居住建筑的节能评价研究*
苏红兵1 张天明2
（1、云南农业大学水利水电与建筑学院 云南昆明 650201;
2、云南省水利水电勘测设计研究院，云南昆明 650021）
摘要：介绍了居住建筑能耗现状及建筑节能效果评价的重要性。采用改进的层次分析法，建立了评价指标体系，使之自然满足一致性要求，直接求出权重值，并将之与模糊多级综合评判相结合，得出建筑的节能评价结果。算例证明该方法工作量小，操作方便，有助于促进节能建筑工作的开展，对今后居住建筑的节能综合评价具有借鉴作用。
关键词：居住建筑；节能评价；改进的层次分析法；模糊多级综合评判
党的十七大报告把节能减排作为我国今后长期的重要任务，建筑作为与工业、交通并列的三大用能主体，其节能问题得到了我国各级政府和社会越来越高度的重视。目前我国城镇建设已进入高速发展时期，建筑能源消耗也呈现逐年增长的趋势。预计到2020年底，新增城镇民用建筑面积将为100～150亿m2，全国房屋建筑面积达到670亿m2。到目前为止，所建造房屋建筑95%以上是高能耗建筑，加之每年新增加的7～9亿m2不节能的住宅和商业建筑，每年将多消耗若干亿吨能源，给我国能源消费带来更大压力。建筑消耗的能源占全国商品能源的27%以上。根据近30年来能源界的研究和实践，普遍认为建筑节能是各种节能途径中潜力最大、最为直接有效的方式，是缓解能源紧张、解决社会经济发展与能源供应不足这对矛盾的最有效措施之一。而住宅业占整个建筑业60%以上，因此，加快居住建筑的节能工作是整个建筑节能的重点[1][2]。国家已颁布建筑节能标准，对不符合节能标准的项目，不得批准建设。但新建的大部分建筑，仍达不到国家规定的节能标准，这主要是因为没有完善的建筑节能考核评估体系，来综合评价建筑节能效果，不能促使房地产开发商积极采用节能措施、节能技术。因此有必要制定科学的、客观的建筑节能效果评价体系，对建筑节能情况进行客观、科学的评价，促进节能建筑的发展。由于对建筑节能的影响因素是多方面的，因此居住建筑节能评价必须对多个相关因素综合考虑，即进行综合评价。
目前对建筑的综合节能评价，大多是采用层次分析法建立定量评价模型，需要对判断矩阵进行一致性检验，工作量大。本文研究采用改进的层次分析法建立居住建筑节能评价指标体系，以减少工作量，促进节能建筑工作的开展。
1居住建筑节能评价原理
采用改进层次分析法建立居住建筑节能评价指标体系，然后用模糊多级综合评判与专家打分的方法确定居住建筑的节能效果。这种方法的基本思路是层次分析法能有效处理那些难以完全用定量方法来解决的复杂问题，它将复杂的问题分解成若干层，使原系统变简单。模糊多级综合评判与专家打分的方法是使不同计量单位的指标具有运算性，并使定量的指标量化，最后根据计算出的综合指标数值进行节能效果评价。
1.1 改进的层次分析法[3]
在利用层次分析法时，一致性检验是不可缺少的。在实际应用中，一般都凭着大致的估计来调整判断矩阵，但毕竟带有盲目性，并且不能排除需要经过多次调整才能通过一致性检验的可能性。为解决上述问题，利用最优传递矩阵的概念，对层次分析法进行改进，使之自然满足一致性要求，直接求出权重值，不需要进行一致性检验。改进的层次分析法的流程图如图1所示
1.2 模糊多级综合评价模型
模糊综合评价采用多级综合评价模型，见图2。将因素集U按属性划分成S个子集，记作U1，U2，…，US，将每一个Ui作为一个因素，用Bi作为它的单因素评价集，又可构成评价矩阵R=[B1 B2 … BS]T。于是有第二级综合评价
2居住建筑节能评价
以云南农业大学住宅小区22栋6层框架结构住宅为例，进行居住建筑节能评价。
2.1 居住建筑节能评价指标体系
评价指标的选取主要考虑以下几方面属性[4]：（1）小区规划：应考虑建筑选址、建筑方位朝向。（2）围护结构：要求建筑体型与结构设计形式合理，热工性能良好，围护结构的各项改革措施先进，保温隔热以及新型材料的应用。（3）住宅通风采光：从合理利用自然光的角度出发，考虑到窗的面积、形式以达到有效节约室内照明消耗的目的，同时考虑利用风压通风和利用热压通风以达到带走室内热量和水分，降低住宅内部温度的目的。（4）采暖空调方式：主要考虑不同能源需求和能源结构条件下采暖空调系统冷热源及系统形式的选择，新型能源在采暖空调中的合理利用。（5）新能源利用：考虑太阳能、地热能的充分利用以达到降低建筑能耗和减少环境污染的目的。
用改进的层次分析法建立居住建筑节能评价的三级评价指标体系（见表1）并确定因素权重集。
通过构造判断矩阵A—B、B—C，根据图1用改进的层次分析法计算出各层中因素的权重得：
A=B（A）=[0.16 ,0.49, 0.1, 0.1, 0.15]; A1=C(B1)=[0.34, 0.33, 0.33];
A2=C(B2)=[0.32, 0.26, 0.42]; A3=C(B3)=[0.5, 0.5];
A4=C(B4)=[0.33, 0.67]; A5=(B5)=[0.75,0.25]
2．2 居住建筑节能模糊综合评价[5]
请专家对住宅节能效果进行评判，评定结果见表2。
由表2得对一级指标(因素)的评判矩阵为:
进行一级模糊评判,由模糊合成运算 得:
一级模糊评判结论见表3。
表3 一级居住建筑节能评价结果
评分等级
项目 好 较好 一般 较差
小区规划 0.33 0.34 0.33 0
围护结构 0 0.26 0.32 0.42
住宅通风、采光 0.5 0 0.5 0
采暖空调方式 0.33 0.6 0.4 0
新能源利用 0 0.7 0.3 0.25
由表3得R为:
二级模糊综合评价为:
B=A·R=[0.16 0.49 0.1 0.1 0.15]
=[0.16 0.26 0.32 0.42]
根据最大隶属度原则,该栋居住建筑建筑节能评价结果为较差。其中由表3可得出，小区的规划即建筑选址、建筑朝向、建筑间距节能评价为较好；建筑的围护结构节能评价是较差；住宅的通风、采光评价为好；采暖空调方式评价为一般；新能源的利用评价为较好。由于建筑的围护结构节能评价是较差，因此对围护结构节能的改善是该栋居住建筑节能需要提高的地方。
3 结论
建筑节能是一项复杂的系统工程，需要考虑建筑设计、能源、以及建筑对资源、环境、气候等多方面的影响，因此建筑的节能评价应综合考虑各影响因素。本文在对新建居住建筑节能的评价中，采用了改进的层次分析法，建立了评价指标，使之自然满足一致性要求，直接求出权重值，不需要进行一致性检验，减少工作量，而且可以同过编制计算机程序，使操作更为方便。此外，在专家评判中，掺杂了人为因素，在今后的研究中应降低人为因素的影响，确保评价结果的客观性。
参考文献
[1] 武涌，刘长滨，刘应宗等.中国建筑节能管理制度创新研究[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.
[2] 杨志明,胡昊.基于能源成本分析的居住建筑节能推广研究[J].西安建筑科技大学学报,2007,39(3):414-418.
[3] 吴祈宗.系统工程[M].北京:北京理工大学出版社,2006.
[4]来延肖,尹文浩,王卫卫等.经济适用住房的节能评价[J].建筑科学,2007,(23(4):45-48.
[5] 李胜波,王建国,谢会川. 运用模糊数学结合层次分析法评价房屋完损等级[J].四川建筑科学研究,2004,30(1):66-68.
Study On Energy – saving Evaluation for Resident Building
SU Hong-bing1 ZHANG Tian-ming2
（1.School of Water Resource and Hydropower and Architecture, Yunnan Agricultural University ,Kunming 650201; 2.Institute of Hydroelectric Investigation and Design of Yunnan Province, Kunming 650021）
ABSTRACT
The energy-consuming of resident building and important of energy-saving evaluation are introduced. The evaluation index system of is established by improved AHP combined with fuzzy double grade comprehensive judgment and weighty value is also obtained, which don`t need according examination. According examples, this method don`t cost too much work and operation is simple .It indicated that the result would be helpful for energy-saving evaluation for new resident building.
Keywords : resident building ;energy-saving evaluation；improved AHP； fuzzy double grade comprehensive judgment
基金目项：云南省教育厅科学研究基金项目（07Y10101）
第一作者：苏红兵（1966—），女，硕士，讲师，主要从事系统工程与节能建筑的研究。
e-mail：zhang9703_m@sina.com
通讯地址：云南农业大学水利水电与建筑学院 邮编：650201
