基于ISM-MICMAC的低碳建筑发展制约因素研究

许安琪，贾仁甫

（扬州大学建筑科学与工程学院，江苏 扬州 225127，E-mail：xuanqii@126.com）

随着全球气候变化和资源紧缺问题日益突出，建筑行业作为能源消耗和碳排放的主要领域，面临巨大的挑战。李启明等[1]指出低碳建筑以低能耗、低污染、低排放为基础，通过采用环保材料、节能技术和绿色施工方式，有效降低城市碳排放，减缓气候变化的影响。低碳建筑已经成为推动中国走向低碳社会和促进城市可持续发展的关键领域。因此，以低碳建筑发展的制约因素为研究对象具有重要意义，正确理解制约低碳建筑发展的相关因素是推动我国低碳建筑行业发展的关键所在。

Chuan Wang等[2]总结了欧洲低碳建筑的现状、建设实践和发展模式，指出欧洲对气候变化持积极态度，致力于提高资源利用效率和保护生态环境，并逐步建立了健全的低碳建筑发展的监管政策。Su-Hyun Cho等[3]运用生命周期评价（LCA）方法来评估低碳建筑的碳排放情况，提出推广使用低碳建筑材料，如使用回收材料或工业副产品来减少资源消耗，缩短生产过程或更换燃料来减少二氧化碳排放。Sofia Kesidou等[4]表明供应链整合对于低碳建筑项目的成功实施和可持续发展具有重要作用，可以提高项目的效率、降低成本、改善环境和社会效益，此外需要通过立法和行业标准来推动对低碳建筑的需求。胡庆涛[5]指出我国滞后且不够完善的政策在一定程度上阻碍了低碳建筑的发展，认为政府必须健全完善有关政策和制度来为低碳建筑提供发展条件。潘凌翔等[6]分析了低碳建筑的融资困境，提出政府通过金融机构给予支持、完善碳排放权交易市场等融资建议。Qian等[7]认为低碳建筑涉及多方利益相关者，包括开发商、建筑公司、消费者和政府等，导致利益关系相互交织复杂，并指出经济效益是促进或阻碍低碳建筑发展的重要因素。王慧玲等[8]对阻碍低碳建筑产业化发展的因素运用DEMATEL法进行分析，认为企业主体的参与积极性不高、科学技术的投入不充分和创新能力差是阻碍低碳建筑产业化发展的根本原因。姚佳伟等[9]通过研究低碳建筑的发展历程，指出中国的低碳建筑师面临的技术与设计理念分离的困境，提出了将低碳建筑与数字技术相结合。

综上，国内外学者从不同角度、不同方法对低碳建筑进行了研究，但并未对影响低碳建筑发展的制约因素进行更深层次的研究。基于此，本文运用ISM-MICMAC方法，深入研究低碳建筑发展的制约因素。通过建立低碳建筑发展制约因素体系，据此构建影响因素的解释结构模型，得出深层次的根源要素；运用MICMAC法验证因素层级划分的合理性，绘制驱动力-依赖性象限图；将ISM和MICMAC相结合，深入研究低碳建筑发展的制约因素及其相互关系，以期为推动低碳建筑的可持续发展提供科学依据和策略建议。

1 低碳建筑发展制约因素的选取

本文通过在Web of Science和中国知网等数据库中筛选查阅有关低碳建筑发展的文献[2~9]，并咨询低碳建筑领域的有关专家，对识别出的低碳建筑制约因素进行分类与整合，最终将16项制约因素进行分类归为技术、经济、社会、政策4个层面，如表1所示。

表1 低碳建筑发展的制约因素

2 模型构建

2.1 模型简介

解释结构模型（ISM）是一种系统分析方法，用于揭示事物间的层次和相互影响关系。通过影响因素之间的逻辑关系构建相关矩阵，通过矩阵分解得到层次结构模型[10]，从而揭示系统的层次结构和元素之间的逻辑关系，使管理者能够更好地了解因果关系，优化资源配置，制定有效策略。

交叉影响矩阵相乘法（MICMAC）是一种定量分析方法，可以计算各因素的驱动力与依赖性大小，并绘制象限图，能够为系统中的因素在驱动力和依赖度方面进行分组分类，清晰地展示每个因素在系统中的地位和作用[11]。在揭示系统内因素之间复杂关系方面具有实用性，并可以为决策制定和问题分析提供定量支持。

本文将ISM模型与MICMAC方法相结合，为分析复杂系统的因素关系带来了显著的优势。ISM通过构建因素之间的层次结构和影响关系图，揭示系统内部的层级关系；而MICMAC则进一步细化了因素之间的影响，定量计算了驱动力和依赖性，使系统的关系更加精确。ISM与MICMAC的结合强化了对系统结构的解析，为复杂问题的研究与决策提供了有力支持。

2.2 影响因素ISM模型构建

2.2.1 建立邻接矩阵

邻接矩阵用于确定影响因素之间的直接影响关系，用数字“1”和“0”表示影响因素之间是否有直接关系。根据表1中的16个制约因素编制调查问卷，邀请27位从事低碳建筑行业的专家，其中建设单位7人，设计单位6人，施工单位6人，高校相关领域教师8人。专家根据理论知识和实践经验对16个因素的相互影响关系进行讨论，最终统一意见，并根据下式得到邻接矩阵A[12]。

式中，aij是矩阵A中的元素，若i=j，则aij=0。

2.2.2 计算可达矩阵

可达矩阵不仅考虑了影响因素之间的直接关系，还包括间接关系。可达矩阵在邻接矩阵A的基础上，根据布尔代数运算法则，依据下式，利用Matlab软件即可求得可达矩阵M[13]。

式中，I为单位矩阵。

2.2.3 区域划分和级位划分

根据可达矩阵M，确定各因素的可达集P(Si)、先行集Q(Si)和交集T(Si)。区域划分和级位划分结果如表2所示。

表2 区域划分和级位划分

2.2.4 解释结构模型

当T(Si)满足P(Si)∩Q(Si)=P(Si)时，可确定最高层级因素，再将最高层级因素对应的行和列从可达矩阵中删除，得到新的可达矩阵并重复此操作，直到所有层次划分完毕。分析可得，第1层级为{S3，S4，S6，S9，S11}；第2层级为{S1，S2，S10}；第3层级为{S5，S7，S12}；第4层级为{S8，S14}；第5层级为{S15，S16}；第6层级为{S13}。第1层级是表层直接因素，第2～5层是中间因素，第6层是根本深层因素。解释结构模型如图1所示。

图1 解释结构模型

2.3 MICMAC方法

2.3.1 计算各因素驱动力、依赖性

根据可达矩阵M，由下面公式可计算出因素的驱动力值Di和依赖性值Ri[14]。计算结果如表3所示。

表3 影响因素驱动、依赖性值

2.3.2 绘制驱动力-依赖性象限图

据驱动力和依赖性的大小，可以将影响因素分为4个集群，即自治因素群（第Ⅰ象限）、独立因素群（第Ⅱ象限）、联动因素群（第Ⅲ象限）、依赖因素群（第Ⅳ象限），绘制得到低碳建筑发展的制约因素“驱动力-依赖性”象限图，如图2所示。

图2 影响因素驱动力-依赖性象限图

3 结果分析与建议

3.1 模型数据分析

3.1.1 ISM模型结果分析

ISM模型结果可直观反映出低碳建筑发展制约因素的层级结构。

（1）第一层级属于表层直接因素，包括S3、S4、S6、S9、S11。表层直接因素集中在制约因素的前沿，作为问题定位的初始节点，共同延缓了低碳建筑发展的进程。

（2）第二层级到第五层级为中间层间接因素，包括S1、S2、S5、S7、S8、S10、S12、S14、S15、S16。中间层间接因素居于模型的次级层次，其通过影响表层因素，产生了更为广泛的波及效应，同时也被深层根本因素所影响。这些因素在相互交织中对低碳建筑发展的可行性和可持续性产生了深远影响。

（3）第六层级为深层根本因素，包含S13。该因素在整个模型中处于最深层，这显示出政策法规作为根本因素对低碳建筑的发展起到至关重要的作用，影响低碳建筑的各个层面。

3.1.2 MICMAC结果分析

通过MICMAC法将16个因素分为以下几类：

（1）第Ⅰ象限的因素属于自治因素群，涉及的影响因素有：S5、S7、S9、S11、S12。该象限内的因素依赖性和驱动力数值都较小，在多层递阶结构中主要位于中间层，发挥着连接上下层的关键作用，是制约低碳建筑发展的重要因素。另外，S5具有相对较强的驱动力，这意味着解决因素S5的问题有助于推动更低层次因素的解决。

（2）第Ⅱ象限的因素属于独立因素群，包括的影响因素有：S8、S13、S14、S15、S16。该象限内的因素具有强驱动力、弱依赖性，承担着主导系统的角色，是制约低碳建筑发展的关键因素。关注并有效管理这些因素将积极推动对表层和中层因素的解决，才能从根源上提高低碳建筑发展水平。

（3）第Ⅲ象限的因素属于联动因素群，这类因素具有高度活跃的元素属性，同时具备强依赖性和驱动力，此类因素的变化会对其他因素产生显著的影响和反馈。本文涉及的16个影响因素均不属于其中，表明选取的因素稳定性较好[15]。

（4）第Ⅳ象限的因素属于依赖因素群，涵盖的影响因素有：S1、S2、S3、S4、S6、S10。该象限内的因素表现出较强的依赖性，但驱动力相对较弱，此类因素在多层递阶结构模型中处于上层位置，受其他因素之间相互关联的影响较大，应重视此类因素的变化。

3.1.3 ISM-MICMAC联合验证

在ISM中，表层直接因素包括低碳建筑施工难度大、理论知识和实际操作之间的脱节、成本认识存在误区等。这些因素在MICMAC的自治因素群中得到验证，表明他们之间存在着一定内在联系和共同驱动力。特别是社会利益相关者的冲突和市场需求不足，这与自治因素群中的因素高度一致，强调了公众和市场因素在低碳建筑发展中的重要性。此外，MICMAC的依赖因素群包括生产技术缺乏创新、技术人才短缺、低碳建筑施工难度大等因素。这些因素与ISM的中间层间接因素相吻合，强调了技术、成本和产业链等方面的因素受其他因素影响较大，影响低碳建筑发展。而且，深层根本因素是相关政策法规不健全，作为ISM的最高层级，直接影响着整个层次结构的构建，同时在MICMAC分析中也占据关键地位，这意味着政策法规的不健全是制约低碳建筑发展的根本性问题。

3.2 对策与建议

（1）政策层面。加强法律法规的完善，制定积极的激励政策，并建立有效的监管机制，以促使低碳建筑的常态化发展[16]。此外，还需要完善建设及评价标准，编制一致的标准体系，同时加强标准与体制之间的协调，从而提升低碳建筑的整体质量水平。落实财政补贴、税收优惠、金融支持等多重政策，以刺激企业投资低碳建筑，并引导消费者更积极地选择低碳建筑产品。

（2）市场层面。强化社会对低碳建筑的认可，并致力于市场建设的完善。通过试点示范项目的引领作用，营造更为公平的市场环境，规范建筑材料的价格，加强产业链的协同发展，最终形成一个完整的低碳建筑体系。为激发开发商的积极性，政府可以对示范案例予以奖励，引导企业转型升级，提升市场竞争能力。开发商们也需调整策略，培养员工队伍，改进管理模式，以确保低碳发展与市场竞争的有机结合。

（3）技术层面。加大科技研发的投入，鼓励企业积极参与创新实践，设立标杆企业。建筑企业与高校展开广泛合作，培育符合中国国情的低碳技术，将信息技术融入建设全过程。加强产学研合作，加快低碳技术的研发与应用，促进技术成果转化为实际应用，吸引国内外的技术合作，推动低碳技术的跨界交流与共享。

4 结语

本文通过解释结构模型（ISM）和交叉影响矩阵相乘法（MICMAC）相结合，对我国低碳建筑发展的制约因素进行了深入分析。结果显示，制约低碳建筑发展的根本性因素是“相关政策法规不健全”；中间层因素中“政府推广强制性不足、缺乏明确的评价标准和体系、缺乏有效的激励政策、未形成规模经济效益”较为重要，需优先考虑；“社会利益相关者的冲突”属于直接因素，在低碳建筑的发展过程中处于重要地位。在所得结论的基础上针对关键因素从政策、市场、技术层面提出了相关建议，以期推动我国低碳建筑的发展。