居住建筑節能評價體系的研究

[摘要]本文將系統工程中著名的層次分析一模糊綜合評判法應用于居住建筑節能評價體系中，并建立了一套關于居住建筑節能評價的指標體系，通過層次分析法確定居住建筑節能體系中各指標的權重系數，用模糊綜合評判法對復雜居住建筑節能進行評價，并對所建立地評價模型進行典型工程實例地評價驗證，旨在為類似工程地設計節能監督提供探討與參考依據。

[關鍵詞]居住；建筑節能；評價層次分析法；模糊綜合評判法

文章編號：2095-4085（2016）01-0053-03

居住建筑已成為節能潛力巨大的用能領域，建筑節能成為社會可持續發展及生態環境建設的必然要求。然而，節能評價體系及評價方法的研究，與建立科學全面的節能評價指標體系目標還相差甚遠。因此，居住節能評價體系及評價方法地研究是十分迫切且意義重大的任務，亟需建立一套適合我國國情、科學并具有市場推廣性的居住建筑節能評價體系。

1 節能評價體系的構建

圖1給出了居住建筑節能評價指標體系的層次結構圖，整個指標體系分為四層，即總目標層（A）、準則層（B）、標準層（C）和基本指標層（D）。其中，總目標層（A）是定性與定量相結合的全面綜合評價；準則層（B）是立足于工程項目的主流設計思路，從社會技術效應（B1）、經濟效應（B2），環境效應（B3）三個方面進行評價；標準層（C）闡述了居住建筑節能評價的關鍵因素；基本指標層（D）是對標準層（C）中各因素的具體說明。

1.1 建筑規劃與總體平面布局（C11）

如圖1所示，社會技術效應（B1）是居住建筑節能評價指標體系準則層（B）中權重最大的，而對應的標準層中建筑規劃與總體平面布局對居住建筑節能的影響最為直接。其中，綠化率（D111）和建筑間距（D112）是建筑規劃與總體平面布局節能的主要因素，提高綠化率，加強空間綠化體系，可阻擋、吸收大部分太陽直射輻射，減小地面對建筑物的反射輻射，降低區域夏季環境溫度，減輕區域熱島現象。建筑群的總體布置與平面布局，嚴寒和寒冷地區居住建筑應考慮冬季利用日照并避開冬季主導風向，夏熱冬冷地區居住建筑則應有利于自然通風。

1.2 建筑單體設計（C12）

建筑單體設計是居住建筑節能設計的又一重要因素。主要體現在建筑體形的選擇、建筑物朝向的選擇、建筑平立剖面設計以及局部構造設計，其量化指標有建筑物朝向、建筑體型系數、平均窗墻比等。體型系數（D122）的確定直接影響建筑能耗的大小。窗墻面積比（D123）則應綜合考慮人們的生活習慣以及節能要求，對不同地區，不同朝向加以分析研究。

1.3 圍護結構系統設計（C13）

圍護結構節能指通過改善建筑物圍護結構的熱工性能，減小室外溫度波動對室內地影響，從而減少輔助設備（如采暖、制冷設備）的負荷，最終達到節能目的。因此，加強圍護結構的保溫隔熱，提高門窗氣密性是建筑節能的重要組成部分。

1.4 空調、采暖及通風系統設計（C14）

該標準層的九個基本指標中（見圖1），管網水力平衡度（D144）和自然通風（D149）在設計中容易忽略。在實際工程中，供熱系統水力不平衡現象依然很嚴重，而水力不平衡是造成供熱能耗浪費的主要原因之一。

我國多數地區，住宅的自然通風設計是降低能耗和改善室內熱舒適的有效手段，過渡季完全可以通過自然通風來消除熱負荷，改善室內熱舒適狀況。因此，居住建筑設置機械通風或空調系統，應優先利用居住建筑的自然通風。

2 節能評價體系的評價方法

2.1 層次分析法（AHP）

層次分析法是一種定量與定性相結合的決策法。其主要是根據問題的特有性質及將要達到的總目標，將問題逐一分解為不同組成因素，并按照各因素之間相互關聯和影響及其隸屬關系按不同層次聚集組合，形成多層次的分析結構模型，并最終把系統分析歸結為最底層（基本指標層）相對于最高層（總目標層）的相對重要性權值確定或相對優劣次序的排序問題。本評價指標體系所建層次結構見圖1。

2.2 模糊綜合評判法（FCE）

（1）建立評價子目標集u：

U=（U₁，U₂，…，U_s） （1）

（2）根據上述層次分析法計算的結果建立子目標權重分配集A：

（3）各子目標U_i受各指標u_i1，u_i2，…，u_ik的影響，則指標集為u_i：

（4）根據層次分析法的計算結果，確定各指標u_i的權重分配集w_i：

（5）選擇若干評價集組成一個評價集合V：

本文用“優、良、中、可、差”五個等級評價居住建筑節能體系，即構成評語集V={優、良、中、可、差}，并賦值Q=（10080604020）。

（6）建立評價矩陣R_i

（7）求得各子目標的綜合評價向量B_i

（8）綜合矩陣評價

B=（B₁

B₂…B_S）^T

（9）子目標評價形成后據此求得總目標評價向量

C=A·B

（10）取其最大隸屬度，以得到評價等級。

3 工程實例驗證

為了檢驗上述居住建筑節能評價體系的可信度，筆者以北京某一住宅小區工程項目為對象，對其節能性進行綜合評價。表1為工程項目部分設計信息。該小區總平面圖如圖2所示，熱源由城市熱網提供，經熱交換機房換熱后提供二次采暖水，戶內設置低溫地板輻射采暖系統和戶式顯熱回收式新風換氣機；兩居室（含）以上采用變制冷劑流量的多聯機系統，一居室（含）以下采用分體空調。

工程案例的各指標權重如圖1中數據，由圖1中各指標權重和評價矩陣可計算得到總評價矩陣式（9）：

自該小區正式投入使用后，其運行系統持續保持良好狀態，用戶普遍反映居住舒適，物業公司提供的能耗數據也表明該小區能耗指標低于行業平均值20%左右，驗證了評價結果的可信度。

4 結論

（1）居住建筑節能評價體系可以采用層次分析一模糊綜合評判法，此方法是通過層次分析法以確定指標體系中各層指標的權重關系，并用模糊綜合評判法對既有建筑的節能性進行評價。

（2）用居住建筑節能評價體系對一典型工程案例進行評價，評價等級為良，綜合評價得分為78.01分，這與實際相符。說明該評價體系具有一定的可信度。