基于熵值法的SIP建筑综合效益分析

1、.基于熵值法的SIP建筑综合效益分析-建筑论文基于熵值法的SIP建筑综合效益分析 陈一秀 CHEN Yi-xiu；段莉 DUAN Li；卫婧 WEI Jing；杜强 DU Qiang（长安大学建筑工程学院，西安 710061；陕西省建筑节能与墙体材料改革办公室，西安 710006）摘要： 结构保温板是一种高性能承载板材，在新型建筑工业化进程中将发挥越来越重要的作用。在对SIPs已有研究基础上，引入熵值法，从技术因素、经济因素、环境因素和社会因素四个方面对SIP建筑综合效益进行评价，并与砖混建筑进行对比研究，结果表明SIP建筑相较于砖混建筑具有显著优越性。关键词： 综合效益分析；SIP建筑；熵值

2、法中图分类号：TU528.72 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）26-0011-03基金项目：陕西省国际合作项目（2013KW13-01）；陕西省社科基金（13D231）；西安市社科基金（15J24）；西安市建设科技项目（SJW201403）；中央高校基金（2014G2280013，2014G6285067）。作者简介：陈一秀（1993-），女，安徽六安人，硕士研究生，主要从事建筑经济与管理方面的研究。0 引言近年来，随着科技的进步和人们生活水平的提高，人们对建筑物的要求越来越高，各种新型建筑层出不穷。同时，随着社会的发展，人们的环保意识也不断增强，因此，新型建筑在保证

3、满足结构安全这一基本要求的前提下，既要向着满足人们健康、舒适的方向发展，也要向着节能环保的方向发展。国家“十二五”规划明确指出要积极发展集防火、抗震、环保、保温、防水、降噪、装饰等多种功能于一体的新型建筑墙体和屋面系统等材料及部品。但是，现有的新型建筑材料功能都较为单一。而SIPs（Structural insulated panels）是一种“三明治式”的夹心复合板材，通常由两层结构板材（如OSB、薄钢板等）中间夹保温层（如有机泡沫板、岩棉板等）组成。试验研究表明，SIPs是集结构、保温、隔热、环保为一体的新型建筑材料1-8，因此其具有良好的发展前景。目前，人们关于SIP建筑的研究大多集中在

4、其力学性能上，而忽略了对SIP建筑综合效益的分析研究。现阶段国内学者对建筑进行综合效益的评价常用的方法有层次分析法、灰色关联度分析法、熵值法等。但层次分析法的主观性太强，而灰色关联度分析法考虑问题不够完善。因此，本文在现有研究的基础上，将熵值法引入SIP建筑综合效益评价模型，并以地处于夏热冬冷地区的陕西关中平原新农村住宅建筑为研究对象，取建筑类型大致相同的砖混建筑和SIP建筑各一套，将其综合效益指标进行对比评价，使其评价结果具有一定的客观性，为SIP建筑的进一步推广和应用打下基础。 1 评价指标体系的建立建立评价指标体系是对SIP建筑进行综合效益评价的基础和关键，评价指标的选取直接影响到评价结

5、果的准确性，因此，评价指标要能将建筑的综合效益准确并全面地反映出来。本文通过查询文献，根据SIP建筑自身的特点，从技术效益、经济效益、环境效益和社会效益四个方面选取评价指标，并通过专家打分法对评价指标进行筛选，最终建立起SIP建筑综合效益评价体系，如表1所示。 2 评价方法2.1 熵值法的基本原理信息熵是指对系统无序程度的一种度量9。对于某项指标来说，其信息量越大，熵值越小，对SIP建筑综合效益评价的影响越大；其信息量越小，熵值越大，对SIP建筑综合效益评价的影响越小。这是用数理统计来确定指标权重的一种方法，人为因素较少，因此用熵值法对SIP建筑的综合效益进行评价可以使其结果具有科学性、客观性

6、和真实性。2.2 计算步骤第一步，收集数据。结合建筑所处地理环境和两种建筑的相关数据、前期的试验及调查研究，得出砖混建筑和SIP建筑的各项评价指标数据，见表4。其中，主体结构的力学性能根据试验结果量化得出；创造社会就业及绿色建筑示范带头作用由六专家打分法，采取十分制，最后换算成百分得出，见表2、表3。其余数据均由前期调查研究资料的直接数据10-11。第二步，指标无量纲化处理。为了方便利用熵值法对SIP建筑进行综合效益评价，评价前先对各指标进行无量纲化处理。本文中的可量化评价指标包括正向型指标和逆向型指标。正向型指标有建筑的结构安全性、防火性、资源回收利用率、创造社会就业、绿色建筑示范带头作用，

7、逆向型指标有保温隔热性、初期投资、运营维护成本、CO2排放量。对于不同类型的指标，其无量纲化处理方法如下：对于正向型指标，令 式中A（xi）表示指标实际数值的隶属度值；xi表示指标的实际值，i=1，2，n；xmax表示指标的最大值；xmin表示指标的最小值。计算结果见表5。第三步，确定各评价对象指标的比重。本文有2个评价对象，每个评价对象有8个评价指标，用表示第个评价对象的项指标值比重，则 根据公式（7）分别计算出砖混建筑和SIP建筑的综合效益指数vj，见表7。 3 结论由表7可以看出，SIP建筑的综合效益优于普通砖混建筑，同时SIP建筑在技术效益、经济效益、环境效益和社会效益方面相对于砖混建

8、筑均具有良好的优越性。在能耗问题越来越突出的背景下，我国建筑节能工作正在全国范围内逐步展开，但其推行脚步缓慢，其主要原因之一是我国缺乏一套完整的节能建筑的综合效益评价体系。SIPs作为一种集结构、保温、隔热、环保为一体的可再生的低碳环保型建筑材料，正是低碳发展途径所需要的。本文在前期SIP建筑研究的基础上，从技术效益、经济效益、环境效益和社会效益四个方面利用熵值法来其进行综合性评价，为SIP建筑应用的推广打下基础。本文给出的数据均由前期的调查研究所得，且通过熵值法对SIP建筑的综合效益进行评价，进一步增强了评价的科学性和合理性，使其评价结果具有较强的客观性。本文在进行评价指标的筛选时，克服相关

9、研究指标单一化的问题，不仅注重SIP建筑在节能环保方面的效益，同时注重其结构安全性以及居民居住适宜度，使其评价结果更为全面、客观，可接受性强，便于SIP建筑的进一步推广应用。通过熵值法对SIP建筑综合效益评价模型可知，同普通砖混建筑相比，SIP建筑不仅可以降低能源消耗，减少环境污染，同时可以提高建筑的安全性，并产生良好的社会化效益，因此我国应大力促进SIP建筑的发展及推广。参考文献：1Jan Yang,Zhen Li,Qiang Du. An Experimental Study on Material and Structural Properties of Structural Insul

10、ated Panels(SIPs)J.Applied Mechanics and Materials, 2012(147) : 127-131.2Mousa, Mohammed A, Uddin, Nasim, Performance of composite structural insulated panels?after exposure to floodwaterJ. Journal of Performance of Constructed Facilities, 2013,8: 424-436.3Nah,Hwan-Seon,Lee,Hyeon-Ju,Choi,Sung-Mo.Per

11、formance of cyclic loading for structural insulated panels in wall applicationJ. Steel and Composite Structures, 2013, 6:587-604.4Borjen Yeh,Thomas Williamson,Edward Keith.Development of structural insulated panel standards G. Structures Congress 2008: Crossing the Borders.5Mario A Medina，Jennifer B King，Meng Zhang. On the heattransfer rate reduction of structural insulated panels（SIPs） out-fitted with phase change materials（PCMs）J.Energy，2008,33(4): 667-678.6王曙光，吴桐，刘伟庆，杜东升，吴刚.新型SIP墙板的基本性能试验A.新型建筑材料，2013，3：72-26.7严帅，刘伟庆，陆伟东，杨会峰.SIP板式结构住宅体系A.新型建筑材料，2010，8：35-39.8吴刚，王曙光.新型SIP填充墙板的制备及