模糊綜合評價法在既有公共建筑節(jié)能改造中的應(yīng)用研究＊

王衛(wèi)衛(wèi)

(濰坊學(xué)院,山東 濰坊 261061)

0 引言

隨著經(jīng)濟建設(shè)和能源短缺矛盾的不斷加劇,國家將節(jié)約資源列為一項基本國策。建筑節(jié)能工作在我國的經(jīng)濟發(fā)展中占有重要地位和作用,關(guān)乎社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。目前我國的建筑行業(yè)每年平均以20億平方米左右的速度發(fā)展,建筑能耗已占全社會終端能耗的27.5%,與此同時,我國目前既有的400多億平方米建筑中,真正達(dá)到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的卻不到10%。在既有建筑中,數(shù)量不多的公共建筑由于電耗指標(biāo)高,其能耗在民用建筑總能耗中占有很大比重。以北京市為例,現(xiàn)有500多幢大型公共建筑,雖然數(shù)量上僅占全市總建筑面積的5.4%,但用電量已和全市所有住宅的用電量相當(dāng)[1]。對全國而言,分布在北京、上海、廣州等主要大城市的大型公共建筑總量約為5億平方米,消耗民用建筑總用電量的30%以上[2]。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和城市化進程的加快,大型公共建筑數(shù)量也會迅速增加,其能耗在建筑總能耗中所占的比重也會越來越高。

實踐經(jīng)驗表明,公共建筑普遍存在30%以上的節(jié)能潛力。由于能耗指標(biāo)高,改造1平方米的大型公共建筑相當(dāng)于改造15平方米的住宅,而對某個大樓節(jié)能改造的可操作性比改造數(shù)千戶家庭的居民小區(qū)要容易的多。公共建筑的節(jié)能改造工作已開始得到相關(guān)政府部門的重視,節(jié)能改造工作正在逐步展開。雖然目前在既有公共建筑節(jié)能改造中存在資金不足,技術(shù)不成熟等很多問題,但是沒有有效的節(jié)能評估方法和針對既有公共建筑能耗的指標(biāo)才是制約問題的瓶頸所在。因此本文旨在建立既有公共建筑節(jié)能改造評價指標(biāo)體系,并應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)方法展開評價,為既有公共建筑節(jié)能改造提供定量依據(jù),推動既有公共建筑節(jié)能改造工作的全面展開。

1 既有公共建筑節(jié)能改造評價指標(biāo)體系的建立

1.1 節(jié)能改造評價指標(biāo)體系建立的原則

建立既有公共建筑節(jié)能改造評價指標(biāo)體系的目的就是對既有公共建筑節(jié)能改造進行客觀科學(xué)的評價,以期對決策者評價工作進展?fàn)顩r起到幫助,并可適時衡量整個系統(tǒng)的發(fā)展程度。由于建筑節(jié)能改造評價指標(biāo)的復(fù)雜性和許多方面的不可量化性,本文遵循以下原則建立建筑節(jié)能指標(biāo)評價體系:

(1)精確性和模糊性相統(tǒng)一的原則:有的指標(biāo)可以精確度量,有的指標(biāo)只能指明趨勢或方向。

(2)可操作性原則:評價指標(biāo)體系應(yīng)力求簡便、實用。指標(biāo)可量化,即有可操作性。

(3)層次性原則:一個好的指標(biāo)評價體系應(yīng)能夠處理不同層次的評價,具有不同的適應(yīng)性,能夠處理相關(guān)的大類評價、全方位評價。

根據(jù)以上原則,可建立客觀有效的既有公共建筑節(jié)能改造評價指標(biāo)體系,評價既有公共建筑節(jié)能改造的綜合效果。

1.2 既有公共建筑節(jié)能改造指標(biāo)體系的建立

在對既有公共建筑節(jié)能改造的主要影響因素進行分析研究的基礎(chǔ)上,提煉出有價值和代表性的評價因素。一級指標(biāo)是建筑節(jié)能改造效果的總特征;二級指標(biāo)是屬于一級指標(biāo)下專業(yè)或大技術(shù)門類而劃分的指標(biāo),帶有較強的技術(shù)性,且分工明確;三級指標(biāo)是一些屬于各相關(guān)技術(shù)指標(biāo),多數(shù)由相關(guān)專家根據(jù)調(diào)查或技術(shù)工作經(jīng)驗設(shè)計。實踐中要求三級指標(biāo)劃分的比較細(xì),以提高評價的合理性,有利于對相關(guān)屬性進行定量的分析。具體劃分的建筑節(jié)能指標(biāo)體系見表1。

表1 既有公共建筑節(jié)能改造評價指標(biāo)體系

2 既有公共建筑節(jié)能改造模糊綜合評價方法

既有公共建筑節(jié)能改造的評價因素眾多,評價指標(biāo)層次多,而且評價標(biāo)準(zhǔn)或自然狀態(tài)模糊,既有公共建筑節(jié)能改造綜合評價必須綜合考慮多個相關(guān)因素。因此,既有公共建筑節(jié)能改造的綜合評價是一個多屬性多準(zhǔn)則的評價問題,應(yīng)用傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)方法難以完成評價工作,而運用模糊數(shù)學(xué)的理論與方法進行評價,卻能收到良好的效果。

2.1 模糊綜合評價模型的建立

根據(jù)前面已經(jīng)建立的既有公共建筑節(jié)能改造評價指標(biāo)體系,建立既有公共建筑節(jié)能改造模糊綜合評價指標(biāo)體系如表2。

表2 既有公共建筑節(jié)能改造綜合評價指標(biāo)體系

2.2 評價步驟

(2)利用專家打分法或?qū)哟畏治龇?確定各評價因素權(quán)重集為:

(3)設(shè)評價尺度集V={v1,v2,v3,v4,v5}=(優(yōu),較優(yōu),一般,較劣,劣),對應(yīng)分值為(0.9,0.7,0.5,0.3, 0.1)。根據(jù)評估專家小組每一個成員的打分,經(jīng)歸一化處理得各單項評價因素的評判決策矩陣如下:

(4)求出評價因素U1、U2、U3、U4、U5、U6對應(yīng)的綜合評價結(jié)果:

(5)由(4)得出二級指標(biāo)評價因素集U對應(yīng)的評判矩陣:

(7)既有公共建筑節(jié)能改造綜合節(jié)能:

2.3 幾點說明

(1)權(quán)重的確定采用專家打分法或?qū)哟畏治龇?基于目前建筑節(jié)能改造的重點和直接耗能實際,以及建筑技術(shù)對節(jié)能改造給予支持的程度,根據(jù)各因子對綜合節(jié)能改造的影響程度確定。

(2)既有公共建筑節(jié)能改造綜合評價是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程,需要考慮的因素很多,而且各因素之間存在著不同的層次,在這種情況下,先對每一類進行綜合評判,之后對各類評判結(jié)果進行類之間的多層次綜合評判。

3 結(jié)束語

既有公共建筑節(jié)能改造是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程,由構(gòu)成建筑的各種構(gòu)件、材料、設(shè)備及其理化性質(zhì)所決定的,并且受到采暖通風(fēng)、電力電訊、給排水等各項工程的影響,特別是新技術(shù)、可再生資源和新型材料的應(yīng)用。本文運用模糊綜合評判法對既有公共建筑節(jié)能改造指標(biāo)體系進行綜合評價,不失為一種科學(xué)有效的方法,但是在建立評價指標(biāo)體系方面還存在有不足和缺陷,即如何考慮全壽命周期節(jié)能方面需要進一步深入研究。

[1]薛志峰,江億.北京市大型公共建筑用能現(xiàn)狀與節(jié)能潛力分析[J].暖通空調(diào),2004,34(9):8-10,24.

[2]江億.我國建筑耗能狀況及有效的節(jié)能途徑[J].暖通空調(diào),2005,35(5):30-40.

[3]劉春江.綠色建筑評價技術(shù)與方法研究[D].西安:西安建筑科技大學(xué),2005.

[4]郭瑞.對公共建筑能耗評價指標(biāo)體系研究[D].長沙:湖南大學(xué),2007.

[5]薛志峰.公共建筑節(jié)能[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2007.