尹 東 衡

(南華大學(xué)設(shè)計(jì)與藝術(shù)學(xué)院，湖南 衡陽(yáng) 421001)

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基于可持續(xù)發(fā)展角度的綠色建筑評(píng)價(jià)模型研究與設(shè)計(jì)★

尹 東 衡

(南華大學(xué)設(shè)計(jì)與藝術(shù)學(xué)院，湖南 衡陽(yáng) 421001)

闡述了綠色建筑評(píng)價(jià)模型的概念，分析了國(guó)內(nèi)綠色建筑評(píng)價(jià)模型的研究現(xiàn)狀，探討了主成分分析法與因素重組分析法在構(gòu)建綠色建筑模型中的應(yīng)用，并探索了利用灰色多層次評(píng)價(jià)法構(gòu)建綠色建筑模型的方法，有助于提高綠色建筑評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性。

綠色建筑模型，可持續(xù)發(fā)展，灰色評(píng)價(jià)法，評(píng)價(jià)指標(biāo)

1 基于可持續(xù)發(fā)展角度的綠色建筑評(píng)價(jià)模型概念

20世紀(jì)中期以后，以生態(tài)學(xué)為基礎(chǔ)的可持續(xù)發(fā)展思想逐步普及開(kāi)來(lái)，和許多學(xué)科相互融合，最后在80年代提出了“綠色建筑”的概念。“綠色”的含義就是保護(hù)自然資源，規(guī)范人類活動(dòng)，使自然進(jìn)入良性循環(huán)狀態(tài)。從經(jīng)濟(jì)層面講，是要追求經(jīng)濟(jì)和生態(tài)的平衡，不僅要促進(jìn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，還要建設(shè)有利于自然生態(tài)的保護(hù)性經(jīng)濟(jì)。因此，綠色建筑屬于可持續(xù)發(fā)展的其中一個(gè)環(huán)節(jié)，是可持續(xù)思想在建筑行業(yè)的集中表現(xiàn)?？沙掷m(xù)發(fā)展是推廣綠色建筑的首要目標(biāo)，也是綠色建筑的根本精神所在。

綠色建筑評(píng)價(jià)模型是綠色建筑施行的具體根據(jù)。研究并設(shè)計(jì)綠色建筑評(píng)價(jià)模型，必須把可持續(xù)發(fā)展思想作為明確指標(biāo)及發(fā)展準(zhǔn)則，將各種環(huán)境問(wèn)題與人類的需求有機(jī)結(jié)合起來(lái)，積極保護(hù)人類賴以生存的自然生態(tài)環(huán)境。研究并設(shè)計(jì)出一套科學(xué)的綠色建筑評(píng)價(jià)模型，能夠使“綠色建筑”的概念具象化，同時(shí)引起人們的關(guān)注，讓廣大群眾認(rèn)識(shí)到“綠色建筑”的內(nèi)涵與重要性。設(shè)計(jì)綠色建筑評(píng)價(jià)模型，可以在較為廣泛的市場(chǎng)區(qū)域中建立起適當(dāng)?shù)囊?guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，使開(kāi)發(fā)商與業(yè)主之間的信息更加對(duì)稱，便于消費(fèi)者辨別出刻意炒作的偽綠色建筑，從而達(dá)到優(yōu)化建筑市場(chǎng)的目的。

對(duì)綠色建筑實(shí)施科學(xué)評(píng)價(jià)，設(shè)計(jì)出相關(guān)研究模型，是當(dāng)前專業(yè)人員亟需完成的首要工作，同時(shí)也直接關(guān)系到綠色建筑的正常發(fā)展?，F(xiàn)階段，全球很多發(fā)達(dá)國(guó)家都開(kāi)始對(duì)綠色建筑實(shí)行研究與探索，并獲得了一定的成果，而我國(guó)在綠色建筑領(lǐng)域的研究還停留在初級(jí)階段[1]。所以，國(guó)內(nèi)相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)積極引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)結(jié)合我國(guó)的具體情況，打造出科學(xué)、簡(jiǎn)便、操作性強(qiáng)的評(píng)價(jià)模型，確立一套因地制宜的合理建設(shè)指標(biāo)，推動(dòng)我國(guó)綠色建筑事業(yè)全方位發(fā)展。

2 國(guó)內(nèi)綠色建筑評(píng)價(jià)模型的具體分析

綠色建筑的評(píng)價(jià)模型可以分為許多種，每種不同體系下的評(píng)價(jià)模型都代表了綠色建筑的本質(zhì)特征。國(guó)內(nèi)當(dāng)前所用的綠色建筑評(píng)價(jià)模型屬于一種較為簡(jiǎn)潔的線性求和方式，對(duì)每個(gè)指標(biāo)都設(shè)定出最低數(shù)值，并且確保這些指標(biāo)之間不存在權(quán)重差異，只要達(dá)到最低值便可得分[2]。在綠色建筑的初級(jí)發(fā)展階段，這一方式從某種程度上講極大地促進(jìn)了市場(chǎng)改革，因而具有較為顯著的優(yōu)勢(shì)，這類簡(jiǎn)單易懂的數(shù)學(xué)模型更加容易被業(yè)外人士所認(rèn)同并接納。后來(lái)，市場(chǎng)對(duì)綠色建筑的功能評(píng)價(jià)出現(xiàn)了進(jìn)一步發(fā)展，在研究與設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)模型時(shí)開(kāi)始把整個(gè)市場(chǎng)的平衡發(fā)展放在首要位置，并把早期與晚期的所有參與者都?xì)w入了設(shè)計(jì)范疇[3]。這一方式實(shí)際上具有較大的局限性，且本身存在許多漏洞，比如忽略了權(quán)重指標(biāo)對(duì)評(píng)價(jià)模型的影響，也無(wú)法較為客觀地體現(xiàn)出同一水平中不同評(píng)價(jià)目標(biāo)的差異性[4]。這些問(wèn)題使得建設(shè)人員無(wú)法達(dá)到更高的技術(shù)水準(zhǔn)，也會(huì)在一定程度上阻礙綠色建筑的健康發(fā)展。從當(dāng)前國(guó)內(nèi)綠色建筑的實(shí)際發(fā)展趨勢(shì)與市場(chǎng)需求看，改進(jìn)原來(lái)的設(shè)計(jì)模型可以讓綠色建筑的各類性能大幅度提升，從而造福人類。因此，專業(yè)人員可以把經(jīng)過(guò)改良的評(píng)價(jià)模型導(dǎo)入國(guó)內(nèi)綠色建筑評(píng)價(jià)系統(tǒng)中，進(jìn)而展現(xiàn)出更為綜合、全面、平衡的評(píng)價(jià)優(yōu)勢(shì)，完善國(guó)內(nèi)綠色建筑評(píng)價(jià)體系。

3 利用主成分分析法與因素重組分析法構(gòu)建綠色建筑模型

3.1 主成分分析法與因素重組分析法的概念

主成分分析法也叫做主分量分析法，主要是運(yùn)用了降維的理念，經(jīng)由數(shù)學(xué)的變換法則把多指標(biāo)問(wèn)題轉(zhuǎn)變成少數(shù)綜合指標(biāo)的科學(xué)計(jì)算法[5]。這一方法可以把高維空間的問(wèn)題轉(zhuǎn)移至低維空間再進(jìn)行處理，從而讓問(wèn)題變得更加直觀，達(dá)到簡(jiǎn)化問(wèn)題的目的。并且這部分綜合指標(biāo)之間不存在直接聯(lián)系，還能夠提供原來(lái)指標(biāo)的大多數(shù)信息。因素重組分析法是對(duì)各種因素水平和指標(biāo)組成的虛擬系統(tǒng)函數(shù)值進(jìn)行分別運(yùn)算，把原有的系統(tǒng)性態(tài)函數(shù)與之展開(kāi)對(duì)比，體現(xiàn)出虛擬系統(tǒng)和原來(lái)系統(tǒng)之間的相似度。這兩個(gè)系統(tǒng)間的近似值越小，則說(shuō)明影響程度或關(guān)聯(lián)性就越高，如果相反，則說(shuō)明影響程度越低。下文共建立了27個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。在指標(biāo)體系中，所關(guān)系到的變量有很多，且這些變量之間都有著一定的關(guān)聯(lián)性，因此檢測(cè)數(shù)據(jù)所體現(xiàn)出的信息在某種程度上也會(huì)出現(xiàn)重疊現(xiàn)象，屬于典型高維空間問(wèn)題范疇。所以，可以先利用主成分分析法進(jìn)行降維，除掉冗余部分，突出重點(diǎn)。此后，再運(yùn)用指標(biāo)呈現(xiàn)的信息，憑借因素重組分析法把定性與定量信息以不同的渠道輸入系統(tǒng)內(nèi)，然后集中處理，最終生成聚集狀的系統(tǒng)性態(tài)函數(shù)表，便于實(shí)施綜合評(píng)價(jià)。

3.2 主成分分析法與因素重組分析法在建模中的應(yīng)用

綠色建筑評(píng)價(jià)指標(biāo)是采用了各種定性與定量指標(biāo)，最終形成的高級(jí)體系。要找到27項(xiàng)指標(biāo)之間的聯(lián)系，獲得核心影響因素，才能得出準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)結(jié)果，具體應(yīng)用方法可見(jiàn)圖1。這一模型不僅結(jié)合了復(fù)雜的指標(biāo)體系，還對(duì)其進(jìn)行整理歸納，突出了重點(diǎn)信息，也符合我國(guó)對(duì)綠色建筑的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

其中，Φki為第T個(gè)樣本內(nèi)第K個(gè)指標(biāo)和maxΦki的近似值，并且同minΦki的近似度為1-Φki，i為第i個(gè)區(qū)間(i=1，2);Φk(T)為第T個(gè)樣本內(nèi)第K個(gè)指標(biāo)的實(shí)際數(shù)值；maxΦki為Φk(T)所處區(qū)間的上部；minΦki為Φk(T)所屬區(qū)間的下部。然后按照各個(gè)水平值以及各項(xiàng)指標(biāo)的近似度，確立聚集型矩陣，把聚集矩陣內(nèi)的數(shù)字錄入GENREC重新構(gòu)建分析軟件的文檔里，再運(yùn)行軟件，利用輸出結(jié)果算出綠色建筑整理后的各項(xiàng)指標(biāo)在三類水平上的重要程度之和值fi(i=1，2，3)，算出評(píng)價(jià)水平值的最終呈現(xiàn)度pi(i=1，2，3)。則：

此后，算出綠色建筑的最終評(píng)價(jià)值w，可知：

其中，pi(i=1，2，3)為評(píng)價(jià)水平值的最終呈現(xiàn)度；ei(i=1，2，3)為低水平下部值、中水平中部值與高水平上部值，依據(jù)w的值，結(jié)合我國(guó)綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，便可確定出綠色建筑的等級(jí)。

4 利用灰色多層次評(píng)價(jià)法構(gòu)建綠色建筑模型

4.1 灰色多層次評(píng)價(jià)法的概念

在控制論里，人們大多采用顏色的深淺表示信息的確切程度。黑色代表的是未知信息，白色代表的是已知信息，而灰色則代表的是部分信息明確。因此，信息未知的系統(tǒng)也可以稱作黑色系統(tǒng)，信息完全明了的系統(tǒng)可以稱作白色系統(tǒng)，而信息沒(méi)有完全知曉的系統(tǒng)就稱作灰色系統(tǒng)?；疑到y(tǒng)處在白色系統(tǒng)與黑色系統(tǒng)之間，這種系統(tǒng)的評(píng)價(jià)方法主要包括層次分析法、模糊綜合評(píng)價(jià)法、數(shù)據(jù)包解析法、人工網(wǎng)絡(luò)評(píng)估法、灰色綜合評(píng)估法等[6]。每一種評(píng)價(jià)法都有著各自的背景，也會(huì)存在或多或少的問(wèn)題，所以，選擇合適的評(píng)價(jià)法，可以提高模型構(gòu)建的準(zhǔn)確性。

灰色評(píng)價(jià)法主要是把定性分析與定量分析有機(jī)結(jié)合起來(lái)，能夠高效處理好評(píng)價(jià)指標(biāo)無(wú)法量化與統(tǒng)計(jì)的相關(guān)難題，還能夠排除人為因素造成的許多影響，所以其評(píng)價(jià)結(jié)果會(huì)更為精確?；疑u(píng)價(jià)法的應(yīng)用過(guò)程比較簡(jiǎn)潔，可以為大多數(shù)人所理解、接納。其數(shù)字也不用實(shí)行統(tǒng)一化處理，可運(yùn)用原始數(shù)據(jù)直接展開(kāi)運(yùn)算，因此可靠性很高。其評(píng)價(jià)指標(biāo)體系還可以按照實(shí)際情況增加或減少，不需要預(yù)備過(guò)多樣本，只要有部分典型樣本，就可以進(jìn)行評(píng)價(jià)。

4.2 灰色多層次評(píng)價(jià)法在建模中的應(yīng)用

依據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，U可以表示一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)Ui的集合，寫(xiě)作U={U1，U2，U3，U4},Ui(i=1，2，3，4)。表示二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)Vij組成的集合，可以寫(xiě)作Vi={Vi1，Vi2，…，Vin}。假設(shè)在一定區(qū)域內(nèi)接受評(píng)價(jià)的建筑S(S=1，2，…，q)，W(s)為第S個(gè)接受評(píng)價(jià)對(duì)象的綜合評(píng)估值，則灰色多層次評(píng)價(jià)的具體操作步驟如下所述。

4.2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

利用評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，把Vij轉(zhuǎn)換為定量指標(biāo)，并使用專家評(píng)分法，將其劃分成A，B，C，D四個(gè)等級(jí)，再賦予其一定的分值。這一分值越大，說(shuō)明評(píng)價(jià)等級(jí)越高。

4.2.2 確定指標(biāo)Ui，Vij的權(quán)重

V1j(j=1，2，3，4)的權(quán)重向量是A1=(a11，a12，a13，a14)，V2j(j=1，2，3，4，5)的權(quán)重向量是A2=(a21，a22，a23，a24，a25)，V3j(j=1，2，3，4)的權(quán)重向量是A3=(a31，a32，a33，a34)，V4j(j=1，2，3，4)的權(quán)重向量是A4=(a41，a42，a43，a44)。

4.2.3 求出樣本矩陣

按照評(píng)價(jià)表的標(biāo)準(zhǔn)，可以算出第S個(gè)接受評(píng)價(jià)對(duì)象的評(píng)價(jià)樣本矩陣：

4.2.4 確立灰色種類與評(píng)價(jià)系數(shù)

確立灰色種類實(shí)際上就是找出灰色類別的等級(jí)數(shù)據(jù)、灰度及其白化函數(shù)。假設(shè)g=4，評(píng)價(jià)灰度序號(hào)是e=1，2，3，4，總共有4個(gè)評(píng)價(jià)灰度，即A，B，C，D這4個(gè)等級(jí)。對(duì)于評(píng)價(jià)指標(biāo)Vij而言，第S個(gè)接受評(píng)價(jià)目標(biāo)的灰度評(píng)價(jià)系數(shù)為xije(s)，fe是灰度e的白化權(quán)函數(shù)，對(duì)于評(píng)價(jià)指標(biāo)Vij而言，第S個(gè)接受評(píng)價(jià)目標(biāo)的灰度評(píng)價(jià)系數(shù)是xtj(s)。

4.2.5 最終評(píng)價(jià)

根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)Vij對(duì)于第S個(gè)接受評(píng)價(jià)目標(biāo)采用第e個(gè)灰度評(píng)價(jià)權(quán)利，由于灰度共有4個(gè)，則對(duì)于e=1，2，3，4，第S個(gè)接受評(píng)價(jià)目標(biāo)的指標(biāo)Vij對(duì)于灰色評(píng)價(jià)權(quán)向量rij(s)就可以求出相應(yīng)的值。把第S個(gè)接受評(píng)價(jià)目標(biāo)的指標(biāo)Ui所對(duì)應(yīng)的指標(biāo)Vij與每個(gè)評(píng)價(jià)灰度指標(biāo)綜合權(quán)衡以后，可以得出第S個(gè)接受評(píng)價(jià)目標(biāo)的指標(biāo)Ui所對(duì)應(yīng)的指標(biāo)Vij關(guān)于灰度評(píng)價(jià)的矩陣。最后，對(duì)Ui進(jìn)行全面評(píng)價(jià)，把最終結(jié)果記作Bi(s)，則Bi(s)=AiRi(s)=bi1(s)，bi2(s)，bi3(s)，bi4(s)。則第S個(gè)接受評(píng)價(jià)目標(biāo)的指標(biāo)W可記作B(s)，B(s)=AR(s)=(b1(s)，b2(s)，b3(s)，b4(s))。該系統(tǒng)內(nèi)，參照BREEAM的評(píng)價(jià)，對(duì)A,B,C,D四個(gè)等級(jí)賦予4分、3分、2分、1分，即可對(duì)綠色建筑作出準(zhǔn)確評(píng)價(jià)。

5 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)綠色建筑的評(píng)價(jià)并不是一個(gè)總結(jié)性的評(píng)判，其主要功能是讓設(shè)計(jì)者、建造者以及使用者明白怎樣的條件才是綠色建筑達(dá)標(biāo)的條件，并教會(huì)設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)如何策劃，如何研究設(shè)計(jì)，讓綠色建筑能夠真正符合我國(guó)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[1]。綠色建筑的評(píng)價(jià)不僅具有鑒定性，還具有一定的指導(dǎo)性，專業(yè)人員一定要找到科學(xué)的綠色建筑模型設(shè)計(jì)方法，提高評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性。

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[3] 張 雷,姜 立,葉敏青.基于BIM技術(shù)的綠色建筑預(yù)評(píng)估系統(tǒng)研究[J].土木建筑工程信息技術(shù),2011(1):31-36.

[4] 柯園園,錢(qián)經(jīng)斗.基于AHP熵權(quán)法的綠色建筑評(píng)價(jià)模型研究與應(yīng)用[J].磚瓦,2015(8):50-53.

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The research and design based on the perspective of sustainable development of the green building evaluation model★

Yin Dongheng

(DesignandArtsCollege,theNanhuaUniversity,Hengyang421001,China)

The paper introduces green building evaluation model concept, analyzes the research status of evaluation models for green buildings in china, then the principal component analysis method and recombinant factor analysis method in the construction of a green building model in application. We discuss the method for constructing the model of green construction based on grey hierarchy evaluation method, so as to enhance the accuracy of evaluation of green buildings.

green building model, sustainable development, grey evaluation method, evaluation index

1009-6825(2016)32-0203-03

2016-09-07★:湖南省教育廳科研項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：15c1187)

尹東衡(1975- )，男，碩士，講師

TU201.5

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·綠色環(huán)?！そㄖ?jié)能