69廚房衛(wèi)生間環(huán)境綜合評(píng)價(jià)模型及其應(yīng)用

1、廚房衛(wèi)生間環(huán)境綜合評(píng)價(jià)模型及其應(yīng)用沈陽建筑大學(xué)李旭林、馮國(guó)會(huì)、王岳人、李剛摘要：廚房、衛(wèi)生間是現(xiàn)代住宅中室內(nèi)污染較嚴(yán)重的區(qū)域，其環(huán)境質(zhì)量在人民生活中的作用越來越重要。筆者針對(duì)廚房衛(wèi)生間環(huán)境特征，在合理確定評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，建立了基于層次分析法和模糊綜合評(píng)價(jià)法為理論支撐的廚房衛(wèi)生間綜合評(píng)價(jià)模型，并進(jìn)行了實(shí)例應(yīng)用，證明了該評(píng)價(jià)模型的合理性，為廚房衛(wèi)生間綜合環(huán)境評(píng)價(jià)提供了具有指導(dǎo)意義的技術(shù)和方法。關(guān)鍵詞：廚房衛(wèi)生間；層次分析法；模糊綜合評(píng)價(jià)法；綜合評(píng)價(jià)廚房、衛(wèi)生間是現(xiàn)代住宅中室內(nèi)污染較嚴(yán)重的區(qū)域1;同時(shí)，廚房、衛(wèi)生間已從原來的輔助空間上升為與起居室、臥室同樣被居民所重視的空間。由于其具有很強(qiáng)的功

2、能性，故被稱為住宅的“心 臟”，它是功能多且使用頻繁的空間，其合理性直接影響到居民的生活質(zhì)量，成為體現(xiàn)一套住宅是否 衛(wèi)生、安全、舒適的一個(gè)重要因素。“室內(nèi)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)”是認(rèn)識(shí)室內(nèi)環(huán)境的一種科學(xué)方法，是人們 對(duì)室內(nèi)環(huán)境重要性認(rèn)識(shí)的不斷加深所提出的新概念。它涉及：熱濕環(huán)境、聲環(huán)境、光環(huán)境、空氣品 質(zhì)、安全評(píng)價(jià)，經(jīng)濟(jì)性能等一系列復(fù)雜要素。它反映在某個(gè)具體的環(huán)境內(nèi)，環(huán)境要素對(duì)人群的工作、 生活適宜程度，而不是合格不合格的判斷。國(guó)內(nèi)外對(duì)廚房衛(wèi)生間綜合環(huán)境的研究還處于起步階段，還 沒有形成系統(tǒng)的理論，過去拘泥于工業(yè)污染和衛(wèi)生防疫的框框，僅依據(jù)污染物的上限值，簡(jiǎn)單地判斷 室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)是否合格的方法不能解決目

3、前存在的問題。1評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取由于中國(guó)人固有的生活烹飪習(xí)慣造成廚房空氣污染嚴(yán)重，因此國(guó)內(nèi)專家研究廚房環(huán)境時(shí)多注重空 氣品質(zhì)研究，以往很多文獻(xiàn)對(duì)廚房衛(wèi)生間環(huán)境綜合評(píng)價(jià)的研究中往往只對(duì)空氣品質(zhì)進(jìn)行了重點(diǎn)研究， 而對(duì)安全性能，能耗，廚房衛(wèi)生間的功能性和適用性，探討較少。筆者通過對(duì)廚房衛(wèi)生間綜合環(huán)境進(jìn)行理論研究和調(diào)研分析，總結(jié)了影響廚房衛(wèi)生間綜合環(huán)境質(zhì)量 的主要因素，綜合環(huán)境評(píng)價(jià)不僅應(yīng)包含空氣品質(zhì)2C1,選取廚房衛(wèi)生間中對(duì)人體身理和心理影響最大的7個(gè)因素：甲醛、苯、苯并芘、揮發(fā)性有機(jī)物、氮氧化物、一氧化碳、二氧化硫。還應(yīng)包含舒適性 能C2，即溫度、濕度、空氣流速、噪聲污染、照度、新風(fēng)量。廚房衛(wèi)生間管線

4、縱橫交錯(cuò)，有水管，電 線，煤氣管電器設(shè)備等一系列安全要素，因此廚房衛(wèi)生間綜合環(huán)境中還應(yīng)包含安全性能C3,包括防火安全、電器設(shè)備安全、排煙量、燃?xì)馐褂冒踩?、消防器材配備、電磁輻射、?xì)菌、電氣安全、放射性 污染（氡。隨著國(guó)家對(duì)節(jié)能工作的大力推進(jìn)，廚房衛(wèi)生間作為能源消耗的主要區(qū)域，能耗評(píng)價(jià)自然應(yīng) 成為其綜合評(píng)價(jià)的重要部分，能耗C4包括：建筑能耗、家電產(chǎn)品能效、照明節(jié)能、風(fēng)機(jī)機(jī)組電能利用率、燥具熱效率。廚房衛(wèi)生間的功能性非常強(qiáng)，其合理的布局和廚衛(wèi)設(shè)備尺寸也是影響綜合評(píng)價(jià)的一 個(gè)重要因素，因此廚房衛(wèi)生間的適用性能C5包括：廚房衛(wèi)生間的面積、布局、廚房家具及廚房設(shè)備模數(shù)、管線與設(shè)備的接口。廚房衛(wèi)生間環(huán)境綜

5、合評(píng)價(jià)體系共計(jì)5個(gè)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則層，30個(gè)評(píng)價(jià)因子。2評(píng)價(jià)方法概述基金工程：國(guó)家“ 一五”科技支撐計(jì)劃子課題V2006BAJ02A12）作者簡(jiǎn)介：李旭林1982-），男，碩士研究生，主要從事建筑環(huán)境空氣質(zhì)量保障技術(shù)研究由于廚房衛(wèi)生間綜合環(huán)境評(píng)價(jià)中各評(píng)價(jià)因子存在著不確定性，包括認(rèn)識(shí)上的局限性，數(shù)據(jù)不充分性和不可靠性、環(huán)境質(zhì)量本身的隨機(jī)性，因此有時(shí)需要用模糊的語言來表達(dá)。模糊綜合評(píng)價(jià)法就是用 數(shù)學(xué)的方法來研究處理實(shí)際中存在的大量不確定的模糊的問題。借此本文定性分析部分采用模糊綜合 評(píng)價(jià)法對(duì)廚房衛(wèi)生間的環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)；室內(nèi)污染物種類繁多，但是室內(nèi)環(huán)境評(píng)價(jià)不可能包括所有 的方面，只能選擇一些對(duì)人體健康危害

6、比較大的污染物來進(jìn)行評(píng)價(jià)。IAAH可根據(jù)監(jiān)測(cè)的污染物種類進(jìn)行相應(yīng)的模型運(yùn)算，有很強(qiáng)的拓展性；定量分析部分采用層次分析模型法。層次分析模型(IAAH法：IAAH的基本原理與數(shù)學(xué)模型IAAH =| *Wi(1式(1中Pi代表第i種污染物的超標(biāo)倍數(shù)。 wi為第i種污染物對(duì)應(yīng)的權(quán)重。權(quán)重 wi的確定有多種 方法，如專家評(píng)估法、層次分析法。本文通過層次分析過程AHP (the AnalyticalHierarchy Process來獲得。室內(nèi)環(huán)境的好壞不僅與室內(nèi)污染物的濃度有關(guān)，也與其自身屬性和對(duì)人的危害程度有關(guān)。IAAH法綜合考慮2方面的因素，應(yīng)用室內(nèi)污染物的超標(biāo)倍數(shù)與其權(quán)重乘積的大小來表現(xiàn)室內(nèi)污染狀

7、。模糊綜合評(píng)價(jià)法基本原理與數(shù)學(xué)模型4-5:模糊綜合評(píng)價(jià)是借助模糊數(shù)學(xué)的一些概念，對(duì)實(shí)際的綜合評(píng)價(jià)問題提供一些評(píng)價(jià)的方法，模糊綜合評(píng)價(jià)是以模糊數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，應(yīng)用模糊關(guān)系合成的原理，將 一些邊界不清、不易定量的因素量化，從多個(gè)因素對(duì)被評(píng)價(jià)事物隸屬等級(jí)狀況進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)的一種 方法。B*C= P (2P是一個(gè)實(shí)數(shù)，它反映了等級(jí)模糊B和等級(jí)參數(shù)向量 C所帶來的綜合信息。B是對(duì)每個(gè)被評(píng)價(jià)對(duì)象綜合狀況分等級(jí)的程度描述B = WR =(w 1, W2,，Wm= (3其中W為評(píng)價(jià)因子權(quán)重集，R為隸屬度矩陣。3綜合評(píng)價(jià)模型的建立3.1評(píng)價(jià)因子權(quán)重的確定綜合180份問卷調(diào)查與專家打分的情況，對(duì)評(píng)價(jià)體系中相關(guān)指標(biāo)按照

8、層次分析法，在每一個(gè)層次，分別以其臨近上一層的每個(gè)元素為準(zhǔn)則，對(duì)該層元素兩兩比較，根據(jù)所比較的兩元素的重要程度，按照標(biāo)度定量化，形成判斷矩陣，運(yùn)用MATLAB軟件計(jì)算權(quán)重，并檢驗(yàn)其一致性，最終獲得其權(quán)重見表1。3.2評(píng)價(jià)等級(jí)構(gòu)建通過分析廚房衛(wèi)生間環(huán)境定性評(píng)價(jià)與定量評(píng)價(jià)相結(jié)合，提出廚房衛(wèi)生間綜合評(píng)價(jià)等級(jí)：Z 總=W1*Z1+* Zi(4其中W1為空氣品質(zhì)權(quán)重，Z1為空氣品質(zhì)評(píng)價(jià)值，W i為運(yùn)用模糊評(píng)價(jià)法的各指標(biāo)權(quán)重，Z總為其綜合評(píng)價(jià)值。表1廚房衛(wèi)生間評(píng)價(jià)指標(biāo)因子權(quán)重一級(jí) 指標(biāo)權(quán)重二級(jí) 指標(biāo)權(quán)重空氣品質(zhì)舒適性能安全性能能耗0.18640.07910.27970.1027甲醛 苯 苯并芘 揮發(fā)性有機(jī)

9、物 氮氧化物 一氧化碳 二氧化硫溫度 濕度 空氣流速 噪聲污染 照度 新風(fēng)量防火安全電器設(shè)備安全 排煙量 燃?xì)馐褂冒踩?消防器材配備 電磁輻射 細(xì)菌 電氣安全 放射性污染（氡建筑能耗 家電產(chǎn)品能效 照明節(jié)能 風(fēng)機(jī)機(jī)組電能利用率 燥具熱效率廚房衛(wèi)生間的面積、布局 廚房家具及廚房設(shè)備模數(shù) 管線與設(shè)備的接口0.39800.11190.08000.065390.086570.19340.064680.431410.092750.0569460.1985760.0651860.1551340.057820.12110.04520.06020.063730.21570.12210.20460.49950.

10、21520.087060.057090.14110.63690.25830.1047在評(píng)價(jià)系統(tǒng)運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)時(shí)，其結(jié)果常用非常好” 很好” 好”、一般”和 極差”等不確定性的語言來表達(dá)。這是因?yàn)榘踩?、?jié)能和適應(yīng)性能等評(píng)價(jià)都是相對(duì)的，具有亦此亦彼的過渡性質(zhì)， 即帶有波動(dòng)性。因此，要準(zhǔn)確、客觀地描述系統(tǒng)的綜合等級(jí)十分困難，只能盡可能地使評(píng)價(jià)結(jié)果符合 客觀實(shí)際。究其原因是影響相關(guān)評(píng)價(jià)的因素眾多而復(fù)雜，且具有模糊性。其次，在進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，所獲 得的原始數(shù)據(jù)也具有模糊性。但是，不能排除在某些系統(tǒng)中，影響綜合評(píng)價(jià)因素具有確定性，其評(píng)價(jià) 等級(jí)也具有確定性的情況。因此本文將定性評(píng)價(jià)與定量評(píng)價(jià)相結(jié)合。采用模糊綜

11、合評(píng)價(jià)方法進(jìn)行綜合 評(píng)價(jià)時(shí)，所得結(jié)果是對(duì)應(yīng)于綜合評(píng)價(jià)等級(jí)的隸屬度，然后按照最大隸屬原則、最大接近度原則或加權(quán) 平均原則確定系統(tǒng)的綜合等級(jí)。要評(píng)定系統(tǒng)的相關(guān)性能，首先需要確定一個(gè)評(píng)判的標(biāo)準(zhǔn)一一等級(jí)數(shù)。此外，為了最終量化評(píng)定的需要，還要對(duì)各等級(jí)進(jìn)行賦值。本文利用語義學(xué)標(biāo)度將綜合環(huán)境的好壞程 度分成了 5個(gè)測(cè)量等級(jí)：很好、較好、一般 臨界）較差、差 分別賦上分值1, 2，3, 4，5,以轉(zhuǎn) 化為評(píng)價(jià)的定距測(cè)量層次）。值得注意的是，由于各指標(biāo)權(quán)重的影響，很少有可能使最終評(píng)價(jià)結(jié)果的 分值為一個(gè)確定整數(shù)。因此，對(duì)于最終的評(píng)價(jià)結(jié)果來說，其取值應(yīng)該屬于某一區(qū)間范圍，這也符合模 糊數(shù)學(xué)原理的基本意義原則。基于以

12、上原因，本文采用各測(cè)量等級(jí)的中間值作為最終評(píng)價(jià)定級(jí)取值的 分界點(diǎn)，劃分為5個(gè)取值區(qū)間2。評(píng)價(jià)的定量標(biāo)準(zhǔn)如下表：表2模糊綜合評(píng)價(jià)等級(jí)級(jí)別評(píng)價(jià)值I (V1 n(V2 山(V3IV (V4V (V5XW1.51.5 v XW2.52.5 v x 4.5表3推薦的空氣品質(zhì)評(píng)價(jià)等級(jí)IAAH法（指數(shù)評(píng)價(jià)值I (V1 n (V2 山(V3V (V4V (V5IAAH 0.5 清潔0.5 IAAH 1 未污1 IAAH 2輕度污染2 IAAH 4嚴(yán)重污染由式4可推導(dǎo)出廚房衛(wèi)生間綜合環(huán)境評(píng)價(jià)等級(jí)，見表 表4綜合環(huán)境評(píng)價(jià)等級(jí)4綜合評(píng)價(jià)級(jí)別評(píng)價(jià)值In山 臨界)VVK1.31.3v K2.22.2 v K3.133.

13、13 v K4.44.4 v U4.實(shí)例應(yīng)用在建立廚房衛(wèi)生間評(píng)價(jià)體系，確定評(píng)價(jià)方法的基礎(chǔ)上，對(duì)沈陽某小區(qū)10戶居民廚房衛(wèi)生間實(shí)測(cè)相關(guān)數(shù)據(jù)，運(yùn)用前文總結(jié)的評(píng)價(jià)方法，根據(jù)其特點(diǎn)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，現(xiàn)選取其中標(biāo)號(hào)為1#的住戶進(jìn)行重點(diǎn)介紹。4.1空氣品質(zhì)評(píng)價(jià)本次測(cè)量主要是對(duì)廚房衛(wèi)生間中的甲醛、揮發(fā)性有機(jī)物、苯、苯并芘、一氧化碳、二氧化硫等污 染物，所用的儀器如下：甲醛一便攜型自動(dòng)吸收式甲醇?xì)怏w檢測(cè)儀XP 一 308ID。苯一TN310分析檢測(cè)儀苯并芘一HPLC-熒光檢測(cè)器揮發(fā)性有機(jī)物 一pGM 一 7240型ppbRAEVOC檢測(cè)儀一氧化碳一CTH1000檢測(cè)報(bào)警儀二氧化硫一EC9852檢測(cè)分析儀氮氧化物一

14、EC9841型氮氧化物分析儀按照相關(guān)規(guī)范要求，進(jìn)行了相關(guān)污染因素的測(cè)量，數(shù)據(jù)如表5表5現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得空氣品質(zhì)相關(guān)數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)號(hào)評(píng)價(jià)因素實(shí)測(cè)值標(biāo)準(zhǔn)限值D1甲醛30.23 mg/ m330.12 mg/ mD2苯80 卩 gm3390 卩 g/m3空氣品質(zhì)D3苯并芘0.15 卩 g/10m30.1 卩 g/10m3Ui=(0.23/0.12*0.3980+(80/90*0.1119+(0.15心1*0.08001+(0.52/0.6*0.06539+(020.1*0.08657+ (4.3/5.0* 0.1934+(1.8/1.0* 0.06468Ui=1.494874對(duì)照評(píng)價(jià)等級(jí)列表 3可知：該廚房

15、評(píng)價(jià)等級(jí)為三級(jí)，屬輕度污染。4. 2其它因素評(píng)價(jià)1#住宅，建筑面積 104平方M，廚一衛(wèi)，其中廚房面積 9.3平方M，衛(wèi)生間面積8.5平方M。 廚房類型為單排型，尺寸2.5*3.7，櫥柜高度850mm ,進(jìn)深520 mm ,電器能效標(biāo)識(shí)均為1級(jí)。根據(jù)10位相關(guān)領(lǐng)域的專家對(duì)該住宅廚房衛(wèi)生間舒適性、安全性、適用性能和能耗進(jìn)行評(píng)價(jià)打分，見表6。1 “舒適性能 C2”的二級(jí)層次綜合評(píng)價(jià)由“室內(nèi)溫度D8”、“空氣濕度D9”、“空氣流速D10”、“噪聲污染D11”、“照度D12”和“新風(fēng)量D13”的權(quán)重構(gòu)成了“舒適性能C2”的模糊向量C2*。C2* =U2= C2*(8U2=(0.4314, 0.0927

16、5, 0.05695, 0.1986, 0.06519, 0.1551*U2= 0.1482, 0.1455 , 0.3124 , 0.1239 , 0)Z2=T (9Z2=2.412比照評(píng)價(jià)等級(jí)表：該廚房舒適性能評(píng)價(jià)等級(jí)為二級(jí)。同理可得：U3=(0.01204 , 0.4606 , 0.7011 , 0.1321 , 0.00637Z3=3.5967安全性能評(píng)價(jià)等級(jí)四級(jí).5=(0.3845 , 0.4420 , 0.1594 , 0.01411 , 乙=1.803011 能耗評(píng)價(jià)等級(jí)二級(jí).U5=(0.2532 , 0.48948 , 0.23628 , 0.02094Z5=2.02476適用

17、性能評(píng)價(jià)等級(jí)二級(jí).Zm= w2* Z2+ w3* Z3+ w4* Z4+ w5* Z5Zm =0.1907892+1.005997+0.1851692+0.712918Zm =2.0948734Zi= U2 * W 2=0.2786Z 總=Zm + Zi : Z 總=2.3734734對(duì)照評(píng)價(jià)表可知，該廚房綜合評(píng)價(jià)等級(jí)為三級(jí)表6模糊綜合評(píng)價(jià)打分表評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)號(hào)評(píng)價(jià)因素很好較好一般較差差D8室內(nèi)溫度36100D9空氣濕度02350舒適性能D10空氣流速13600C2)D11噪聲污染04600D12照度24400D13新風(fēng)量01450D14防火安全03610D15電器設(shè)備安全05410D16排風(fēng)量04510安全性能D17燃?xì)馐褂冒踩?5300D18消防器材配備00271C3)D19電磁輻射03520D120細(xì)菌03520D21電氣安全06400D22放射性污染（氡08200D23建筑節(jié)能26200能耗D24家電產(chǎn)品能效100000D25照明節(jié)能64000C4)D26風(fēng)機(jī)機(jī)組電能利用率34300D27灶具熱效率06310D28廚房衛(wèi)生間的面積布局35200適用性能,