基于熵值指數(shù)模型的綠色建筑節(jié)地評價方法

文/吳劍波 湖南省第二工程有限公司 湖南長沙 410015

1、引言

綠色建筑節(jié)地效果的評價具有多體系，多層次，復(fù)雜度高的特點(diǎn)，因此必須選擇一種綜合性高的評價方法。基于熵值指數(shù)模型的評價方法是一種綜合評價方法，這種方法對各個指標(biāo)分別量化處理，進(jìn)行無量綱化處理后通過計算熵值賦予各個指標(biāo)權(quán)重，之后進(jìn)行計算歸并，得到綜合評分，將評分和閥值相結(jié)合完成綜合分析，適用于綠色建筑的節(jié)地效果評價[1,2]。本文對熵值賦權(quán)法進(jìn)行了介紹，并對熵值指數(shù)模型的建立及應(yīng)用進(jìn)行了闡述。

2、熵值賦權(quán)法

目前常見的節(jié)地評價方法主要是對單個指標(biāo)進(jìn)行評價，并與建筑用地指標(biāo)中對應(yīng)的數(shù)值進(jìn)行比對，這種評價方法是對同類的相關(guān)指標(biāo)評價，從而達(dá)到對建筑節(jié)地效果的評價，對于同類相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行評價，需要分解各個指標(biāo)，綜合性較差，而從微觀層次對節(jié)地效果進(jìn)行評價則可以提高綜合性。

綠色建筑節(jié)地評價受多種因素影響，其系統(tǒng)和層次繁多，采用熵值指數(shù)模型，可以使評價過程中的主觀性和模糊性降至最低，這種方法計算各個評價指標(biāo)的熵值，各指標(biāo)值的權(quán)重是通過彼此之間的差異性確定的，因此可以理解為一種具有客觀性的賦權(quán)法。這種通過計算熵值獲得權(quán)重的方法足以在權(quán)重取值時將主觀性排除在外，更具客觀性。此外熵值也可以表示指標(biāo)值所含有效信息的量，而有效信息量又在決定指標(biāo)重要度中起到重要作用。利用熵值法賦權(quán)指標(biāo)的過程中，目標(biāo)建筑相差較大的指標(biāo)更易優(yōu)化，同時影響節(jié)地效果的程度也越大，如果熵值比較小，那么指標(biāo)所含有效信息量大，權(quán)重應(yīng)該較大，反之亦然，如果指標(biāo)不含有有效信息，那么可以消除[3]。

3、熵值指數(shù)模型的建立及應(yīng)用

熵值指數(shù)模型的建立分為三個步驟，首先是對原始數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，假設(shè)建筑數(shù)為m，評價指標(biāo)的個數(shù)為n，那么代表指標(biāo)值這一數(shù)據(jù)的矩陣可以表示為x=(xij)m×n，xij 表示建筑i的評價值j，對xij 進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，得到矩陣R=(rij) m×n，同樣的，rij 表示建筑i 的j 評價指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后得到的值，此外rij 在0 到1 之間取值。那么對于最優(yōu)為大的收益性和最優(yōu)為小的成本性指標(biāo)分別如式1 和式2 所示：

第二步是對熵進(jìn)行定義，對于建筑數(shù)為m評價指標(biāo)個數(shù)為n 的綠色建筑節(jié)地評價，對其指標(biāo)j 進(jìn)行熵的定義，如式3 所示：

第三步是進(jìn)行熵權(quán)的定義，值對指標(biāo)j 進(jìn)行熵定義后，對其熵權(quán)進(jìn)行計算，如式4 所示：

熵值賦權(quán)法實(shí)際上是基于各個指標(biāo)所含的信息量分析差異度后進(jìn)行權(quán)值的賦予，這種綜合評價方法的客觀性在于根據(jù)指標(biāo)信息量確定權(quán)值。由于各個指標(biāo)具有不同的單位，因此在進(jìn)行評價時需要進(jìn)行無量綱化的處理，各個指標(biāo)可以正相關(guān)指標(biāo)，負(fù)相關(guān)指標(biāo)以及適度性指標(biāo)，其無量綱化的計算公式分別如式5-7 所示，其中正相關(guān)性和負(fù)相關(guān)性指標(biāo)的無量綱化分別采用最大值和最小值方法。

式5-7 中，指標(biāo)j 的分值用Ij 表示，指標(biāo)j的實(shí)際值用Aj 表示，指標(biāo)j 的標(biāo)準(zhǔn)值用Sj 表示。

完成熵值賦權(quán)法后還需要對評價閥值進(jìn)行確定，閥值的確定直接關(guān)系到綠色建筑的可持續(xù)性，通過典型樣本或者相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)可以獲得，常見的獲取閥值辦法有，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)驗(yàn)值、調(diào)查值、統(tǒng)計值以及極限值，閥值確定由于主觀性墻，影響因素和指標(biāo)種類繁多等原因，獲取過程具有一定的難度，通常可以將其分為五種狀態(tài)，分別為粗放、低度、中度、適度和過度，取值分別為0-30、30-50、50-70、70-90 和90-100。

完成上述所有步驟后，對所有指標(biāo)值進(jìn)行加權(quán)平均，得到綜合指數(shù)，進(jìn)而完成綠色建筑節(jié)地效果的綜合評價。綜合指數(shù)的計算如式8 所示：

式8 中評價指標(biāo)的個數(shù)用n 表示，各指標(biāo)權(quán)重值用Wj 表示，各指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值用Ij 表示，將綜合指數(shù)與閥值比較就可以得到不同綠色建筑施工方案的節(jié)地效果，進(jìn)而完成方案的優(yōu)選。

結(jié)論：

綜上所述，根據(jù)綠色建筑節(jié)地要求，采用熵值指數(shù)模型這種綜合分析方法對綠色建筑節(jié)地進(jìn)行評價，熵值指數(shù)模型計算各個評價指標(biāo)的熵值，依據(jù)熵值進(jìn)行各個評價指標(biāo)的權(quán)重取值，具有客觀性，適用于同一綠色建筑工程不同施工方案之間的比較和優(yōu)選。