山西地區大型商業綜合體運營節能評價的研究

段 夢

(山西省建筑科學研究院，山西 太原 030001)

大型商業綜合體是指單體建筑面積大于2萬m2的集商業、辦公、居住、旅店、展覽、餐飲、會議、文娛等三項以上功能的建筑，并在各部分間建立一種相互依存、相互裨益的能動關系[1]。近年來，太原地區新建商業綜合體項目連年上升，建筑面積逐步加大，使用功能趨于復雜。建設方為了使建筑申報各類獎項，同時更加時尚、新奇、吸引市民，使用了許多新概念的節能技術和設備，這些措施往往與其實際情況不相符合，在后期使用過程中能耗不降反升，所以，急需建立一種針對山西省的大型商業綜合體的運營階段的節能評價體系。研究該體系，對于節能減排，完善我國商業綜合體發展，實現年度節能減排目標具有一定的指導意義。

本課題根據我國現行的國家標準，包括GB/T 50378—2014綠色建筑評價標準，CSUS/GBC 1—2010綠色建筑評價標準(香港版)《綠色商店建筑評價標準(征求意見稿)》《綠色建筑評價細則》等，結合國內商業綜合體建筑設計及運用設備數據，國外已有的節能減排、綠色建筑評價方案、國家標準、行業標準等資料，確定出針對商業綜合體的初步節能評價指標，采用主成分分析法將指標系統性的選取精細化，完善成為最終的評價指標體系[2]。

采用層次分析法建立指標權重表，利用Fisher判別法建立評價模型，最后針對太原地區新建商業綜合體進行運營可持續性評價。

1 大型商業綜合體運營節能評價指標體系

商業綜合體的運營階段節能評價是一個復雜而繁瑣的工作，評價指標的選取直接影響到結果的科學性[3]，本課題的評價指標篩選遵循原則為“資源的應用效率原則、能源的使用效率原則、污染的防治原則、環境的和諧原則”[4]，結合可操作性原則。

首先根據綠色、節能、建筑評價等眾多國內外文獻選取出126個指標，將指標匯總分類，組織專家篩選，去掉其中對于山西地區影響度低的73個指標，把得到的53個指標采用九分制方法進行綜合重要度評分[5]，由頻數統計法得到影響度大的18個指標，這些指標對運營階段影響大且便于檢測統計，最終構成大型商業綜合體運營階段節能評價指標體系。

1.1 節能評價指標建立的原理

在節能評價指標體系建立的過程中，需要能夠充分描述出大型商業綜合體在運營階段的全部數據，收集大量數據避免建筑的信息，然而，在實際統計中，我們發現，有的數據具有一定的疊加性，還有的數據互相關聯性極強，為了解耦合去關聯性，評價問題的趨于復雜而難以進行，所以需要對初步指標進行篩選，選出不具有關聯性或者關聯性較小的指標變量來描述建筑物運營信息。

計算公式為：

(1)

該公式用p個較少的指標zi(i=1,2,…,p,p≤m)反映出m個原指標xi(i=1,2,…,m)的內容。

1.2 建立山西地區大型商業綜合體節能評價指標體系

首先針對大型商業綜合體的運營階段情況，盡量收集整理數據項目，組織專家進行項目調查，對每個指標的重要性做出打分，獲得n×m的樣本矩陣A，矩陣中的對應位置表示每位專家對于各影響因子對大型商業綜合體影響程度的判斷得分。其中，m代表了m個需要評價的因子，n表示n位專家，如果某專家i認為指標項j對商業綜合體運營階段的影響不應計入判斷，那么使aij=0，對矩陣A做平均值處理，就能夠獲得主要評價指標的得分，具體方法為[6]：

對矩陣A內的行列求和，得到總和數據sum；

對A的各列分別求和，得到a1,a2,…,am；

這個結果中，bi表示的是第i個指標在總指標得分中占的比重，根據bi的大小，把m個指標遞減排序。

(2)

把新矩陣中對應bi數值特別小的項目刪除，這些指標對預評價結果的影響不大，還會使得指標項過于冗雜，這樣就能夠構成新的矩陣X:

(3)

本次課題，一共組織了30位專家進行打分計算，利用主成分分析法的判別條件，保留了前85%評分值的指標，得到了18個有效指標。把這些指標分門別類，統一集合在一起，整理分層形成最后的評價指標體系。

具體打分規則采用了九分制[5]規則見表1，表2，將全部的數據分為兩類，A類為達成度高則得分高，B類為達成度低則得分低。

表1 A類高達成度節能評價指標原則

表2 B類低達成度節能評價指標原則

根據表中的評分標準，對能夠打分的指標，用表1或表2的規則打分，對于不能夠打分的指標，直接選擇是否，對應分值為1或9分。

2 節能評價指標權重的確認

每個評價指標對于大型商業綜合體運營階段的影響力是不同的，因此每一個評價指標要有不同的權重，權重值的構成會影響到評價指標的正確性，本文針對商業綜合體的指標特征，采用了層次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)[7]。

AHP能夠把比較復雜的決策問題采用一個有序的遞階層次結構來表達，并收集受試者的主觀判斷和科學計算給出備選選項的優劣順序[7]。這種方法對于研究大型商業綜合體這類綜合了自然和社會現象的復雜問題，有很好的解決的結果，它能夠從整體的觀點出發，融合有數值的定量數據和無法確定數值的定性數據[8]，這種方法在解決復雜問題的同時實施簡單，適用性廣泛，圖1為層次分析法確定指標權重流程。

層次分析的判別矩陣構造方案為，組織建筑領域內的專家，根據他們的工程經驗，利用評判規則打分，將打分情況匯總成為評價矩陣An×n，具體實施方案詳見表3[8]。

表3 AHP評價尺度

本文采用最小二乘法對An×n的判斷矩陣做出權重計算，設An×n=(aij)n×n。對判斷矩陣A計算出層次單排序和層次總排序，即可計算出專家權重。

本課題尋找的專家是受訪專家構成為：建筑設計人員18人，大型商業綜合體物業及業主10人，副教授及工程師2人，反復修改計算過程，最終修改獲得了專家權重。

3 節能評價方法的研究

本文選取的評價方法為Fisher判別分析法，這種方法的中心思想是，通過學習標準樣本，從而將待測樣本歸類[9]，用學習樣本的觀察指標構造一些彼此正交的綜合指標即判別函數，計算出類的中心點，然后把待測樣本進行歸類。本文根據建立出來的評價計分方式，虛構了12棟標準建筑作為Fisher判別的依據，將12棟建筑的得分控制在優、良、中、差四個階段內，將這些指標的得分記錄在Excel中，對每一項指標根據已有的評價體系打分。將打分結果鏈接如SPSS數據分析軟件中，為了方便計算，保持數據的完整性，將全部數據乘以1 000計算。運行判別程序，得到的結果為數字，1表示“差”，2表示“中”，3表示“良”，4表示“優”。該大型商業綜合體在目前兩個季度內的運營節能分析分別為“優”和“良”。

4 結語

由于近幾年來山西區大型商業綜合體大量興建且能耗巨大，本研究對山西地區的大型商業綜合體運營階段節能建立了評價模型，該評價模型的建立基于了主成分分析法、層次分析法和Fisher判別法，具有一定的科學性和應用價值，在實際評價檢驗中效果也較為理想，具有操作性。

[1] 林 燕.建筑綜合體與城市交通的整合研究[D].廣州：華南理工大學,2008.

[2] Clements-Croome,Derek.Sustainable intelligent buildings for people:A review[J].Intelligent Buildings International,Volume 3,Issue 2,2011(13):67-86.

[3] 于軍琪,閆桂勇,高 婧.大型公共建筑可持續性評價系統研究[A].第九屆國際綠色建筑與建筑節能大會論文集——S07：大型公共建筑的節能運行與監管[C].中國城市科學研究會，2013:9.

[4] 秦佑國,林波榮,朱穎心.中國綠色建筑評估體系研究[J].建筑學報,2007(3):68-70.

[5] 胡 林.如何用九分制對草坪進行評分[J].園林,1998(3):44-45.

[6] 傅德印.因子分析統計檢驗體系的探討[J].統計研究,2007(6):86-90.

[7] 劉 豹,許樹柏,趙煥臣,等.層次分析法——規劃決策的工具[J].系統工程,1984(2):23-30.

[8] 張炳江.層次分析法及其應用案例[M].北京:電子工業出版社,2014.

[9] 何曉群.多元統計分析[M]．北京：中國人民大學出版社，2004：98-134.