摘要：農(nóng)村住宅節(jié)能改造是我國(guó)節(jié)能工作的重點(diǎn)內(nèi)容，其中，綜合效益評(píng)價(jià)逐漸成為改造過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。從技術(shù)效益、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益4個(gè)方面建立農(nóng)村住宅節(jié)能改造綜合效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用屬性層次模型（AHM）確定指標(biāo)權(quán)重，構(gòu)建農(nóng)村住宅節(jié)能改造效益的模糊綜合評(píng)價(jià)（FCE）模型，以河北省石家莊市某農(nóng)村住宅節(jié)能改造項(xiàng)目為例進(jìn)行實(shí)證分析，驗(yàn)證模型的科學(xué)性和有效性，為建筑節(jié)能改造后綜合效益評(píng)價(jià)提供參考。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村住宅節(jié)能改造；效益評(píng)價(jià)；屬性層次模型（AHM）；模糊綜合評(píng)價(jià)法（FCE）

0引言

建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)是促進(jìn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重大舉措，節(jié)約能源是資源節(jié)約型社會(huì)的關(guān)鍵組成部分，而建筑行業(yè)是節(jié)能潛力最大的用能領(lǐng)域，因此應(yīng)將其作為節(jié)能工作的重中之重。2023年《中國(guó)建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報(bào)告》顯示：2021年我國(guó)農(nóng)村住宅建筑面積226億m2，約占全國(guó)建筑總面積的33.30%；同年，我國(guó)建筑運(yùn)行的能源消耗量為11.10億tce，占全國(guó)能源消耗總量的21%，其中農(nóng)村住宅建筑能源消耗占全國(guó)建筑能源消耗總量的20.90%[1]。近年來(lái)，我國(guó)積極推進(jìn)建筑節(jié)能發(fā)展，雖然建筑總體能耗持續(xù)下降，但由于農(nóng)村住宅建筑以自建自住為主，數(shù)量眾多且分布分散，缺乏集中供暖和專(zhuān)業(yè)節(jié)能設(shè)計(jì)，農(nóng)村住宅在冬季采暖方面能耗巨大，能源嚴(yán)重浪費(fèi)。因此，農(nóng)村住宅節(jié)能改造成為我國(guó)節(jié)能減排工作中的一項(xiàng)重要研究?jī)?nèi)容。

既有建筑節(jié)能改造綜合效益評(píng)價(jià)問(wèn)題一直都是備受關(guān)注的主題，領(lǐng)域內(nèi)相關(guān)專(zhuān)家和學(xué)者已經(jīng)對(duì)其展開(kāi)了大量研究。劉玉明等[2]采用全生命周期成本理論建立了既有建筑節(jié)能改造的經(jīng)濟(jì)效益分析框架；李強(qiáng)年等[3]應(yīng)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，通過(guò)仿真模擬針對(duì)某公共建筑節(jié)能改造綜合效益開(kāi)展了實(shí)證研究；李玲燕等[4]從成本、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)效益5個(gè)維度，運(yùn)用屬性層次模型構(gòu)建了老舊小區(qū)綠色改造綜合效益的可拓評(píng)價(jià)模型；魏曉東[5]以圍護(hù)結(jié)構(gòu)為切入點(diǎn)，對(duì)既有居住建筑節(jié)能改造的效益進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)；許健等[6]從技術(shù)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益三個(gè)方面，對(duì)既有居住建筑節(jié)能改造進(jìn)行了灰色綜合評(píng)價(jià)；王志偉等[7]運(yùn)用物元可拓法的評(píng)價(jià)模型，結(jié)合實(shí)際案例綜合評(píng)價(jià)了既有居住建筑的節(jié)能改造效益。然而，現(xiàn)有的研究成果也存在明顯不足，一是缺乏對(duì)農(nóng)村住宅節(jié)能改造綜合效益評(píng)價(jià)的研究；二是大多數(shù)研究?jī)H針對(duì)既有建筑節(jié)能改造的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行評(píng)價(jià)，缺乏對(duì)環(huán)境和社會(huì)效益的評(píng)價(jià)。

基于此，本研究采用屬性層次模型（AHM）及模糊綜合評(píng)價(jià)法（FCE），從技術(shù)效益、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益4個(gè)方面對(duì)農(nóng)村住宅節(jié)能改造綜合效益進(jìn)行評(píng)價(jià)，并結(jié)合實(shí)際案例驗(yàn)證該方法的科學(xué)性和有效性，為建筑節(jié)能改造后評(píng)價(jià)提供參考。本研究有助于提升我國(guó)農(nóng)村住宅節(jié)能改造管理水平，以確保節(jié)能改造工程質(zhì)量，促進(jìn)我國(guó)建筑節(jié)能工作的順利推進(jìn)，從而加快資源節(jié)約型社會(huì)的建設(shè)。

1評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

1.1評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立原則

為了對(duì)農(nóng)村住宅節(jié)能改造綜合效益進(jìn)行科學(xué)客觀(guān)的評(píng)價(jià)，提高評(píng)價(jià)結(jié)果的可信度和有效性，本研究遵循以下原則建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系：

（1）科學(xué)性與全面性原則。評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立應(yīng)基于科學(xué)研究和數(shù)據(jù)分析，確保評(píng)價(jià)指標(biāo)具備準(zhǔn)確性和可靠度，并且能綜合考量技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會(huì)等方面的效益，確保評(píng)價(jià)結(jié)果具有綜合性和完整性。

（2）層次性與系統(tǒng)性原則。評(píng)價(jià)指標(biāo)體系應(yīng)具備層次結(jié)構(gòu)，從宏觀(guān)到微觀(guān)、從整體到細(xì)節(jié)，將各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)劃分為不同的層次，并確保各個(gè)指標(biāo)之間相互關(guān)聯(lián)、相互影響，形成一個(gè)完整的評(píng)價(jià)體系。

（3）可行性原則。評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)確保具有可操作性，能夠在實(shí)際實(shí)施中易于量化，并且能夠提供實(shí)際可行的改進(jìn)方案和措施，以便節(jié)能改造項(xiàng)目能夠根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行改進(jìn)和調(diào)整。

（4）差異性原則[8]。評(píng)價(jià)指標(biāo)體系應(yīng)考慮不同地區(qū)、建筑類(lèi)型和居民需求的差異，以確保評(píng)價(jià)指標(biāo)具備針對(duì)性和適用性。

1.2評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

通過(guò)對(duì)既有建筑節(jié)能改造相關(guān)文獻(xiàn)的研究與分析，根據(jù)農(nóng)村住宅節(jié)能改造產(chǎn)生的效益，從技術(shù)效益、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益4個(gè)方面，參考農(nóng)村住宅節(jié)能改造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及內(nèi)容，并遵循評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立原則，構(gòu)建農(nóng)村住宅節(jié)能改造綜合效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，見(jiàn)表1。

2指標(biāo)權(quán)重的確定

本研究采用屬性層次模型（AHM），其是由北京大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院程乾生教授于1997年提出的一種決策方法[9]。相較于傳統(tǒng)的層次分析法（AHP），AHM方法具有一定的易操作性，既不需要計(jì)算特征向量，也不需要進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，運(yùn)算量較小，科學(xué)性較強(qiáng)，是一種簡(jiǎn)便、高效的決策方法。

2.1構(gòu)造屬性判斷矩陣并計(jì)算相對(duì)屬性權(quán)

本評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的指標(biāo)層有22個(gè)元素（x1，x2，…，x22）。對(duì)于子準(zhǔn)則層，比較兩個(gè)不同元素xi和xj（i≠j），xi和xj對(duì)子準(zhǔn)則層的相對(duì)重要度分別記為xij和xji。兩者應(yīng)滿(mǎn)足：xij≥0，xji≥0，xij+xji=1。

由相對(duì)屬性xij構(gòu)成n階屬性判斷矩陣（xij）n×n（1≤i，j≤n）。相對(duì)屬性xij可由層次分析法中的相對(duì)比例標(biāo)度bij確定，公式如下

xij=KK+1，bij=K

1K+1，bij=1K

若xij＞xji，則稱(chēng)xi比xj相對(duì)重要，即xi＞xj。

對(duì)于子準(zhǔn)則層，稱(chēng)wy=（wy（1），wy（2），…，wy（n））T為x1，x2，…，xn的相對(duì)屬性權(quán)，其中

wy（i）=2n（n-1）∑nj=1xij

以子準(zhǔn)則層指標(biāo)y1的屬性判斷矩陣及相對(duì)屬性權(quán)為例，則y1-xi屬性判斷矩陣及相對(duì)屬性權(quán)見(jiàn)表2。

同理可得目標(biāo)層和準(zhǔn)則層下指標(biāo)的屬性判斷矩陣和相對(duì)屬性權(quán)。

根據(jù)以上所述，通過(guò)查閱文獻(xiàn)資料和行業(yè)專(zhuān)家調(diào)查，確定各元素的相對(duì)重要度，得出本評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中各級(jí)指標(biāo)的屬性判斷矩陣和相對(duì)屬性權(quán)，具體如下：

（1）G-zi屬性判斷矩陣及相對(duì)屬性權(quán)（i=1，2，3，4），見(jiàn)表3。

（2）z1-yi屬性判斷矩陣及相對(duì)屬性權(quán)（i=1，2），見(jiàn)表4。

（3）y1-xi屬性判斷矩陣及相對(duì)屬性權(quán)（i=1，2，3），見(jiàn)表5。

繼續(xù)構(gòu)建其余3個(gè)準(zhǔn)則層及7個(gè)子準(zhǔn)則層下轄各指標(biāo)屬性判斷矩陣及相對(duì)屬性權(quán)，鑒于篇幅有限，計(jì)算過(guò)程在此不再贅述。

2.2計(jì)算合成權(quán)重

（1）計(jì)算子準(zhǔn)則層各指標(biāo)對(duì)于準(zhǔn)則層的合成權(quán)重值，分別為：（wz（1）wy1T，wz（2）wy2T），（wz（3）wy3T，wz（4）wy4T），（wz（5）wy5T），（wz（6）wy6T，wz（7）wy7T，wz（8）wy8T）。

（2）計(jì)算指標(biāo)層各指標(biāo)對(duì)于子準(zhǔn)則層的合成權(quán)重值，分別為：wg（1）wz（1）wy1T，wg（1）wz（2）wy2T，wg（2）wz（3）wy3T，wg（2）wz（4）wy4T，wg（3）wz（5）wy5T，wg（4）wz（6）wy6T，wg（4）wz（7）wy7T，wg（4）wz（8）wy8T。

根據(jù)以上計(jì)算，得出農(nóng)村住宅節(jié)能改造綜合效益評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，見(jiàn)表6。

3模糊綜合評(píng)價(jià)模型的實(shí)現(xiàn)

模糊綜合評(píng)價(jià)法（FCE）是一種基于模糊數(shù)學(xué)理論的評(píng)價(jià)方法，在多層次、多指標(biāo)的評(píng)價(jià)體系中展現(xiàn)出良好的評(píng)價(jià)效果。結(jié)合屬性層次模型（AHM）來(lái)確定權(quán)重，整個(gè)計(jì)算過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，甚至只需利用EXCEL進(jìn)行計(jì)算。這種方法能夠解決農(nóng)村住宅節(jié)能改造綜合效益評(píng)價(jià)中難以量化的問(wèn)題，并且滿(mǎn)足易操作的要求。

3.1建立綜合評(píng)價(jià)的因素集

根據(jù)上文建立的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，農(nóng)村住宅節(jié)能改造綜合效益評(píng)價(jià)因素集分為準(zhǔn)則層因素集、子準(zhǔn)則層因素集和指標(biāo)層因素集。準(zhǔn)則層因素集G={z1，z2，z3，z4}；子準(zhǔn)則層因素集為z1={y1，y2}，z2={y3，y4}，z3={y5}，z4={y6，y7，y8}；指標(biāo)層因素集為y1={x1，x2，x3}，y2={x4，x5，x6，x7，x8}，y3={x9，x10，x11}，y4={x12，x13，x14}，y5={x15，x16，x17}，y6={x18，x19，x20}，y7={x21}，y8={x22}。

3.2建立綜合評(píng)價(jià)的評(píng)語(yǔ)集

設(shè)農(nóng)村住宅節(jié)能改造綜合效益的評(píng)價(jià)評(píng)語(yǔ)集為V={V1，V2，V3}={優(yōu)，良，差}。

3.3進(jìn)行單因素模糊評(píng)價(jià)，獲得評(píng)判矩陣

設(shè)因素xi對(duì)評(píng)語(yǔ)集中的元素vj的隸屬度為rij，則因素xi對(duì)評(píng)語(yǔ)集V的隸屬度可用模糊集合R表示，公式如下

Ri=ri1Vi1+ri2Vi2+…+rinVin

Ri稱(chēng)為單因素評(píng)判集，是評(píng)語(yǔ)集V上的一個(gè)模糊子集，各個(gè)單因素評(píng)判集組合在一起，構(gòu)成單因素評(píng)判矩陣R，即

R=R1

R2

Rn=r11r12…r1n

r21r22…r2n

rm1rm2…rmn

3.4建立綜合評(píng)價(jià)模型，進(jìn)行模糊綜合評(píng)判

設(shè)評(píng)語(yǔ)集V上的模糊子集綜合評(píng)判公式如下

B=AOR

式中，A為評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重集，B為模糊綜合評(píng)價(jià)集，“O”為模糊合成算子。算子有多種形式[10]，由于農(nóng)村住宅節(jié)能改造綜合效益的諸多因素對(duì)權(quán)重都有一定的貢獻(xiàn)，因此采用M（●，）“加權(quán)平均型”較為合適。

根據(jù)最大隸屬度原則，在得到模糊綜合評(píng)價(jià)集B后，B中的最大隸屬度所對(duì)應(yīng)的效益等級(jí)即為綜合評(píng)價(jià)的結(jié)果。

4案例分析

4.1實(shí)例概況

本研究以河北省石家莊市某農(nóng)村住宅節(jié)能改造項(xiàng)目為例。該住宅坐北朝南，總建筑面積為108m2，建筑高度為3.6m，建筑體型系數(shù)0.667。空調(diào)房間有主臥室2個(gè)和次臥室2個(gè)，空調(diào)面積為64m2；外墻面積為115.83m2，內(nèi)墻面積為127.62m2，北墻窗墻比為0.2，南墻窗墻比為0.6，窗戶(hù)面積為25.92m2，屋頂面積為108m2。主要對(duì)該住宅進(jìn)行如下節(jié)能改造：外墻和屋面改造通過(guò)粘貼40mm的聚苯乙烯泡沫板進(jìn)行外墻外保溫；外窗玻璃由單層6mm的普通玻璃改造為中空玻璃6+9+6（中空9mm），并進(jìn)一步加強(qiáng)氣密性。

4.2模糊綜合評(píng)價(jià)過(guò)程

邀請(qǐng)5名專(zhuān)家對(duì)每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)按照其節(jié)能改造效果進(jìn)行評(píng)分，評(píng)分范圍為0～10分，保留小數(shù)點(diǎn)后1位。通過(guò)計(jì)算5名專(zhuān)家的評(píng)分平均值，得到每個(gè)指標(biāo)的評(píng)分值。根據(jù)評(píng)分值，確定每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)相對(duì)于“優(yōu)”“良”及“差”三個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)的隸屬度后，進(jìn)一步計(jì)算評(píng)價(jià)向量并確定評(píng)價(jià)等級(jí)。具體評(píng)價(jià)過(guò)程如下：

（1）確定評(píng)價(jià)因素集，G={z1，z2，z3，z4}。其中，z1={y1，y2}，z2={y3，y4}，…，z4={y6，y7，y8}，又有y1={x1，x2，x3}，y2={x4，x5，x6，x7，x8}，…，y8={x22}。

（2）確定評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重集。由上文的AHM方法得到的指標(biāo)權(quán)重，構(gòu)成節(jié)能改造綜合效益評(píng)價(jià)的權(quán)重集。其中，AG={0.208，0.375，0.117，0.300}，Az1={0.026，0.182}，…，Az4={0.171，0.038，0.092}，Ay1={0.009，0.003，0.014}，…，Ay8={0.092}。

（3）建立評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)語(yǔ)集。V={優(yōu)，良，差}，并進(jìn)行專(zhuān)家評(píng)價(jià)，獲得各指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果。

（4）進(jìn)行一級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)并建立單因素模糊評(píng)判矩陣Ry1，Ry2，…，Ry8，運(yùn)用模型M（●，）進(jìn)行計(jì)算，公式如下

By1=Ay1×Ry1

=（0.009，0.003，0.014）×

0.5270.0620.110

0.0000.7790.493

0.8530.0090.069

=（0.006，0.009，0.008）

同理可得，By2=（0.045，0.084，0.085），By3=（0.002，0.117，0.075），By4=（0.000，0.097，0.107），By5=（0.000，0.098，0.035），By6=（0.000，0.133，0.051），By7=（0.000，0.029，0.010），By8=（0.000，0.046，0.020）。

（5）由過(guò)程（4）得出二級(jí)指標(biāo)評(píng)價(jià)因素集對(duì)應(yīng)的評(píng)判矩陣：Rz1=（By1，By2）T，Rz2=（By3，By4）T，Rz3=（By5），Rz4=（By6，By7，By8）T。

同理可得二級(jí)指標(biāo)的評(píng)判集合：Bz1=（0.009，0.015，0.016），Bz2=（0.000，0.040，0.034），Bz3=（0.000，0.011，0.004），Bz4=（0.000，0.028，0.011）。

（6）由過(guò)程（5）得出三級(jí)指標(biāo)評(píng)價(jià)因素對(duì)應(yīng)的評(píng)判矩陣：RG=（Bz1，Bz2，Bz3，Bz4）T，通過(guò)計(jì)算得到該住宅節(jié)能改造的總評(píng)價(jià)向量公式如下

B=AG×RG

=（wz1，wz2，wz3，wz4）×Bz1

Bz2

Bz3

Bz4

=（0.208，0.375，0.117，0.300）×

0.0090.0150.016

0.0000.0400.034

0.0000.0110.004

0.0000.0280.011

=（0.002，0.028，0.020）

4.3評(píng)價(jià)結(jié)果與分析

綜上所述，河北省石家莊市某農(nóng)村住宅節(jié)能改造綜合效益評(píng)價(jià)的結(jié)果為B=max（0.002，0.028，0.020）=0.028，評(píng)語(yǔ)集為V={優(yōu)，良，差}，因此，該住宅節(jié)能改造效益為良，說(shuō)明改造工程目標(biāo)基本實(shí)現(xiàn)，有效果且產(chǎn)生了效益，但仍存在一些問(wèn)題，需要進(jìn)一步進(jìn)行改造以達(dá)到節(jié)能要求。例如，盡管改造后的農(nóng)宅氣密性有所改善，但與新建的節(jié)能建筑相比仍存在較高的換氣頻率，可以通過(guò)優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，采用智能化的調(diào)節(jié)控制，實(shí)現(xiàn)精確的室內(nèi)空氣質(zhì)量控制，減少不必要的換氣次數(shù)；項(xiàng)目改造的費(fèi)用較高，回收投資所需的時(shí)間較長(zhǎng)，可以通過(guò)采用更經(jīng)濟(jì)實(shí)用的節(jié)能材料和技術(shù)，降低改造成本。此外，可以尋求政府或相關(guān)機(jī)構(gòu)的資金支持和補(bǔ)貼，減輕農(nóng)村住宅節(jié)能改造的負(fù)擔(dān)，縮短投資回收期。

5結(jié)語(yǔ)

本研究從技術(shù)效益、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益4個(gè)方面，在遵循科學(xué)性與全面性、層次性與系統(tǒng)性、可行性及差異性的原則下，建立了農(nóng)村住宅節(jié)能改造綜合效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用屬性層次模型確定了各指標(biāo)權(quán)重，構(gòu)建了農(nóng)村住宅節(jié)能改造效益的模糊綜合評(píng)價(jià)模型，并以河北省石家莊市某農(nóng)村住宅節(jié)能改造項(xiàng)目為例，對(duì)改造產(chǎn)生的綜合效益進(jìn)行了評(píng)價(jià)。實(shí)例分析表明，本研究所構(gòu)建的模型可以對(duì)農(nóng)村住宅節(jié)能改造的綜合效益做出科學(xué)有效的評(píng)價(jià)，為建筑節(jié)能改造后評(píng)價(jià)提供一定的參考。節(jié)能改造是一個(gè)涉及自然、社會(huì)等諸多復(fù)雜要素的綜合性問(wèn)題，各區(qū)域、各工程特點(diǎn)均不同，本研究構(gòu)建的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系需根據(jù)不同項(xiàng)目的特點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，才能做出更科學(xué)的評(píng)價(jià)。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2023-09-27

作者簡(jiǎn)介：

趙麗（1980—），女，副教授，碩士研究生導(dǎo)師，研究方向：工程項(xiàng)目管理。

鄭春蕾（通信作者）（2000—），女，研究方向：工程建造與管理。

李海波（1982—），男，副教授，碩士研究生導(dǎo)師，研究方向：工程項(xiàng)目管理。

閆麗（1998—），女，研究方向：工程建造與管理。

杜昕（1997—），女，研究方向：工程建造與管理。