模糊綜合評價法在既有建筑節能改造評估中的應用

金佳平

內容摘要 基于對模糊綜合評價法在既有建筑節能改造評估中應用的探討研究，文章主要從節能綜合評價指標體系的含義與原則，以及如何構建模糊數學綜合評價模型這兩方面入手，希望能夠為有關人士提供幫助。

關鍵詞 模糊綜合評價 既有建筑 節能改造 評價指標

1 引言

近年來，由于人們節能環保意識的逐漸提升，建筑領域也逐漸明確了節能的重要性，但就國內建筑節能技術而言，基本上都只能應用于新建筑，相對來講適用于既有建筑節能的技術少之又少。目前，雖然公共建筑節能改造工作，已然在政府越來越高的重視下逐步展開，但資金不足、技術不成熟等問題卻依然嚴峻，這也是既有建筑節能改造的瓶頸所在。基于此，及時以改造評價指標體系為基點，充分發揮模糊綜合評價法的作用已勢在必行，希望能夠在為既有公共建筑節能改造提供定量依據的基礎上，推動改造質量的真正提升。

2 節能綜合評價指標體系的含義與原則

2.1 節能綜合評價指標體系

建筑節能作為一類系統性工程，節能改造評價的關鍵基礎就是節能綜合評價指標體系，體系建立的科學合理與否，將會對評價結果的準確性產生直接影響。而在創建既有建筑節能綜合評價指標體系的時候，由于涉及指標較多且過程復雜性較強，因此需要對節能系統中含括的因素與相互關系合理進行分析，進而分解復雜系統，使其成為各不相同的指標，形成定量參數與定性參數共存的結果，確保各指標間能夠起到相互制約的作用。另外，在指標不同的情況下，其歸并的層次也不同，將支配關系作為根據進行分組，從而形成遞階層次結構并確保其有序性。實踐證明，創建節能綜合評價指標體系，不僅可用于衡量既有建筑在一定時期內，能源節約的效果與水平，也可在節能改造方案中用作定量或定性評價的尺度。

2.2 節能改造評價指標體系建立的原則

建筑節能改造評價指標十分復雜，很多方面也是不可量化的，因此，在創建既有建筑節能指標評價體系的時候，應遵循以下幾點原則：

第一，需遵循精確性與模糊性共存的原則。可精確度量某些指標，但還有一部分指標只能指明方向或趨勢。

第二，需遵循可操作性原則。評價指標體系應實現最簡化，將重點放在增強實用性上;指標可量化性強即為可操作性強。

第三，需遵循層次性的原則。健全完善的既有建筑綜合指標評價體系，具備不同層次評價處理的能力，同時具有極強的適應性，可適用于大類評價與全方位評價等。

嚴格遵循上述三點原則，改造評價指標體系創建的客觀性與合理性也必然會有所保證，對既有建筑節能改造綜合效果的評價非常有利[1]。

3 如何構建模糊數學綜合評價模型

3.1 確定兩級評價指標的權重

在已確定遞階層次結構的基礎上，相關人員就需及時確定評價體系中各因素的重要程度，同時還需確認其是否選擇了合適的值，這都是會對綜合評價結果起決定性作用的重要因素。相關人員可將既有建筑節能綜合評價體系的特征作為根據，應用層次分析法（AHP）達成確定權重的目的。AHP法的提出者是美國著名運籌學家薩蒂，簡單來講，相關人員需先分析結合定性與定量，從而得出層次權重決策。這種方法分層漸進的特征十分鮮明，同時憑借著自身復雜決策問題處理中有效性與實用性超強的優勢，在世界范圍內應用發展的范圍也十分廣泛。

為確定指標體系中各要素的相對重要性，需要運用兩兩比較法，同時采取模糊數學理論，將 1～9的阿拉伯數字與相應的倒數作為標度（見表1），達成構造評價矩陣的目的。

雖然 AHP 法能在幫助決策者將定性思維過程有效定量化，但受到評價對象復雜性強、領域內觀點的多樣性以及個人實踐經驗間差異的影響，九級標度也無法為各評價矩陣的完全一致性提供絕對保證。基于此，為使判斷結果與實際狀況存在極大偏差的現象得到規避，同時減弱其為計算結果帶來的影響，對評價矩陣中每個權重值展開一致性檢驗也是非常必要。

3.2 注重模糊評價矩陣的合理構建

將確定好的評語集作為依照，首先對第二級評價因素集中的Ki個因素，有效展開單因素評價，在實際評價的過程中，相關人員可通過對專家評分法的運用來評分。與此同時，由于建筑節能性能類屬標準的不確定性比較強，因此需要專家根據設定等級，對有關的幾種因素進行模糊評價，也屬于模糊映射。在評價人員不同的情況下，即使評價因素是一樣的，評價結果也會存在一定差異。

3.3 模糊綜合評價結果與處理

相關人員需結合模糊數學的方法和基本原理，科學合成權重集合以及模糊關系矩陣，進而得出模糊綜合評價指標Q，此時因為Q屬于評語集V上的模糊子集，因此，應用中常稱其為綜合評價的結果，并在此基礎上確定最終滿意解。相關人員應選擇最大隸屬度法，也就是評價結果取V中與maxqj最貼近的元素。

3.4 實證分析

以某北方地區既有公共建筑為例，此學校建于20世紀中后期，總面積大概為3500 m2，建筑為磚混結構，樓層數統共為四層，大廳與多媒體教室在第一層，第二層主要為普通教室與教師辦公室，第三層與第四層均為普通教室。因為教學樓建立至今已有40幾年，所以木質外窗無法關嚴，導致室內溫度無法維持，能源浪費的問題十分嚴峻;冬季教學樓內溫度很低，是教學效率以及學生正常學習受到嚴重影響;由于教師與學生能源節約意識不強，部分教師的照明用具長期處于使用狀態，從而造成能源浪費;部分教室照明設備老化或者未按照標準使用，導致其無法正常運行，難以為學生的日常學習創造舒適的光環境，此學校中學生近視率普遍偏高。此時學校想要向節能型的方向發展，但仍堅持校園中原有的建筑風格，不希望原本的建筑風貌遭到破壞，基于此，在節能改造教學樓的過程中，相關人員必須充分考慮到改造方案的節能效果。

第一，相關人員必須及時明確既有建筑節能改造評價指標體系構建的重要意義，同時認識到權重合理分配的關鍵性，充分結合既有建筑評價指標以及分層，通過對AHP法的應用來確定各層權重。根據綜合專家咨詢結果與兩兩比較的結果，權重一級指標評價矩陣，同時計算一致性指標并保證其準確性。

第二，按照評價的具體要求，并與既有建筑節能性能相結合，劃分出優、良、合格以及不合格這四個評價等級標準，與此同時，對各二級評價指標的科學打分也不能忽略，求出各專家評委給出的每項得分的準確平均值，進一步得出二級指標評價集，此時相關人員再組合評價集，從而創造出評價矩陣Ri[2]。

觀察分析結果可得出結論，就既有建筑節能改造水平而言，在模糊評價集的所有評語，優是得分最高的選項，在遵循最大隸屬度原則的情況下，0.367即為范圍內最大值，對應“優”的評語。簡單來講，案例中的既有建筑節能效果顯著，各項指標綜合評價也與理想中的效果相符。

4 結語

總而言之，現如今我國經濟建設與能源消耗間的矛盾還在不斷升級，建筑節能已然成為國家在經濟發展過程中節能環保的重要手段，同時，既有建筑節能能夠起到的作用與重要地位也都不容小覷，與社會經濟可持續發展間的聯系非常密切。由于既有建筑節能改造工程的系統性也極強，不僅節能改造技術需有效推廣，公共資源配置的合理性以及利用率也要得到保障，在科學評價建筑節能改造效果的基礎上，推動既有建筑的健康發展。另外，模糊綜合評價法也是對既有建筑節能改造水平，客觀、全面評價的重要方式，值得我們更加深入地去研究，使其在改造評估方面發揮出更好的效果，進而為我國健康發展作出更大的貢獻。

（作者系浙江東設建筑有限公司湖州分公司 助理工程師）

【參考文獻】

[1]吳云康.政府建筑節能管理績效評估模型研究[J].現代物業（上旬刊），2015，14（7）：151-155.

[2]李秀芳，高軒能.基于改進模糊綜合評價的廈門市公共建筑全壽命節能評估[J].數學的實踐與認識，2013，43（24）：50-57.