模糊综合评价法在既有公共建筑节能改造中的应用研究＊

王卫卫

(潍坊学院,山东 潍坊 261061)

0 引言

随着经济建设和能源短缺矛盾的不断加剧,国家将节约资源列为一项基本国策。建筑节能工作在我国的经济发展中占有重要地位和作用,关乎社会经济的可持续发展。目前我国的建筑行业每年平均以20亿平方米左右的速度发展,建筑能耗已占全社会终端能耗的27.5%,与此同时,我国目前既有的400多亿平方米建筑中,真正达到节能标准的却不到10%。在既有建筑中,数量不多的公共建筑由于电耗指标高,其能耗在民用建筑总能耗中占有很大比重。以北京市为例,现有500多幢大型公共建筑,虽然数量上仅占全市总建筑面积的5.4%,但用电量已和全市所有住宅的用电量相当[1]。对全国而言,分布在北京、上海、广州等主要大城市的大型公共建筑总量约为5亿平方米,消耗民用建筑总用电量的30%以上[2]。随着经济的发展和城市化进程的加快,大型公共建筑数量也会迅速增加,其能耗在建筑总能耗中所占的比重也会越来越高。

实践经验表明,公共建筑普遍存在30%以上的节能潜力。由于能耗指标高,改造1平方米的大型公共建筑相当于改造15平方米的住宅,而对某个大楼节能改造的可操作性比改造数千户家庭的居民小区要容易的多。公共建筑的节能改造工作已开始得到相关政府部门的重视,节能改造工作正在逐步展开。虽然目前在既有公共建筑节能改造中存在资金不足,技术不成熟等很多问题,但是没有有效的节能评估方法和针对既有公共建筑能耗的指标才是制约问题的瓶颈所在。因此本文旨在建立既有公共建筑节能改造评价指标体系,并应用模糊数学方法展开评价,为既有公共建筑节能改造提供定量依据,推动既有公共建筑节能改造工作的全面展开。

1 既有公共建筑节能改造评价指标体系的建立

1.1 节能改造评价指标体系建立的原则

建立既有公共建筑节能改造评价指标体系的目的就是对既有公共建筑节能改造进行客观科学的评价,以期对决策者评价工作进展状况起到帮助,并可适时衡量整个系统的发展程度。由于建筑节能改造评价指标的复杂性和许多方面的不可量化性,本文遵循以下原则建立建筑节能指标评价体系:

(1)精确性和模糊性相统一的原则:有的指标可以精确度量,有的指标只能指明趋势或方向。

(2)可操作性原则:评价指标体系应力求简便、实用。指标可量化,即有可操作性。

(3)层次性原则:一个好的指标评价体系应能够处理不同层次的评价,具有不同的适应性,能够处理相关的大类评价、全方位评价。

根据以上原则,可建立客观有效的既有公共建筑节能改造评价指标体系,评价既有公共建筑节能改造的综合效果。

1.2 既有公共建筑节能改造指标体系的建立

在对既有公共建筑节能改造的主要影响因素进行分析研究的基础上,提炼出有价值和代表性的评价因素。一级指标是建筑节能改造效果的总特征;二级指标是属于一级指标下专业或大技术门类而划分的指标,带有较强的技术性,且分工明确;三级指标是一些属于各相关技术指标,多数由相关专家根据调查或技术工作经验设计。实践中要求三级指标划分的比较细,以提高评价的合理性,有利于对相关属性进行定量的分析。具体划分的建筑节能指标体系见表1。

表1 既有公共建筑节能改造评价指标体系

2 既有公共建筑节能改造模糊综合评价方法

既有公共建筑节能改造的评价因素众多,评价指标层次多,而且评价标准或自然状态模糊,既有公共建筑节能改造综合评价必须综合考虑多个相关因素。因此,既有公共建筑节能改造的综合评价是一个多属性多准则的评价问题,应用传统的数学方法难以完成评价工作,而运用模糊数学的理论与方法进行评价,却能收到良好的效果。

2.1 模糊综合评价模型的建立

根据前面已经建立的既有公共建筑节能改造评价指标体系,建立既有公共建筑节能改造模糊综合评价指标体系如表2。

表2 既有公共建筑节能改造综合评价指标体系

2.2 评价步骤

(2)利用专家打分法或层次分析法,确定各评价因素权重集为:

(3)设评价尺度集V={v1,v2,v3,v4,v5}=(优,较优,一般,较劣,劣),对应分值为(0.9,0.7,0.5,0.3, 0.1)。根据评估专家小组每一个成员的打分,经归一化处理得各单项评价因素的评判决策矩阵如下:

(4)求出评价因素U1、U2、U3、U4、U5、U6对应的综合评价结果:

(5)由(4)得出二级指标评价因素集U对应的评判矩阵:

(7)既有公共建筑节能改造综合节能:

2.3 几点说明

(1)权重的确定采用专家打分法或层次分析法,基于目前建筑节能改造的重点和直接耗能实际,以及建筑技术对节能改造给予支持的程度,根据各因子对综合节能改造的影响程度确定。

(2)既有公共建筑节能改造综合评价是一项复杂的系统工程,需要考虑的因素很多,而且各因素之间存在着不同的层次,在这种情况下,先对每一类进行综合评判,之后对各类评判结果进行类之间的多层次综合评判。

3 结束语

既有公共建筑节能改造是一项复杂的系统工程,由构成建筑的各种构件、材料、设备及其理化性质所决定的,并且受到采暖通风、电力电讯、给排水等各项工程的影响,特别是新技术、可再生资源和新型材料的应用。本文运用模糊综合评判法对既有公共建筑节能改造指标体系进行综合评价,不失为一种科学有效的方法,但是在建立评价指标体系方面还存在有不足和缺陷,即如何考虑全寿命周期节能方面需要进一步深入研究。

[1]薛志峰,江亿.北京市大型公共建筑用能现状与节能潜力分析[J].暖通空调,2004,34(9):8-10,24.

[2]江亿.我国建筑耗能状况及有效的节能途径[J].暖通空调,2005,35(5):30-40.

[3]刘春江.绿色建筑评价技术与方法研究[D].西安:西安建筑科技大学,2005.

[4]郭瑞.对公共建筑能耗评价指标体系研究[D].长沙:湖南大学,2007.

[5]薛志峰.公共建筑节能[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.