基于AHP-模糊综合评价法的公共建筑设计质量评价研究

晋 景

(山东工程职业技术大学，济南 250000)

设计质量指的是设计成果满足法律法规及专项功能的要求或满足建筑美学的要求。曾是荣通过文献和案例分析，构建了一套建筑设计质量评价指标体系，目的在于加强工程设计质量[1]。李书卉运用集对分析理论，基于2016—2018年的面板数据，对不同年份的建筑工程设计质量进行评价[2]。本研究以某医院为例，从人性化、建筑设计和环境与艺术等角度构建指标体系，运用AHP-模糊综合评价法模型，评价该医院的建筑设计质量。

1 指标体系的构建

将人性化、建筑设计、环境与艺术作为某医院建筑设计质量评价的一级指标；将人性化室内设计及设施、室内友好性设计、工作环境的人性化设计设置为人性化的二级指标；将区域辨识度、流线与空间利用设计、建筑技术设置为建筑设计的二级指标；将场地流线设计、与城市设计的融合、景观设计设置为环境与艺术的二级指标。确定的指标体系如图1所示。

图1 某医院建筑设计质量指标体系Fig.1 Architectural design quality index system of a hospital

2 AHP-模糊综合评价法

2.1 预处理

构建由m个评价对象、n个评价指标构成的判断矩阵：

(1)

依据公式(2)，对判断矩阵X=(xij)m×n进行归一化处理，从而得到标准化矩阵R=(rij)m×n。

(2)

2.2 层次分析法(AHP)

层次分析法[4]是一种已经被证明的主观权重确定方法，具体步骤如下：

构造两两比较判断矩阵A：

A=(aij)n×n(i、j=1,2,…,n)

(3)

判断矩阵归一化：

(4)

(5)

(6)

根据Aw=λmaxw，求出最大特征根和特征向量。

根据公式(7)计算一致性检验：

(7)

查表1得随机一致性指标RI，依照公式：

(8)

计算矩阵的一致性比率，若CR<0.1时，表明矩阵的不一致性程度在容许范围内，此时所求得的对应的权向量即为所需权向量。

表1 平均随机一致性指标Tab.1 Average random consistency index

2.3 模糊综合评价法

综合评判是全面考虑研究对象可能发生或包含的多种影响因素，对其作出评价的过程。模糊数学的核心是运用数学理论，定性分析客观存在的模糊概念，将模糊概念定量，转化为数学方法进行处理。

通过公式(1)～(8)获得指标权重向量和模糊关系矩阵后，再通过模糊综合评价对公共建筑设计质量展开多指标综合评价，以获得评价结果。此处需要建立评价用的模型，用C代表模糊综合评价结果，运用加权平均算子M(•,⊕)计算,模型构建如下：

(9)

3 案例分析

以某医院作为研究对象，评价其建筑设计质量。运用AHP-模糊综合评价法评价该医院建筑设计质量。将评价集设定为V={Vy},y=1,2,…,n，采用5个等级的评价集，即V={很差，较差，一般，较好，很好}。通过问卷调查的形式，本次派发问卷30份，调查对象分别是10位患者，10位医生，10位护士，共30份问卷。收集到问卷后进行统计，分别得到各评级收到问卷数量，作为初始判断矩阵，具体如表2所示，归一化后得到标准化矩阵，如表3所示。

表2 某医院建筑设计质量初始判断矩阵Tab.2 Initial judgment matrix of architectural design quality of a hospital

表3 某医院建筑设计质量标准化矩阵Tab.3 Standardization matrix of architectural design quality of a hospital

3.1 层次分析法结果

使用MATLAB编程AHP模型，通过软件计算得出最终权重结果。其中一级指标比较矩阵A和二级指标比较矩阵B1、B2、B3分别通过表4、表5、表6、表7展示。通过MATLAB计算出某医院建筑设计质量的一、二级评价指标权重及一致性指标和一致性比率如表8、9所示，最终指标权重如图2所示。

表4 一级指标比较矩阵ATab.4 First-level index comparison matrix A

表5 指标比较矩阵B1Tab.5 Index comparison matrix B1

表6 指标比较矩阵B2Tab.6 Index comparison matrix B2

表7 指标比较矩阵B3Tab.7 Index comparison matrix B3

表8 某医院建筑设计质量一级指标权重和 一致性指标、一致性比率表Tab.8 First-level weight, consistency index and consistency ratio of architectural design quality of a hospital

表9 某医院建筑设计质量二级指标权重和一致性指标、一致性比率表Tab.9 Second-level weight, consistency index and consistency ratio of architectural design quality of a hospital

图2 某医院建筑设计质量指标权重Fig.2 Weight of architectural design quality index of a hospital

3.2 综合评价结果

根据公式(5)计算得出，C=(0.107 5，0.147 5，0.238 6，0.268 6，0.238 0)。根据隶属度最大原则，C4=0.268 6>0.238 6>0.238 0>0.147 5>0.107 5，所以该医院建筑设计质量评价为“较好”，说明此医院建筑设计质量总体水平较好，得到了患者及医护人员较好的评价。

从源头上分析，将评价集V={很差，较差，一般，较好，很好}按照1～5分赋分，从而计算出指标总得分，如图3所示。

图3 指标评价总得分Fig.3 Total score of index evaluation

可以看出，所有指标中总得分排名前三的是人性化室内设计及设施、室内友好性设计和与城市设计的融合指标，说明在医院建筑设计过程中，实用性是很高的，满足了医护人员及患者的使用需求；医院外观与城市很好地融合在一起，外观设计上没有明显的不协调。排名倒数三名的是流线与空间利用设计、建筑技术和场地流线设计，说明医院在空间使用上有着一定程度的浪费，场地总体线条的应用中规中矩，没有明显的特色，建筑技术运用的是已经成熟的技术。

4 结论

以公共建筑设计质量评价为切入点，以某医院为例，通过构建AHP-模糊综合评价法模型，对某医院建筑设计质量进行评价，构建了一套医院建筑设计质量评价的指标体系。结果表明，该医院建筑设计质量总体“较好”。

从原始指标数据来看，人性化室内设计及设施、室内友好性设计和与城市设计的融合3个指标在受调查人员中评价较高；流线与空间利用设计、建筑技术和场地流线设计3个指标在受调查人员中评价较低，有待改善。