1、暖通空调设计方案中综合评价方法的应用研究 张成方 紫光华山科技服务有限公司 摘 要： 本文基于当前我国暖通空调的研究背景, 对暖通空调中综合评价方法的应用的数学模型予以了深入的分析, 并浅析了综合评价时方法使用时具有的显著特征, 以期对暖通空调设计方案中综合评价方法的应用进行更为深入的研究, 进而实现推动我国暖通空调施工质量的目的。关键词： 暖通空调; 设计方案; 综合评价方法; 应用; 研究; 作者简介：张成方, 本科, 工程师, 研究方向为数据中心的暖通。城市化进程的不断推进推动我国建筑行业的迅猛发展, 人们对功能的要求日趋多元化也大大促进了我国建筑施工技术的提升。人们的对建筑物的要求不仅
2、仅局限于遮风挡雨等基本保障功能, 逐渐提升为室内居住环境品质的提升、建筑耗能的降低与环保之上。特别是在 2008 年北京奥运会之后, 环保理念更是在中国建筑业实现了一个小高峰, 促使我国绿色建筑理念得到了广泛的适用, 提高了我国建筑的施工品质。而暖通空调系统作为建筑物中不可或缺的重要部分, 其施工技术、设计方案对建筑耗能降低以及绿色建筑的实现具有非常重要的意义。因此, 在对暖通空调设计方案进行选择时, 建筑方一般会选择制冷/制热效果好、性价比高和实用性较高的方案, 并作为暖通空调设计方案选择的主要参考维度。1 研究背景设计方案作为暖通空调系统正常运行的基础, 其合理与否能直接影响到暖通系统的后
3、期运营效益。设计方案作为暖通空调系统正常运行和全生命周期的基础环节, 其不仅关系到暖通空调的系统的正常使用, 还是暖通系统是否能有效运行的关键所在。可见, 设计方案会暖通空调系统存在至关重要的作用。通过暖通空调系统中的设计环节可以有效对暖通能源和建设资源进行优化配置, 进而达到提高暖通空调的使用效能, 提升建筑用能系统的工作效率。另外, 很多大中型建筑项目往往会通过方案投标的方式来选取暖通空调的设计方案。但是, 如何在众多设计方案中择优选择出更合理、更科学的暖通空调设计方案逐渐成为我国暖通空调建筑施工研究的重要课题。在对设计方案进行评估时应从用户要求和负荷付出这两个方面来进行, 具体如图 1
4、所示。图 1 设计方案评估 下载原图2 综合评价方法综合评价作为一种较为系统、规范的方法, 其能对多个被评价对象的多个指标及单位同时进行评价, 进而获取到被评价对象的客观、公正、合理的证明评价。综合评价法的使用需要具备五个基本要素:被评价对象、评价指标、权重系数、综合评价模型、评价者。被评价对象作为综合评价活动开展的基础, 其主要指的是研究人员所需要探讨和研究的某个对象或者是系统, 一般情况下, 在一个研究问题当中被评价的对象通常都是属于一个类别的, 且个数一定要大于 1。如果说某个问题进行综合评价中, 其存在多个被评价的对象时, 可以以S1、S 2.SN (N1) 的形式来表达。评价指标作为
5、综合评价活动中的主要要素, 其也是被评价对象运行状况的反应关键点。通常一个问题都会存在多个评价指标作为评价维度, 可以从不同方面对被评价问题的特征的大小度量予以刻画。比如在对能源、资源和环境付出进行描述时, 可以通过图 2 的二维图来进行科学的描述, 如图 2 所示。图 2 评价维度图 下载原图依据上图, A 区表示很少的资源能源和环境付出, 能获取到最大的拥护满意度, 也就是最满意或最具潜质方案;B、C、D 区表示该方案需要较大的资源能源和环境付出, 能满足一定的用户需求, 是需要改进的方案;E 区表示方案需要很多的资源能源和环境付出, 无法满足用户的需求, 是最偏离用户满意度的方案。需要注
6、意的是, 在开展综合评价活动时, 评价者应该遵循系统性、科学性、可比性、可测性和独立性的原则来进行评价。权重系数作为综合评价活动开展的主要构成要素, 其在对每个问题进行全面评价时, 都应该评价任务的目的来开展评价活动, 以此确认被评价对象中各个指标的相对重要性, 且各个指标的重要顺序性依据权重系数的计算结果来进行排列。一旦确定评价对象和评价指标值之间权重系数后, 就可以取值计算结果来确定综合评价的结果, 并确定权重系数取值的合理性和综合评价结果的准确性、可信度。综合评价模型作为综合评价中最重要的构成因素, 只有建立相应的数学模式才能将多个评价指标组合成一个系统的、综合的评价体系, 获取到相应的
7、评价结果。评价者作为综合评价的主要人, 其也是评价活动的直接参与者, 无论是评价目的、还是评价指标体系、数学模型都应该与评价者息息相关。3 综合评价的一般步骤综合评价活动的具体步骤虽有差异和不同, 但是每个综合评价活动都存在一般规律:首先应该确定综合评价活动的评价目标;其次应该明确被评价对象;第三, 建立合理的评价指标体系;第四, 确定各个指标值中的权重系数并选择合理的数学模型;接着, 通过计算机系统计算出各个指标的综合评价价值;最后, 就可以计算出被评价对象的具体结果。一般而言, 在各个评价指标当中很可能会包含“极大型指标和极小型指标、以及中间型、区间型的指标, 需要技术人员对这些敏感数据予
8、以高度重视。在实际的评价指标当中, 往往都会存在不同的数量级和单位促使指标之间存在一定的不可公度性, 会给综合评价结果带来很多不确定因素, 给综合评价指标的建立和指标大小的排列带来困难。如果不能对这些指标予以无量纲处理, 就会在综合评价过程中出现“以大吃小”的数量计算错误, 从而使得最后的评价结论错误。无量纲化的处理也可以称之为指标数据的标准化和规范化处理, 特别是在我国暖通空调综合评价体系当中, 通常都会使用标准差方法、极值差方法和功效系数方法来进行评价指标无量纲化的处理。4 综合评价的数学模型4.1 线性加权综合法线性加权综合法是用线性加权函数 作为综合评价的模型计算基础, 并对 N 个系
9、统进行全面的评价。要想使用线性加权综合法来建立数学模型, 需要被评价对象之间的各个指标保持现相对独立且相互联系的关系。在这种情况下使用线性加权综合法, 其结果会使得各个指标之间的信息会有所重复, 使得评价的结果无法客观的反映出实际的情况。4.2 非线性加权综合法非线性加权综合法的函数公式如下: 作为综合评价的模型, 并对评价指标当中的各个系统进行综合评价, 其中 wj作为权系数, 且其 xj1。在适用非线性加权综合法进行评价时, 其可以广泛适用于各个指标之间的关联强度评价的情况。4.3 逼近理想点的方法假设系统的理想点是 (x 1, x2, .xm) , 对于某个被评价对象中 (x i1, x
10、i2, .xim) , 两者之间的加权距离为: , i=1, 2, , n., 其中 wj为权系数, 且 f (xij, xj) 为 xij与 xj之间的意义距离。在一般情况下可以用欧式距离来进行计算, 也就是取 f (xij, xj) = (xij-xj) , 那么综合评价的函数公式为: , i=1, 2, , n。经过具体计算之后, 可以依照 yi (i=1, 2, , n) 的值的大小来排列各个评价方案, 并进行择优选择。显然, 该值的大小是越小越好, 方案也就越佳。特别是, 在 yi=0 时就可以临界综合评价的理想点了, 与之相对应的方案也就是最好的方案了。5 暖通空调设计方案综合评价
11、方法应用的主要特征5.1 决策问题的多目标性在对某项建筑工程的暖通空调设计方案选择中, 对工程中中央空调主机进行选择时, 可以依据暖通空调的最初投资费用、运行费用、环境影响和机房占有面积、运行寿命等多个方面对暖通空调进行综合评价, 并作为暖通空调设计方案的选取造成非常重要的影响。5.2 决策方案具有多样性由于建筑暖通空调系统的施工环境具有较大的差异性, 不同开发商对设备的选择也会受到不同因素的影响, 使得决策方案会具有横向与竖向的多样性。比如, 在对暖通空调中的冷源进行选择时, 可以选择的方案有:以电为能源的螺杆、离心机, 或者是以燃气为能源的直燃机, 依照冷却的介质可以分为风冷机、水冷机等方
12、案。5.3 决策分析具有一定的模糊性技术人员在对暖通空调设计方案进行综合评价时, 其很多指标会受到外界环境的影响使得评价人员无法对其进行精确的定义和度量。比如说, 用户的满意度和服务支持指标会受到外部环境的影响以及房地产经营政策的影响而使得暖通空调设计方案的评价具有一定的模糊性。5.4 决策分析具有一定的群体性由于暖通空调的设计方案对整个建筑的能源损耗具有非常大的影响, 因此, 暖通空调的方案决策是无法由个人来决定的。只能通过群体决策和群体智慧来实现共同决策, 由业主、设计方、厂商、供应商以及咨询机构对每一个暖通空调的设计方案择优进行选择。但是, 由于每一位决策者的利益出发点、偏好和侧重点会存
13、在不同支出, 也就会在决策中产生一定的分歧, 因此, 建筑单位应该牵头建立起一套群体决策的评价机制和方法。6 结语总之, 暖通空调设计方案的评价具有其特殊的特征。如果在暖通空调设计方案在决策过程当中引用综合评价的研究方法, 并建立一套符合我国基本国情和建筑实况的决策机制及方法, 可以有效提高建筑施工的决策质量, 降低建筑施工的能源损耗, 提高建筑资源的使用效益, 最终实现绿色施工, 实现我国的可持续发展。特别是当今这个低排放、低污染、低能耗的“三低”时代, 全球人民的环保理念愈加深刻, 同时, 随着我国市场经济体制的转型, 环保型暖通空调逐渐成为人们追逐和发展的主要目标。低碳因素也越来越被考虑
14、到暖通空调系统方案的设计当中, 使用综合评价方法进行设计方案的择优选择的机会越来越多, 综合评价方法对暖通空调设计方案的选择也越来越重要, 需要研究人员予以进一步的研究。参考文献1牛唐力.暖通空调设计方案的问题分析J.建筑设计管理, 2014, 31 (6) :75-78. 2郑存安.关于当下暖通空调设计方案的技术经济比较研究J.建筑设计管理, 2016, 33 (1) :77-78, 88, 96. 3田金乙.综合评价方法在暖通空调设计方案中的应用J.绿色科技, 2011 (1) :167-169. 4翟明亮.暖通空调的设计方案与评价分析J.四川水泥, 2015 (5) :200. 5周柏松.探析暖通空调设计方案评估体系J.企业导报, 2015 (17) :198, 2.
