基于AHP和_3R_原则的节能建筑评价指标体系的构建

ECOLOGICALECONOMYECOLOGIGALINDUSTRYWATCH产业观察92基于AHP和“3R”原则的节能建筑评价指标体系的构建陈华敏1钟愈平2黄和平1（1.江西财经大学资源与环境管理学院，南昌330032；2.江西省永丰县国土资源局，江西永丰331500）摘要：建筑节能问题是我国城市化过程中衍生出的一个主要环境问题。本文从我国建筑能耗现状出发，以层次分析法为基础，以循环经济思想为核心，以“3R”原则为指导，从而构建了适合于我国国情的科学合理、简单实用的建筑节能指标体系，为今后该领域的深入研究提供了一个可供参照的雏型。关键词：建筑节能；“3R”原则；层次分析法（AHP）；评价指标体系ConstructionofEvaluationCriterionSystemofBuildingEnergyConservationBasedonAHPCHENHuamin1,ZHONGYuping2,HUANGHeping1(1.SchoolofResources&EnvironmentalManagement,JiangxiUniversityofFinance&Economics,Nanchang330032,China;2.LandandResourcesBureauofYongfengCounty,YongfengJiangxi331500,China)Abstract:Thebuildingenergyconservingproblemsinourcountryisextremelyurgentintheprocessingofurbanization.Proceedingfromthecurrentsituationofbuildingenergyconsumptioninourcountry,basedonthemethodofAHP,takingcirculareconomyasthecoreand“3R”principleastheguidance,thescientific,simpleandusefulassessingindexsystemofbuildingenergyconservationwhichsuitedforourcountry’ssituationwasestablished,whichprovidedaprimarymodelforfurtherresearchinthesamefields.Keywords:buildingenergyconservation;“3R”principle;analysisofhierarchyprocess;evaluationcriterionsystem自工业革命以来，伴随着科技日新月异、社会经济快速发展，工业化、城市化进程越来越快，同时也在无节制地消耗能源，使得CO2等温室气体的浓度逐年递增，全球温度也随之升高，进而引发气候异常、土地退化、生态破坏等现象，危及到人类生存的基本环境[1]。由此也导致了资源稀缺的问题越来越突出，石油、煤炭、电力等能源价格由此不断上涨，全社会节约能源问题已经摆在我国各个行业面前，而能耗占到社会总能耗30%的建筑行业更是成为重点节能对象。小到一家一户，大到一个城市一个行业，建筑节能已经成为迫在眉睫的问题[2]。正是在这种背景下，近年来大批新型建筑节能技术得到了广泛的推广及应用，一系列与节能相关的标准，如2005年7月1日起正式实施的《公共建筑节能设计标准》（GB5018922005）[3]等相继出台和实施，对各种建筑物提出了节能要求。如今先进技术的发展速度虽然很快，但与之相对应的标准及规范体系却不很健全、相对滞后，从而导致两者的发展出现了脱节[4]。因此，要使建筑节能的推动模式真正运转起来，关键是给出建筑能耗指标，建立起建筑能耗评估体系[5]。为此，我国于2008年8月1日正式颁布了《民用建筑节能条例》，该条例的颁布和实施为我国建筑节能的管理和提高能源利用效率提供了政策和法律保障。然而，建立节能建筑评价指标体系仍然是进行建筑综合节能评价的基础性工作，其科学合理性直接影响着评估结果的准确性，进而影响着建筑节能工作的规范性。在节能建筑评价指标体系的相关研究中，国内外有关学者做了大量研究。目前在各国的标准或规范中，节能建筑的评价指标主要分为两大类：规定性指标（prescriptiveindex）和性能化指标（performanceindex）[1,4～6]。叶凌等[1]在分别阐述了这两类指标的概念的同时，重点介绍了目前已有的几种典型节能建筑性能化评价指标和方法，并分析了各自的特点，简单介绍了我国既有建筑节能设计标准中所采用的评价指标、方法及有待进一步改进之处，最后通过分析我国的实际情况，对我国节能建筑评价指标体系的建立工作提出了一些针对性建议。刘爱芳等[2]从我国建筑能耗现状出发，探索建筑节能已取得的成效和存在的问题，从而设计评价建筑节能的指标体系，认为科学的评价方法应该贯穿从规划、设计直至建设完成、运行维护的全过程。尽管如此，目前对建筑节能评价指标体系仍没有一个统一的标准，评价方法也很不一致。本文运用层次分析法（AHP），结合“3R”原则（即“减量化”reduce，“再利用”reuse，“再循环”recycle），从“节约资源、环境友好”的角度审视节能建筑评价指标体系的构建方法及指标选择。此外，通过分析我国的实际情况，对我国节能建筑评价指标体系的建立工作提出了几点初步建议，最后提出更加科93学灵活的适合国情的节能建筑评价指标体系。1层次分析法（AHP）简介层次分析法（analytichierarchyprocess,AHP）是美国运筹学家萨蒂教授于20世纪70年代提出的一种系统分析方法。它通过递阶的层次结构，将一个复杂的多指标评价问题作为一个系统，将总目标分解为多个分目标或准则，进而分解为多指标的若干层次，通过定性指标模糊量化方法，算出层次单排序（重要性/权数）和总排序，以此确定各个指标的权重[7]。层次分析法一般步骤如下。1.1构造递阶层次结构即待评价系统的特点，将其分为恰当的层次级数，构造简明的递阶层次结构（图1）。1.2构造判断矩阵在建立上述递阶层次结构之后，假定第一层的元素为U，第二层次的元素为U1,U2,...,Un，U对U1,U2,...,Un有支配关系。两两比较元素U1,U2,...,Un，判定哪个更重要，并用标度1,3,5,7,9表示出来，具体标度方法见表1。这里可以采用专家打分法、问卷调查法等方法得出每个层次的每个指标的权重系数W1,W2,...,Wn，及这些系数两两比较的结果a11,a12,...,aij，于是得到由a11,a12,...,aij组成的判断矩阵A=(aij)i×j。指标评估结果的判断依据是节能建筑评价体系的实际情祝，如在不同的区域，其侧重点也不同，如北方的建筑可能就更注重绝热保温，而南方的建筑则更注重通风干燥。因此在构造判断矩阵中就要结合不同区域的建筑的实际情况进行具体分析。1.3总排序计算计算判断矩阵的特征向量WT，并计算其总排序。1.4满意性分析（即一致性检验）计算矩阵的随机一致性比例CR，当CR=0时，判断矩阵具有完全一致性，反之，不具有完全一致性；当CR﹤0.10时，判断矩阵有满意的一致性，认为判断矩阵的一致性是可以接受的，其对应的特征向量各分量即是各评价；当CR﹥0.10时，判断矩阵P应再进行调整，使之具有满意的一致性。一致性检验相关的计算公式为：其中，CR为判断矩阵的随机一致性比例；CI为一致性指标；RI为判断矩阵的平均随机一致性指标，需查找相应的平均随机一致性指标表，见表2；λmax为矩阵的最大特征值，可利用矩阵的特征向量求得。2建筑节能评价指标体系确定的原则及评价目标2.1建筑节能评价指标体系确定的原则建立建筑节能指标体系旨在帮助决策者评价工作进展状况，并适时衡量整个系统的发展程度。就目前而言还不可能研究出一种全面的衡量尺度，哪怕是一套全面的指标，因为建筑节能的许多方面（例如公众的节能意识、南北气候的差异对于建筑结构的要求、地形地貌条件的合理利用等）不容易量化。因此，本文另辟蹊径，从“3R”角度，基于以下原则基础上建立建筑生命周期节能评价指标体系：（1）科学性与实用性原则。科学性是任何指标体系建立的重要原则，也是指标体系的首要特征。按照科学性的要求，指标体系一定要建立在科学、客观的基础上，因此，指标的物理意义必须明确。在指标体系的建立方面，科学表1两两比较标度表比例标度（相对重要程度）定义解释1同等重要两个指标相比具有同样的重要性3略微重要两个指标相比前者比后者略微重要5明显重要两个指标相比前者比后者明显重要7强烈重要两个指标相比前者比后者强烈重要9极端重要两个指标相比前者比后者极端重要2、4、6、8相邻判断的中间值介于两个相邻标度间的重要程度性体现在该指标体系应该能够全面、客观、准确地反映资源和物质的利用和循环利用情况，符合环境可持续发展的内涵，同时又要避免指标间的重叠，使评价目标和评价指标有机地联系起来，组成一个层次分明的整体；能较好地量度国家或者区域范围内节能建筑发展水平。因此，所选指标必须概念清晰、明确，且有具体的科学内涵，测算方法标准，统计计算方法规范。（2）系统性与层次性原则。评价指标体系必须能够全面地反映节能ECOLOGICALECONOMYECOLOGIGALINDUSTRYWATCH产业观察94建筑发展的各个方面，具有层次高、涵盖广、系统性强的特点。建筑节能评价指标体系是一个复杂的系统，它包括若干个子系统，应在不同层次上采用不同的指标，有利于政府决策者在不同层次上对社会、经济的发展进行调控，对资源进行有效的配置，对环境进行最大的优化。（3）可操作性与可行性原则。指标体系应具有可操作性强的特点，无论是面向评价者、决策者，还是公众的指标，都要尽可能的简单实用，即考虑定量化的可行性、建模的复杂性以及数据的可靠性和可获得性，尽量简单清楚，不宜过多。指标并不是越多越好，要考虑指标的量化及数据取得的难易程度和可靠性，尽量利用现有统计资料等。因此，我们在构建指标体系时，要在尽可能简单的前提下，挑选一些易于计算、容易取得并且能够在要求水平上很好地反映国家或者区域节能建筑发展水平和资源利用情况的指标，使得所构建的指标体系具有较强的可操作性，从而在信息不完备的情况下对节能建筑发展做出合适的调节。（4）完备性与简明性原则。建筑节能评价指标体系要求覆盖面广，能全面并综合地反映节能建筑发展的各个方面。指标体系应当相对地比较完备，即指标体系作为一个整体应当能够基本反映节能建筑发展的主要方面或主要特征。同时，从理论上而言，设置的指标越多、越细、越全面，反映客观现实也越准确。但是，随着指标量的增加，带来的数据收集和加工处理的工作量却成倍增长，而且，指标划分过细，难免发生指标与指标的重叠，甚至相互对立的现象，这反而给综合分析评价带来不便。因此，指标体系又需要内容简单明了、准确，且具有代表性。指标体系中的指标数量不宜过多，在相对比较完备的情况下，指标的数目应尽可能地压缩，以易于分析操作。2.2建筑节能评价目标建筑节能评价是以建筑体系的节能效用为评价对象，为了实现节能高效的目标，依据循环经济和生态经济学理论，运用科学的方法和手段来评价和监测国家或区域基础建设过程中的建筑节能发展状态、发展水平和发展趋势，为指导我国建筑节能、有效利用各种资源及尽可能少地排放废弃物提供决策依据。对建筑节能的评价是建筑节能评价从理论探讨阶段进入实际操作阶段的前提，通过评价应达到以下具体目标：（1）对节能建筑运行现状进行评价。通过建筑节能评价来反映国家或区域节能建筑的运行状况，判断和测度建筑节能的发展水平、有利条件和不利条件，为各级政府、有关部门、企业和公众了解节能建筑发展现状提供科学的判断依据。（2）监测节能建筑运行状态的变化趋势。通过应用长时间连续性的建筑节能评价数据，全面反映节能建筑各方面状态的变化趋势。寻找不利的变化因素，及时扭转不利的变化趋势，使其回归到良性发展的轨道。（3）为优化管理决策提