1、建筑节能定量综合评价研究建筑工程学院0728003朱琳摘 要：本文提出建筑系统节能评价的指标体系，用EHTV法确定各指标值，从而建立了基于 层次分析法和属性数学原理的数学模型，对建筑系统节能效益进行定量评价。关键词：建筑节能；EHTV指标；定量评价；层次分析法；属性数学Construetion energy conservation quota quality synthetic evaluation researchArchitectural engineering institute 0728003 Zhu LinAbstract: This article proposed the co2、nstruction system energy conservation appraisal target system, determines various targets value with the EHTV 1 aw, thus has established based on the analytic hierarchy process and the attribute mathematics principle mathematical model, carries on the quantitative evaluation to the construct ion sys3、tem onergy conservation benefi tKey word: Construction energy conservation; EHTV target; Quantitdtive evaluation; Analytic hierarchy process; Attribute mathematics1. 引言能源是人类赖以生存和发展的基本条件。随着社会进步和社会经济的快速发展，能源需 求与供给的矛盾口益突出，节约能源是人类当前面临的重要任务之一。对于我国來说，当前 的能源形势更为严峻，因此，节约能源对实现国民经济的可持续发展是至关重要的。建筑能耗在社会总能耗屮所占的比4、重很大，在发达国家已占到能源消费总量的35% 40%o尽管我国社会经济发展水平和生活水平都还不高，但建筑能耗已占社会总能耗的20% 25%,并且还在逐步上升。与世界发达国家相比，目前我国的单位建筑血积能耗还很高，能 源利用率也很低。目前我国每年建成的建筑中,95 %以上属于高耗能建筑，单位建筑面积采暖 能耗为发达国家新建建筑的3倍以上.建筑节能成为可持续发展的重要战略.因此对建筑节 能评价的定量分析的研究具有重大意义。2. 建筑节能定量综合评价的指标体系建筑系统节能是一个系统工程，各因素之间相互影响、相互制约，不能简单的单一考虑, 并且既有定量的参数，又有定性的参数。评价指标选取的原则是以尽量5、少的指标，反映最主 要和最全面的信息。而我国近期建筑节能的重点是建筑采暖、空调节能。包括I韦I护结构节能, 采暖、空调设备效率提高和可再生能源利用等。由此本文把建筑节能综合评价指标具体量化 为外墙传热量、窗户传热量、屋面传热量、空调耗电量以及采暖耗电量五个方面。3. 建筑节能定量综合评价原理建筑节能定量综合评价要解决单指标评价量化和多指标评价结果的综合这两个主要问 题。在对单指标评价量化时,可用EHTV法进行确定。EHTV (Envelop Heat Transfer Value) 是指建筑围护结构传热量指标，既为单位建筑血积通过围护结构的传热量。而空调采暖耗电 量的计算，可通过简化的公式，建6、立空调采暖耗电量与EIITV指标的关系，从而加以确定；在 对多指标评价结果的综合过程屮，可以采用层次分析法确定各指标对目标的影响权重。层 次分析法是通过层次分解将复杂系统化成若干个简单系统，再以分层的形式计算各层对其上 一层的权重，最后用合成权重计算法确定最低层对最高层的权重。対事物定性的描述称为属性，如大小、好坏等，属性数学的方法能更加精确地描述对事 物性质的定性认识。它首先从思维角度，把属性作为集合，捉出了属性集、属性空间和属 性可测空间等概念，然后从数学角度，在属性可测空间的基础上建立属性测度空间，将事物 的性质用属性集的测度在属性空间中的分布来刻化。属性综合评价系统可分为单指标属性测度7、多指标属性测度和识别分析三个子系统。单 指标属性测度分析子系统是按照指标值的大小和评价类的关系确定属性测度函数，根据各指 标的特征值计算其属性测度值；多指标综合属性测度分析子系统是rh单指标属性测度经加权 求和得到综合属性测度；识别分析子系统是根据第二个子系统输岀的结果给出识别准则，用 以识别系统节能属于哪一个评价类，对有序评价类，需采用置信度准则。4. 建筑节能定量综合评价模型与方法41釆用倍数确定法(又称DARE法)来确定权重这种方法利用评价因素Z间的相关性进行比较而定出重要性系数即权重。具体步骤如 下：(1)根据影响因素Xi 1X1外墙传热量X2窗户传热量X3屋面传热量X4空调耗电量X8、5采暖耗 电量)的重要性程度排序，在排序吋按上高下低原则排列。(2)由专家把相邻的两个影 响因素根据对节能效果的影响程度进行比较，确定其相互之间的倍数关系。(3)令最后一 个影响因素的得分为1,按上述各因素之间的对比值计算其它因素的得分。(4)根据各影 响因素得分在总分屮的比例得出各影响因素的权重s i。4. 2各影响因素指标确定4. 2. 1外墙传热量外墙传热中考虑了墙体的传热系数、室内外温差、墙体外表面对太阳辐射热的吸收及墙 体的蓄热和放热等因素。tlQwS(Fw*Kw* P W* A tEQw)Q厂外墙传热量F厂外墙的面积K厂外墙的传热系数P厂墙面的太阳辐射吸收系数A td-墙面等效温差9、，为给定室内设计温度情况下，当材料太阳辐射吸收系数为1时，考虑 的墙体蓄热、放热等作用的采暖计算期或空调计算期室内外温差。等效温差和当地气象条件、 墙体方位等因素有关。4. 2. 2窗户传热量窗户传热量中分为温差传热和太阳辐射得热两部分。温差传热是在室内外温差作用下的 传热。太阳辐射得热则是太阳辐射通过窗对室内的热作用，在空调使用期间，太阳辐射得热 是不利因素；在采暖使用期间，太阳辐射得热又为不利因素。t2=Qr=E (Ff*Kf*At)+Y (F*SC*ESCk*SF)Q厂窗户传热量F厂外窗的面积金-外窗的传热系数 t-室内外温差SC-窗的遮阳系数ESCk-外遮阳系数，考虑固定外遮阳设施对进10、入室内太阳辐射得热影响的采暖计算期或 空调计算期的平均折减系数，外遮阳系数与当地地理位置、窗的方位等因素有关。SF-标准窗太阳辐射得热，在采暖计算期或空调计算期、无遮阳条件下，透过3mm平板玻 璃进入室内的单位窗面积太阳辐射得热量。太阳辐射得热量包括透过玻璃进入室内的太阳辐 射量及被玻璃吸收后传向室内的那部分太阳辐射热量。标准窗太阳辐射得热和当地气象条 件、窗方位等因素有关。4. 2. 3屋面传热量考虑了屋面的传热系数、室内外温差、屋面外表面対太阳辐射热的吸收及屋面的蓄热与 放热等因素。t3Qr 工(Fr*Kr* P r* tnQr)Q厂屋面传热量F厂屋面的面积K厂屋面的传热系数P厂屋面的太阳11、辐射吸收系数A tEQr -屋面等效温差，为给定室内设计温度情况下，当材料太阳辐射吸收系数为1时， 考虑的墙体蓄热、放热等作用的采暧计算期或空调计算期室内外温差。等效温差和当地气象 条件、墙体方位等因素有关。4. 2. 4空调采暖耗电量在进行建筑空调和采暖能耗计算时，需要分别计算建筑物的空调计算期传热量5和建筑 物的釆暖计算期传热量5Qoc 二 Qwc+Qfc+QrcQoh 二 Qwh+Qfh+Qrh建筑围护结构传热量指标EIITV是建筑各围护结构传热量之和折算到单位建筑面积的平 均值。对应的空调传热量指标EHTVc和采暧传热量指标EHTVh为：EHTVC= Qoc/FoEHTVh二 Qoh/12、FoFo-建筑而积通过大量的模型分析测算，在确定的换气次数，空调、采暖设备能效比情况下，建筑物 年耗电量与建筑物的EHTV指标的关系可用以常数e为底的指数函数表示。对空调耗电量，指 数0；对采暖耗电量，指数0.建筑物空调耗电量：二Ef T *M(：*e ,，:,1TVc建筑采暖耗电量：t5=Eh=匚 *呱*严 Emvh-建筑物形状修正系数 此、de-空调耗电量系数 血、dh-釆暖耗电量系数4. 3单指标属性测度分析评价体系中的指标有定量指评价体系中的指标有定量指标和定性指标两类。定量指标 的特征值可根据具体参数的数值确定；定性指标可在统一标准的前提下，由专家打分给出特征值。建筑系统节能评价可分13、为优、良、一般三个等级，即评价集为V二(V , V 2 , V 3)(优，良,一般)，若第i个指标的等级划分为V 1二ab ； V 2 = b c ； V 3 = c d。当第i个指标的特征量为t i时，t i属于第k个评价类，可表示为t i ev k (1W k W3),它的属性测度 u ik = u ( t i eV k) 。u ik要满足 u ik$O, u i】+ u 12+ u i3=l可构造出第i个指标的属性测度函数如下：厂 12订(匕)=彳(ti-b + dn )/2dnI 0厂0(t i c + d2)/2 di2U i2(ti) Y 1(b + du -t i)/2dn I 14、012i3(ti) = Yc + di2-ti)/2dI2、 0t i b + dub - du Wt iW b + dut i b- dut i c - dj2c dWt j Wc + d2c + di2 t i b + dt i c - d2c - di2t i Wc + di2t j c + d2其中di min ( I a-b I /2, | cd I /2)di2 = min ( I b-c I /2, I d-c I /2)44多指标综合测度分析由倍数确定法求出各指标的权重值3 i ,由单指标属性测度函数求出各指标的属性测度 uik，采用加权求和法可得建筑系统节能的多指标综合属性测15、度：卩 k 二工 3 i 卩 ik (1 WkW3)4. 5识别分析对有序评价类(V | , V 2 , V 3),需采用置信度准则对综合属性测度u k进行识别。置信度入一般在0. 60. 7 Z间取值，若k()二min k |艺山三久，lWkW3 (e取1至Ijk的整数)则认为建筑系统节能属v k类。5. 结语建筑节能综合评价是一个涉及多因素的系统工程，目前常用的方法一般是侧重于单一 经济指标或单一能源指标。本文利用EHTV法，层次分析法和属性数学原理建立数学模型， 尝试对建筑系统节能进行多指标综合量化评价。参考文献1 彭小云.系统节能评价观J .工业建筑,2004 , (4) :31 - 32.2 秦寿康，傅荣林,梁达宏，等.综合评价原理与应用M.北京：电子工业出版社,2003.3 郎四维建筑节能可持续发展的重要战略J 制冷机数,2004 , (2) :11 - 13.4 汪菁,苏炜.层次分析法中考虑专家水平的权向量J .河南科学,2004 ,22 (2) :839 - 842.5 任俊，刘加平.居住建筑节能设计EHTV法研究.建筑节能,43.