基于室內(nèi)景觀的最優(yōu)節(jié)能減排模型設(shè)計(jì)

湯常鳴

摘 要： 針對(duì)現(xiàn)有室內(nèi)景觀設(shè)計(jì)方法，不能充分體現(xiàn)節(jié)能減排意識(shí)及有效減少能源的消耗問題。提出一種基于室內(nèi)景觀最優(yōu)節(jié)能減排模型設(shè)計(jì)，對(duì)室內(nèi)景觀設(shè)計(jì)進(jìn)行多維度現(xiàn)象與特征分析，引入最優(yōu)節(jié)能減排DEA模型，通過對(duì)室內(nèi)景觀進(jìn)行區(qū)域化節(jié)能減排測(cè)算結(jié)果分析，幫助DEA模型實(shí)現(xiàn)。模擬室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，運(yùn)用DEA模型設(shè)計(jì)室內(nèi)景觀，大幅縮短了景觀設(shè)計(jì)所需時(shí)間，抑制了建筑垃圾的產(chǎn)生，達(dá)到充分體現(xiàn)節(jié)能減排意識(shí)、減少能源消耗的目的。

關(guān)鍵詞： 室內(nèi)景觀； 最優(yōu)方法； 節(jié)能減排； DEA模型； 多維度分析； 模型設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)： TN245?34； TU985.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2018）04?0109?03

Abstract： In allusion to the problems that the energy saving awareness cannot be fully reflected and the energy consumption cannot be effectively reduced in the existing indoor landscape design method， an optimal energy saving and emission reduction model design based on indoor landscape is proposed. Multi?dimensional analysis is performed for the phenomenon and characteristics of indoor landscape design. The DEA model for optimal energy saving and emission reduction is introduced. The calculation results for regional energy saving and emission reduction of indoor landscape are analyzed to help with DEA model implementation. The indoor environment was simulated to design the contrast experiment. The results show that the DEA model for indoor landscape design can largely shorten the time required for landscape design and suppress the production of construction waste， achieving the purpose of fully reflecting the energy saving awareness and reducing the energy consumption.

Keywords： indoor landscape； optimal method； energy saving and emission reduction； DEA model； multi?dimensional analysis； model design

0 引 言

通常情況下，傳統(tǒng)的室內(nèi)景觀設(shè)計(jì)是建立在文化時(shí)代背景下的一種框架型思維模式結(jié)構(gòu)，雖然這種框架式結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)過程中，能一定程度上體現(xiàn)思維整體性，但隨著節(jié)能減排意識(shí)日益普及，運(yùn)用這種模型設(shè)計(jì)室內(nèi)景觀所消耗的能源，已經(jīng)嚴(yán)重超過了限定能耗量。為了解決資源能耗方面的問題，達(dá)到節(jié)能減排的目的，對(duì)室內(nèi)景觀設(shè)計(jì)，進(jìn)行多維度現(xiàn)象與多維度特征分析，并引入最優(yōu)節(jié)能減排的DEA模型，通過對(duì)模型進(jìn)行描述、對(duì)景觀區(qū)域化節(jié)能減排測(cè)算結(jié)果進(jìn)行分析，幫助該模型實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，運(yùn)用DEA模型對(duì)室內(nèi)景觀進(jìn)行設(shè)計(jì)，不僅可以大幅度縮短景觀設(shè)計(jì)所需時(shí)間，進(jìn)而減少建筑垃圾產(chǎn)量，也可充分體現(xiàn)節(jié)能減排意識(shí)，達(dá)到減少能源消耗的最初目的。

1 室內(nèi)景觀設(shè)計(jì)的多維度現(xiàn)象與特征

多維度是一種能夠?qū)臻g進(jìn)行全方位描述的思維模式，從物理學(xué)的角度來說，事物發(fā)生改變之時(shí)，必須改變的量稱為維度，多維度意味著多個(gè)變量[1?2]。人們通過直觀的感受，最多能感知到四維，對(duì)于室內(nèi)景觀來說，也就是在傳統(tǒng)三維結(jié)構(gòu)上，增加一個(gè)時(shí)間維對(duì)景觀進(jìn)行描述。而多維度正是打破這種人們的主觀思維模式，其具體表現(xiàn)形式如圖1所示。

1.1 室內(nèi)景觀多維度現(xiàn)象分析

對(duì)于室內(nèi)景觀進(jìn)行多維度設(shè)計(jì)的最基本目的，是展示景觀在展示功能、服務(wù)功能、娛樂功能等多方面的維度[3?4]，根據(jù)各種功能不同，對(duì)其設(shè)計(jì)不同的表現(xiàn)形式，這種展示方式被稱為多維度現(xiàn)象[5]。其具體分層形式如表1所示。

因采用多維度現(xiàn)象對(duì)景觀進(jìn)行分析，會(huì)對(duì)每個(gè)景觀的各方面因素進(jìn)行綜合考慮，因此各景觀在維度劃分時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一定的重疊。

1.2 室內(nèi)景觀多維度特征

從空間的角度對(duì)室內(nèi)景觀進(jìn)行維度分析，因各個(gè)景觀性質(zhì)與功能的不同，它們所處的空間維度也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變化。通常情況下，室內(nèi)景觀具有復(fù)雜性、非線性、多樣性、拓展性、創(chuàng)新性等特征。如果從第四維度時(shí)間維的角度對(duì)室內(nèi)景觀進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)，各景觀隨著時(shí)間的變化，其自身的磨損程度也會(huì)隨之增加[6]，而隨著磨損程度的增加，其自身所具有的維度特性也會(huì)發(fā)生改變。以室內(nèi)綠植景觀為例，新構(gòu)建的綠植景觀承擔(dān)環(huán)境維度、功能維度、審美維度三方面維度的功能，而經(jīng)過一段時(shí)間的使用，綠植景觀的外觀逐漸發(fā)生了改變，其維度功能也縮減為環(huán)境維度與功能維度兩方面，該綠植景觀的維度特征發(fā)生了改變。endprint

2 最優(yōu)節(jié)能減排DEA模型

根據(jù)室內(nèi)景觀的多維度現(xiàn)象與特征，可以對(duì)景觀的維度分層有初步的了解[7?8]。為了更好的通過景觀建設(shè)體現(xiàn)節(jié)能減排意識(shí)，還需按照如下步驟對(duì)DEA模型進(jìn)行建立。

2.1 室內(nèi)景觀節(jié)能減排DEA模型

DEA模型可同時(shí)解決環(huán)境變量和誤差影響的問題，不僅能夠減少能源的投入，也能很大程度上降低污染的產(chǎn)出[9?10]。首先根據(jù)相似性原理，得出松弛變量與環(huán)境變量之間的關(guān)系，再在DEA回歸模型的混合誤差中，將統(tǒng)計(jì)噪音與管理無效率進(jìn)行分離，最后排除運(yùn)營環(huán)境與統(tǒng)計(jì)噪音的影響，并將其在DEM單元中進(jìn)行調(diào)整，具體運(yùn)算原理如下：

2.2 景觀區(qū)域化節(jié)能減排測(cè)算結(jié)果分析

為了充分展示景觀區(qū)域化節(jié)能減排測(cè)算結(jié)果，令ET代表室內(nèi)景觀構(gòu)建的技術(shù)效率，ETP代表構(gòu)建純技術(shù)效率，ES代表規(guī)模效率，則通過上述DEA模型，對(duì)ET，ETP，ES指標(biāo)進(jìn)行比較，默認(rèn)景觀分布可按方向排列，結(jié)果如表2所示。

通過對(duì)表2的分析，可以發(fā)現(xiàn)，東南西北4個(gè)方位景觀的構(gòu)建，因數(shù)值均小于1，相對(duì)于中部景觀來說，這4個(gè)方位的景觀較為節(jié)約資源。也就意味著，在對(duì)室內(nèi)景觀進(jìn)行構(gòu)建時(shí)，為了充分體現(xiàn)節(jié)能減排意識(shí)，應(yīng)該著重減少中部景觀所消耗的資源。

2.3 DEA模型的實(shí)現(xiàn)

為了使DEA模型的表達(dá)更具說服力，在描述模型、分析測(cè)算結(jié)果的基礎(chǔ)上，還需建立門檻回歸模型，對(duì)建模所需的變量進(jìn)行約束。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置

為了使實(shí)驗(yàn)更具說服力，首先對(duì)家用綠植景觀的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，詳情見表3。

表中：CDC為各類室內(nèi)綠植景觀的構(gòu)建難度系數(shù)；BIR為與之對(duì)應(yīng)的構(gòu)建可靠度，該項(xiàng)數(shù)值與10?4成正比；FPB代表構(gòu)建各景觀的失敗幾率，為了保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行，默認(rèn)每個(gè)景觀的失敗幾率都是相同的。

3.2 設(shè)計(jì)時(shí)間與建筑垃圾總量對(duì)比

在完成參數(shù)設(shè)置之后，同時(shí)運(yùn)用兩種模型，對(duì)上述5種綠植景觀的構(gòu)建時(shí)間與所產(chǎn)生建筑垃圾的總量進(jìn)行記錄，并將記錄結(jié)果反映在圖2中。

圖2中，箭頭線代表不同維度劃分，虛線代表維度取分線，5個(gè)點(diǎn)分別代表5個(gè)不同綠植景觀。分析圖2可以發(fā)現(xiàn)，運(yùn)用普通模型對(duì)綠植景觀進(jìn)行構(gòu)建，所需設(shè)計(jì)時(shí)間更長且在設(shè)計(jì)過程中會(huì)產(chǎn)生更多的建筑垃圾。應(yīng)用DEA模型綠植景觀進(jìn)行構(gòu)建，所需設(shè)計(jì)時(shí)間更短且在設(shè)計(jì)過程中會(huì)產(chǎn)生更少的建筑垃圾。從與維度區(qū)分線距離的遠(yuǎn)近來分析，普通模型不具備很強(qiáng)的說服力，而DEA模型設(shè)計(jì)時(shí)間與產(chǎn)生建筑垃圾總量，都距離維度取分線較近，所以該模型具有更強(qiáng)的說服力。

4 結(jié) 語

通過對(duì)室內(nèi)景觀設(shè)計(jì)進(jìn)行多維度現(xiàn)象與特征分析，以及對(duì)DEA模型的描述和對(duì)景觀區(qū)域化節(jié)能減排測(cè)算結(jié)果進(jìn)行規(guī)劃，可以完成DEA模型的建立與實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)對(duì)比仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該模型確實(shí)與普通模型相比，大幅縮短了景觀設(shè)計(jì)所需時(shí)間，抑制了建筑垃圾的產(chǎn)生，達(dá)到充分體現(xiàn)節(jié)能減排意識(shí)、減少能源消耗的目的。

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