模糊數(shù)學(xué)方法在綠色建筑評(píng)估中的應(yīng)用

王文杰

（蘭州交通大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)研究所，甘肅 蘭州 730070）

通過構(gòu)建綠色建筑評(píng)價(jià)體系對(duì)綠色建筑進(jìn)行評(píng)估，這是一項(xiàng)比較復(fù)雜，技術(shù)含量高的工作。隨著社會(huì)的發(fā)展，綠色建筑在建筑中所占的比重越來越大，因此，通過對(duì)綠色建筑進(jìn)行合理的評(píng)估，可以做到對(duì)成本有效控制，對(duì)該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。進(jìn)行對(duì)于綠色建筑的評(píng)估需要業(yè)主以及社區(qū)組織和管理機(jī)構(gòu)的多方參與，應(yīng)當(dāng)具備一定的環(huán)境意識(shí)，并且進(jìn)行全過程的營建。此前我們對(duì)綠色建筑進(jìn)行評(píng)估，采用了生態(tài)數(shù)據(jù)庫、生命周期分析方法以及生態(tài)模型等方式進(jìn)行評(píng)判，評(píng)估的過程中，有些指標(biāo)是定量的但是還存在著一些定性化的分析指標(biāo)，通過采用模糊數(shù)學(xué)的方式，對(duì)綠色建筑進(jìn)行定性定量相結(jié)合的決策分析方法開展對(duì)綠色建筑的評(píng)估，是對(duì)該產(chǎn)業(yè)的一種創(chuàng)新。

1 綠色建筑的概念及評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)

綠色建筑是一種新型建筑類型，它是指在建筑物的設(shè)計(jì)、施工、制造及使用的全生命周期之內(nèi)采取綠色環(huán)保材料和綠色的施工方式，最大程度的減少污染的產(chǎn)生，保護(hù)環(huán)境，對(duì)社會(huì)的發(fā)展推進(jìn)具有重要的意義[1]。在綠色建筑構(gòu)造的過程當(dāng)中，充分的應(yīng)用了新技術(shù)和高科技手段，通過合理利用自然通風(fēng)，進(jìn)行新能源的利用，使用節(jié)能綠色耗材，包括合理選擇建筑物的建造位置，充分利用自然環(huán)境優(yōu)勢，構(gòu)建出與自然環(huán)境和諧共生的建筑物。綠色建筑具有諸多的優(yōu)勢，但是在社會(huì)上依然沒有得到普遍的推廣和使用，因此，如何通過對(duì)綠色建筑展開正確的評(píng)估，通過各項(xiàng)數(shù)據(jù)的分析應(yīng)用，可以充分體現(xiàn)綠色建筑的優(yōu)勢所在，對(duì)綠色建筑的評(píng)估包含很多方面的指標(biāo)，包括建筑物的廢物排放量控制，建筑物的居住使用舒適度的評(píng)估，以及建筑功能的靈活運(yùn)用等都是評(píng)估的重要指標(biāo)之一，對(duì)綠色建筑進(jìn)行評(píng)估，包含了很多方面的因素，例如節(jié)能節(jié)水，自然資源的利用，運(yùn)營管理的科學(xué)化等，具體評(píng)價(jià)因素見圖1。

圖1 評(píng)價(jià)因素層次圖

2 綠色建筑經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的評(píng)價(jià)方法

2.1 增量效益評(píng)價(jià)法

該方法中增量凈現(xiàn)值△NPV、增量年凈值△NAV增量效益指標(biāo)、△IRR收益率增量內(nèi)部等一般評(píng)價(jià)，△IRR＞i當(dāng)△NAV＞0，或△NPV＞0時(shí)，項(xiàng)目具有可行性。實(shí)際驗(yàn)證由相對(duì)性綠色建筑經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)效果，采用該方法增量效益法反映的具有需要后期驗(yàn)證[2]。

2.2 總量效益評(píng)價(jià)法

總量效益評(píng)價(jià)法效果一般且過程復(fù)雜，特有功能的全面價(jià)值總量效益評(píng)價(jià)法通常體現(xiàn)得到的評(píng)價(jià)結(jié)果。并非綠色建筑在采用其相對(duì)值，是傳統(tǒng)建筑對(duì)比采用總量的。效益評(píng)價(jià)法往往無法清晰明了地看出綠色建筑前后對(duì)比效果。只有在前期采用新工藝、新功能投資決策方案附加成本和增量效益中形成的成本附加值和效益增加額，才能作為綠色建筑經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的主要影響因素，綠色建筑的項(xiàng)目評(píng)價(jià)使用該方法并不適用。

3 分析經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)結(jié)果并作出決策

表1所示，對(duì)總量指標(biāo)以及增量指標(biāo)進(jìn)行了列表說明，所有相對(duì)可能對(duì)項(xiàng)目評(píng)價(jià)產(chǎn)生影響的因素以及其根據(jù)數(shù)據(jù)做出的判斷結(jié)果依據(jù)如下。

表1 增量指標(biāo)與總量指標(biāo)決策

通過分析發(fā)現(xiàn)，表2中各種情況顯示出，一般地在對(duì)綠色建筑項(xiàng)目進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)時(shí)，只依靠增量效果評(píng)價(jià)，可以忽略企業(yè)可能倒閉或解體極端因素外，按照此做出的決策，多數(shù)情況下就能夠滿足投資決策提出的要求[3]。

4 建立模糊綜合評(píng)價(jià)分析模型開展綠色建筑評(píng)估

作為模糊數(shù)學(xué)的一種具體應(yīng)用方法的體現(xiàn)，模糊綜合評(píng)價(jià)被使用于對(duì)綠色建筑進(jìn)行評(píng)估，慮與評(píng)價(jià)事物相關(guān)的各個(gè)因素，最大隸屬度原理和模糊變換原則進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，綜合評(píng)價(jià)對(duì)影響綠色建筑各項(xiàng)因素，通過使用模糊數(shù)學(xué)原理充分應(yīng)用，可以對(duì)評(píng)定方法中存在的一些缺陷，以及評(píng)定手段的問題進(jìn)行有效控制。中介過渡的信息在模糊事物在數(shù)據(jù)處理方面，評(píng)定原理利用模糊數(shù)學(xué)在人自身的模糊特性方面，人自身進(jìn)行綠色建筑模糊特性評(píng)估實(shí)現(xiàn)相吻合;人員勞動(dòng)強(qiáng)度能減少從而工作效率得以提高。最后在一個(gè)適當(dāng)?shù)某浞掷瞄u值上進(jìn)行分割，進(jìn)入數(shù)學(xué)模型通過不加截割模糊數(shù)學(xué)應(yīng)用；人為主觀因素進(jìn)一步弱化，評(píng)定的結(jié)果通過運(yùn)用客觀評(píng)價(jià)方法，獲得更為科學(xué)客觀的可靠的結(jié)果。

通過模糊數(shù)學(xué)概念建模后分析，我們發(fā)現(xiàn)綠色建筑在建造和設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)當(dāng)中，成本相對(duì)而言比較高，但是進(jìn)行綜合評(píng)估后發(fā)現(xiàn)，他依然在一定程度上能夠帶來極大的經(jīng)濟(jì)效益，這種效益首先體現(xiàn)在直接效應(yīng)的產(chǎn)生上，比方提高了資源的使用率，直接減少了電能和水資源的利用，減少了建筑材料的使用等各方面。而間接效益則體現(xiàn)在社會(huì)效益的提升上，并不體現(xiàn)我投資單位的直接經(jīng)濟(jì)收益，例如公共環(huán)境得到了進(jìn)一步的美化，對(duì)社會(huì)的發(fā)展起到了積極推動(dòng)作用[3]。

5 使用模糊數(shù)學(xué)法進(jìn)行綠色建筑評(píng)估工程實(shí)例

通過使用數(shù)學(xué)模糊綜合評(píng)價(jià)模型，現(xiàn)對(duì)一幢公共綠色建筑物進(jìn)行綜合評(píng)估。綠色建筑采用專家評(píng)分法可以分為3個(gè)等級(jí)，我們通過計(jì)算得知：

表2 工程評(píng)價(jià)結(jié)果

評(píng)判矩陣如下：

而在此條件下所得到的評(píng)判因素權(quán)重進(jìn)行計(jì)算后可以得到如下結(jié)果：

由式(1)就可以得到最后評(píng)判矩陣如下:

最后通過計(jì)算結(jié)果得到最后綜合評(píng)判等級(jí)為:

依據(jù)由最大隸屬度準(zhǔn)則，評(píng)判該建筑的綠色等級(jí)方案的綜合評(píng)價(jià)為二級(jí)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。

6 結(jié)語

通過使用模糊數(shù)學(xué)的概念進(jìn)行建模，對(duì)綠色建筑進(jìn)行綜合評(píng)估，對(duì)正確評(píng)價(jià)綠色建筑的價(jià)值具有重要意義，通過采用科學(xué)的方法對(duì)綠色建筑的價(jià)值進(jìn)行評(píng)估，這一理論的使用對(duì)建筑企業(yè)的投資決策起著重要的指導(dǎo)作用。