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根據(jù)對江蘇地區(qū)農(nóng)村住宅建筑節(jié)能的分析,并通過統(tǒng)計大量文獻中對農(nóng)村住宅建筑節(jié)能指標(biāo)的描述,可將江蘇地區(qū)農(nóng)村住宅建筑節(jié)能評價指標(biāo)歸納為建筑外形設(shè)計、圍護結(jié)構(gòu)、設(shè)備節(jié)能、新能源的利用這四個主要方面進行評價。對這四個指標(biāo)做進一步分解,可以得出19個子指標(biāo),
2江蘇地區(qū)農(nóng)村住宅建筑節(jié)能的綜合評價方法
2.1信息熵方法對建筑節(jié)能評價指標(biāo)的篩選
為了從已經(jīng)構(gòu)建的初始評價指標(biāo)中提取主要評價指標(biāo),可以采用信息熵法剔除其中對評價影響不大的指標(biāo)。具體操作步驟及方法如下:第一步:將初始的指標(biāo)矩陣進行標(biāo)準(zhǔn)化處理。假定所選的評估對象有N個,初始的指標(biāo)有M個,則可以構(gòu)建N×M階的矩陣,定義為矩陣A。按照式(1)進行標(biāo)準(zhǔn)化后的矩陣為A′。a′ij=(1)第二步:熵值的求取。令pj表示熵值,則,Πij=pj=-ΠijlnΠij(2)第三步:熵權(quán)的確定。Wj表示求出的熵權(quán)的大小,則,Wj=(3)第四步:確定某個評價指標(biāo)的具體權(quán)重。權(quán)重值用Qj表示,則,Qj=(4)第五步:將第三步求出的熵權(quán)與第四步求出的具體權(quán)重進行結(jié)合,剔除冗余指標(biāo),確保評價的穩(wěn)定性。
2.2BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對農(nóng)村住宅建筑節(jié)能的綜合評價
BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以用于逼近任意的一個非線性的函數(shù),同時具有超強的自適應(yīng)以及存儲能力。采用BP神經(jīng)進行評價時,其運行的主要思想就是將搜集到數(shù)據(jù)輸入到該系統(tǒng)中,然后系統(tǒng)進行自我訓(xùn)練,擬合各指標(biāo)間的最優(yōu)關(guān)系,并自動記憶、存儲所選指標(biāo)對綜合評價對象的影響權(quán)值,繼而對類似對象做出客觀的評價。在進行BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練之前需要構(gòu)建BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),主要需要以下參數(shù)。
(1)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點數(shù)與層數(shù)的確定BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的確定需先確定輸入、輸出層節(jié)點數(shù)、隱含層的層數(shù)以及隱含層節(jié)點。輸入層節(jié)點數(shù)為指標(biāo)個數(shù),輸出層節(jié)點數(shù)為建筑節(jié)能綜合評價指標(biāo)。在規(guī)模不大的情況下,常采用一個隱含層。隱含層節(jié)點數(shù)可根據(jù)式(5)確定。Ny=(5)其中,Ny表示隱含層節(jié)點數(shù);Ni表示輸入層節(jié)點數(shù);No表示輸出層節(jié)點數(shù);NP表示訓(xùn)練樣本個數(shù)。
(2)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)參數(shù)的確定確定BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)后,需要確定網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的選取、初始權(quán)重的確定、期望誤差、學(xué)習(xí)速率、訓(xùn)練次數(shù)等相關(guān)參數(shù)。
3江蘇農(nóng)村住宅建筑節(jié)能的綜合評價
首先對初始建立的評價指標(biāo)進行篩選,剔除其中可能對評價結(jié)果有干擾的影響因素。聘請10位專家對初始的評價指標(biāo)進行打分,然后依據(jù)信息熵方法進行處理,最終得出的綜合評價指標(biāo)包括b11、b12、b13、b14、b21、b22、b23、b24、b25、b31、b32、b33、b41、b45、b46這15個評價指標(biāo)。采用三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,即輸入層、隱含層、輸出層各一層,輸入節(jié)點數(shù)為選定的評價指標(biāo)數(shù)15,根據(jù)式(5)確定隱含層的節(jié)點數(shù)為7,輸出節(jié)點數(shù)為1。函數(shù)采用Sigmoid函數(shù),初始權(quán)值為[0,1]區(qū)間的較小的數(shù),誤差期望為0.01,學(xué)習(xí)速率為0.001,訓(xùn)練次數(shù)為10000次。筆者選取了江蘇省某地區(qū)的6個農(nóng)村住宅建筑作為評價對象,以其中的5個作為訓(xùn)練樣本。數(shù)據(jù)主要是通過調(diào)查得到并做歸一化處理,聘請相關(guān)專家對這幾個樣本進行綜合評分,用t表示。經(jīng)過訓(xùn)練,將第六個樣本作為評價對象,采用該模型進行綜合評價,各指標(biāo)的初始值見表3。采用經(jīng)訓(xùn)練后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進行綜合評價,得出的最終評價結(jié)果為0.932,這與通過專家打分法得出的評價值0.927相比,誤差為0.005,相對誤差為0.5%。這充分說明采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進行綜合評價是可行的,且其評價的精度比較高。
4結(jié)語
條件、環(huán)境條件寧夏中北部地區(qū)的氣候特點是:四季分明,春遲夏短,秋早冬長,冬寒而漫長一年采暖期約152天。晝夜溫差大,雨雪稀少,蒸發(fā)強烈,年蒸發(fā)量在1700~2500毫米,風(fēng)大沙多。年平均日照時數(shù)2800小時~3000小時,是中國太陽輻射和日照時數(shù)最多的地區(qū)之一。年平均降水量180毫米左右,無霜期185天左右。氣候條件劃分為嚴(yán)寒與寒冷氣候帶。寧夏中北部地區(qū)農(nóng)村地廣人稀,住戶與住戶之間相對分散,遠離城市、遠離熱電廠,天然氣管道、自來水管道、集中供暖管路距離遠因投入太大,無法做到鄉(xiāng)鄉(xiāng)、村村、戶戶都通天然氣自來水集中供暖。寧夏中北部地區(qū)在生活、取暖、節(jié)能等方面,依靠地理、氣候、環(huán)境、優(yōu)勢合理應(yīng)用從而達到節(jié)能與環(huán)保。
2建筑節(jié)能要求
建筑節(jié)能的主題是減少建筑耗能,提高建筑中的能源利用。建筑節(jié)能必需以不影響人們感覺舒適度為前提,即室內(nèi)溫度冬季不低于18℃,夏季不高于26℃。為此建筑節(jié)能勢在必行。
3居住建筑節(jié)能方法
從以下幾個方面考慮入戶門、外窗、陽臺門窗的選擇;外墻內(nèi)保溫、外墻外保溫、混合保溫;太陽能供熱采暖;輔助熱源;風(fēng)光互補發(fā)電。4入戶門、外窗、陽臺門窗的節(jié)能入戶門選用多功能用戶門,其同時具有防盜、防火、保溫、隔音等功能。窗的主要功能是采光和通風(fēng)。在各類建筑窗中,塑料窗在保溫節(jié)能方面有著優(yōu)良的性能。外窗及陽臺窗采用中空玻璃塑鋼窗。中空玻璃它的性能特點:具有良好的隔熱、隔音、保溫、防結(jié)露、降低冷輻射和安全性能。因此中空玻璃具有的保溫節(jié)能、隔音以及防霜的功能使室外氣溫在-30℃以下,室內(nèi)溫度達18℃,相對濕度達到85%以上,夾層中也不會結(jié)霜而影響視線和采光。節(jié)能入戶門、外窗、陽臺門窗與單層玻璃普通的門窗相比節(jié)能72%以上。
5外墻外保溫、外墻內(nèi)保溫、混合保溫
(1)外墻外保溫:將絕熱材料復(fù)合在承重墻外側(cè),其建筑的熱穩(wěn)定性能好這有利于提高墻體的防水和氣密性,使墻體潮濕情況得到改善,使室內(nèi)溫度保持穩(wěn)定。外墻保溫技術(shù)的發(fā)展與節(jié)能材料的革新是密不可分的,建筑節(jié)能是以足夠的保溫絕熱材料做基礎(chǔ),以發(fā)展節(jié)能材料為前提,節(jié)能材料的發(fā)展又必須與外墻保溫技術(shù)相結(jié)合才能真正發(fā)揮作用。為此綜合考慮寧夏中北部地區(qū)采暖期室外平均溫度為攝氏零下6度以下,外墻外保溫做法較符合寧夏中北部地區(qū)氣候條件。實踐證明夏季墻體的外保溫,能夠減少太陽輻射熱和室外熱空氣與外墻的表面熱量。在采暖期間采用適當(dāng)厚度的外墻外保溫,可節(jié)約失散熱能75%。(2)外墻內(nèi)保溫:一般采用在外墻的內(nèi)側(cè)覆蓋保溫水泥砂漿墻面、白灰墻面、彩裝模等保溫材料,無論采用哪種方法或同時使用幾種方法,都能使建筑達到保溫節(jié)能作用。常使用的外墻內(nèi)保溫方法如下:①砂漿抹面法:用水泥、砂、水和外加劑等按一定比例,充分混合均勻后抹涂于墻上的砂漿;②混合砂漿法:用水泥、石灰、砂子、水、混合攪拌,涂抹到內(nèi)墻壁上用于內(nèi)墻壁的找平處理;③石膏建材:運用于內(nèi)墻涂料與涂裝的找平;④彩裝膜:是一種新裝飾材料,它以簡單便捷的貼膜形式,在墻壁、水泥墻上直接粘貼,無接頭。其保溫性、耐溫性良好,具有較好的隔熱、防水、隔音及防火作用。(3)混合保溫:是指外墻內(nèi)保溫與外墻外保溫同時使用的保溫方式,它的優(yōu)點避免了外墻內(nèi)保溫的缺點,又加強了外墻外保溫的優(yōu)點,同時使建筑更加保溫、防潮、防水、隔音、防火、在堅固的同時提高節(jié)能效率,可節(jié)約熱能80%以上。
6太陽能熱水、太陽能采暖、輔助熱源、風(fēng)光互補發(fā)電
(1)太陽能熱水:是一種把太陽能集熱器中的熱水溫水排放出來用于生活用水,其優(yōu)點是一年四季都能夠滿足居民一家一戶的生活用水,節(jié)約大量的能源。(2)太陽能采暖:太陽能采暖一種是把太陽集熱器中的溫水和水熱泵結(jié)合起來,由太陽集熱器給水熱泵提供溫水,再由水熱泵加熱增高溫度能夠滿足要求后給室內(nèi)采暖提供熱源。根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c,一年內(nèi)有一個月為嚴(yán)寒冷凍天氣,假如增加太陽能集熱器的采光板的面積還無法滿足采暖要求時。就要臨時啟動輔助熱源或水熱泵系統(tǒng)才能達到要求。在初冬和冬末初春時期是太陽能的高效期它既能夠保證生活用水也能保證正常的供暖。這時水熱泵停止工作。為此,太陽能采暖既節(jié)約了大量的能源又解決了當(dāng)?shù)剞r(nóng)村建筑室內(nèi)采暖的問題。是一條可持續(xù)發(fā)展之路。(3)輔助熱源:由于天氣的影響,太陽能采暖具有很多的不確定性,為確保采暖的可靠性,必須增設(shè)輔助熱源。輔助熱源根據(jù)當(dāng)?shù)氐臈l件選擇,可選擇電加熱,水熱泵或生物熱能等。當(dāng)?shù)亟斩挕⒉裥截S富,在安裝使用輔助熱源時應(yīng)首選生物熱能。對于秸稈、柴薪豐富的普通家庭應(yīng)采用生物熱能輔助熱源。對于家庭條件好或秸稈、柴薪缺少的家庭應(yīng)采用水熱泵、電或煤炭作為輔助能源。(4)風(fēng)光互補發(fā)電:根據(jù)寧夏氣候特點,氣候干燥,風(fēng)多風(fēng)力大。年平均日照時數(shù)2800小時~3000小時,太陽光充足,采用風(fēng)力和太陽能發(fā)電互補的形式發(fā)電。它將電能的一部分作為照明燈用電,而冬季將另一部分再轉(zhuǎn)換為熱能供暖。這既提供了照明燈的電能和輔助熱源又節(jié)約了外購的電能。
7結(jié)束語
(1)節(jié)能意識不強。
農(nóng)村建筑與城市確實存在差距,經(jīng)常受私人利益的影響,只注重外觀形勢、規(guī)模、結(jié)構(gòu)等,節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用十分匱乏,建筑使用過程中能源損耗自然也就無法控制。
(2)政府支持不夠。
農(nóng)村一級的鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府,對建筑節(jié)能技術(shù)應(yīng)用缺乏相應(yīng)的激勵機制政策與資金扶植,節(jié)能建筑在建設(shè)過程中的成本要比正常成本多好多,在農(nóng)村大多數(shù)人還不具備長遠的經(jīng)濟眼光,只看眼前成本多少,因此,他們自身還不具備這種經(jīng)濟能力,節(jié)能技術(shù)應(yīng)用也就十分困難。
(3)沒有相應(yīng)的法律法規(guī)約束。
目前國家法律法規(guī)對在新農(nóng)村建設(shè)過程中,建筑節(jié)能的應(yīng)用方面還沒有明確的規(guī)定與制度,導(dǎo)致農(nóng)村建筑存在較大的隨意性。
2建筑節(jié)能技術(shù)在新農(nóng)村建設(shè)中的應(yīng)用
建筑主要的能耗包括建筑的護結(jié)構(gòu)、用電、暖通等,在新農(nóng)村建設(shè)中,住宅建設(shè)過程中,應(yīng)該著重這些方面節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用,尤其是近些年來一些高新技術(shù)成果,更應(yīng)該要快速的應(yīng)用在建筑中,高效節(jié)能的建筑讓人們的生活質(zhì)量快速提高。住宅房屋的護結(jié)構(gòu)的能耗占供暖能耗的30%,熱傳導(dǎo)和冷風(fēng)滲透是造成建筑能耗的主要原因。因此,我們必須要采用隔熱性能、保暖性能俱佳的材料,使我們建筑內(nèi)部一直處于恒溫狀態(tài)。
(1)建筑外墻
空心磚施工技術(shù)應(yīng)用:正常情況下建筑外墻都是用整塊磚平砌、長圓孔順著墻長的方向設(shè)置,空洞要垂直,空心磚不可砍鑿。整磚數(shù)量不足時要用實心磚外砌,并用實心磚砌筑預(yù)埋件和管道的洞口,在進行砌筑時注意不要將鑿孔掩埋,避免造成通縫,冷熱橋,不密實的現(xiàn)象。用空心磚砌成的墻體,隔熱、保溫效果非常明顯,是現(xiàn)在建筑施工的首選。保溫材料的應(yīng)用:新型墻體材料指的是除實心粘土磚以外所有墻體材料的統(tǒng)稱,是新型節(jié)能材料中的一種。是采用先進加工工藝制成的符合現(xiàn)代建筑要求的建材,最大優(yōu)點是能夠起到節(jié)約資源的作用。此類材料保溫效果非常好。在實際施工時應(yīng)該注意以下幾點,首先是對外墻基面的處理,清潔-潤濕-修平,再有涂膠要均勻,最后安裝要整齊,注意邊角縫隙。墻體材料的選擇和外墻色彩的應(yīng)用對改善室內(nèi)環(huán)境和節(jié)能環(huán)保具有重要的現(xiàn)實意義.而在寒冷地區(qū)建筑外墻色彩應(yīng)以深色為主,以獲得太陽的熱量。
(2)門窗
門窗是建筑的通風(fēng)及照明主要組成部分,在隔熱、保溫的同時,還要具有降噪、透明的作用。目前我國已近推出了最新型的、低輻射的玻璃,其特點反射率低,透光性、吸熱性強,保溫效果極佳。尤其是我國北方應(yīng)用和推廣極快。窗框首選是比較經(jīng)濟的單框塑鋼窗,經(jīng)濟耐用,密透性能佳。窗戶的大小是與房屋面積成比例的,我們必須要按著國家的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計,安裝。
(3)屋面
在新農(nóng)村建設(shè)過程中,對建筑屋面的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用是多元化的,目前最具代表的是“土地空間化”的概念,建筑與綠化相結(jié)合。屋面建筑分為幾層,第一是防水層,第二是保溫隔熱層,第三是綠化土壤層。這種屋面經(jīng)濟、實用性極強,在城市中個別的建筑屋面也有人開始這種屋面設(shè)計。屋面的綠化可以防止陽光的直接照射,恒定屋內(nèi)的溫度,綠化設(shè)計的房屋建筑環(huán)境溫度比正常的要低3-5℃
3未來發(fā)展
新農(nóng)村建設(shè)不斷向前發(fā)展,節(jié)能環(huán)保意識已經(jīng)成為人們最新的理念,現(xiàn)在普遍關(guān)注的是建筑材料是否環(huán)保、是否節(jié)能、有沒有污染、對人體的危害如何等等。因此,我們要積極的應(yīng)用和推廣新的建筑節(jié)能技術(shù),同時也要不斷創(chuàng)新和研發(fā)新的技術(shù),合理、科學(xué)的利用太陽能技術(shù)、先進的防輻射材料、節(jié)能環(huán)保的施工技術(shù)等等。
4結(jié)束語