模糊綜合評價法在既有公共建筑節能改造中的應用研究＊

王衛衛

(濰坊學院,山東 濰坊 261061)

0 引言

隨著經濟建設和能源短缺矛盾的不斷加劇,國家將節約資源列為一項基本國策。建筑節能工作在我國的經濟發展中占有重要地位和作用,關乎社會經濟的可持續發展。目前我國的建筑行業每年平均以20億平方米左右的速度發展,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,真正達到節能標準的卻不到10%。在既有建筑中,數量不多的公共建筑由于電耗指標高,其能耗在民用建筑總能耗中占有很大比重。以北京市為例,現有500多幢大型公共建筑,雖然數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[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]。隨著經濟的發展和城市化進程的加快,大型公共建筑數量也會迅速增加,其能耗在建筑總能耗中所占的比重也會越來越高。

實踐經驗表明,公共建筑普遍存在30%以上的節能潛力。由于能耗指標高,改造1平方米的大型公共建筑相當于改造15平方米的住宅,而對某個大樓節能改造的可操作性比改造數千戶家庭的居民小區要容易的多。公共建筑的節能改造工作已開始得到相關政府部門的重視,節能改造工作正在逐步展開。雖然目前在既有公共建筑節能改造中存在資金不足,技術不成熟等很多問題,但是沒有有效的節能評估方法和針對既有公共建筑能耗的指標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能改造評價指標體系,并應用模糊數學方法展開評價,為既有公共建筑節能改造提供定量依據,推動既有公共建筑節能改造工作的全面展開。

1 既有公共建筑節能改造評價指標體系的建立

1.1 節能改造評價指標體系建立的原則

建立既有公共建筑節能改造評價指標體系的目的就是對既有公共建筑節能改造進行客觀科學的評價,以期對決策者評價工作進展狀況起到幫助,并可適時衡量整個系統的發展程度。由于建筑節能改造評價指標的復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能指標評價體系:

(1)精確性和模糊性相統一的原則:有的指標可以精確度量,有的指標只能指明趨勢或方向。

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

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

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

1.2 既有公共建筑節能改造指標體系的建立

在對既有公共建筑節能改造的主要影響因素進行分析研究的基礎上,提煉出有價值和代表性的評價因素。一級指標是建筑節能改造效果的總特征;二級指標是屬于一級指標下專業或大技術門類而劃分的指標,帶有較強的技術性,且分工明確;三級指標是一些屬于各相關技術指標,多數由相關專家根據調查或技術工作經驗設計。實踐中要求三級指標劃分的比較細,以提高評價的合理性,有利于對相關屬性進行定量的分析。具體劃分的建筑節能指標體系見表1。

表1 既有公共建筑節能改造評價指標體系

2 既有公共建筑節能改造模糊綜合評價方法

既有公共建筑節能改造的評價因素眾多,評價指標層次多,而且評價標準或自然狀態模糊,既有公共建筑節能改造綜合評價必須綜合考慮多個相關因素。因此,既有公共建筑節能改造的綜合評價是一個多屬性多準則的評價問題,應用傳統的數學方法難以完成評價工作,而運用模糊數學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

根據前面已經建立的既有公共建筑節能改造評價指標體系,建立既有公共建筑節能改造模糊綜合評價指標體系如表2。

表2 既有公共建筑節能改造綜合評價指標體系

2.2 評價步驟

(2)利用專家打分法或層次分析法,確定各評價因素權重集為:

(3)設評價尺度集V={v1,v2,v3,v4,v5}=(優,較優,一般,較劣,劣),對應分值為(0.9,0.7,0.5,0.3, 0.1)。根據評估專家小組每一個成員的打分,經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對應的綜合評價結果:

(5)由(4)得出二級指標評價因素集U對應的評判矩陣:

(7)既有公共建筑節能改造綜合節能:

2.3 幾點說明

(1)權重的確定采用專家打分法或層次分析法,基于目前建筑節能改造的重點和直接耗能實際,以及建筑技術對節能改造給予支持的程度,根據各因子對綜合節能改造的影響程度確定。

(2)既有公共建筑節能改造綜合評價是一項復雜的系統工程,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,之后對各類評判結果進行類之間的多層次綜合評判。

3 結束語

既有公共建筑節能改造是一項復雜的系統工程,由構成建筑的各種構件、材料、設備及其理化性質所決定的,并且受到采暖通風、電力電訊、給排水等各項工程的影響,特別是新技術、可再生資源和新型材料的應用。本文運用模糊綜合評判法對既有公共建筑節能改造指標體系進行綜合評價,不失為一種科學有效的方法,但是在建立評價指標體系方面還存在有不足和缺陷,即如何考慮全壽命周期節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狀與節能潛力分析[J].暖通空調,2004,34(9):8-10,24.

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

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

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

[5]薛志峰.公共建筑節能[M].北京:中國建筑工業出版社,2007.