基于层次分析—可拓学的绿色建筑节能技术经济评价

  摘 要：为促进节能技术在绿色建筑中的应用，从 5 个方面细分 18 项对节能技术进行分析，选择增量投资回收期和增量成本与增量效益比作为经济评价指标，构建经济评价指标体系，利用层次分析法和可拓学理论，建立绿色建筑节能技术经济评价模型。采用层次分析法确定评价指标的权重，运用可拓评价确定评价指标的经典域、节域和待评价物元，构建关联函数，对每个指标层次进行多级可拓评价，客观全面地得出了绿色建筑节能技术经济评价标识星级。并在案例中验证了该模型的可行性和实用性。

  关键词：绿色建筑；节能技术；层次分析法；可拓学；经济评价

  20 世纪 90 年代初，在可持续发展战略的基础上，我国将绿色建筑的理念引入建筑行业。为促进绿色建筑的发展，我国通过制定绿色建筑评价体系和绿色建筑评价标识的管理办法，使绿色建筑得到一定的发展。在绿色建筑建造过程中，需要投入大量的资源和技术，使得绿色建筑比传统建筑投入更多的建造成本。绿色建筑成本的增加，导致部分开发商或建设单位不愿积极参与到绿色建筑的建设当中，致使绿色建筑在国内发展步履维艰。为更好地发展绿色建筑，引入节能技术，应从绿色建筑节能技术经济的角度出发，对其增量成本与效益进行评价，让开发商、建设单位和消费者对绿色建筑有全面的认识，进而使绿色建筑的发展障碍得到解除。学术界一直不断地朝着这个方向探索和努力，在研究的前期主要集中在绿色建筑节能的应用[1~6]，伴随着节能技术的兴起，学者们开始朝着绿色建筑节能技术的费用效益[7~11]方向探索，但是，研究相对较少且不完善。基于此，本文从建筑围护结构、暖通空调、采光照明系统、能源综合利用和可再生能源利用 5 个方面对绿色建筑节能技术的经济性进行分析，构建经济评价指标体系。利用层次分析法和可拓学原理，建立经济评价模型，从经济的角度对绿色建筑节能技术的整体经济性进行全面地评价。

1 绿色建筑节能技术经济评价体系的建立

1.1 绿色建筑节能技术的分类

  根据绿色建筑不同的节能系统，结合学者们[5，9~11]对绿色建筑节能技术分类的研究，将绿色建筑节能技术分为建筑围护结构节能技术、暖通空调节能技术、采光照明系统节能技术、能源综合利用节能技术和可再生能源利用技术五大方面。其中，建筑围护结构节能技术主要分为墙体保温节能技术、屋面节能技术、门窗节能技术、建筑地面节能技术和建筑遮阳节能技术；暖通空调节能技术主要分为空调变风量节能技术、空调变制冷剂流量节能技术、变水量节能技术和低温送风空调节能技术；采光照明系统节能技术主要分为天然采光节能技术和高效照明节能技术；能源综合利用节能技术主要分为热回收技术、蓄能技术、热电冷联供技术和能耗分项计量技术；可再生能源利用技术主要分为太阳能利用技术、风能利用技术和地热能利用技术。

1.2 评价指标的选定

  经济评价主要通过一系列经济指标，确定每个方案经济效果的好坏。常用指标主要有投资回收期、净现值、成本与效益比和内部收益率等。由于开发商在投资时注重以最小的投资获得最大的利益，同时关注资金的回收时间。基于此，本文选择增量投资回收期和增量成本与增量效益比对绿色建筑所采用的各项节能技术的经济性进行评价。在经济学中，增量成本是由边际成本的定义发展而来的，是指企业在现有的生产水平和技术条件下，为了增加特定产出量（业务量或容量）而增加的成本[13]。为对绿色建筑的经济性进行评价，学者们将增量成本与增量效益引入绿色建筑领域。根据已有研究[14~16]，本文将绿色建筑节能技术的增量成本和增量效益定义为：与普通建筑相比，为建造绿色建筑采用节能技术，增加的成本为增量成本，增加的效益为增量效益。即增量成本等于绿色建筑成本减去普通建筑成本；增量效益等于绿色建筑产生的效益减去普通建筑产生的效益。

1.3 评价指标体系的建立

  经济评价是一项系统而全面性的工程，评价指标体系的建立是否科学合理直接影响评价结果的准确性和全面性。通过前文对绿色建筑节能技术的分类和经济评价指标的选择，根据层次分析法的基本原理，本文将其经济评价体系分为目标层（O）、分目标层（A）、准则层（B）和指标层（C）3 个层次，如图 1 所示。

2层次分析法——可拓评价模型的建立

2.1层次分析确定评价指标权重

2.1.1 构造两两比较的判断矩阵[16]在经济评价体系中，每层元素以相邻上一层元素为基准，按照表 1 的判断标准，两两相互比较，构建判断矩阵 A：

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3 案例分析

长沙某绿色住宅建筑住宅区共有 10 栋住宅楼，本文以其中一栋住宅楼为例进行分析。该住宅楼南北朝向，砖混结构，共 6 层，层高 3m，最底层为车库，1~6 层为住宅层，一梯两户，采用对称布局，面积均为112m2左右，三室两厅。该住宅总占地面积约为 260m2，总建筑居住面积约为1560 m2，墙体厚为 240mm，结构的设计使用年限为 50 年，本文以 1~6 层的住宅层为研究对象。

3.1 建立评价指标体系

根据该绿色住宅建筑所采用的节能技术进行分析，计算每项节能技术的增量成本与增量效益如表 4 所示。

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4 结语

本文从 5 个方面细分 18 项对节能技术进行分析，选择增量投资回收期和增量成本与增量效益比作为经济评价指标，构建经济评价指标体系。以计算的绿色建筑节能技术增量成本和增量效益为评价基础，运用层次分析法，计算每项绿色建筑节能技术的评价指标权重，减少了以往直接运用层次分析法进行比较的主观性。运用层次分析法和可拓学理论，建立基于层次分析法——可拓评价的绿色建筑节能技术经济评价模型，得出绿色建筑节能技术整体性的经济评价等级。