会效益的损失。3 绿色施工目标规划模型3.1 绿色施工成本测度绿色施工是以环境友好为前提的施工模式，测度绿色施工成本是为了实现绿色施工经济、社会和环境的协

18、调优化。绿色施工成本是指绿色施工过程中所发生的一切费用支出，主要包括生产成本和环境成本，即C1=Csc+Chj （1）式中，Csc生产成本。包括直接费、间接费、利润和税金。其计算为Csc=(Cz(1+Kj)(1+Kl)(1+Ks) （2）其中：Cz直接费（直接工程费和措施费），Kj间接费率，Kl计划利润率，Ks税率。Chj绿色施工的环境成本20。施工企业在施工过程中为控制和解决环境污染和生态破坏所需支付的成本。环境成本包括环境污染控制成本21、末端环境治理成本和其他成本（如环保教育培训费、环境管理费等）。其计算为Chj= Chk +Cmz+ Cqh （3）3.2 绿色施工收入测度绿色施工收入是

19、指施工过程中产生的项目的经济收入、社会收入、环境收入和业主的收入，即R1=Rj+Rs+Rh+Ry （4）式中，Rj项目收入；Rs绿色施工社会收入Rh绿色施工环境收入Ry绿色施工给业主带来的收入项目收入Rj，包括施工承包价格和索赔获得的收入。Rj=Rco+Rsp （5）社会收入Rs。绿色施工相对于传统施工可减少废弃物的排放，从而减少环境损害，使社会受益，而项目自身无法得到的那部分收益。这部分收益具有相对性。利用机会成本法，可知绿色施工社会收益实际上是其在生命周期中减少传统施工所引起的环境污染、生态破坏等造成的损失22。环境收入Rs。绿色施工对周边局部环境的改善，可采用有无比较法、社会支付意愿法2

20、3。业主的收入Ry。绿色施工相对于传统施工方式带给业主的收益，可利用机会成本法度量24。3.3 绿色施工收益最大化目标规划模型在绿色施工成本测度和收入测度模型构建的基础上，建立绿色施工效益最大化目标规划模型，从而完成对绿色施工评价模型的构建。（1）模型构建的思路本文按照建设项目绿色施工结构模型，依目标和约束构建收益最大化目标规划模型，该模型要满足以下三个约束条件：1）绿色施工所带来的利润不小于传统施工所带来的利润，否则采用传统施工模式；2）业主使用采用绿色施工模式建设的建筑物所带来的效用不小于传统施工模式带来的效用。3）如果需要政府对绿色施工进行税收补贴，那么补贴的量一定要小于国家对传统施工所

21、造成环境污染的治理费用，否则，理性的政府会任由企业采用传统的施工模式，然后对其产生的污染进行治理社会有效益25。在满足上述约束条件下，该模型追求利润最大，使绿色施工的项目效益和社会效益达到最优化。（2）目标规划模型的构建1）目标函数由于绿色施工存在外部经济性，因而利润最大化不仅从项目出发，还要考虑业主、环境和社会的综合效益。因此，绿色施工利润目标函数为MaxE1=R1-C1=(Rj+Rs+Rh+Ry-Csc-Chj) （6）式中，E1绿色施工利润。2）约束条件利润最大化目标，只有绿色施工的利润总额大于或等于传统施工利润总额条件下才会进行绿色施工。即 （7）式中，E2传统施工利润其中，E1= E

22、Z1 （8）E2=Rj- Csc （9）业主满意条件。业主以效用最大化为目标。要使业主接受绿色施工，必须满足绿色施工带来的效用不小于传统施工所带来的效用。 （10）式中，U效用函数；T工期；Q质量；C费用；S安全；R资源；EN环境；1绿色施工模式；2传统施工模式。社会有利条件。 （11）3）目标规划模型根据上述分析，绿色施工效益最大化目标规划模型为：目标函数 MaxE1=R1-C1=(Rj+Rs+Rh+Ry-Csc-Chj) （12）约束条件 （13）该模型为单目标线性或非线性规划模型，可通过Eviews或SPSS等软件进行求解24。4 结论环境是绿色施工的核心，技术是实现绿色的手段，经济是绿

23、色的目标。对于绿色施工来说，三者是一个整体，共同构成绿色施工的属性。只有正确把握绿色施工特点和属性，才能准确理解绿色施工目标体系，科学合理的构建绿色施工目标规划模型，便于对项目的工期、成本、质量、环境、资源等目标作出优化决策，提高建筑企业绿色施工竞争力，指导绿色施工。参 考 文 献：1余晓钟.工程项目T、Q、C决策优化方法研究J.价值工程,2004(3):115-117.YU Xiao-zhong.The research of decision-making optimizing method about T,Q,C in projectJ.Value Engineering,2004(3)

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25、rated and dynamic multi-object trade-off mechanism model mased on process management in construction projectJ. Chinese Journal of Management Science, 2005,13(5):93-99.(in Chinese)4徐洪刚,胡鹏飞.工程项目成本、进度、质量集成控制的研究J.科技管理研究,2006,(3):132-134.XU Hong-gang,HU Peng-fei. The research of integrated control about

26、T,Q,C in project J. Science and Technology Management Research,2006,(3):132-134.(in Chinese)5Stancu-Minasian I M.Stomchastic programming with multiple objective functions.Doedrecht: D.Reidel publishing company,1984.6张瑛.工程项目三目标决策模型的构建J.西安工业大学学报,2009,29(4):404- 408.ZHANG Ying.The Model for Three Objec

27、tives Decision-making in Engineering ProjectJ. Journal of Xian Technological University,2009,29(4):404- 408.(in Chinese)7郭庆军,赛云秀.工程项目三大目标规划模型的构建J.统计与决策,2009.(3):47-50.GUO Qingjun,SAI Yunxiu.The Goal Programming Model for Three Objectives in Engineering ProjectJ. Statistics and Decision,2009.(3):47-5

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30、ation Mechanism of Engineering Project D.Xian:Xian University of Architecture and Technology,2005.(in Chinese)13唐晓丽.绿色施工呼唤绿色标准体系J.建造师,2008,（11）:36-38.Tang Xiaoli. Call for Green Standard System for Green ConstructionJ.Costuctor,2008,（11）: 36-38.(in Chinese)14乔亚男.建筑工程绿色施工的激励机制研究D.西安:西安建筑科技大学,2009.Qia

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