基于Apriori 算法的綠色建筑能耗影響因素分析

0 引言

改革開放以后，工業化和現代化進程極大地推動了我國建筑業的進步。綠色建筑、節能減排、可持續發展等概念相繼進入人們的視野。綠色建筑作為未來建筑發展趨勢之一，與我國的節能減排、可持續發展戰略相契合。目前，我國建筑能耗占全國能源消費總量的四分之一以上

，其中85%以上的建筑為高能耗建筑，且呈現快速增長的趨勢。因此，發展綠色建筑被認為是改善環境最有效的方式之一

。

國內外學者針對綠色建筑的節能設計和能耗評價展開了深入的研究。El-Sharif和Horowitz

指出，政府可以通過制定完善的激勵措施、加強宣傳和推廣促進綠色建筑的發展。Mari-Louise Persson等

對哥德堡地區建筑能耗的影響因素進行了分析，得出朝向和窗墻比對建筑能耗的影響較大。楊立穩

使用DeST模型對屋頂綠化后的建筑能耗進行了模擬，認為屋頂室內溫度和能耗很大程度上受到屋頂綠化的影響，為了提升建筑物節能效應，需要加強屋頂綠化建設。Apriori算法作為傳統的數據挖掘手段，被學者廣泛用于各個領域。余銳等

運用Apriori 算法分析電力通信設備缺陷關聯性。李唐振昊等

運用Apriori 算法分析裝配式建筑質量因素的相關關系。利用Apriori 算法不僅可以分析影響事物的因素，還可以深入探究各影響因素間是否存在關聯

。因此，本文借助Apriori 算法篩選影響綠色建筑能耗的關鍵指標，以南京朗詩綠地住宅的樣本數據為基礎，利用回歸模型分析綠色建筑能耗各因素對建筑能耗的影響情況，提出降低綠色建筑能耗的措施，推進綠色建筑節能設計，為人們提供高效、健康、舒適的活動和生活環境，實現建筑與自然環境的和諧共生。

1 綠色建筑能耗影響因素收集

本文以CNKI 收錄文獻為例，期刊來源為SCI、EI、CSSCI、CSCD、會議論文和碩博論文，以“綠色建筑&能耗”為關鍵詞進行搜索，剔除報紙等不相關的文獻得到“發文量-年份”可視化分析圖（見圖1）。從圖中可以看出，國內對綠色建筑研究的起步比較晚，關于“綠色建筑&能耗”關鍵詞的發文量較少。

因此，對獲取的文獻進行人工甄選，剔除2篇無效文章外，共計有效文章60篇（編號P1-P60），從中選擇綠色建筑能耗影響因素作為研究樣本（見表1）。

本文對樣本因素指標進行分類，歸為建筑規劃、圍護結構、用能設備三個一級指標，并結合表1的能耗影響因素，將二級指標進行分類并標號如表2所示。

2 數據處理

2.1 Apriori關聯算法

Apriori 關聯算法于1993 年由Agrawal、Swami 提出

，起初是為了研究購物籃案例，解決不同商品在數據庫中存在的關聯規律，后被許多學者不斷地研究完善，將該方法廣泛用于各個領域。其原理是通過設置最小支持度和最小置信度進行條件篩選，發現頻繁項集，從而找到關聯規則

，具體公式如下。

支持度：

式（1）中表示該項集在事務型數據中出現的頻率，M 指事務型數據的總記錄數，Count（X∪Y）指項集X 和項集Y 同時在事務型數據中出現的次數。

式（2）中表示該項集的預測準確度，

?

）指同時包含項集X 和項集Y 與總事務之比，Support(X)為項集X與總事務之比。

，

——參數向量；

式中,ppd為探測器讀出光功率;B為測試帶寬;λ為光諧振頻率;θ為探測器光電轉換效率;c為光速;h為普朗克常量;D為諧振腔直徑;Q為諧振腔品質因數。由式(1)可知:

當堆料裝置進料裝置開始裝載物料時，尾部放置到地面指定的散裝車卸料點，進料裝置開始進料，物料開始進入皮帶機系統。

頻繁項集：

式（3）中指事務項的項集X 的支持度大于設定的最小支持度，稱為B（X）頻繁項集。若頻繁項集只包含一個項目則稱為頻繁1-項集，記為L1；若包含K 個項目則稱為頻繁K- 項集,記為L

。如此不斷迭代，直到無法發現新的頻繁項集。具體實現流程如圖2所示。

2.2 Apriori算法分析過程

通過逐一校對P1-P60樣本文章因素與表2中綠色建筑能耗因素二級指標，得到有效樣本數據如表3所示。

結合Apriori算法篩選出關鍵因素，將外墻傳熱系數、屋頂傳熱系數、體形系數、外窗遮陽系數、窗墻比、人員密度、節能政策、綠化率八個能耗因素，定義為X1 至X8。除了節能政策使用虛擬變量外，其它的變量都可以直接獲取或者通過計算獲取數據。選擇能耗作為被解釋變量，利用字母Y表示，在構建模型的過程中，μ為隨機擾動項。將以上解釋變量取對數變換，得到X1、X2、X3、X4、X5、X6、lnX7、X8，于是本文構建了如下模型：

利用算法掃描，得到每一項出現的支持度如表4 所示，通過設置最小支持度min support = 30%，進行第一次算法迭代，確定集合L

如表5所示。

經過第八次迭代后，篩選出最高關聯度結果集合L

如表6所示。

為了解決歐洲委員會認定的競爭擔憂，尼得科提交了承諾。在與市場參與者一起檢查過尼得科提交的承諾后，歐洲委員會認為這些材料不足以消除其擔憂。

在收集的60個文章樣本數據中，出現頻數最高的關聯規則分別是窗墻比、體形系數、綠化率、節能政策、人員密度、外墻傳熱系數、屋頂傳熱系數、外窗遮陽系數?？梢钥闯?，在設計過程的早期階段對于建筑能耗的影響較大。為了進一步確定各因素對能耗的影響，建立模型方程進行定量分析。

3 案例分析

3.1 模型建立

2.1.2 進樣方法的選擇 毛細管電泳的進樣方法常有壓力進樣和電動進樣兩種方式。相對于樣品無差別進樣的壓力進樣方式，電動進樣對樣品中目標檢測品有一定的選擇性。當采用壓力進樣，自然水體中存在的泥沙膠體、腐殖質等小粒徑懸浮物也進入進樣端，使得檢測時基線不穩、毛刺增多，干擾嚴重。本方法采用了正極端進樣，在電動進樣方式下，自然水體中的懸浮顆粒受電場影響，進入進樣端的量大大降低，可使基線噪聲降低、色譜峰峰形變好，能達到在線樣品凈化效果，降低干擾，提高檢測靈敏度和準確度。因此,本方法選擇了電動進樣方式。

3.2 樣本信息

以南京朗詩綠色街區住宅樣本數據為基礎，選取外墻傳熱系數、屋頂傳熱系數、體形系數、外窗遮陽系數、窗墻比、人員密度、節能政策、綠化率八個能耗因素的觀測值作為樣本數據，如圖3所示。

綜上所述，對于球狀MoS2在制備耐磨復合材料的時候，其分散性能對復合材料摩擦性能的影響較大，因此需要對其粒徑或表面進行進一步優化，以期使得球狀MoS2的優異潤滑性能得到最大程度的發揮。

3.3 回歸分析

其中，參數向量

形式為：

從圖5 的數據可知，從所選的20 個觀測值中，外墻傳熱系數（X1）和屋頂傳熱系數（X2）的平均值分別為1.712、0.273，建筑物體形系數（X3）的平均值為0.526，外窗的遮陽系數(SC值)（X4）和窗墻比（X5）的平均值分別為0.512、0.493，人員密度（X6）的平均值為0.445，虛擬變量（X7）的平均值為0.642，室外綠化率（X8）的平均值為0.308。

式中：X

——模型矩陣；

置信度：

e

——隨機誤差。

使用最小二乘法對模型進行因變量與自變量之間的共線檢驗，多元線性回歸模型矩陣Y 形式如下：

6.4.3 細菌性軟腐病：發病初期噴灑14%絡氨銅水劑300倍液或50%琥膠肥酸銅可濕性粉劑500倍液或72%農用硫酸鏈霉素可濕性粉劑4000倍液。

2.2.8 TURBT腫瘤切除要點 根據腫瘤大小，可以采用整體切除(腫瘤<1 cm)或分步驟切除兩種方法來進行切除，切除范圍包括腫瘤及其周邊1～2 cm正常組織，深度達深肌層。術中盡可能避免使用電灼以減少對組織標本的破壞[11]。分層切除腫瘤時，需分開送檢。電切時液體灌注要緩慢，避免膀胱內壓力變化過快或膀胱壁過薄引發穿孔。灌注量可控制在150～200 mL，以膀胱黏膜皺襞剛剛展開為宜。

當模型存在完全共線，那么矩陣

X X

不可逆，出現 ||

X X

=0，即無法求出所有參數，因此可以采用最小二乘法進行檢驗。根據圖5 的相關數據，以式（4）為模型，利用SPSS 25.0 進行回歸分析，結果如表7所示。

由計算結果可知，回歸系數R

為0.997，則模型擬合程度高。各自變量的VIF 值均小于10，不存在共線。由F值分布表可查，F為0.625＜F=0.833,說明回歸方程顯著。因此模型的回歸模型為：

分析結果顯示，外墻傳熱系數（X1）、屋頂傳熱系數（X2）、建筑物體形系數（X3）、窗墻比（X5）、人員密度（X6）為正數，說明自變量的增加，促進建筑耗能的增加；外窗的遮陽系數（X4）、節能政策虛擬變量（X7）、室外綠化率（X8）為負數，說明隨著自變量的增加，降低建筑能耗的增加。

4 結論

本文利用Apriori關聯規則，通過設置最小支持度識別出關聯性最高的八項綠色建筑能耗因素，構建回歸方程模型對八項能耗因素進行分析。實證分析結果顯示，外墻傳熱系數（X1）、屋頂傳熱系數（X2）、建筑物體形系數（X3）、窗墻比（X5）、人員密度（X6）對建筑耗能是正向影響關系，外窗的遮陽系數(SC值)（X4）、節能政策虛擬變量（X7）、室外綠化率（X8）是負向的影響關系?；诒疚牡难芯拷Y果，提出以下建議：

1）在綠色建筑圍護結構的設計方面，可以通過選擇保溫材料和進行建筑節能構造設計來進行

。首先，應合理選擇保溫材料，盡量選擇傳熱系數較小的保溫材料，從而幫助建筑物做好隔熱處理。其次，在建筑節能構造設計上，應合理設置遮陽板，保證門窗的隔熱性能，減少建筑熱能的損失

。

2）在建筑規劃方面，由于設計階段是不可逆的行為，可以通過BIM技術繪制3D模型，合理設計建筑物體形系數

，從而降低建筑耗能，保證節能效果，提高建筑可持續設計。

（一）挖掘學生對于音樂的情感。音樂是自然與生命的交流，它是世界上最為和諧也最能抵達人內心的交流方式。小學音樂教育的本質目的就是發掘出學生內心深處對音樂的熱枕，而奧爾夫音樂教學法的宗旨就是讓兒童在寬松的氛圍下盡可能地激發出內心對音樂的熱愛。

3）在建筑節能政策方面，各地政府應加強節能政策的出臺

,理應在遵循市場需求的條件下,采取適當的經濟激勵措施,從而對當地的建筑物節能設計起到一定的引導作用。

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