■ 馮亞娟 FENG Yajuan 何 婷 HE Ting

0 引言

我國每年的碳排放量居高不下，雖然近年來呈下降趨勢(shì)，但仍明顯高于大部分發(fā)達(dá)國家。2018 年，我國CO2排放總量約為112 億t，占全球29.71%[1]；其中，建筑全過程碳排放總量為49.3 億t[2]。2020 年，習(xí)主席在聯(lián)合國大會(huì)上提出，“我國確保2030 年前碳達(dá)峰，努力實(shí)現(xiàn)2060 年前碳中和”[3]，這一承諾體現(xiàn)了大國擔(dān)當(dāng)，也意味著建筑業(yè)必須探索轉(zhuǎn)型升級(jí)和綠色發(fā)展的新路徑。根據(jù)脫鉤理論，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)不再是相互掣肘的關(guān)系[4]，大力發(fā)展綠色建筑能夠在改善居民生活質(zhì)量的同時(shí)，降低能耗減少與碳排放。為達(dá)成2060年碳中和的目標(biāo)，建筑部門必須控制建筑能耗，在“十四五”期末建筑能耗總量保證在12 億tce 內(nèi)[2]。然而，我國目前建筑產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型效率低、轉(zhuǎn)化率不足，在此背景下，被動(dòng)式超低能耗建筑的出現(xiàn)，高度契合了綠色建造發(fā)展理念。相較于普通綠色建筑和傳統(tǒng)主動(dòng)式建筑，被動(dòng)式超低能耗建筑的節(jié)能效果高達(dá)90%以上，能夠?yàn)榫用駹I造出更加節(jié)能、舒適、健康的生活環(huán)境。被動(dòng)式超低能耗建筑的發(fā)展綜合考慮了綠色度和節(jié)能減排，堅(jiān)持走經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境改善的雙贏之路。

1 我國現(xiàn)存評(píng)價(jià)體系的問題

被動(dòng)式超低能耗建筑的持續(xù)發(fā)展，受到國內(nèi)外廣泛關(guān)注，歐盟甚至要求在2020年以后必須采用被動(dòng)房，使居住建筑實(shí)現(xiàn)近零能耗；我國河北省、山東省、天津市等也在近年相繼出臺(tái)了有關(guān)被動(dòng)式超低能耗建筑的技術(shù)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。然而，現(xiàn)存的評(píng)價(jià)體系和方法尚無法對(duì)被動(dòng)式超低耗能居住建筑做出科學(xué)、合理的綠色評(píng)判，究其原因，主要有以下3 點(diǎn)。

（1）被動(dòng)式超低能耗建筑評(píng)價(jià)需要符合綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)，目前的相關(guān)研究大部分根據(jù)《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50378——2014），構(gòu)建“四節(jié)一環(huán)?！痹u(píng)價(jià)體系[5]。然而，《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50378——2019）（以下簡稱“2019 版《標(biāo)準(zhǔn)》”提倡與時(shí)俱進(jìn)，更加關(guān)注人與自然的和諧共生：一方面，將星級(jí)設(shè)計(jì)在原有等級(jí)基礎(chǔ)上增設(shè)基本級(jí)，與國際評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)接軌；另一方面，將“四節(jié)”整合至“資源節(jié)約”中，完成從技術(shù)角度到使用者角度的轉(zhuǎn)變[6]。

（2）2019 版《標(biāo)準(zhǔn)》及各省市新制定的被動(dòng)式超低能耗建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)主要側(cè)重于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的確定，而缺少了對(duì)有關(guān)綠色建筑經(jīng)濟(jì)性和推廣性等指標(biāo)的制定[7-8]，在實(shí)踐中無法完成對(duì)綠色建筑的全面評(píng)價(jià)。

（3）國內(nèi)外對(duì)被動(dòng)式超低能耗建筑的綠色評(píng)價(jià)研究尚在起步階段，賦權(quán)方法大多都是單一的客觀賦權(quán)[9]或主觀賦權(quán)[10]，未能解決建筑綠色評(píng)價(jià)信息不確定性和融合的問題。

針對(duì)以上3 點(diǎn)，本文擬在評(píng)價(jià)內(nèi)容和指標(biāo)方面，以2019 版《標(biāo)準(zhǔn)》的指標(biāo)為基礎(chǔ)，增設(shè)經(jīng)濟(jì)性和社會(huì)性指標(biāo)，建立科學(xué)、全面的被動(dòng)式超低能耗建筑綠色評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；在評(píng)價(jià)方法方面，通過博弈論組合賦權(quán)的方法，確定被動(dòng)式超低能耗建筑評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，解決單一賦權(quán)方法權(quán)重順序不一致和過于依賴數(shù)據(jù)（專家主觀偏好性）的難題；進(jìn)而通過構(gòu)建組合賦權(quán)-偏序集模型，選取現(xiàn)存的被動(dòng)式居住建筑進(jìn)行綠色評(píng)價(jià)，用最優(yōu)序關(guān)系代替權(quán)重具體數(shù)值，解決權(quán)重信息不確定性問題，提供可視化分組，明確被動(dòng)式建筑綠色等級(jí)。

2 評(píng)價(jià)方法和步驟

2.1 建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

被動(dòng)式超低能耗建筑的發(fā)展是推進(jìn)建筑綠色節(jié)能，推動(dòng)我國實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的重要措施。其不但能提供居民舒適、恒溫、恒濕的生活環(huán)境，還可以減少碳排放量，降低社會(huì)終端能耗?，F(xiàn)階段，我國被動(dòng)式超低能耗建筑正處于大力推廣和積極發(fā)展、創(chuàng)新階段。

本研究以2019版《標(biāo)準(zhǔn)》為依據(jù)，以達(dá)成碳中和為目標(biāo)，遵循指標(biāo)構(gòu)建的基本原則，將安全耐久、資源節(jié)約與利用、健康舒適度、創(chuàng)新性、管理、經(jīng)濟(jì)性及社會(huì)協(xié)調(diào)等7 類指標(biāo)作為綠色評(píng)價(jià)的一級(jí)指標(biāo)。評(píng)價(jià)等級(jí)和區(qū)間參考國內(nèi)外現(xiàn)行規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，主要有《民用建筑室內(nèi)熱濕環(huán)境評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50785）、PHI《德國被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)》等；在缺乏相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，則通過專家經(jīng)驗(yàn)值或現(xiàn)場調(diào)研來確定指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值。被動(dòng)式超低能耗建筑分為被動(dòng)式超低能耗居住建筑和被動(dòng)式超低能耗公共建筑，兩者在節(jié)能技術(shù)和供暖（冷）需求等方面有較大差異。因此，為了評(píng)價(jià)的科學(xué)性和公平性，本文以居住建筑項(xiàng)目為研究對(duì)象，構(gòu)建如表1 所示的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

表1 被動(dòng)式超低能耗建筑綠色評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.2 博弈論組合權(quán)重的確定

由于評(píng)價(jià)指標(biāo)中既有定性指標(biāo)又有定量指標(biāo)，若采取單一的評(píng)價(jià)方法，則無法消除客（主）觀賦權(quán)法自身局限性，得到的指標(biāo)重要性排序受數(shù)據(jù)本身（專家喜好）的影響較大。本文采用博弈論組合賦權(quán)的方法，將多種主觀賦權(quán)法和客觀賦權(quán)法進(jìn)行組合優(yōu)化，得到最優(yōu)序關(guān)系。

2.2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)主觀權(quán)重的確立

層次分析法（AHP）是決策者通過使用1-9 標(biāo)度對(duì)指標(biāo)重要程度進(jìn)行打分，進(jìn)而構(gòu)建出指標(biāo)判別矩陣，得到指標(biāo)權(quán)重排序；受主觀因素影響，需要對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。具體步驟可參考文獻(xiàn)[11]，得到的指標(biāo)權(quán)重系數(shù)記為W1=W11,W12,…,W1m。

序關(guān)系分析法（G1）法與層次分析法的不同在于，它只需要先確定指標(biāo)的序關(guān)系，而不需要一致性檢驗(yàn)。采用rj賦值參考表，對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)重要程度打分[12]，并將G1 法得到的權(quán)重系數(shù)記為W2=W21,W22,…,W2m。

2.2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)客觀權(quán)重的確立

熵權(quán)法是度量決策信息不確定性的一種客觀賦權(quán)方法。熵越小，指標(biāo)信息不確定性越小，信息量越大，就越不能影響綠色評(píng)價(jià)的結(jié)果。熵值的大小通過指標(biāo)數(shù)據(jù)的變異程度計(jì)算得出，有關(guān)熵權(quán)法的具體步驟可參考文獻(xiàn)[12]，得到的權(quán)重系數(shù)記為W3=W31,W32,…,W3m。

CRITIC 法是由Diakoulaki提出的一種客觀權(quán)重賦權(quán)法。本文引入CRITIC 法，通過對(duì)比被動(dòng)房兩指標(biāo)間的沖突性和強(qiáng)度，來分別計(jì)算數(shù)據(jù)的相關(guān)性系數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差，進(jìn)而利用數(shù)據(jù)波動(dòng)性和相關(guān)關(guān)系得到綠色評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。具體步驟可參考文獻(xiàn)[13]，得到的權(quán)重系數(shù)用W4=W41,W42,…,W4m表示。

2.2.3 博弈論組合賦權(quán)方法確定綜合權(quán)重

為促使主、客觀的統(tǒng)一與融合，尋求最合理的權(quán)重排序，本文利用博弈論來計(jì)算被動(dòng)式超低能耗建筑綠色評(píng)價(jià)指標(biāo)的組合權(quán)重。博弈論組合賦權(quán)方法既能綜合考慮數(shù)據(jù)的客觀信息和決策專家的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，又能弱化主觀賦權(quán)的隨意性和客觀賦權(quán)的片面性。具體步驟可參考文獻(xiàn)[11]，記組合權(quán)重為（a 為最有化線性組合系數(shù)）。

2.3 偏序理論

全序是偏序的特例。傳統(tǒng)評(píng)價(jià)結(jié)果為全序，理論上，傳統(tǒng)評(píng)價(jià)能夠升級(jí)為偏序評(píng)價(jià)。偏序集評(píng)價(jià)充分體現(xiàn)了決策者的有限理性，具有不確定性的本質(zhì)特征[14]。

偏序集運(yùn)用于市政工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中，能夠幫助決策者事先識(shí)別決策風(fēng)險(xiǎn)。其不但能夠體現(xiàn)排序的穩(wěn)健程度，而且能夠進(jìn)行傳統(tǒng)意義上的優(yōu)化。除此之外，偏序的HASSE 圖體現(xiàn)聚類功能，能應(yīng)用于等級(jí)評(píng)價(jià)問題。研究中融入決策者偏好信息，符合專家經(jīng)驗(yàn)與數(shù)據(jù)融合的發(fā)展趨勢(shì)。

2.3.1 偏序定義

設(shè)R 是集合A 上的一個(gè)二元關(guān)系，若R 滿足以下條件：

（1）自反性，即對(duì)任意x∈A，有xRx。

（2）反對(duì)稱性，即對(duì)任意x,y,z∈A，若xRx且yRx，則x=y。

（3）傳遞性，即對(duì)任意x,y,z ∈A，若xRy 且yRz，則xRz。

2.3.2 計(jì)算公式

根據(jù)上述定義，對(duì)于m個(gè)樣本，n個(gè)指標(biāo)的決策問題，構(gòu)建滿足指標(biāo)重要性排序由大到小的評(píng)價(jià)矩陣X，進(jìn)而通過累加變換，構(gòu)造出比較關(guān)系矩陣R=（rij）m×n，即給定偏序集（A，）。對(duì)于?ai,aj∈A，則：

HASSE圖不僅與HASSE矩陣一一對(duì)應(yīng)，同時(shí)也是有向圖的精簡版，即對(duì)給定的比較關(guān)系有向圖，保留兩點(diǎn)之間最大路徑，刪除之外的非最大路徑，得到剩余的圖便是HASSE圖。范懿[15]給出了比較關(guān)系矩陣和HASSE 矩陣之間的轉(zhuǎn)換公式：

式中，R為關(guān)系矩陣；HR為HASSE 矩陣；I 為單位矩陣；*為布爾運(yùn)算。

2.4 組合賦權(quán)-偏序集模型的評(píng)價(jià)步驟

綜上，基于博弈論組合賦權(quán)-偏序集模型的被動(dòng)房綠色評(píng)價(jià)方法基本步驟可概括為：①數(shù)據(jù)預(yù)處理；②分別利用主觀賦權(quán)法（AHP 法和G1 法）和客觀賦權(quán)發(fā)（熵權(quán)法和CRITIC 法），計(jì)算被動(dòng)式超低能耗建筑綠色評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重{ W1，W2，W3，W4}；③利用博弈論組合賦權(quán)方法，計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)的組合權(quán)重，得到指標(biāo)最優(yōu)序關(guān)系；④通過偏序集理論，得到被動(dòng)式超低能耗居住建筑項(xiàng)目綠色度等級(jí)和HASSE 圖可視化排序。

3 實(shí)證分析

為驗(yàn)證組合賦權(quán)-偏序集模型綜合評(píng)價(jià)方法的科學(xué)性和有效性，本文選取華東和華北兩地區(qū)的10 個(gè)在建和已建被動(dòng)式超低能耗建筑項(xiàng)目，對(duì)其進(jìn)行實(shí)地調(diào)研和評(píng)價(jià)。

3.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理

在10 個(gè)被動(dòng)式超低能耗居住建筑項(xiàng)目中，分別選取10 棟單體建筑作為評(píng)價(jià)對(duì)象。根據(jù)指標(biāo)體系，對(duì)綠色評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集處理：①定量指標(biāo)數(shù)據(jù)可由項(xiàng)目的圖紙資料、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、檢測(cè)報(bào)告、實(shí)地調(diào)研等獲?。虎诙ㄐ灾笜?biāo)數(shù)據(jù)則由經(jīng)驗(yàn)豐富的決策者打分確定。本研究將各評(píng)價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間中位數(shù)作為分級(jí)樣本，通過與分級(jí)樣本的比較、分類完成評(píng)價(jià)對(duì)象的等級(jí)劃分。5 個(gè)分級(jí)樣本的構(gòu)建，有利于建筑項(xiàng)目等級(jí)劃分與聚類；由于項(xiàng)目綠色度評(píng)價(jià)是具有不確定性多因素綜合評(píng)價(jià)，具體的排序沒有實(shí)際意義，因此，分級(jí)樣本無需比較先后順序，只需按照評(píng)價(jià)等級(jí)的優(yōu)劣排序，依次編號(hào)為A15、A14、A13、A12、A11，與10 個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象組合成為新的評(píng)級(jí)樣本。

21個(gè)指標(biāo)中，R8、R10、R16、R17是反向指標(biāo)，其余指標(biāo)均是正向指標(biāo)。對(duì)15 組數(shù)據(jù)進(jìn)行正向化處理后，需用公式y(tǒng)i＝（xi－xi,max）/（xi,maxxi,min）對(duì)評(píng)級(jí)樣本進(jìn)行無量綱化處理，結(jié)果見表2。

表2 被動(dòng)式超低能耗居住建筑評(píng)級(jí)樣本預(yù)處理指標(biāo)值

3.2 各指標(biāo)組合權(quán)重及排序

偏序集評(píng)價(jià)方法需要的是指標(biāo)權(quán)重的重要性排序，根據(jù)博弈論組合賦權(quán)方法，計(jì)算得到指標(biāo)最優(yōu)序關(guān)系（表3）。

3.3 繪制HASSE 圖

首先，根據(jù)表3 的綠色評(píng)價(jià)指標(biāo)最優(yōu)序關(guān)系，將評(píng)級(jí)樣本預(yù)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行重排序，進(jìn)而構(gòu)建出評(píng)價(jià)矩陣；然后，依據(jù)公式（1），建立偏序關(guān)系矩陣R；再通過公式（2）得到HASSE 矩陣；最后，利用python 語言繪制HASSE 圖（圖1）。HASSE 圖能直觀反映出被動(dòng)式超低能耗居住建筑綠色度等級(jí)關(guān)系和聚類信息，便于等級(jí)分類和查找。

圖1 被動(dòng)式超低能耗居住建筑評(píng)價(jià)等級(jí)HASSE 圖

表3 指標(biāo)權(quán)重及最優(yōu)序關(guān)系

3.4 結(jié)果分析

HASSE 圖有上級(jí)優(yōu)于下級(jí)的特點(diǎn)，且具有傳遞性。由圖1 可看出，偏序集評(píng)價(jià)方法將被動(dòng)式超低能耗居住建筑綠色度劃分為5 個(gè)等級(jí)，由上到下分別對(duì)應(yīng)評(píng)價(jià)等級(jí)三星級(jí)、二星級(jí)、一星級(jí)、基本級(jí)和不合格。5 個(gè)虛擬分級(jí)樣本的綠色度評(píng)價(jià)結(jié)果分別為：A11不合格、A12基本級(jí)、A13一星級(jí)、A14二星級(jí)、A15三星級(jí)，符合構(gòu)建結(jié)果；根據(jù)被動(dòng)式超低能耗居住建筑綠色評(píng)價(jià)結(jié)果（表4），10 個(gè)實(shí)際項(xiàng)目的等級(jí)分類均符合現(xiàn)實(shí)，驗(yàn)證了博弈論組合賦權(quán)-偏序集被動(dòng)式超低能耗居住建筑綠色評(píng)價(jià)的合理性。

由表4 可知，評(píng)價(jià)等級(jí)為基本級(jí)的較多，三星級(jí)沒有，說明這10 個(gè)研究對(duì)象均能達(dá)到建筑節(jié)能效果，符合綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)，但是仍有較大的發(fā)展空間。評(píng)價(jià)結(jié)果呈現(xiàn)“兩頭少，中間多”分布規(guī)律，符合我國被動(dòng)式超低能耗建筑發(fā)展現(xiàn)狀。產(chǎn)生該現(xiàn)象的主要原因有以下3 個(gè)方面：①在政策方面，國家對(duì)該類型建筑的政策支持體系還不完善；②在建設(shè)成本方面，該類型建筑的成本比一般建筑高約600 萬元/m2；③在生產(chǎn)技術(shù)方面，我國的被動(dòng)式房屋建設(shè)多依靠于其他國家的關(guān)鍵性技術(shù)，自主研發(fā)知識(shí)產(chǎn)權(quán)較少。為提高綠色度等級(jí)，抓牢被動(dòng)式超低能耗建筑發(fā)展機(jī)遇期，國家和建筑企業(yè)需提高綠色創(chuàng)新，形成高質(zhì)量產(chǎn)業(yè)鏈體系，實(shí)現(xiàn)被動(dòng)式超低能耗建筑大規(guī)模、高標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)。

表4 被動(dòng)式超低能耗居住建筑項(xiàng)目評(píng)價(jià)結(jié)果

為了進(jìn)一步檢驗(yàn)博弈論組合賦權(quán)-偏序集綜合評(píng)價(jià)方法的科學(xué)性和有效性，選取RSR 秩和比法、熵權(quán)-TOPSIS 法、層次分析-TOPSIS法3 種綜合評(píng)價(jià)方法，對(duì)15 個(gè)評(píng)級(jí)樣本進(jìn)行綠色度排序（表5）?？梢钥闯觯@3 類綜合評(píng)價(jià)方法對(duì)具體的綠色度排名有較大差異性，主要原因是它們都過度依賴于權(quán)重具體數(shù)值，不同的賦權(quán)方式導(dǎo)致權(quán)重大小存在差異性，卻忽略了權(quán)重本身的不確定性。本文提出的博弈論組合賦權(quán)-偏序集綜合評(píng)價(jià)方法，克服了精準(zhǔn)權(quán)重問題，僅通過最優(yōu)序關(guān)系就能完成科學(xué)、直觀的等級(jí)評(píng)價(jià)和分類，且不受權(quán)重?cái)?shù)值波動(dòng)，可見其優(yōu)于其他綜合評(píng)價(jià)方法。

表5 評(píng)級(jí)樣本不同綜合評(píng)價(jià)方法綠色度排序

4 結(jié)論

為了達(dá)成2060 年碳中和目標(biāo)，突出綠色發(fā)展理念，建筑業(yè)需要大力推廣被動(dòng)式超低能耗建筑。針對(duì)被動(dòng)式超低能耗建筑評(píng)價(jià)指標(biāo)體系不全面的難題，本研究根據(jù)碳中和目標(biāo)和2019 版《標(biāo)準(zhǔn)》，增設(shè)經(jīng)濟(jì)性和社會(huì)性指標(biāo)，更新綠色度等級(jí)，豐富和完善被動(dòng)式超低能耗居住建筑綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

在此基礎(chǔ)上，提出一種新的決策信息不確定性綜合評(píng)價(jià)方法，以解決主客觀賦權(quán)兩者之間的沖突，并尋找一致性，從而提高評(píng)價(jià)結(jié)果的穩(wěn)健性。運(yùn)用博弈論組合賦權(quán)，將主觀意識(shí)和客觀數(shù)據(jù)等信息融合，從而得到最優(yōu)序關(guān)系。組合賦權(quán)-偏序集評(píng)價(jià)模型既可以解決精準(zhǔn)賦權(quán)的難題，又削弱了指標(biāo)權(quán)重?cái)?shù)值不確定性的缺點(diǎn)。

此外，為驗(yàn)證該方法的科學(xué)性和有效性，對(duì)10 個(gè)被動(dòng)式超低能耗居住建筑進(jìn)行綠色度等級(jí)評(píng)判，利用HASSE 圖完成可視化分類。最終得到的實(shí)證分析結(jié)果與實(shí)際綠色星級(jí)相同，驗(yàn)證了指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)模型的科學(xué)性和可操作性。與其他方法比較，本研究方法更直觀、準(zhǔn)確，為被動(dòng)式超低能耗建筑綠色度評(píng)價(jià)提供新方法新思路。