基于AHM的既有居住建筑围护结构节能改造效益综合评价研究.pdf

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2ol1年第l6期s。i。。。卸dTe孟。mentR。h2o11N。．16doi：10．3969／j．issn．1000—7695．2011．16．019基于AHM的既有居住建筑围护结构节能改造效益综合评价研究魏晓东(西安建筑科技大学管理学院，陕西西安710055)摘要：随着建筑节能改造工作的快速推进，既有建筑节能改造效益综合评价逐渐成为建筑节能管理的重要环节。建立了既有居住建筑围护结构节能改造效益综合评价体系，利用属性层次模型对节能改造综合效益进行了评价分析，并用实例说明了该方法在建筑节能改造效益综合评价中的价值。关键词：围护结构；节能改造；效益评价；属性层次模型中图分类号：F224．5：TU111．4文献标识码：A文章编号：1000-7695(2011)16—0073—04ResearchonBenefitComprehensiveEvaluationofEnergy—-savingTransformationtoExistingResidentialBuildingEnvelopeBasedonAHMWEIXiaodong(ManagementCollege，Xi’anUniversityofArchitectureandTechnology，Xi’an710055，China)Abstract：Withtherapiddevelopmentofenergy—savingtransformationofbuildings，benefitcomprehensiveevaluationofenergy—savingtransformationtoexistingbuildingsisbecominganimportantpartofbuildingenergymanagement．Thisthe—sisestablishesabenefitcomprehensiveevaluationsystemofenergy—savingtransformationtoexistingresidentialbuildingenvelope．Thepaperanalysesandevaluatesthecomprehensivebenefitofenergy—savingtransformationthroughAHM，andshowsthevalueofthismethodincomprehensivebenefitevaluationofbuildingenergy·-savingtransformationthroughanex--ample．Keywords：buildingenvelope；energy—savingtransformation；benefitevaluation；attributehierachicalmodel国际能源署于2010年7月19日发布报告称，善室内居住热环境等目的，本文将采用属性层次模2009年中国能源消耗量超过美国，高出约4％，成型AHM，从技术效果、经济效益、环境效益和社会为世界能源消耗量排名第一的国家。目前我国建筑效益四个方面对居住建筑围护结构节能改造效益进总能耗约占社会终端能耗的28％⋯，在既有400多行综合评价，并列举一个实例验证该方法的有效性亿平方米建筑中，95％以上是高能耗建筑。与国外和实用性。这将对于提高我国既有建筑节能改造管相比，我国的单位建筑能耗是同等气候条件下发达理水平和保证节能改造工程质量，对于促进我国既国家的3倍，绝大多数既有居住建筑普遍存在围护有居住建筑节能改造工作的顺利进行，对于节约资结构保温隔热性和气密性差、供热空调系统效率低源、保护环境、满足人们日益提高的居住舒适和健下等问题，节能潜力巨大。在建筑的结构能耗中，康的要求具有重要意义。围护结构的传热热损失约占70％～80％L2]。我国建1综合评价指标体系的建立筑围护结构的热工性能远远落后于发达国家，围护结构单位面积能耗是发达国家的数倍。因此对建筑1．1评价指标体系的建立原则围护结构进行节能改造，提高围护结构的热工性能，为了建立一套科学的既有居住建筑围护结构节减少热损失，变得越来越迫切和重要。能改造效益综合评价指标体系，应总结以往围护结尽管越来越多的人认识到建筑节能改造对于经构节能改造项目的特点，并遵循以下原则：济和社会发展的重要意义，但是人们的研究大多只(1)全面性、科学性原则。对节能改造效益的局限于建筑节能改造的经济效益评价，而忽略了环影响因素很多，只有一个全面的科学的围护结构节境效益和社会效益。为了更有效地组织和实施节能能改造效益评价指标体系才能全面地反映节能改造改造过程，确实达到节约能源、减少热费支出、改项目的效益状况，才有可能对项目做出正确的评价。收稿日期：2011—01—12。修回日期：2011—04—26 74魏晓东：基于AHM的既有居住建筑围护结构节能改造效益综合评价研究(2)层次性、系统性原则。指标体系层次要适矩阵的概念，且不需要进行一致性检验。使用中，不能过多，但要充分反映节能改造效益的类别AHM方法解决问题时，可避免大量的计算，使决和等级，并要充分考虑各效益因素的相关性，使指策更加容易实现。标体系构成一个系统的整体。2．1建立层次结构(3)～可行性原则。围护结构节能改造效益评价属性层次模型的层次结构如表1所示。指标要能够方便地被度量，不易量化的指标也要求2．2构造属性判断矩阵并计算相对属性权能够通过简便的方法得到有效的评价结果。本评价指标体系最低层有26个元素，，，，⋯，(4)差异性原则J。我国区域间自然条件差异：。对较高一层指标，比较两个不同的元素和(较大，不同的节能改造项目也存在着差异，因此指)，z和的对较高一层指标的重要性分别记为标体系要根据具体情况灵活设置。和。按属性测度的要求，fJ和应满足-XO，xii1．2评价指标体系的建立>10，i+xji=1。元素和自身的比较是没有意义一个居住建筑围护结构节能改造项目所产生的的，我们规定xji：0，1≤i≤rt。效益可分为技术效果、经济效益、环境效益和社会由xij组成的矩阵(。≤i，J．≤n称为属性判断矩效益。现根据节能改造的各种措施和评价指标体系阵。若>xji，则称比xj相对重要，认为>，。的建立原则，从以上四个方面建立居住建筑围护结在层次分析法中，元素和xi的比较由相对比构节能改造效益评价指标体系。该体系由有三级指例标度6出，因此可由6廊定可规定：标构成，具体指标如表1所示。[K／(K+1)，b：K11／(K+1)，b1／K表1既有居住建筑围护结构节能改造效益评价指标体系对第二层指标，称Ii)：(W⋯)，，(2】，⋯，“f1))71目标层第一层指标第二层指标第三层指标朝向l为，：，⋯，的相对属性权，其中表示转置，且不可变技术指标f]l体形系数x2Wc()窗墙比q外墙传热系数x在第二层指标下相对属性测度和属性权可表示技术效果指标=一屋面传热系数可改造技术指标地面传热系数靠为(只列出第二层指标Y的相对属性测度和属性权，外窗传热系数其他指标的情况与Y相似，不再一一列出)：窗玻遮阳系数鲰门窗新风量x。节能改造成本xl0节能改造工程量lI综节能改造工程工期l2合改造经济指标y3生产资源消耗量同理可得第一层指标和目标层指标下的相对属z13效经济效益指标利废率性测度和属性权。益14节土率l5根据上述方法，通过查阅文献资料、走访施工现g使用维护成本I6场和咨询专家，本评价指标体系中各指标的相对属性运营经济指标改造构件使用寿命l7测度和属性权确定如下：投资回收期x18C02减排量19环境效益指标旬减排指标sO2减排量20烟尘减排量2l节煤量22节能指标y6节电量23456789v2社会效益指标节水量x2400．75o．857o．333o．8n667．227带动相关产业指标"完全消耗系数[Ix250．25oo．75o．167o．667o．5．】56用户满意指标y8用户满意度-g26)．143o．25oo．125o．333o．25．o731．667o．833o．盯5oo．8o．75．2622属性层次模型的实现0．2o．333o．667o．2oo．333．1l6)．333o．5o．75n25o．167o．167本文将采用一种新的无结构决策方法——属性层次模型AHM来确定各指标的权重。属性层次模型是北京大学数学科学学院程乾生教授于1997年提出的一种新的无结构决策方法J。程乾生教授指出：AHP相当于重量模型(或举重模型)，而AHM相当于球赛模型。AHM方法在属性测度基础上，提出了相对属性测度和属性判断 魏晓东：基于AHM的既有居住建筑围护结构节能改造效益综合评价研究75b2，b3，⋯，b26)。将效益评价等级分为优(9—10)、良(7～8．9)、中(5—6．9)、差(1～4．9)四个评价等级，有：V={优，良，中，差}。其中，优表示改造工程达到甚至超出改一锄造一0％要oO”求(n；良表示改造工程基本达到改造要求；中表示L一n。吣o0¨改造工程目标部分实现，有一定效果；差表示改造工"程目标实现非常有限，效果不明显。一啪nO最0后，得出节能改造工程的综合评价值：C=B·A。3实例分析根据上述方法对西安市某小区居民住宅围护结构节能改造项目进行效益综合评价。该小区共有4藏患栋住宅，建筑层数7层，单元式，建于1990年至1991年，为砖混结构、毛石基础、木门窗、卷材Y3100．510．5防水屋面。主要对该小区进行了如下节能改造：外10．5010．5墙改造通过粘贴苯板进行外墙外保温；屋面改造采用阻燃型挤塑聚苯乙烯板；外窗玻璃粘贴热反射隔热膜，并进一步加强气密性。请5位专家根据实测和调查数据(这里不再赘述)，按照评价等级，对该项目效益评价体系中的：l00．250．667n3330．20826项评价因素进行打分，取算术平均值后的分值=20．7500．8336670．375矩阵为：0．3330．16700．2nl17B=(3，3，3，9，6．7，2，6，8．9，8，0．667n3330．80n3007．2，7，8．3，7．8，6．8，6，8．8，8，7．8，6．9，2．3计算三层指标权重排序5．8，6，7．9，7．4，4．5，7．3，8．1)。首先计算在技术效果指标、经济效益指标、环境谬卸毙灏目杀合词为：C=·A=2899。由此可见该项目节能改造的结果为良，基本达效益指标和社会效益指标下第三层指标对第二层指标的权重排序，分别为：((I)。，(：))，((。)到了改造要求。这说明该节能改造工程某些环节仍然存在着问题，或者建筑个别部位需要进一步进行，(4))，((5))，((6)，(7)，改造以达到节能要求。(8))。然后计算第三层指标相对于目标层的权重总排4结论序为A=((1)(1)1，(1)(2)，(2)(3)既有建筑节能改造效益综合评价是建筑节能管，(2)(4)，(3)(5)，(4)(6)，理的重要环节。鉴于目前对既有建筑节能改造的综(4)(7)，(4)(8))。合效益分析并进行量化科学管理的研究较少，本文根据以上确定的各指标的相对属性测度和属性利用属性层次模型AHM对既有居住建筑围护结构节权，在本效益评价体系下，第三层指标的权重总排序能改造的综合效益进行了量化分析和评价。实例分为：A=(0．0087，0．0030，0．0144，0．0413，0．0284，析表明，该方法可以对建筑节能改造的综合效益作0．0133，0．0477，0．0211，0．0304，0．0486，0．0264，出科学有效的评价，在建筑节能改造效益综合评价0．0343，0．0418，0．0182，0．0182，0．0624，0．0214，中具有一定使用价值，对建筑节能改造效益综合评0．1035，0．0646，0．0371，0．0153，0．0568，0．0929，价的研究具有一定意义。节能改造是涉及自然和社0．0208，0．0375，0．0918)。会多种复杂因素的集合，由于不同的地区和项目的2．4综合评价特点不同，本文构建的指标体系还要根据不同项目根据节能改造效益评价指标体系，将最低层的的特点进行调整，这里只是阐述了最普遍的情况。26个指标作为改造效益综合评价的因素，则有：U=只有根据不同的项目作出恰当的调整，才能做出更{／／,l，2，3，⋯，／／,26}。加科学的评价。组织数位建筑节能方面的专家对26个评价因素进行打分，打分取值区间为[1，10]，取值到小数点后(下转第78页)一位，每个评价因素得分值取各专家打分的算术平均值，于是得到26个评价因素的分值矩阵，为：B=(b，， 78张爱军：世界各国物理学基金论文产出绩效分析国科学院以明显的优势在世界各国科研院所中稳居各子学科、主要国家、机构和出版物的产出绩效及第一。其对世界物理学科学发展总体贡献度的基准性参考有3家科研院所科学基金论文率高于世界该指指标和量化指标，这对于我们全面考察评估世界物标，其中中国科学院和美国阿贡国家实验室高出的理学研究领域基金论文产出绩效，以及各国科学基幅度超过40％，俄罗斯科学院也高出13％，表明3金制对世界物理学学科发展的总体贡献度都具有重家机构具有很强和较强的科学基金论文产出绩效。要的现实意义。意大利国立原子物理学研究院(一19％)和法国国研究显示，科学基金制已经成为推动中国物理家科学研究院(一2％)则不同程度地低于世界该学研究快速发展的强劲动力，并创造出卓越的科学指标。基金论文产出绩效和贡献度，这对于进一步提升中中国是世界物理学基金论文产出绩效上榜机构国物理学研究学术水平与科学影响力是强有力的保(4家)最多的国家，这对于中国物理学论文产出能障，具有重要的意义。力进一步提升、学术水平与科学影响力的进一步增强无疑是强有力的机构保障。参考文献：[1]吴建南，马亮，郑永和．科学基金国际评估如何报告绩效[J]．表3世界物理学科学基金论文产出绩效机构排行科学学与科学技术管理，2009，30(12)：55—59，69篇，％[2]温新民，左金风．美国国家科学基金会(NSF)资助管理的重大机构名称基金论文总论文基金变化趋势及启示[J]．科技进步与对策，2009，26(2O)：1】5篇数份额篇数份额论文率—120[3]田真，陈晓芳．关于国家自然科学基金项目过程管理的绩效评价[J]．科技管理研究，2009，29(11)：414—416[4]陈晨．科学基金：国家创新体系的重要组成部分[N]．科学时报，2010一O5—19(A1)『5]THOMSONREUTERS．WebofSciencefOL]．f2009—07—04]http：／／isiknowledge．corn[6]钟旭．世界各国科学基金论文产出绩效简报[J]．中国科学基金，2009(4)：244—246作者简介：张爱军(1964一)，女，汉族，江苏宝应人，中国科学院3结语新疆生态与地理研究所副研究馆员，主要研究方向为文献计量学、文献信息资源建设、科技情报。基于SSCI和SCI对世界物理学领域科学基金论文产出绩效的综合分析，首次得出了世界物理学及，l，，，'，'●'，'，'''''●'''●'’’'’-，’，'●，’，，，，''''，'''''''’’'’’’’’’，，'lll，'，●●’●l，，''●'''，'''''，，’'●’(上接第75页)[4]张崇飞．乌鲁木齐既有居住建筑节能改造评价体系的研究[D]．重庆：重庆大学城市建设与环境工程学院，2008[5]占松林，孙金颖，刘长滨，郝玲．建筑节能投资的综合效益分参考文献：析[J]．建筑经济，2010(4)：97—99[1]中国的建筑使用能耗占社会总能耗约28％[J]．商品与质量[6]程乾生．属性层次模型AHM：一种新的无结构决策方法[J]．2009(s6)：3北京大学学报：自然科学版，1998，34(1)：12—16[2]樊葳．夏热冬冷地区围护结构节能技术及经济分析[D]．杭州浙江大学建筑工程学院，2008作者简介：魏晓东(1986一)，男，汉族，山东寿光人，西安建筑科[3]刘永健，李新辉，张雪姣．建筑节能评价指标体系的探讨[J]技大学管理学院在读硕士研究生，主要研究方向为工程项目管理。建筑节能，2010，38(1O)：7l一73