周洲，李靜，羅曉生

（1.中建二局第一建筑工程有限公司，北京 100000；2.中建二局深圳建投發(fā)展有限公司，廣東 深圳 518000）

1 引言

隨著全球氣候變暖，各種極端天氣隨之而來，海平面上升、物種滅絕等為人類社會(huì)發(fā)展帶來了諸多挑戰(zhàn)。目前氣候變暖已引起學(xué)界高度重視，學(xué)界一致認(rèn)為全球氣候變暖的“元兇”為碳。采取了各種措施限制碳排放，如研發(fā)新能源汽車、收取排放稅等。實(shí)際上，建筑領(lǐng)域的碳排放占據(jù)了人類日常生活碳排放量的主要部分[1-5]。而人類社會(huì)的發(fā)展不得不進(jìn)行必要的碳排放，隨著發(fā)展的深入、城市化的推進(jìn)，建筑數(shù)量、人均建筑面積以及建筑能耗仍然呈現(xiàn)出高增長(zhǎng)的幅度[4]。為改善建筑行業(yè)的高能耗、高污染現(xiàn)象，建筑行業(yè)從傳統(tǒng)模式轉(zhuǎn)向高效節(jié)能的綠色模式被提上了日程，但各地實(shí)際情況與規(guī)范各有不同，導(dǎo)致很難客觀評(píng)價(jià)綠色建筑的節(jié)能減排效果，對(duì)此不少學(xué)者進(jìn)行了研究并給出了建議。葉凌等[6]分析了《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》中的不足之處，基于修訂版進(jìn)一步分析了其評(píng)價(jià)體系修改效果，并對(duì)其有效性、繼承性和全局性進(jìn)行了分析。簡(jiǎn)瑋愷[7]詳細(xì)介紹了LEED 綠色建筑評(píng)價(jià)體系，并在LEED 評(píng)價(jià)體系的基礎(chǔ)之上，提出了建筑暖通設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，優(yōu)化傳統(tǒng)暖通設(shè)計(jì)的高能耗、高排放點(diǎn)，以此提高綠色建筑的節(jié)能效果。王英杰[8]基于我國(guó)的公共綠色建筑節(jié)能體系與美國(guó)的LEED與英國(guó)的BREEAM 進(jìn)行了對(duì)比，分析其相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，并結(jié)合實(shí)際的節(jié)能減耗效果分析其適用性和可操作性。何玥兒等[9]對(duì)5 個(gè)國(guó)家的綠色建筑評(píng)價(jià)體系進(jìn)行分析，研究其對(duì)綠色建筑評(píng)價(jià)的共性與差異，發(fā)現(xiàn)建筑節(jié)能與能源利用在綠色建筑評(píng)價(jià)體系中的占比效果均是最高，最后綠色建筑體系的差異性效果給了高效節(jié)能與能源利用最大化的合理建議。但由于國(guó)內(nèi)綠色建筑發(fā)展起步較晚，對(duì)綠色建筑的節(jié)能效果評(píng)價(jià)仍然停留在理論層面，針對(duì)實(shí)際項(xiàng)目的效果評(píng)價(jià)較少，本文以深圳市長(zhǎng)圳公共住房的監(jiān)測(cè)結(jié)果為研究對(duì)象，基于模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)其節(jié)能效果進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，為民用建筑領(lǐng)域的節(jié)能減排提供一定的參考依據(jù)。

2 項(xiàng)目概況

深圳市長(zhǎng)圳公共住房工程占地面積20.76 萬m2，總建筑面積約115 萬m2，住宅建筑面積76 萬m2（不少于9500套），商業(yè)建筑6.5 萬m2，公共配套設(shè)施3.2 萬m2。地下1～2 層，深度約5～10m，建筑面積約30～35 萬m2。地上建筑約25棟，多層建筑高度約10～20m，高層建筑高度約100～150m，結(jié)構(gòu)形式框剪，涂料外墻。其他有30m 寬市政道路約350m（含跨河道橋梁），12m 寬城市支路約400m，小區(qū)內(nèi)的車庫涵洞2 個(gè)，車行橋梁1座，人行天橋3座。結(jié)構(gòu)類型為鋁?，F(xiàn)澆+裝配式剪力墻。深圳市長(zhǎng)圳公共住房項(xiàng)目層高均為2.8m，內(nèi)隔墻局部使用ALC 輕質(zhì)墻板，安裝用的板材全部采用一板到頂。ALC 墻板型號(hào)采用100mm、200mm、250mm厚ALC墻板，其中300mm 厚的墻體采用100mm 厚墻板雙拼。ALC 墻板的主要安裝位置為戶內(nèi)與陽臺(tái)的間隔墻、分戶墻、樓梯間間隔墻、管道井隔墻、水電井隔墻、廚房與公區(qū)間隔墻等部位。

3 研究模型

由于影響建筑節(jié)能的因素較多，包含溫度、天氣、材料等，為了對(duì)綠色建筑節(jié)能效果進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，首先需要對(duì)單一影響因素進(jìn)行評(píng)價(jià)，之后再將各個(gè)影響因素綜合起來進(jìn)行評(píng)價(jià)，因此首先對(duì)影響評(píng)價(jià)效果的因素進(jìn)行集合說明：

式中，U為影響因素集合；ui為第i個(gè)影響建筑節(jié)能效果的因素。

由于每個(gè)因素對(duì)建筑節(jié)能效果的影響程度不同，因此，每個(gè)影響因素都占有不同的權(quán)重，這里根據(jù)不同因素對(duì)綠色建筑節(jié)能效果的影響程度不同，建立權(quán)重集：

式中，ai為第i個(gè)影響建筑節(jié)能效果的因素在建筑節(jié)能效果中所占權(quán)重。

因此，通過聯(lián)立式（1）、式（2）可得到影響因素的評(píng)價(jià)效果標(biāo)準(zhǔn)為：

式中，A為客觀影響因素下的評(píng)價(jià)效果。

在構(gòu)建完影響因素下的評(píng)價(jià)效果后，需在水平效果上對(duì)綠色建筑的評(píng)價(jià)效果進(jìn)行構(gòu)建，同樣采用評(píng)價(jià)集的形式：

式中，V為綠色建筑評(píng)價(jià)的水平影響因素集合；vi為第i個(gè)影響建筑節(jié)能效果的水平因素。

對(duì)水平因素進(jìn)行單獨(dú)評(píng)價(jià)，算出單獨(dú)水平因素的隸屬度：

式中，rij表示第i個(gè)因素在ui下的評(píng)價(jià)結(jié)果；Ri表示評(píng)價(jià)結(jié)果的隸屬度。

根據(jù)式（5）、式（6）可將單個(gè)因素對(duì)綠色建筑的節(jié)能水平構(gòu)建為模糊的偏好關(guān)系：

將水平單因素評(píng)價(jià)集合可表示為：

對(duì)單一水平因素進(jìn)行評(píng)價(jià)后，還需對(duì)整體進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，研究其整體之間的關(guān)系，并對(duì)整體效果給予客觀評(píng)價(jià)，因此，有必要在單一因素的評(píng)價(jià)效果上進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，基于此，由單一影響因素的隸屬度：

分析可得，綜合評(píng)價(jià)結(jié)果為每個(gè)因素所占權(quán)重與其隸屬度的乘積：

將上式展開為矩陣形式可得：

式中，B為綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。

依據(jù)模型計(jì)算出的評(píng)價(jià)結(jié)果，本文將整體節(jié)能水平按其得分劃分為5 個(gè)層次，其中91～100 分為節(jié)能效果非常高，81～90 分節(jié)能效果較高，61～80 分節(jié)能效果一般，41～60分節(jié)能效果較低，0～40分節(jié)能效果為非常低。

4 結(jié)果分析

4.1 能耗監(jiān)測(cè)分析

為了研究綠色建筑的節(jié)能效果，本文以深圳市長(zhǎng)圳公共住房工程為研究對(duì)象，從溫度、空調(diào)、照明三個(gè)方面對(duì)深圳長(zhǎng)圳公共住房進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，通過對(duì)其能耗量進(jìn)行監(jiān)控，得到長(zhǎng)圳公共住房的每日能耗量如圖1所示。

圖1 長(zhǎng)圳公共住房某日能耗量變化圖

圖1 為長(zhǎng)圳公共住房某日能耗量變化圖，從圖中可以看出公共住房的用電量高峰主要集中在10～12h和17～18h時(shí)間段內(nèi)，該段時(shí)間內(nèi)居民處于由公司回家的高峰段，因此用電量較高。

圖2 為長(zhǎng)圳公共住房12 月上旬能耗及溫度變化圖。從圖中可以看出隨著溫度的上升，整體能耗量呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。

圖2 長(zhǎng)圳公共住房12月上旬能耗及溫度變化圖

圖3 為長(zhǎng)圳公共住房5 個(gè)月間改造前后的空調(diào)能耗與其節(jié)能優(yōu)化率，從圖3 可以看出，在空調(diào)改造前，其耗電量約為改造后的一倍，可見改造后大大提升了節(jié)能效果。且在不同月份，由于耗電量的不同，導(dǎo)致節(jié)能效果也不相同，其中10 月的節(jié)能率最高，約為53%，11 月節(jié)能率最低，約為36%。

圖3 長(zhǎng)圳公共住房空調(diào)改造前后能耗對(duì)比及節(jié)能率

圖4 為照明改造前后的耗電量對(duì)比圖，在照明設(shè)備改造后保持單位面積照明不低的情況下，大幅度降低了單位面積照明所需的耗電量，并且隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，改造設(shè)備覆蓋量的增大，其單位面積照明所需耗電量仍呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)。

圖4 長(zhǎng)圳公共住房照明設(shè)備改造前后電耗對(duì)比

4.2 模型量化分析

本文便于采用模型進(jìn)行分析，使用YAAHP 將環(huán)境、空調(diào)、照明等因素進(jìn)行量化處理，并構(gòu)建判斷矩陣，包括環(huán)境能耗、建筑光照和節(jié)能設(shè)備。

表1 準(zhǔn)則判斷矩陣

借助準(zhǔn)則判斷矩陣，通過計(jì)算可得到環(huán)境能耗、建筑光照和節(jié)能設(shè)備的權(quán)重A=（0.697，0.131，0.172），因此通過判斷矩陣得到的水平因素權(quán)重按大小分別為環(huán)境能耗0.697、節(jié)能設(shè)備0.172、建筑光照0.131。從水平因素權(quán)重占比可以看出，環(huán)境能耗影響下對(duì)綠色建筑的節(jié)能影響效果最大，而建筑光照對(duì)節(jié)能效果影響最小。

得到權(quán)重后，分別從環(huán)境能耗、建筑光照和節(jié)能設(shè)備三部分對(duì)長(zhǎng)圳公共住房進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)。

在環(huán)境能耗部分，其評(píng)價(jià)矩陣為：

因此長(zhǎng)圳公共住房的環(huán)境能耗模糊評(píng)價(jià)為：

以此類推，長(zhǎng)圳公共住房的光照評(píng)價(jià)矩陣為：

得到其建筑光照的模糊評(píng)價(jià)為：

長(zhǎng)圳公共住房節(jié)能設(shè)備的評(píng)價(jià)矩陣為：

得到長(zhǎng)圳公共住房節(jié)能設(shè)備部分的模糊評(píng)價(jià)為：

分別將得到的長(zhǎng)圳公共住房環(huán)境能耗、建筑光照和節(jié)能設(shè)備三部分的模糊評(píng)價(jià)進(jìn)行集合量化，分別得到量化后的指標(biāo)為42、75、65。

將得到的權(quán)重與集合量化后的長(zhǎng)圳公共住房環(huán)境能耗、建筑光照和節(jié)能設(shè)備三部分指標(biāo)相乘，得到最終的綜合評(píng)價(jià)效果：

根據(jù)本文劃分的5 個(gè)評(píng)價(jià)層次，91～100 分為節(jié)能效果非常高，81～90 分為節(jié)能效果較高，61～80 分為節(jié)能效果一般，41～60 分為節(jié)能效果較低，0～40 分為節(jié)能效果為非常低，可以看出長(zhǎng)圳公共住房得出的最終評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)處于41～60階段，節(jié)能效果較低。其可能原因在于環(huán)境耗能為該住房的主要耗能因素，由于該地夏日較熱，導(dǎo)致空調(diào)運(yùn)作頻繁、負(fù)荷較大，雖然對(duì)空調(diào)進(jìn)行了改造，但改造未徹底完成，因此該部分還有進(jìn)一步的改進(jìn)空間，并且其建筑光照也占據(jù)一定比例，對(duì)于公攤部分的光照設(shè)施，除了對(duì)光照設(shè)備進(jìn)行改造，降低單個(gè)設(shè)備的耗電量外，還可以進(jìn)行分時(shí)管理，對(duì)不同時(shí)間段照明時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行控制。

5 結(jié)論

本文以深圳市長(zhǎng)圳公共住房為研究對(duì)象，基于模糊綜合評(píng)價(jià)法構(gòu)建了節(jié)能效果評(píng)估模型，根據(jù)模型劃分了5 個(gè)評(píng)估區(qū)間，基于該模型和評(píng)估區(qū)間對(duì)深圳市長(zhǎng)圳公共住房的節(jié)能效果進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，得出了如下結(jié)論。

①在影響長(zhǎng)圳公共住房的水平因素中，環(huán)境能耗影響下對(duì)綠色建筑的節(jié)能影響效果最大，而建筑光照對(duì)節(jié)能效果影響最小。

②長(zhǎng)圳公共住房的最終評(píng)價(jià)結(jié)果為50.28，處于評(píng)估區(qū)間的節(jié)能效果較低區(qū)間段，其可能原因在于環(huán)境耗能占據(jù)了較大比例，溫度使得該地空調(diào)運(yùn)作負(fù)荷較大，但由于空調(diào)等改造未完成，因此該部分仍有較大的節(jié)能提升空間。

③長(zhǎng)圳公共住房的建筑光照也占據(jù)一定比例，對(duì)于公攤部分的光照設(shè)施，除了對(duì)光照設(shè)備進(jìn)行改造，降低單個(gè)設(shè)備的耗電量外，還可以進(jìn)行分時(shí)管理，對(duì)不同時(shí)間段照明時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行控制。