基于AHP-模糊綜合評價法的公共建筑設計質量評價研究

晉 景

(山東工程職業技術大學，濟南 250000)

設計質量指的是設計成果滿足法律法規及專項功能的要求或滿足建筑美學的要求。曾是榮通過文獻和案例分析，構建了一套建筑設計質量評價指標體系，目的在于加強工程設計質量[1]。李書卉運用集對分析理論，基于2016—2018年的面板數據，對不同年份的建筑工程設計質量進行評價[2]。本研究以某醫院為例，從人性化、建筑設計和環境與藝術等角度構建指標體系，運用AHP-模糊綜合評價法模型，評價該醫院的建筑設計質量。

1 指標體系的構建

將人性化、建筑設計、環境與藝術作為某醫院建筑設計質量評價的一級指標；將人性化室內設計及設施、室內友好性設計、工作環境的人性化設計設置為人性化的二級指標；將區域辨識度、流線與空間利用設計、建筑技術設置為建筑設計的二級指標；將場地流線設計、與城市設計的融合、景觀設計設置為環境與藝術的二級指標。確定的指標體系如圖1所示。

圖1 某醫院建筑設計質量指標體系Fig.1 Architectural design quality index system of a hospital

2 AHP-模糊綜合評價法

2.1 預處理

構建由m個評價對象、n個評價指標構成的判斷矩陣：

(1)

依據公式(2)，對判斷矩陣X=(xij)m×n進行歸一化處理，從而得到標準化矩陣R=(rij)m×n。

(2)

2.2 層次分析法(AHP)

層次分析法[4]是一種已經被證明的主觀權重確定方法，具體步驟如下：

構造兩兩比較判斷矩陣A：

A=(aij)n×n(i、j=1,2,…,n)

(3)

判斷矩陣歸一化：

(4)

(5)

(6)

根據Aw=λmaxw，求出最大特征根和特征向量。

根據公式(7)計算一致性檢驗：

(7)

查表1得隨機一致性指標RI，依照公式：

(8)

計算矩陣的一致性比率，若CR<0.1時，表明矩陣的不一致性程度在容許范圍內，此時所求得的對應的權向量即為所需權向量。

表1 平均隨機一致性指標Tab.1 Average random consistency index

2.3 模糊綜合評價法

綜合評判是全面考慮研究對象可能發生或包含的多種影響因素，對其作出評價的過程。模糊數學的核心是運用數學理論，定性分析客觀存在的模糊概念，將模糊概念定量，轉化為數學方法進行處理。

通過公式(1)～(8)獲得指標權重向量和模糊關系矩陣后，再通過模糊綜合評價對公共建筑設計質量展開多指標綜合評價，以獲得評價結果。此處需要建立評價用的模型，用C代表模糊綜合評價結果，運用加權平均算子M(?,⊕)計算,模型構建如下：

(9)

3 案例分析

以某醫院作為研究對象，評價其建筑設計質量。運用AHP-模糊綜合評價法評價該醫院建筑設計質量。將評價集設定為V={Vy},y=1,2,…,n，采用5個等級的評價集，即V={很差，較差，一般，較好，很好}。通過問卷調查的形式，本次派發問卷30份，調查對象分別是10位患者，10位醫生，10位護士，共30份問卷。收集到問卷后進行統計，分別得到各評級收到問卷數量，作為初始判斷矩陣，具體如表2所示，歸一化后得到標準化矩陣，如表3所示。

表2 某醫院建筑設計質量初始判斷矩陣Tab.2 Initial judgment matrix of architectural design quality of a hospital

表3 某醫院建筑設計質量標準化矩陣Tab.3 Standardization matrix of architectural design quality of a hospital

3.1 層次分析法結果

使用MATLAB編程AHP模型，通過軟件計算得出最終權重結果。其中一級指標比較矩陣A和二級指標比較矩陣B1、B2、B3分別通過表4、表5、表6、表7展示。通過MATLAB計算出某醫院建筑設計質量的一、二級評價指標權重及一致性指標和一致性比率如表8、9所示，最終指標權重如圖2所示。

表4 一級指標比較矩陣ATab.4 First-level index comparison matrix A

表5 指標比較矩陣B1Tab.5 Index comparison matrix B1

表6 指標比較矩陣B2Tab.6 Index comparison matrix B2

表7 指標比較矩陣B3Tab.7 Index comparison matrix B3

表8 某醫院建筑設計質量一級指標權重和 一致性指標、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 某醫院建筑設計質量二級指標權重和一致性指標、一致性比率表Tab.9 Second-level weight, consistency index and consistency ratio of architectural design quality of a hospital

圖2 某醫院建筑設計質量指標權重Fig.2 Weight of architectural design quality index of a hospital

3.2 綜合評價結果

根據公式(5)計算得出，C=(0.107 5，0.147 5，0.238 6，0.268 6，0.238 0)。根據隸屬度最大原則，C4=0.268 6>0.238 6>0.238 0>0.147 5>0.107 5，所以該醫院建筑設計質量評價為“較好”，說明此醫院建筑設計質量總體水平較好，得到了患者及醫護人員較好的評價。

從源頭上分析，將評價集V={很差，較差，一般，較好，很好}按照1～5分賦分，從而計算出指標總得分，如圖3所示。

圖3 指標評價總得分Fig.3 Total score of index evaluation

可以看出，所有指標中總得分排名前三的是人性化室內設計及設施、室內友好性設計和與城市設計的融合指標，說明在醫院建筑設計過程中，實用性是很高的，滿足了醫護人員及患者的使用需求；醫院外觀與城市很好地融合在一起，外觀設計上沒有明顯的不協調。排名倒數三名的是流線與空間利用設計、建筑技術和場地流線設計，說明醫院在空間使用上有著一定程度的浪費，場地總體線條的應用中規中矩，沒有明顯的特色，建筑技術運用的是已經成熟的技術。

4 結論

以公共建筑設計質量評價為切入點，以某醫院為例，通過構建AHP-模糊綜合評價法模型，對某醫院建筑設計質量進行評價，構建了一套醫院建筑設計質量評價的指標體系。結果表明，該醫院建筑設計質量總體“較好”。

從原始指標數據來看，人性化室內設計及設施、室內友好性設計和與城市設計的融合3個指標在受調查人員中評價較高；流線與空間利用設計、建筑技術和場地流線設計3個指標在受調查人員中評價較低，有待改善。