供暖系統(tǒng)綜合評價研究綜述

楊子昱　泄玉珍　楊耀輝

摘? 要：對現(xiàn)有供暖系統(tǒng)綜合評價方法進(jìn)行分析，從供暖系統(tǒng)評價指標(biāo)選擇、指標(biāo)權(quán)重確定和綜合評價模型構(gòu)建三方面進(jìn)行了分類綜述和評價，提出一套供暖系統(tǒng)綜合評價方法。分析表明，以節(jié)能性、經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)成熟度、熱舒適性以及環(huán)保性作為指標(biāo)時可以對供暖系統(tǒng)進(jìn)行全面評價;極差最大化賦權(quán)法可以有區(qū)分地確定不同指標(biāo)權(quán)重;灰色關(guān)聯(lián)法相比于其他方法不依賴樣本數(shù)量且科學(xué)性較強(qiáng)，適用于供暖系統(tǒng)評價。

關(guān)鍵詞：綜合評價;供暖;灰色關(guān)聯(lián)法;綜述

中圖分類號：TU83? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2020）18-0057-03

Abstract： Based on the analysis of the existing comprehensive evaluation methods of heating systems， this paper summarizes and evaluates the three aspects of heating system evaluation index selection， index weight determination and comprehensive evaluation model construction， and proposes a comprehensive heating system evaluation method. The analysis shows that the energy saving， economy， technological maturity， thermal comfort， and environmental protection can be used as indicators to evaluate the heating system in a comprehensive manner; the range-maximization weighting method can determine the weights of different indicators differently; the gray correlation method， compared with other methods， does not depend on the sample size and is more scientific. It is suitable for heating system evaluation.

Keywords： comprehensive evaluation; heating; gray correlation method; review

隨著時代的發(fā)展，供暖已經(jīng)逐漸從免費(fèi)福利向商品化和市場化轉(zhuǎn)變[1]，供暖也成為了與城市能源、環(huán)境密切相關(guān)的重大戰(zhàn)略問題[2]。這就使得在供暖過程中我們既要節(jié)能也要環(huán)保，而且不同供暖方式在初投資、環(huán)境影響、舒適性等的評判各不相同，具體工程的實(shí)際條件也有很大差異，因此就具體情況如何選擇最優(yōu)的供暖方案就尤為重要。

由于我國供熱采暖研究工作起步較晚，評價體系尚不完善，建立一套完整科學(xué)的綜合評價體系對供熱采暖系統(tǒng)選擇具有重要意義。

1 供暖系統(tǒng)綜合評價指標(biāo)確定

事物的發(fā)展往往遵循從簡單到復(fù)雜的自然規(guī)律。起初人們關(guān)注的重點(diǎn)僅僅在于供暖系統(tǒng)是否能夠滿足最基本的熱舒適要求。從理論研究、現(xiàn)場研究到構(gòu)建模型，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，對于室內(nèi)熱舒適性的研究越發(fā)完善[3]。隨后供暖系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性能被專家納入評價體系中[4]。隨著第三次世界能源危機(jī)的出現(xiàn)，人們逐漸認(rèn)識到資源的有限性。而冬季供暖系統(tǒng)的耗能在整個國民經(jīng)濟(jì)的能耗中占有很大比例。因此，人們開始嘗試從能耗方面去評價采暖系統(tǒng)，節(jié)能性漸漸成為衡量方案優(yōu)劣的一個重要指標(biāo)[5]。

但經(jīng)過數(shù)十年的研究發(fā)現(xiàn)，單一地從經(jīng)濟(jì)、能耗或環(huán)境進(jìn)行評價并不能完整地反映出被評對象的綜合品質(zhì)。鄭忠海等人[6]引入供暖3E指標(biāo)即能耗、經(jīng)濟(jì)以及環(huán)境指標(biāo)對城市熱源進(jìn)行評價，為城市供暖發(fā)展規(guī)劃提供了理論基礎(chǔ)。劉嬌嬌等人[7]將環(huán)保、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)以及能源技術(shù)性作為評價指標(biāo)對住宅、商場等五種建筑類型進(jìn)行分析，并優(yōu)選出最佳供暖方案。許曉坤等人[8]則構(gòu)建舒適度、能耗、經(jīng)濟(jì)性三要素權(quán)重方程，對漢中地區(qū)供暖方式進(jìn)行優(yōu)選，認(rèn)為水源熱泵和燃?xì)獗趻鞝t更適合該地區(qū)。

對國內(nèi)外文獻(xiàn)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)可以從節(jié)能、經(jīng)濟(jì)性以及技術(shù)環(huán)保性等方面對供暖系統(tǒng)進(jìn)行全面綜合評價。引入等效電概念[9]對系統(tǒng)節(jié)能方面進(jìn)行分析，可以綜合評價能源的數(shù)量與質(zhì)量且可以清晰反映出能源輸送與轉(zhuǎn)換各個環(huán)節(jié)的損失流通情況。經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)可以采用全壽命周期法對供暖系統(tǒng)建造、運(yùn)行、處置等整個壽命周期內(nèi)所消耗費(fèi)用總和進(jìn)行分析。分別通過技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化理論[10]、Airpak數(shù)值模擬以及污染物環(huán)境價值概念[11]等對技術(shù)環(huán)保性中的技術(shù)成熟度、熱舒適性以及環(huán)保性等評價指標(biāo)進(jìn)行確定。

2 采暖綜合評價權(quán)重確定

權(quán)重確定對于能否得到科學(xué)合理的結(jié)果具有重要影響。何冰等人[12]通過對前人研究不足的補(bǔ)充，就大氣質(zhì)量評價中各評價指標(biāo)權(quán)重的確定進(jìn)行了探討，提出了層次分析賦權(quán)法，并通過實(shí)例對該方法進(jìn)行了驗(yàn)證。隨后，層次分析賦權(quán)法被應(yīng)用在市場營銷、環(huán)境監(jiān)測、公司績效評價等社會不同行業(yè)[13-14]。德爾菲法則通過不斷對專家進(jìn)行咨詢、反饋、再咨詢最終達(dá)成統(tǒng)一意見，從而對評價指標(biāo)進(jìn)行賦權(quán)[15-16]，但其調(diào)查人群具有很高的專業(yè)性，且研究步驟過于復(fù)雜，因此很難應(yīng)用在日常的實(shí)際評價當(dāng)中。

以層次分析法和德爾菲法為代表的主觀賦權(quán)法雖然能夠很好地反映出需求對象以及行業(yè)內(nèi)權(quán)威人士的主觀意愿，但其決策以及評價結(jié)果欠缺科學(xué)性和穩(wěn)定性。而客觀賦權(quán)法則直接對指標(biāo)值進(jìn)行數(shù)理分析得到指標(biāo)權(quán)重[17-20]。對不同客觀賦權(quán)法的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行對比分析認(rèn)為，變異系數(shù)法適用于不同指標(biāo)獨(dú)立性很強(qiáng)的問題;反之，熵權(quán)法可以很好地解決各指標(biāo)之間具有復(fù)雜聯(lián)系的問題;但當(dāng)指標(biāo)過多且計算量很大時，應(yīng)選用主成分分析法，在得到準(zhǔn)確結(jié)果的同時可以大幅減少工作量。

雖然客觀賦權(quán)法有很強(qiáng)的規(guī)范性，但其受到數(shù)據(jù)的影響較大，不能體現(xiàn)評判者的重視程度，可能會出現(xiàn)指標(biāo)權(quán)重與實(shí)際重要程度相悖的情況，因此可以采用組合賦權(quán)法進(jìn)行權(quán)重確定，組合賦權(quán)法通過不同數(shù)學(xué)方法將主、客觀賦權(quán)結(jié)果進(jìn)行組合得到指標(biāo)權(quán)重[21-24]。通過研究，單純將主、客觀權(quán)重向量相加或相乘并沒有太大意義，其可解釋性較差[25]?？陀^修正主觀得到的權(quán)重大小體現(xiàn)了主觀權(quán)重的優(yōu)點(diǎn)，相鄰指標(biāo)重要性之比又體現(xiàn)了客觀權(quán)重的優(yōu)點(diǎn)，相比于乘法合成和加法合成更加合理。而極差最大化賦權(quán)方法區(qū)分度好，且組合過程中不涉及主、客觀權(quán)重的直接運(yùn)算，更為靈活。綜上所述認(rèn)為極差最大化賦權(quán)法是最合理的。

3 采暖綜合評價模型建立

層次分析法可以將復(fù)雜問題層次化，達(dá)到逐層進(jìn)行比較從而為最終決策提供定量依據(jù)的目的。李斌等人[26]應(yīng)用層次分析法建立供暖模式綜合評價體系，從社會、經(jīng)濟(jì)以及能耗三個方面對九種供暖方式進(jìn)行比較，為供暖方案優(yōu)選提供參考。嵇遠(yuǎn)等[27]利用層次分析法構(gòu)建了以環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益、設(shè)施能耗為一級指標(biāo)，鍋爐成本等項(xiàng)二級指標(biāo)的指標(biāo)體系。運(yùn)用模糊矩陣，對烏魯木齊市某集中供熱鍋爐煤改氣方式改造前后各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評價，得出燃?xì)飧脑旆绞絻?yōu)于燃煤方式。

高立新、陸亞俊[28]指出供暖方案的選擇除了是多目標(biāo)決策問題之外，還具有不確定性和模糊性，因此將模糊理論引入到方案優(yōu)選當(dāng)中。張亮[29]采用模糊綜合評判法對多種鍋爐供熱模式的節(jié)能環(huán)保效益、經(jīng)濟(jì)效益與社會效益，對小區(qū)供熱系統(tǒng)進(jìn)行評價，得出生物質(zhì)鍋爐的綜合效益較好的結(jié)論。

而灰色理論在20世紀(jì)80年代被提出后，也被研究者應(yīng)用到了暖通空調(diào)方案的評價上。胡松濤等人[30]將節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保作為評價指標(biāo)，采用灰色關(guān)聯(lián)法對不同供暖方案進(jìn)行比較，為供暖改造提供參考。荊有印等人[31]利用灰色關(guān)聯(lián)法建立綜合評價模型，確定了燃?xì)忮仩t為住宅供暖最佳方案，并認(rèn)為灰色關(guān)聯(lián)法簡單易行且結(jié)果準(zhǔn)確。

通過分析認(rèn)為：層次分析法雖然計算簡便、結(jié)果直觀且能將定性分析與定量分析結(jié)合起來，但其主觀性強(qiáng)，且結(jié)果粗糙，難以服眾;模糊綜合評判法雖然可以對具有模糊性的問題進(jìn)行精確分析，但無法解決指標(biāo)相關(guān)造成的信息重復(fù)，且較依賴于評價者的主觀判斷，因此更適用于社科類問題評價;灰色關(guān)聯(lián)法計算量較小且不依賴樣本數(shù)量進(jìn)行分析，但需要人為確定分辨系數(shù);而主成分分析法和因子分析法都是用較少的變量分析大量的問題，但需要大量的樣本數(shù)據(jù)且數(shù)據(jù)要符合某種概率分布。

4 結(jié)束語

多目標(biāo)綜合評價廣泛應(yīng)用于生活中的各個方面，而供暖的方式以及選擇時需要考慮的因素越來越多，采用多目標(biāo)綜合評價能得到更加合理的優(yōu)選方案。通過對參考文獻(xiàn)進(jìn)行綜述認(rèn)為：選擇節(jié)能、經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)成熟度、熱舒適性以及環(huán)保性等作為指標(biāo)可以科學(xué)全面地對供暖系統(tǒng)進(jìn)行評價;對比不同的賦權(quán)方法，可以選擇極差最大化賦權(quán)法對評價指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行確定;可以選擇灰色關(guān)聯(lián)法對供暖系統(tǒng)進(jìn)行綜合評價，但需要注意分辨系數(shù)的確定。

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