基于大數(shù)據(jù)背景下的綠色建筑技術(shù)選擇優(yōu)化研究★

蘇宇川　劉啟波

(長安大學(xué)建筑學(xué)院，陜西 西安　710061)

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基于大數(shù)據(jù)背景下的綠色建筑技術(shù)選擇優(yōu)化研究★

蘇宇川劉啟波

(長安大學(xué)建筑學(xué)院，陜西 西安710061)

說明了大數(shù)據(jù)的特征以及作用，基于大數(shù)據(jù)背景下綠色建筑技術(shù)選擇優(yōu)化的意義，選擇寒冷地區(qū)相對典型的五個(gè)城市為研究對象，通過數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析的方法，以節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、節(jié)地為目標(biāo)，分析總結(jié)了綠色建筑技術(shù)的各項(xiàng)使用狀況，從而得出相對適宜寒冷地區(qū)使用的建筑節(jié)能技術(shù)。

大數(shù)據(jù)，綠色建筑，寒冷地區(qū)，節(jié)能

0　引言

近年來，綠色建筑在國內(nèi)發(fā)展迅猛。2014年，全國新增綠色建筑面積達(dá)到1.7億m2，預(yù)計(jì)2015年，全國新增綠色建筑面積將達(dá)到10億m2以上，2020年，我國城鎮(zhèn)綠色建筑占新建建筑比重將提升至50%。綠色建筑技術(shù)的選擇優(yōu)化需要大數(shù)據(jù)作為支撐。本文將在大數(shù)據(jù)背景下，就寒冷地區(qū)綠色建筑技術(shù)選擇優(yōu)化進(jìn)行探討。

1　大數(shù)據(jù)對綠色建筑技術(shù)選擇優(yōu)化的意義

1.1大數(shù)據(jù)的特征與作用

大數(shù)據(jù)是指需要新處理模式才能具有更強(qiáng)的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產(chǎn)。它具備以下四個(gè)主要特點(diǎn)：

1)數(shù)據(jù)體量巨大；

2)數(shù)據(jù)類型多樣；

3)處理速度快；

4)價(jià)值密度低。

1.2綠色建筑技術(shù)選擇原則

綠色建筑技術(shù)選擇基于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)、環(huán)境和技術(shù)等制約因素影響。綠色建筑技術(shù)選擇就是在經(jīng)濟(jì)承載力、技術(shù)水平率以及外部環(huán)境之間找到平衡。如何選擇綠色建筑技術(shù)，應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：

1)適宜性原則。

我國幅員遼闊，氣候特點(diǎn)多樣，根據(jù)不同的氣候特點(diǎn)劃分為五個(gè)分區(qū)，分別是嚴(yán)寒地區(qū)、寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)、夏熱冬暖地區(qū)及溫和地區(qū)，而綠色建筑技術(shù)的應(yīng)用依托于建筑所處的環(huán)境和氣候，所以造成了綠色建筑技術(shù)選擇的多樣性和復(fù)雜性。并且，綠色建筑技術(shù)的應(yīng)用受到當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)、社會(huì)等因素的影響，因此只有選擇與當(dāng)?shù)刈匀粭l件、經(jīng)濟(jì)條件、社會(huì)條件等因素都相適宜的綠色建筑技術(shù)，才能發(fā)揮綠色建筑真正的作用，所以選擇適宜的綠色建筑技術(shù)是首要原則。

2)經(jīng)濟(jì)性原則。

綠色建筑技術(shù)的應(yīng)用要考慮建筑全壽命周期成本，不僅要考慮綠色建筑技術(shù)前期建設(shè)成本，還要考慮后期技術(shù)的運(yùn)營維護(hù)等費(fèi)用；其次，綠色建筑在技術(shù)選擇上不應(yīng)片面追求最先進(jìn)的技術(shù)，而是充分考慮技術(shù)體系的整體效果。在建筑全壽命周期內(nèi)以經(jīng)濟(jì)成本低、節(jié)能效果好為前提，優(yōu)化選擇出經(jīng)濟(jì)高效的綠色建筑技術(shù)。

3)整體性原則。

綠色建筑技術(shù)的選擇應(yīng)從當(dāng)?shù)貧夂驐l件、周邊環(huán)境、建筑、室內(nèi)和結(jié)構(gòu)等各個(gè)方面統(tǒng)籌考慮，進(jìn)行整體性設(shè)計(jì)。不能片面的追求單一能耗的節(jié)約效率，而忽視了周邊環(huán)境、室內(nèi)空間、結(jié)構(gòu)優(yōu)化等方面的重要性。

1.3大數(shù)據(jù)對綠色建筑技術(shù)選擇優(yōu)化的意義

對綠色建筑適宜技術(shù)的選擇工作，一般按照定性分析、定量分析兩方面展開。定性分析就是對綠色適宜技術(shù)的類比選擇，這是一個(gè)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對技術(shù)種類進(jìn)行主觀評價(jià)比較選擇的過程。而定量分析借助計(jì)算機(jī)軟件，建立數(shù)字模型，對比分析綠色建筑量化后的運(yùn)行效果，進(jìn)而調(diào)整確定綠色建筑技術(shù)的使用情況。

而基于大數(shù)據(jù)的背景下，在定性分析方面，就能夠做到一個(gè)相對客觀的選擇過程。通過對已經(jīng)建成的一、二、三星級綠色建筑所采用的技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，可以相對直觀的表現(xiàn)出各種技術(shù)在不同氣候分區(qū)的使用情況，如果使用情況相對較高，則說明此項(xiàng)技術(shù)在該地區(qū)使用廣泛，在技術(shù)成熟度、可靠性、適宜性等方面是比較優(yōu)秀的，可以列為備選項(xiàng)進(jìn)行定量化的計(jì)算機(jī)模擬，反之如果使用的較少或完全沒有使用過類似的綠色建筑技術(shù)，則說明針對該地區(qū)此項(xiàng)技術(shù)并不適宜使用。

由綠色建筑地圖網(wǎng)站提供的數(shù)據(jù)表明至2015年11月10日，全國參評綠標(biāo)的綠色建筑項(xiàng)目中使用最多的10項(xiàng)技術(shù)(見圖1)?？梢娚习竦?0項(xiàng)技術(shù)都是技術(shù)成熟、使用性廣、經(jīng)濟(jì)效益良好的綠色建筑節(jié)能技術(shù)。所以大數(shù)據(jù)能夠幫助設(shè)計(jì)師在前期設(shè)計(jì)當(dāng)中有個(gè)更加理性、客觀、高效的選擇參考。

圖1　全國使用最多的10項(xiàng)綠色建筑技術(shù)

2　大數(shù)據(jù)背景下的寒冷地區(qū)綠色建筑技術(shù)選擇與優(yōu)化

2.1數(shù)據(jù)的背景及來源

本論文研究數(shù)據(jù)來源于綠色建筑地圖網(wǎng)站(gbmap.org)。綠色建筑地圖嵌套了google earth地圖系統(tǒng)，國內(nèi)的綠色建筑能夠在google earth上得以展示，以更為直觀、清晰、真實(shí)的展示各地區(qū)綠色建筑的實(shí)際情況。綠色建筑地圖以收集的這些信息為基礎(chǔ)，在綠色建筑數(shù)量、技術(shù)應(yīng)用程度、對綠色建筑做出的貢獻(xiàn)等方面進(jìn)行了相對客觀的排名，統(tǒng)計(jì)發(fā)展現(xiàn)狀、分析發(fā)展趨勢，在客觀數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。網(wǎng)站數(shù)據(jù)來源截止于住建部第2015年第十一、十二批公告，截止時(shí)間是2015年11月10日。

2.2以寒冷地區(qū)綠色建筑技術(shù)選擇與優(yōu)化為例

以綠色建筑地圖所提供的數(shù)據(jù)作為支撐，選擇北京、濟(jì)南、鄭州、太原、西安這五個(gè)相對典型的寒冷地區(qū)城市為研究對象，以節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、節(jié)地、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量、運(yùn)營管理等六個(gè)方面為目標(biāo)，分析各項(xiàng)綠色建筑技術(shù)的使用情況，從而總結(jié)出相對適宜寒冷地區(qū)使用的建筑節(jié)能技術(shù)。

2.2.1寒冷地區(qū)典型城市綠色建筑總量分析

通過對綠色建筑地圖所提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，寒冷地區(qū)典型的五個(gè)城市綠標(biāo)認(rèn)證通過的建筑數(shù)量見表1。在綠標(biāo)認(rèn)證的過程中使用的各項(xiàng)綠色建筑技術(shù)總和：北京市62項(xiàng)、濟(jì)南市45項(xiàng)、西安市42項(xiàng)、鄭州市32項(xiàng)、太原市26項(xiàng)。北京市的綠色建筑項(xiàng)目數(shù)量是濟(jì)南的5倍，但是從綠色建筑技術(shù)的使用上也只比濟(jì)南市多17項(xiàng)，說明綠色建筑技術(shù)的使用與所在城市的綠色建筑數(shù)量是成正比的但并非成指數(shù)增長，且使用的也都是技術(shù)成熟、適用性高、經(jīng)濟(jì)效益良好的適宜技術(shù)，并不是簡單的技術(shù)堆疊。

表1　通過綠標(biāo)認(rèn)證的建筑數(shù)量

2.2.2寒冷地區(qū)典型城市綠色建筑技術(shù)類別分析

對寒冷地區(qū)五個(gè)城市所使用的六大類綠色建筑技術(shù)進(jìn)行分析，得出：節(jié)能技術(shù)25項(xiàng)、節(jié)水技術(shù)5項(xiàng)、節(jié)材技術(shù)9項(xiàng)、節(jié)地技術(shù)12項(xiàng)、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量技術(shù)12項(xiàng)、運(yùn)營管理技術(shù)7項(xiàng)。各類綠色建筑技術(shù)數(shù)量比重見表2?？梢姼黜?xiàng)綠色建筑技術(shù)數(shù)量比重與綠色建筑評價(jià)指標(biāo)權(quán)重是基本吻合的，符合綠色建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對綠色建筑認(rèn)證的權(quán)重體系。

表2　各類綠色建筑技術(shù)數(shù)量比重

2.2.3寒冷地區(qū)綠色建筑技術(shù)選擇與優(yōu)化

本研究通過使用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法對寒冷地區(qū)典型的五個(gè)城市的綠色建筑技術(shù)使用頻率進(jìn)行歸納分析，按照記分制進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，五個(gè)城市都使用的技術(shù)記5分，四個(gè)城市使用的技術(shù)記4分，以此類推，得出寒冷地區(qū)綠色建筑技術(shù)選擇參照表(見表3)。同時(shí)確定記4分～5分的技術(shù)為適宜技術(shù)，該類技術(shù)成熟可靠、實(shí)用性高，在寒冷地區(qū)基本上都可以非常適宜的使用該類節(jié)能技術(shù)。記2分～3分的技術(shù)為較適宜技術(shù)，該類技術(shù)可以在寒冷地區(qū)使用，但是還需要考慮該類技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益及整合性。記1分的技術(shù)為有待研究論證的技術(shù)，需要后期深入設(shè)計(jì)并進(jìn)行軟件模擬等定量分析后再考慮是否使用該類技術(shù)。

通過表3可以得出在寒冷地區(qū)適宜技術(shù)25項(xiàng)、較適宜技術(shù)30項(xiàng)、有待研究論證的技術(shù)15項(xiàng)。所以未來在寒冷地區(qū)的綠色建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中，前期對綠色建筑技術(shù)選擇上，可以優(yōu)先使用25項(xiàng)適宜技術(shù)，其次再考慮較適宜的30項(xiàng)技術(shù)，最后根據(jù)不同的設(shè)計(jì)條件經(jīng)過定量分析后慎重選擇15項(xiàng)有待論證的技術(shù)。通過對大數(shù)據(jù)的分析研究，可以對以后的設(shè)計(jì)起到一定的幫助及指導(dǎo)作用。

表3　寒冷地區(qū)綠色建筑技術(shù)選擇參照表

3　結(jié)語

本研究以綠色建筑地圖所提供的大數(shù)據(jù)為背景，選擇寒冷地區(qū)相對典型的五個(gè)城市為研究對象，通過數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法分析各項(xiàng)綠色建筑技術(shù)的使用情況，從而總結(jié)出相對適宜寒冷地區(qū)使用的建筑節(jié)能技術(shù)。對綠色建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐中前期技術(shù)的定性選擇工作起到一定的指引作用，也為建筑業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用提供了新思路。在大數(shù)據(jù)背景下，信息不共享不關(guān)聯(lián)的現(xiàn)象將會(huì)慢慢消失，而信息的交互技術(shù)將會(huì)逐漸成熟，這將使綠色建筑的技術(shù)選擇優(yōu)化方面更加整體和宏觀。當(dāng)與綠色建筑相關(guān)的數(shù)據(jù)庫與多行業(yè)和多領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫發(fā)生交集之時(shí)，多種數(shù)據(jù)的大規(guī)模運(yùn)用會(huì)使得綠色建筑技術(shù)的選擇更加合理，從而在更深更廣的層面構(gòu)建更加合理的綠色建筑，改變我們的生活。

[1]徐繼華,馮啟娜,陳貞汝.智慧政府：大數(shù)據(jù)治國時(shí)代的來臨[M].北京：中信出版社，2014.

[2][英]維克托·邁爾-舍恩伯格，肯尼思·庫克耶.大數(shù)據(jù)時(shí)代[M].杭州：浙江人民出版社，2012.

[3]葉祖達(dá).我國綠色建筑的設(shè)計(jì)技術(shù)選擇分析[J].現(xiàn)代城市研究，2013(8)：65-67.

[4]李怡.夏熱冬暖地區(qū)公共建筑綠色節(jié)能技術(shù)分析[D].廣州：華南理工大學(xué)，2012.

[5]李冠元,章容.大數(shù)據(jù)背景下城鎮(zhèn)土地定級方法優(yōu)化初探[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2014.

On optimal selection of green architectural techniques based on big data★

Su YuchuanLiu Qibo

(SchoolofArchitecture,Chang’anUniversity,Xi’an710061,China)

The paper indicates the features of the big data and its role and the significance of the selection optimization of the green buildings based on the big data, selects five typical cities in cold areas as the research objects, and analyzes the utilities of the green architectural technique from the energy-saving, water-saving, material-saving and land-saving aspects by the statistic analysis method, so as to conclude the architectural energy-saving technique adopted in the cold areas.

big data, green building, cold area, energy-saving

1009-6825(2016)21-0187-03

2016-05-16★:陜西省社會(huì)發(fā)展科技攻關(guān)項(xiàng)目，陜西省住建廳科技項(xiàng)目“陜西省既有公共建筑節(jié)能改造技術(shù)群與節(jié)能管理模式研究”(項(xiàng)目編號：2015SF264)

蘇宇川(1992- )，男，在讀碩士；劉啟波(1970- )，女，副教授

TU201.5

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