基于中心点三角白化权函数的建筑节能综合评价

摘要:建筑节能工作的关键环节是对其节能效果进行评价,而构建一个合理的指标体系是进行建筑节 能评价的基础。 从技术、经济、功能 3 个方面,构建了建筑节能综合评价的递阶层次结构;并将灰色白 化权函数聚类方法引入到建筑节能评价中,建立了评价模型,并通过实例分析,论证了该方法的合理 性与科学性。

引言

人类生存和社会发展离不开能源,同时能源也 是经济可持续发展得以实现的物质条件[1] 。 随着 生产力的快速发展,能源的消耗量也越来越高,我 国能源需求量每年的增长比率超过 5% [2] ,能源短 缺的问题日趋严重,而需求量却越来越大。 因此, 如何使能源得到持续供应是解决这一难题的关键。

有关数据显示,目前我国建筑业能耗量约占商 品总能耗的 20% ~ 30% [3] 。 可见,在众多节能途 径中,建筑节能无疑是效果最明显的方式,其节能 潜力比其他途径大得多。 通过建筑节能还可以有 效缓解能源紧张的现状,协调社会经济发展与能源 供应不足两者之间的冲突[4] 。

建筑节能评价作为实施建筑节能的关键环节 是评估建筑节能能否发挥其巨大经济和社会效益 的重要保障。 国内外许多学者对建筑节能评价方 法都进行了研究,有专家打分法 、模糊综合评价 法、基于人工智能神经网络的方法和基于混沌神经 网络的方法等。 考虑到建筑节能评价体系“部分 信息已知,部分信息未知” 的特点,本文在灰色聚 类理论的基础上,用三角白化权函数聚类法对建筑 节能进行综合评价,以评定建筑节能效果的等级。

1 建筑节能评价的指标体系

节能评价指标的选取直接影响节能评价的结 果,因此,在对建筑节能效果进行评价时,首先应该 选取一些综合的、有代表性的指标;经过分析、筛选 组成一个合理的评价指标体系,实施评价做好准备 工作。 鉴于影响建筑节能效果的因素具有复杂性 和许多方面不易量化的特点,本文在科学性、可行 性、稳定性、全面性与重点性相统一、差异性与变动 性相统一及精确性与模糊性相统一等原则下,为建 筑节能效果的综合评价,建立了递阶层次指标体系 (见图 1)。

该评价指标体系分为技术、经济、功能三大方面,由二级指标构成,一级指标为 3 个类型指标;二 级指标为 18 个表述指标,文献[5] 对该指标体系 中的部分指标含义进行了解释。 按照图 1 所建立 的的评价指标体系的递阶层次结构,用层次分析法 确定该体系各层次的指标权重,如表1 ~表3 所示。

2 建筑节能评价的中心点三角白化权函数聚类方 法

为了将评估对象归并成若干个可以区分的等 级,借助灰色关联矩阵或灰数的白化权函数对其进 行分析、计算并归类的方法称为灰色聚类。 灰色关 联聚类是通过灰色关联矩阵对评估对象中的同类 因素归并而达到聚类的目的,该方法相对简单容 易,而基于白化权函数的灰色聚类是为了检验待评 估对象属于事先设定的哪一个等级,以便对不同等 级采取针对性的措施。

2． 1 中心点三角白化权函数

白化权函数是对灰数(灰类)内各元素取值的 可能性大小的函数形式表达,函数图像中的每个点 描述的是灰数取其取值范围内某个特定数值的概 率的大小。 典型的白化权函数是指由起点、终点确 定的左升、右降的连续函数,如图 2 所示。

投稿会员：芳华