基于Apriori 算法的绿色建筑能耗影响因素分析

0 引言

改革开放以后，工业化和现代化进程极大地推动了我国建筑业的进步。绿色建筑、节能减排、可持续发展等概念相继进入人们的视野。绿色建筑作为未来建筑发展趋势之一，与我国的节能减排、可持续发展战略相契合。目前，我国建筑能耗占全国能源消费总量的四分之一以上

，其中85%以上的建筑为高能耗建筑，且呈现快速增长的趋势。因此，发展绿色建筑被认为是改善环境最有效的方式之一

。

国内外学者针对绿色建筑的节能设计和能耗评价展开了深入的研究。El-Sharif和Horowitz

指出，政府可以通过制定完善的激励措施、加强宣传和推广促进绿色建筑的发展。Mari-Louise Persson等

对哥德堡地区建筑能耗的影响因素进行了分析，得出朝向和窗墙比对建筑能耗的影响较大。杨立稳

使用DeST模型对屋顶绿化后的建筑能耗进行了模拟，认为屋顶室内温度和能耗很大程度上受到屋顶绿化的影响，为了提升建筑物节能效应，需要加强屋顶绿化建设。Apriori算法作为传统的数据挖掘手段，被学者广泛用于各个领域。余锐等

运用Apriori 算法分析电力通信设备缺陷关联性。李唐振昊等

运用Apriori 算法分析装配式建筑质量因素的相关关系。利用Apriori 算法不仅可以分析影响事物的因素，还可以深入探究各影响因素间是否存在关联

。因此，本文借助Apriori 算法筛选影响绿色建筑能耗的关键指标，以南京朗诗绿地住宅的样本数据为基础，利用回归模型分析绿色建筑能耗各因素对建筑能耗的影响情况，提出降低绿色建筑能耗的措施，推进绿色建筑节能设计，为人们提供高效、健康、舒适的活动和生活环境，实现建筑与自然环境的和谐共生。

1 绿色建筑能耗影响因素收集

本文以CNKI 收录文献为例，期刊来源为SCI、EI、CSSCI、CSCD、会议论文和硕博论文，以“绿色建筑&能耗”为关键词进行搜索，剔除报纸等不相关的文献得到“发文量-年份”可视化分析图（见图1）。从图中可以看出，国内对绿色建筑研究的起步比较晚，关于“绿色建筑&能耗”关键词的发文量较少。

因此，对获取的文献进行人工甄选，剔除2篇无效文章外，共计有效文章60篇（编号P1-P60），从中选择绿色建筑能耗影响因素作为研究样本（见表1）。

本文对样本因素指标进行分类，归为建筑规划、围护结构、用能设备三个一级指标，并结合表1的能耗影响因素，将二级指标进行分类并标号如表2所示。

2 数据处理

2.1 Apriori关联算法

Apriori 关联算法于1993 年由Agrawal、Swami 提出

，起初是为了研究购物篮案例，解决不同商品在数据库中存在的关联规律，后被许多学者不断地研究完善，将该方法广泛用于各个领域。其原理是通过设置最小支持度和最小置信度进行条件筛选，发现频繁项集，从而找到关联规则

，具体公式如下。

支持度：

式（1）中表示该项集在事务型数据中出现的频率，M 指事务型数据的总记录数，Count（X∪Y）指项集X 和项集Y 同时在事务型数据中出现的次数。

式（2）中表示该项集的预测准确度，

⇒

）指同时包含项集X 和项集Y 与总事务之比，Support(X)为项集X与总事务之比。

，

——参数向量；

式中,ppd为探测器读出光功率;B为测试带宽;λ为光谐振频率;θ为探测器光电转换效率;c为光速;h为普朗克常量;D为谐振腔直径;Q为谐振腔品质因数。由式(1)可知:

当堆料装置进料装置开始装载物料时，尾部放置到地面指定的散装车卸料点，进料装置开始进料，物料开始进入皮带机系统。

频繁项集：

式（3）中指事务项的项集X 的支持度大于设定的最小支持度，称为B（X）频繁项集。若频繁项集只包含一个项目则称为频繁1-项集，记为L1；若包含K 个项目则称为频繁K- 项集,记为L

。如此不断迭代，直到无法发现新的频繁项集。具体实现流程如图2所示。

2.2 Apriori算法分析过程

通过逐一校对P1-P60样本文章因素与表2中绿色建筑能耗因素二级指标，得到有效样本数据如表3所示。

结合Apriori算法筛选出关键因素，将外墙传热系数、屋顶传热系数、体形系数、外窗遮阳系数、窗墙比、人员密度、节能政策、绿化率八个能耗因素，定义为X1 至X8。除了节能政策使用虚拟变量外，其它的变量都可以直接获取或者通过计算获取数据。选择能耗作为被解释变量，利用字母Y表示，在构建模型的过程中，μ为随机扰动项。将以上解释变量取对数变换，得到X1、X2、X3、X4、X5、X6、lnX7、X8，于是本文构建了如下模型：

利用算法扫描，得到每一项出现的支持度如表4 所示，通过设置最小支持度min support = 30%，进行第一次算法迭代，确定集合L

如表5所示。

经过第八次迭代后，筛选出最高关联度结果集合L

如表6所示。

为了解决欧洲委员会认定的竞争担忧，尼得科提交了承诺。在与市场参与者一起检查过尼得科提交的承诺后，欧洲委员会认为这些材料不足以消除其担忧。

在收集的60个文章样本数据中，出现频数最高的关联规则分别是窗墙比、体形系数、绿化率、节能政策、人员密度、外墙传热系数、屋顶传热系数、外窗遮阳系数。可以看出，在设计过程的早期阶段对于建筑能耗的影响较大。为了进一步确定各因素对能耗的影响，建立模型方程进行定量分析。

3 案例分析

3.1 模型建立

2.1.2 进样方法的选择 毛细管电泳的进样方法常有压力进样和电动进样两种方式。相对于样品无差别进样的压力进样方式，电动进样对样品中目标检测品有一定的选择性。当采用压力进样，自然水体中存在的泥沙胶体、腐殖质等小粒径悬浮物也进入进样端，使得检测时基线不稳、毛刺增多，干扰严重。本方法采用了正极端进样，在电动进样方式下，自然水体中的悬浮颗粒受电场影响，进入进样端的量大大降低，可使基线噪声降低、色谱峰峰形变好，能达到在线样品净化效果，降低干扰，提高检测灵敏度和准确度。因此,本方法选择了电动进样方式。

3.2 样本信息

以南京朗诗绿色街区住宅样本数据为基础，选取外墙传热系数、屋顶传热系数、体形系数、外窗遮阳系数、窗墙比、人员密度、节能政策、绿化率八个能耗因素的观测值作为样本数据，如图3所示。

综上所述，对于球状MoS2在制备耐磨复合材料的时候，其分散性能对复合材料摩擦性能的影响较大，因此需要对其粒径或表面进行进一步优化，以期使得球状MoS2的优异润滑性能得到最大程度的发挥。

3.3 回归分析

其中，参数向量

形式为：

从图5 的数据可知，从所选的20 个观测值中，外墙传热系数（X1）和屋顶传热系数（X2）的平均值分别为1.712、0.273，建筑物体形系数（X3）的平均值为0.526，外窗的遮阳系数(SC值)（X4）和窗墙比（X5）的平均值分别为0.512、0.493，人员密度（X6）的平均值为0.445，虚拟变量（X7）的平均值为0.642，室外绿化率（X8）的平均值为0.308。

式中：X

——模型矩阵；

置信度：

e

——随机误差。

使用最小二乘法对模型进行因变量与自变量之间的共线检验，多元线性回归模型矩阵Y 形式如下：

6.4.3 细菌性软腐病：发病初期喷洒14%络氨铜水剂300倍液或50%琥胶肥酸铜可湿性粉剂500倍液或72%农用硫酸链霉素可湿性粉剂4000倍液。

2.2.8 TURBT肿瘤切除要点 根据肿瘤大小，可以采用整体切除(肿瘤<1 cm)或分步骤切除两种方法来进行切除，切除范围包括肿瘤及其周边1～2 cm正常组织，深度达深肌层。术中尽可能避免使用电灼以减少对组织标本的破坏[11]。分层切除肿瘤时，需分开送检。电切时液体灌注要缓慢，避免膀胱内压力变化过快或膀胱壁过薄引发穿孔。灌注量可控制在150～200 mL，以膀胱黏膜皱襞刚刚展开为宜。

当模型存在完全共线，那么矩阵

X X

不可逆，出现 ||

X X

=0，即无法求出所有参数，因此可以采用最小二乘法进行检验。根据图5 的相关数据，以式（4）为模型，利用SPSS 25.0 进行回归分析，结果如表7所示。

由计算结果可知，回归系数R

为0.997，则模型拟合程度高。各自变量的VIF 值均小于10，不存在共线。由F值分布表可查，F为0.625＜F=0.833,说明回归方程显著。因此模型的回归模型为：

分析结果显示，外墙传热系数（X1）、屋顶传热系数（X2）、建筑物体形系数（X3）、窗墙比（X5）、人员密度（X6）为正数，说明自变量的增加，促进建筑耗能的增加；外窗的遮阳系数（X4）、节能政策虚拟变量（X7）、室外绿化率（X8）为负数，说明随着自变量的增加，降低建筑能耗的增加。

4 结论

本文利用Apriori关联规则，通过设置最小支持度识别出关联性最高的八项绿色建筑能耗因素，构建回归方程模型对八项能耗因素进行分析。实证分析结果显示，外墙传热系数（X1）、屋顶传热系数（X2）、建筑物体形系数（X3）、窗墙比（X5）、人员密度（X6）对建筑耗能是正向影响关系，外窗的遮阳系数(SC值)（X4）、节能政策虚拟变量（X7）、室外绿化率（X8）是负向的影响关系。基于本文的研究结果，提出以下建议：

1）在绿色建筑围护结构的设计方面，可以通过选择保温材料和进行建筑节能构造设计来进行

。首先，应合理选择保温材料，尽量选择传热系数较小的保温材料，从而帮助建筑物做好隔热处理。其次，在建筑节能构造设计上，应合理设置遮阳板，保证门窗的隔热性能，减少建筑热能的损失

。

2）在建筑规划方面，由于设计阶段是不可逆的行为，可以通过BIM技术绘制3D模型，合理设计建筑物体形系数

，从而降低建筑耗能，保证节能效果，提高建筑可持续设计。

（一）挖掘学生对于音乐的情感。音乐是自然与生命的交流，它是世界上最为和谐也最能抵达人内心的交流方式。小学音乐教育的本质目的就是发掘出学生内心深处对音乐的热枕，而奥尔夫音乐教学法的宗旨就是让儿童在宽松的氛围下尽可能地激发出内心对音乐的热爱。

3）在建筑节能政策方面，各地政府应加强节能政策的出台

,理应在遵循市场需求的条件下,采取适当的经济激励措施,从而对当地的建筑物节能设计起到一定的引导作用。

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