新型绿色建筑工程造价预算与成本控制的实现路径

姜亚丽， 王轩

(陕西省建筑职工大学 专业科， 西安 710068)

0 引言

我国新型绿色建筑随着节能环保理念的深入，在农村和城市发展迅速，绿色建筑需目的在于实现人类生存和生活和谐共生，在全寿命周期内，兼顾能源资源的节约及为居住使用(隔热保温，避暑降温等)功效，提供健康循环高效的生活空间，是未来建筑发展的趋势，新型绿色建筑设计需对阳光等自然资源做到充分利用以达到节省能源的目的，使居住者更加接近自然，为使绿色建筑质量及经济效益得到有效提高，关于建筑设计和工程造价方面的研究已然成为重点，对其造价预算和成本控制的实现路径进行研究，对实现节约成本及建筑质量的提高具有重要的应用价值[1]。

1 主要参数特点分析

新型绿色建筑工程造价主要包括选址、施工和材料选配等方面的工程造价，要实现节能环保功效及成本控制，在选址时需遵循可持续发展的要求，充分合理利用城市绿化景观、周边交通、天然采光通风情况等，在新型绿色建筑需尊重自然环境，不破坏环境基本生态平衡，在此基础上对现场水系、地形和植物特性进行充分考虑，在工程造价预算中确保低碳环保的实现；尽量减少合成材料的使用，传统建筑设计缺乏对实用环保材料的重视程度，导致建筑设计中消耗大量能源并对生态环境造成破坏，建筑选材需充分利用持续化、自然化的绿色材料，重视创造良好的室内外环境。新型绿色建筑工程造价及成本控制受市场和时间变化的影响较大，具有不确定性、预测难度较大等特点，易同开销预测产生不定波动，通过对这种波动进行预测，可为工程建设提供依据，有利于新型绿色建筑最优性价比的实现[2]。

2 造价预测模型的构建

2.1 造价预测算法设计

构建工程预算估计模型，特征分解则通过单因素灰色关联预测实现，对L做奇异值分解即L=U·S·C，U和C是正交矩阵，且C=(c1,c2,...,cn)，S作为L的奇异值，过滤绿色建筑相关冗余信息过程需满足：

S=diag(σ1,σ2,…,σn),σ1≥σ2≥…≥σn≥0

针对输入系统的部分冗余信息，在使用矩阵L和最佳嵌入维数m的基础上，采用主成分分析方法，求得子空间矩阵X表达式如下[4](全部影响因素为N×m)：

δxi=xi+1-xi

(1)

(2)

2.2 预算相关参量处理

除建筑本身外，绿色建筑在实际工程中的造价预算还包括自然环境设计，废水处理及气候条件约束等，因此对于主成分个数的选择需以自然环境累计方差贡献程度为根据，针对新型绿色建筑工程开销，完成工程造价纳入影响因子数据的计算[5]，具体协方差矩阵C为式(3)。

(3)

X=[X1,X2,…,Xm]

所得到的优化方案的实际经济为式(4)。

(4)

优化分析造价预算的相关参量并进行相关处理，求得表征造价预测模型的联系度{Fi,FU}表示如式(5)。

μFi=aFi+bFiΔ+cFiφ

(5)

实际成本水平(Qi)需满足最低生产质量可靠性阈值(Qth)的约束条件，材料使用效率(Ei)需满足材料的最低成本阀值(Eth)的约束条件，人员施工成本(Ci)需满足最大预算成本阀值(Cth)的约束条件。以上通过交叉均衡模型(基于主成分分析)的建立，实现将全部影响因素纳入考虑范围，标准归一化处理原始数据，为新型绿色建筑工程造价预算和成本控制的最终实现提供数据基础[6]。

3 成本控制数学模型的优化

本文针对传统绿色建筑工程造价预算经验模型存在缺少定量预测分析的弊端，为进一步提高预测的准确性以满足实际需要，在造价预测的基础上提出的分析算法以造价预算增长指数时间序列为基础，在上述算法设计的基础上完成成本控制数学模型的构建，对于新型绿色建筑工程项目，其成本降低额通过项目预算成本减去项目目标计算求得，根据已编制的消耗影响特征信息统计参量[7]，获取成本特征方程如式(6)。

(λl-S)U=0

(6)

选取多个绿色建筑项目(初始条件不同)，针对其动态开销完成在线评估，在造价影响因子主要非线性特征值获取的基础上，完成成本控制的数学建模(同样采用时间序列估计法)，传统的基于线性模型对成本控制序列进行估计研究，因缺少对交叉因子影响的考虑而降低了预测精度，为此本文采取交叉均衡设计方法，将诸多影响因子纳入到考虑范围，拟合其非线性动力系统，得到成本控制交叉因子两点间距的表达式为式(7)。

(7)

成本预测归集Xm通过数分离发展为Xm+1，Xk通过数分离发展为Xk+1(采用非线性预测方法)，两向量增长变化分类的指数的计算通过成本控制模型完成，式如式(8)。

(8)

采用多因素交叉控制Xm+1的最末分量x(tn+1)，考虑到绿色建筑施工造价预测的因素较多，通过交叉均衡模型(基于主成分分析)在将这些实时数据去除相关冗余信息后转换为输入变量，从而实现了工程预算的高效能高准确度。通过2.1节的方法使干扰信息的冗余度得到最大程度的降低，在结合高维空间降维处理方法，实现主成分分析；工程开销收入序列估计功效则通过进一步处理选择因素实现[8]。

4 仿真实验及结果分析

通过仿真实验以测试本文所设计的新型绿色建筑工程造价预算与成本控制算法的性能，采用PC机进行数学模拟，数学仿真环境的建立通过Mat-lab编程实现，以新型绿色建筑工程造价计划书为依据分析具体的工程造价数据，针对新型绿色建筑工程成本预算和控制的核心(主要由材料费、人工费、机械设备费构成)[9]，本文实验以绿色建筑的不同建筑规划为依据，将其划分为施工建设工程子集(五个)，然后在此基础上完成工程造价预测算法的仿真，通过多目标贴近度数学模型(即设计质量—效率—成本控制)的构建，得到新型绿色建筑的参数空间模型结果，最终实现该算法在全局效率和成本控制方面准确度的测试，具体如图1所示。

图1 参数空间模型

检测结果表明本文所设计模型在应用过程中，在相空间中质量、效率及单位成本表现出了较好的细节特征，说明采用造价预算增长指数时间序列分析方法可在新型绿色建筑施工成本降低的基础上，使成本控制效率和工程质量得到有效提高，为进一步验证算法的精准度，又采取本文算法和传统算法对比分析的方法，具体通过分别将两者方法用于造价预测和成本控制，结果表明本文算法得使用能显著提高预算精度，并降低成本，节省工程开销三分之一左右，能够提高建筑施工的质量和效率[10]。

5 总结

新型绿色建筑是未来的趋势，为使绿色建筑质量及经济效益得到有效提高，关于建筑设计和工程造价方面的研究已然成为重点，对其造价预算和成本控制的实现路径进行研究，对实现节约成本及建筑质量的提高具有重要的应用价值，当前预算多采用经验模型，缺少定量预测分析，为提高建筑质量，本文对其工程造价预算和成本控制进行研究，提出一种基于预算增长指数时间序列分析的算法，主要针对新型绿色建筑，从其工程造价预算特点出发，完成数学模型的构建及算法改进，进而提高预测工程造价成本的准确率，研究结果表明该模型能使成本控制效率和工程质量得到显著提升，降低施工成本。