基于室內景觀的最優節能減排模型設計

湯常鳴

摘 要： 針對現有室內景觀設計方法，不能充分體現節能減排意識及有效減少能源的消耗問題。提出一種基于室內景觀最優節能減排模型設計，對室內景觀設計進行多維度現象與特征分析，引入最優節能減排DEA模型，通過對室內景觀進行區域化節能減排測算結果分析，幫助DEA模型實現。模擬室內環境設計對比實驗結果表明，運用DEA模型設計室內景觀，大幅縮短了景觀設計所需時間，抑制了建筑垃圾的產生，達到充分體現節能減排意識、減少能源消耗的目的。

關鍵詞： 室內景觀； 最優方法； 節能減排； DEA模型； 多維度分析； 模型設計

中圖分類號： TN245?34； TU985.2 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2018）04?0109?03

Abstract： In allusion to the problems that the energy saving awareness cannot be fully reflected and the energy consumption cannot be effectively reduced in the existing indoor landscape design method， an optimal energy saving and emission reduction model design based on indoor landscape is proposed. Multi?dimensional analysis is performed for the phenomenon and characteristics of indoor landscape design. The DEA model for optimal energy saving and emission reduction is introduced. The calculation results for regional energy saving and emission reduction of indoor landscape are analyzed to help with DEA model implementation. The indoor environment was simulated to design the contrast experiment. The results show that the DEA model for indoor landscape design can largely shorten the time required for landscape design and suppress the production of construction waste， achieving the purpose of fully reflecting the energy saving awareness and reducing the energy consumption.

Keywords： indoor landscape； optimal method； energy saving and emission reduction； DEA model； multi?dimensional analysis； model design

0 引 言

通常情況下，傳統的室內景觀設計是建立在文化時代背景下的一種框架型思維模式結構，雖然這種框架式結構在設計過程中，能一定程度上體現思維整體性，但隨著節能減排意識日益普及，運用這種模型設計室內景觀所消耗的能源，已經嚴重超過了限定能耗量。為了解決資源能耗方面的問題，達到節能減排的目的，對室內景觀設計，進行多維度現象與多維度特征分析，并引入最優節能減排的DEA模型，通過對模型進行描述、對景觀區域化節能減排測算結果進行分析，幫助該模型實現。實驗結果表明，運用DEA模型對室內景觀進行設計，不僅可以大幅度縮短景觀設計所需時間，進而減少建筑垃圾產量，也可充分體現節能減排意識，達到減少能源消耗的最初目的。

1 室內景觀設計的多維度現象與特征

多維度是一種能夠對空間進行全方位描述的思維模式，從物理學的角度來說，事物發生改變之時，必須改變的量稱為維度，多維度意味著多個變量[1?2]。人們通過直觀的感受，最多能感知到四維，對于室內景觀來說，也就是在傳統三維結構上，增加一個時間維對景觀進行描述。而多維度正是打破這種人們的主觀思維模式，其具體表現形式如圖1所示。

1.1 室內景觀多維度現象分析

對于室內景觀進行多維度設計的最基本目的，是展示景觀在展示功能、服務功能、娛樂功能等多方面的維度[3?4]，根據各種功能不同，對其設計不同的表現形式，這種展示方式被稱為多維度現象[5]。其具體分層形式如表1所示。

因采用多維度現象對景觀進行分析，會對每個景觀的各方面因素進行綜合考慮，因此各景觀在維度劃分時，會產生一定的重疊。

1.2 室內景觀多維度特征

從空間的角度對室內景觀進行維度分析，因各個景觀性質與功能的不同，它們所處的空間維度也會產生相應的變化。通常情況下，室內景觀具有復雜性、非線性、多樣性、拓展性、創新性等特征。如果從第四維度時間維的角度對室內景觀進行分析，可以發現，各景觀隨著時間的變化，其自身的磨損程度也會隨之增加[6]，而隨著磨損程度的增加，其自身所具有的維度特性也會發生改變。以室內綠植景觀為例，新構建的綠植景觀承擔環境維度、功能維度、審美維度三方面維度的功能，而經過一段時間的使用，綠植景觀的外觀逐漸發生了改變，其維度功能也縮減為環境維度與功能維度兩方面，該綠植景觀的維度特征發生了改變。endprint

2 最優節能減排DEA模型

根據室內景觀的多維度現象與特征，可以對景觀的維度分層有初步的了解[7?8]。為了更好的通過景觀建設體現節能減排意識，還需按照如下步驟對DEA模型進行建立。

2.1 室內景觀節能減排DEA模型

DEA模型可同時解決環境變量和誤差影響的問題，不僅能夠減少能源的投入，也能很大程度上降低污染的產出[9?10]。首先根據相似性原理，得出松弛變量與環境變量之間的關系，再在DEA回歸模型的混合誤差中，將統計噪音與管理無效率進行分離，最后排除運營環境與統計噪音的影響，并將其在DEM單元中進行調整，具體運算原理如下：

2.2 景觀區域化節能減排測算結果分析

為了充分展示景觀區域化節能減排測算結果，令ET代表室內景觀構建的技術效率，ETP代表構建純技術效率，ES代表規模效率，則通過上述DEA模型，對ET，ETP，ES指標進行比較，默認景觀分布可按方向排列，結果如表2所示。

通過對表2的分析，可以發現，東南西北4個方位景觀的構建，因數值均小于1，相對于中部景觀來說，這4個方位的景觀較為節約資源。也就意味著，在對室內景觀進行構建時，為了充分體現節能減排意識，應該著重減少中部景觀所消耗的資源。

2.3 DEA模型的實現

為了使DEA模型的表達更具說服力，在描述模型、分析測算結果的基礎上，還需建立門檻回歸模型，對建模所需的變量進行約束。

3 實驗結果與分析

3.1 實驗參數設置

為了使實驗更具說服力，首先對家用綠植景觀的相關參數進行設置，詳情見表3。

表中：CDC為各類室內綠植景觀的構建難度系數；BIR為與之對應的構建可靠度，該項數值與10?4成正比；FPB代表構建各景觀的失敗幾率，為了保證實驗的順利進行，默認每個景觀的失敗幾率都是相同的。

3.2 設計時間與建筑垃圾總量對比

在完成參數設置之后，同時運用兩種模型，對上述5種綠植景觀的構建時間與所產生建筑垃圾的總量進行記錄，并將記錄結果反映在圖2中。

圖2中，箭頭線代表不同維度劃分，虛線代表維度取分線，5個點分別代表5個不同綠植景觀。分析圖2可以發現，運用普通模型對綠植景觀進行構建，所需設計時間更長且在設計過程中會產生更多的建筑垃圾。應用DEA模型綠植景觀進行構建，所需設計時間更短且在設計過程中會產生更少的建筑垃圾。從與維度區分線距離的遠近來分析，普通模型不具備很強的說服力，而DEA模型設計時間與產生建筑垃圾總量，都距離維度取分線較近，所以該模型具有更強的說服力。

4 結 語

通過對室內景觀設計進行多維度現象與特征分析，以及對DEA模型的描述和對景觀區域化節能減排測算結果進行規劃，可以完成DEA模型的建立與實現。設計對比仿真實驗結果表明，該模型確實與普通模型相比，大幅縮短了景觀設計所需時間，抑制了建筑垃圾的產生，達到充分體現節能減排意識、減少能源消耗的目的。

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