建筑废弃物循环利用的GD-AHP模型研究

丁志坤，汪向天，黄腾跃，王家远

（深圳大学土木工程学院，广东深圳518060）

建筑废弃物循环利用的GD-AHP模型研究

丁志坤，汪向天，黄腾跃，王家远

（深圳大学土木工程学院，广东深圳518060）

通过分析国内外建筑废弃物循环利用的现状，找出制约我国建筑废弃物循环利用的因素，并借鉴国外的成功经验，提出促进我国建筑废弃物循环利用的可行方案；运用群组层次分析法（GD-AHP）分析获取的专家问卷数据，得出了可行方案的重要性排序。

建筑废弃物；循环利用；群组层次分析法

建筑业是我国国民经济的支柱产业，为社会经济发展作出了重要贡献。然而，随着经济规模的扩大，产生的建筑废弃物数量随之快速增长。统计数据表明，我国建筑废弃物年产出量高达4 000万t，约占城市固体废弃物总量的30%～40%，不仅污染了环境，还占用了大量的土地资源[1]，因此，如何有效促进建筑废弃物循环利用是一项亟待解决的问题。

长期以来，由于我国大陆地区实行粗放式经济发展方式，建筑废弃物循环利用未引起足够重视，使得建筑废弃物循环利用率低下。虽然我国适时地提出了可持续发展战略，但由于起步较晚，建筑废弃物循环利用仍存在诸多问题，主要包括政策、技术和环保观念3个方面。具体来说，政策上缺乏扶持力度，相关配套措施不够完善[2]；技术上设备简陋，处理工艺简单[3]；环保观念上不够重视，没有清晰认识到建筑废弃物对环境的影响。

发达国家在建筑废弃物循环利用方面已经做了大量的实践探索，取得了较好的效果，如荷兰、丹麦等国建筑废弃物循环利用率已经超过80%[2]。通过借鉴国外成功经验并结合我国的实际情况，提出促进建筑废弃物循环利用的方案如下：（1）实行税收减免等政策鼓励和扶持；（2）加大设备和技术工艺研发的资金投入；（3）宣传环保教育，健全环保理念[4]。通过问卷调查，基于问卷数据和群组层次分析法，实证分析促进我国建筑废弃物循环利用的有效方案，为建筑废弃物循环利用提供科学的决策依据。

1 群组层次分析法

群组层次分析法[5]（Group Decision-making Analytic Hierarchy Process，GD-AHP）以层次分析法为基础，由多个专家参与决策，集合了群体经验和智慧，避免了个体偏好产生的判断偏置问题。

由于GD-AHP存在多个专家参与评判，因此需要将专家判断矩阵合理地整合，得到综合结果。目前，GD-AHP判断矩阵的整合方法主要分为两类[6]：（1）判断矩阵元素加权平均法；（2）排序向量加权平均法，其中加权平均法又分为算术加权平均和几何加权平均。一方面由于算术平均不具有一致性和互反性的特性，故采用算术加权平均法整合的判断矩阵不一定符合一致性和互反性[7]；另一方面采用排序向量加权平均法在保序性上要优于判断矩阵元素加权平均法。因此在实际应用中，通常采用排序向量加权平均法。

GD-AHP另一个重要的问题是确定专家权重值。专家权重值的确定可分为主观方法和客观方法。主观方法是指依据专家知识、经验、专业水平等指标赋予权重值，客观方法是指通过数理方法处理权重值。当专家知识水平和行业经验相当或专家权重难以衡量时，为简化计算，宜采取等权重的处理方法。基于以上分析，文中采用排序向量等权重几何平均法。

2 促进建筑废弃物循环利用的GD-AHP模型

2.1 建立层次结构模型

通过系统的梳理国内外文献，发现鲜有学者从建设单位的视角，对建筑废弃物循环利用问题展开研究。建设单位作为建设项目的主要利益相关者，对项目的很多重大决策具有最终决定权。因此，对其进行分析，有助于加深对建筑废弃物循环利用问题的认识。

通过分析我国大陆地区建筑废弃物循环利用的关键因素，借鉴发达国家的成功经验，并结合我国的实际情况，提炼出促进建筑废弃物循环利用的层次结构模型，如图1所示。

图1 促进建筑废弃物循环利用的层次结构模型

根据以上模型，设计调查问卷，向深圳市范围内建设单位基建部门的在职员工（专家）发放问卷，共收集到6份有效问卷，满足层次分析法群组分析的数据要求。

2.2 构造判断矩阵

判断矩阵是专家根据自身经验知识对两两要素之间相对重要程度作出的主观判断，因而判断矩阵构造的优劣取决于专家的经验水平和行业知识。文中数据提取的判断矩阵如表1所示（其中判断矩阵A表示准则层相对于目标层的判断矩阵，判断矩阵B1，B2，B3表示方案层相对于准则层的判断矩阵）。

2.3 计算一致性比率

判断矩阵一致性是判定专家判断矩阵是否可用的准则，防止劣质判断矩阵被采用而影响决策结果。目前通行检验方法是萨蒂教授提出的一致性比率检验法，其计算公式如下：

CI+（λmax-n）/（n-1），CR=CI/RI

若CR＜0.1，即表示判断矩阵具有满意一致性，反之，则不满足一致性。其中：λmax表示判断矩阵的最大特征根；n为判断矩阵阶数；CI称为一致性指标；RI为平均随机一致性指标；CR就是一致性比率。计算结果如表2所示（保留3位小数）。

表1 判断矩阵

表2 判断矩阵一致性比率

由表2可知，一致性比率CR均小于0.1，说明所有的判断矩阵都满足一致性要求。

2.4 计算单个专家层次总排序及综合向量排序

依据层次分析法的原理，借助AHPZing软件辅助计算每位专家的层次总排序，结果如表3所示。

表3 判断矩阵一致性比率

对单个专家的层次总排序采用排序向量等权重几何平均法进行综合，并归一化得：

w=（0.374，0.216，0.410）T

W=（0.309，0.423，0.268）T

由此可知，准则层相对于目标层的综合向量排序为：

政策鼓励和扶持（0.410）＞先进的技术工艺（0.374）＞健全的环保理念（0.216）。

方案层相对于目标层的综合向量排序为：

实行税收减免（0.423）＞加大资金投入（0.309）＞宣传环保教育（0.268）。

3 结论

从以上的分析结果可以看出，在建设单位看来，促进建筑废弃物循环利用最关键的因素是政府和相关机构政策上的鼓励和扶持，其次是先进的技术工艺，然后才是健全的环保理念。最有效的解决方案是实行税收减免以增加循环利用的积极性，其次是加大研发资金投入来改善循环利用的技术工艺水平，最后可采取宣传教育的方式，宣扬绿色企业文化，普及建筑废弃物循环利用的理念。由此可见，完善的制度体系是促进我国大陆地区建筑废弃物循环利用最有效的手段。因此，应首先从政策上着手，政府及相关机构应出台完整的鼓励和扶持政策，再借助先进技术工艺，降低循环利用的成本，提高建筑废弃物循环利用产品的质量，保证经济和技术上的可行性。同时，加大环保理念的宣传教育，转变对建筑废弃物的错误观念，在最大程度上促进建筑废弃物的循环利用。

[1] 陆凯安.我国建筑垃圾的现状与综合利用[J].建材工业信息，2005(6):44-45.

[2] 谭晓宁，侯学良.建筑废弃物再生利用及产业发展探析[J].建筑经济，2009(12):14-16.

[3]冷发光，何更新，张仁瑜，等.国内外建筑垃圾资源化现状及发展趋势[J].环境卫生工程，2009(1):33-35.

[4] 李南，李湘洲.发达国家建筑垃圾再生利用经验及借鉴[J].再生资源与循环经济，2009(6):41-44.

[5] 曹静，谢武.基于群组层次分析法的广告代理商模糊评价[J].产业与科技论坛，2007(7):145-146.

[6]郭文明，相景丽，肖凯生.群组AHP权重系数的确定[J].华北工学院学报，2000(2):110-113.

[7] 秦学志，王雪华，杨德礼.AHP中群组评判的可信度法(1)[J].系统工程理论与实践，1999(7):89-93.

Research on GD-AHPmodel of promoting construction waste recycling

DING Zhikun,WANG Xiangtian,HUANG Tengyue,WANG Jiayuan

（College of Civil Engineering,Shenzhen University,Shenzhen 518060,China）

Based on the status quo analysis of both dom estic and overseas construction w aste recycling,the factors to restrict construction w aste recycling w ere identified.Referring to the success experiences of foreign countries,the solutions to prom ote w aste recycling w ere proposed.And the priority of feasible solutions to prom ote w aste recycling w as identified by the questionnaires collected from developers and analyzed w ith GD-AHPm ethod.

construction w aste,recycling,GD-AHPm ethod

X799.1

A

1674-0912（2013）11-0013-03

2013－09－24）

国家自然科学基金青年项目（71202101）；教育部人文社科青年基金项目（10YJCZH025）；住房和城乡建设部软科学研究项目（2009-K4-17，2011-K6-24）

丁志坤（1978-），男，山东莱州人，博士，副教授，主要从事工程管理等方面的研究工作。