基于多層次模糊綜合評價建筑LED照明性能分析

1、基于多層次模糊綜合評價建筑 LED 照 明 性 能 分 析任育( 山西省建筑設計研究院，山西 太原 030013)摘 要: 簡述了 LED 照明技術所具有的高效、節(jié)能、綠色環(huán)保等優(yōu)勢，從照明的可控屬性、綠色屬性、效果屬性三方面出發(fā)，利用多 層次模糊算法構建了綜合評價模型，以此達到對整個大型建筑的照明系統(tǒng)的性能分析，并經過實例驗證達到了理想的效果。 關鍵詞: LED 照明，屬性分層，模糊評價，性能分析中圖分類號: TU113 6引言隨著 LED 照明技術的飛速發(fā)展，特別是奧 運 會、世 博 會 等 大文獻標識碼: A3) 效果屬性評價。照明的效果屬性是其最基本的屬性，照明效果的具體指標包 括:

2、照明的目的性及符合情況，照明的方式選擇，照明效果與被照物的美學統(tǒng)一性，照明標準的選擇是否合適，燈具和燈架的安裝，光與環(huán)境的關系、觀賞性、安全性、維護性等多個方面，評價時，為 避免評價因素過多而使得某些指標權重系數(shù)過小失去作用，所以把效果屬性指標下面分為兩層指標體系進行評價。1 2 場館 LED 照明評價算法模型的建立綜合照明評價的對象往往涉及很多因素，而且因素的描述方 式各不相同，有的可以采用定量描述，有的只能采用 半 定 量 和 定性描述，因此對復雜對象的多指標綜合評價方法始終是人們研究 的課題。國內外先后有價值函數(shù)法、層次分析法、DEA( 數(shù)據(jù)包絡分析法) 以及模糊綜合評價法。模糊綜合評價

3、法對照明系統(tǒng)的綜合性能評價較為合理。0型活動以及“十城萬盞”等項目的示范應用，特別是山西省跨越轉型的大背景下，LED 照明技術正逐步進入人們的生活，已被 許 多 人視為充滿潛力的新時代主要照明光源。目前 LED 照明 技 術 已 日趨成熟，并已步入應用暴發(fā)期。1建筑 LED 照明的具體評價方案對建筑照明的評價，主要集中在建筑照明的設計階段。為了提高效率，又要全面考慮廣大市民的意見 ( 見 圖 1) ，本 文 采 用 基于專家打分基礎上的建筑照明綜合評價方法，進一步對專家和市 民意見與打分情況綜合考慮進行方案選擇及設計改進，以此來建 立整個照明評價體系。意見和建議反饋2建筑照明多層次多算子模糊綜

4、合評價數(shù)學模型2 1 綜合評價的原始模型設評 價 集 為 U = u1 ，u2 ，un評價體系中各種因素 u1 ，u2 ，un 對應于不同的評價結果，我們設這個評價結果集為 V =否調查v ，v ，v ，就是說評價結果從小到大分為 n 個等級。1 2 n我們給每個 因素賦予一個權重 ai ，且 權 重應該滿足歸一條 件，即:m打分意見和建議反饋圖 1LED 照明具體評價方案ai= 1，其中，m 為評價因素的個數(shù)。1 1 場館 LED 照明的綜合評價指標體系照明的評價應是針對整個場景照 明 的 集 中 評 價，應 從 綠 色 性、可控性、效果性等方面綜合分析。照 明 的 綜合評價是一個多 層次、

5、多因素的綜合 評 價 問 題，評價指標體系應由照明 的 基 本 屬 性來組成，包括綠色性能指標，可控性能指標，效果性能指標。每 個性能指標又由一些指標組成，這些指標逐一細化組成整個綜合 評價指標體系。1) 可控屬性指標。照明的可控屬性是指場館的照明模式能夠控 制 實 現(xiàn) 的 可 變 性，具體包括照明可變換模式的多少，特殊日和普通日 照 明 模 式 能否切換，以及夜晚不同時段照明可切換性、合理性等。2) 綠色屬性評價。能源是人類賴以生存和發(fā)展的重要物資基礎，節(jié)約能源的各 項舉措都直接關系照明系統(tǒng)的綠色性，此 外，照 明 系 統(tǒng) 本 身 建 造的經濟成本包含了 設 計、建造及后期維護的 成 本，同

6、 時 相 關 的生 產、經濟活動所造成的環(huán)境污染而導致的社會費用等，相關污染對 環(huán)境帶來的不良影響等都是評價綠色屬性不可缺少的重要部分。i = 1為了得到評價結 果 集 B，我 們 先 對 單 因 素 ui ( i = 1，2，3，m) 作出評價，得到單因素評價集 f( ui ) 。u1 f( u1 ) = ( r11 ，r12 ，r1n )u2 f( u2 ) = ( r21 ，r22 ，r2n )um f( um ) = ( rm1 ，rm2 ，rmn )( 1)( 2) ( 3)同理:其中，rmn 為第 m 個因素對評價結果集 V 中的第 n 個等級的隸屬度。因素評價矩陣設為 : r11

7、r12r22rm2r1n r2n r21 =( 4) rm1rmn 由此可以建立綜合評價的數(shù)學模型如下: 記 U =u1 ，u2 ，un為評價因素集，V =v1 ，v2 ，vn為評價等級集( 也 稱 為 備 選 集) ，A 為權重分配集， 為因素評價矩陣，為算子，B = A 就是所需要的綜合評價結果。收稿日期: 2014-08-20作者簡介: 任 育( 1982-) ，男，助理工程師虛擬 設計 的LED 照明 效果， 設計 規(guī)范 信息整體 評價 結果 等級專家針對評價算法 轉換LED 照明 虛擬 設計 平臺各項評價指標打分評價 結果 整理、 綜合 評價是通過設定值不通過問卷整體 評價 得分互聯(lián)

8、網信息發(fā)布意見和建議反饋第 40 卷 第 31 期2 0 1 4 年 1 1 月任 育: 基于多層次模糊綜合評價建筑 LED 照明性能分析143即:( 5)0 26) ，效果屬性各指標權重系數(shù) A2 = ( 0 32，041，0 27) ，按 照 前面所建立的多層次、多算子模糊綜合評價模型進行 計 算，其 最 后 一級因素集按三對模糊算子 M ( ，) ，M( ，) ，M ( ，) ， 分別計算得出評價結果如下所示。B = A r11r12r22rm2r1n r21r2n b1b2 bn=a1a2 am ( 6) rm1 rmn 表 2LED 照明指標體系主要因素權重和隸屬度表2 2多層次綜合

9、評價模型進行分組分層，假設將因素分為 p 組，則評價因素集:U =u1 ，u2 ，up ( i = 0，1，2，p) 。多層次綜合評價的步驟如圖 2 所示。As=a1,a2，L，am（s）；評價結果集記為 Bs；R（s-1）=A（s-1）R（s-1）。結果構成，即，權重分配記為 A（s-1）；評價圖 2 多層次模糊綜合評價方法步驟2 3 多層次、多算子模糊綜合評價模型針對現(xiàn)有的數(shù)學模型 M( ，) ，M( ，) ，M( ，) 比較 切合實際，因此，假設由這對模糊算子得到的評價結果 分 別 記 為D1 ，D2 ，D3 。1) 能源屬性。按照 M( ，) 計算:T 0 25 0 2450 5150

10、 5480 8070 6150 7670 240 2910000。0 0 2 0 16100 = 0 15 0 193則最終評價結果為:0 170 3850 0 23B =1 ( b + b + b) 1 ( b + b + b ) 1 ( b + b + 0 233011 21 3112 22 321n2n3330 245 0 25 0 24按照 M( ，) 計算:b3n ) 。3LED 照明模糊綜合評價數(shù)學模型的驗證以本文所建立的照明指標體系中第二層的可 控 屬 性 包 含 的T 0 25 0 2450 5150 5480 8070 6150 7670 240 291000000 = 0

11、2 0 161各子指標為例說明各因素權重的確定過程，u1 為特殊日子照明模式的切換性; u2 為夜晚不同時段照明模式的切換性; u3 為夜晚不 同時段照明模式切換的合理 性; u4 為照明可變換模式的多少，權 重向量的確定如表 1 所示。表 1 可控屬性包含的各子指標權重評價計算表 0 15 0 1930 170 3850 0 23 0 23300 066 0 176 0 06按 M( ，) 計算:0。T 0 25 0 2450 5150 5480 8070 6150 7670 240 29100000 0 2 0 1610 15 0 193 0 17 0 3850 =00 0 23 0 23

12、3用同樣的方法來確定照明評價指標體系各個層次指標的權 重，同樣用專家經驗法定出針對每個評價等級的隸屬 函 數(shù)，根 據(jù) 照明現(xiàn)場檢測以及照明設計人員提供的資料和數(shù)據(jù)計算出各個 屬性對應評價子集 M = 優(yōu)，良，中，差 的隸屬度。LED 照明指標 體系主要因素權重和隸屬度表見表 2。整個照明指標體系第一級各指標的權重系數(shù)為 A = ( 0 31，0 35，0 34) ，綠色屬性的各個指標的權重系數(shù) A1 = ( 0 41，0 33，0 241 0 640 0 1180。為方便表示，將三個結果放在一起如下表示:T 0 25 0 2450 5150 5480 8070 6150 7670 240 29

13、1000000 = 0 2 0 161 0 15 0 1930 170 3850 0 23 0 2330各子指標u1u2u3u4專家一0 350 600 500 36專家二0 400 600 480 35專家三0 410 630 500 36專家四0 390 610 470 33平均0 390 610 490 35歸一化0 210 330 270 19v1 v2 L VnD1D2D3b11 b12 L b1n b21 b22 L b2n b31 b32 L b3n1）在較低層（假設為 s 層）上評價：Bs=A（s）R（s）。注：因素評價矩陣記為 Rs；權重分配集其中 m（s）為第 s 層評價因

14、素個數(shù)2）在較高層（假設為 s-1 層）上評價：注：因素評價矩陣 R（s-1）由低層次 s 上的評價 結果集記為 B（s-1），B（s-1）=A（s-1）R（s-1）3）繼續(xù)步驟二直到最高層：B=AR。 注：最高層因素評價矩陣為 R,權重分配為 A，綜合評價結果為 B上級因素因素權重優(yōu)良中差能源照明光源類型選擇0 250 2450 5150 240單位照明功率選擇0 20 1610 5480 2910布置的合理性0 150 1930 80700節(jié)能開關的使用0 170 3850 61500控光系統(tǒng)的選擇0 230 2330 76700經濟設計成本經濟0 120 1280 5320 340施工成

15、本經濟0 630 2790 4580 2630使用成本經濟性0 250 220 5360 2440環(huán)境光污染性0 550 1020 8740 0240輻射性0 450 1150 88500可控假日模式切換0 210 5360 46400夜晚時的切換0 330 5770 42300夜晚模式的合理性0 270 5340 46600照明可變換模式0 190 5890 41100視覺效果被照物美學統(tǒng)一0 280 2640 73600光與環(huán)境關系0 260 3380 66200觀賞性0 460 2340 5240 2420基本效果燈具位置合適度0 180 7380 26200照明標準的合適度0 250

16、2450 75500照明的目的及情況0 360 3460 65400照明選擇合適程度0 210 3850 5340 0810其他效果維護性0 450 1930 6690 1380安全性0 550 2820 71800第 40 卷 第 31 期2 0 1 4 年 1 1 月山西建筑144T0 2450 250 1760 6400 240 060 11800 32 0 1080 2410 2350 3950 111 00 0660。0 41 0 1330 017 0 =0 24100 27 0 1550 062 0以下與上面類同，計算結果如下:2) 經濟性。0 055 0 107 0 036 0。

17、按 M( ，) 計算:TT0 320 270 6190 5830 6960 111 0 0 12 0 128 0 63 0 2790 5320 4580 5360 340 2630 24400 =00 41 0 40 017 0 = 0 25 0 220 27 0 2420 062 00 315 0 625 0 06 0。使用綠色屬性中的權重系數(shù) A1 = ( 0 41，0 33，0 26) 繼 續(xù) 對 二級評價因素 中 的 綠 色 屬 性 進 行 評 價，按三對模糊算子 M ( ，) ，M( ，) ，M( ，) ，分別計算得出。按照 M( ，) 計算: 0 279 0 176 0 2463)

18、 環(huán)境屬性。0 4580 2890 4860 2630 1660 26700。0T 0 55 0 102 0 874 0 024 0 =T0 41 0 2450 250 4580 550 240 2630 02400 45 0 115 0 8850 000。00 33 0 2790 = 0 115 0 056 0 1084) 可控屬性。0 550 4810 8790 0240 0130 0130 26 0 11500 279 0 33 0 263 0。按照 M( ，) 計算:T0 41 0 0660 1760 2890 4810 060 1660 01300 33 0 1760 =T 0 21

19、 0 536 0 33 0 577 0 27 0 5340 4640 4230 4660 411000000 330 330 140 44100000 = 0 190 26 0 05600。 0 5590000 058 0 125 0 055 0。按 M( ，) 計算: 0 19 0 5895) 視覺效果屬性。T0 41 0 2410 640 4860 8790 1180 2670 01300 33 0 2460 =T 0 28 0 264 0 26 0 3380 7360 6620 524000 24200 =00 26 0 1080 0 46 0 2340 208 0 651 0 14 0

20、。進一步根據(jù)第一級評價權重 A = ( 0 31，0 35，0 34) 對一級評 價因素集進 行 評 價，按三對模糊算子 M ( ，) ，M ( ，) ，M ( ，) 分別計算得出。按照 M( ，) 計算: 0 264 0 108 0 276) 基本達成效果。0 460 2410 6190 2420 1110 11100。0T0 310 330 330 330 3600 2630 2420T0 35 0 2790 = 0 18 0 7380 2620 7550 6540 5340000 08100 =00 0 25 0 245 0 36 0 3460 34 0 3460 0 21 0 3850

21、 34 0 34 0 263 0。按照 M( ，) 計算: 0 346 0 133 0 47) 其他效果屬性。0 360 2350 5830 0810 0170 0170T0 310 190 140 1250 1070 00 35 0 0580 055 0 =0。00 34 0 0550 036 00 059 0 044 0 019 0。按 M( ，) 計算:T 0 45 0 1930 669 0 138 0 =0 55 0 2820 7180 000。T0 31 0 5590 4410 6510 6250 00 34 0 3150 0 282 0 1550 550 3950 6960 138

22、0 0620 0620 35 0 2080 14 0 =0 06 0 24200 353 0 577 0 069 0。進行數(shù)學平均:B =1 /3( 0 34 + 0 059 + 0 353) ，1 /3( 0 34 + 0 044 + 0 577) ，1 /3( 0 263 + 0 019 + 0 069) ，0= ( 0 251，0 32，0 117，0) 。經歸一化后，最終評價結果為: ( 0 251，0 32，0 117，0) ，與評 價結果集 對 應，屬于優(yōu)秀的概率為 0 357，屬于良好的概率為 0 47，屬于中等的概率為 0 173，屬于差的概率為 0，按照最大隸屬度原則，照明的

23、綜合評價結果為良好，與該照明區(qū)域 的 實 際 情 況 基本吻合。接著，使用效果屬性中的權重系數(shù) A2 = ( 0 32，0 41，0 27) 繼續(xù) 對二級評價因素中的效果屬性進行評價，按 三 對 模 糊 算 子M( ，) ，M( ，) ，M( ，) ，分別計算得出。按照 M( ，) 計算:T 0 32 0 264 0 41 0 3460 460 360 550 242 00 081 0 = 0 27 0 2820 138 00 346按照 M( ，) 計算:0 36 0 242 0。4結語山西建筑第 40 卷 第 31 期2 0 1 4 年 1 1 月Vol 40 No 31Nov201414

24、5SHANXI ACHITECTUE文章編號: 1009-6825( 2014) 31-0145-02一 體 式A /O-MB工藝在煤礦生活污水處理中的應用 趙亮( 中國煤炭地質總局第二水文地質隊，河北 邢臺 054000)摘 要: 采用一體式厭氧 /好氧膜生物反應器( A /O-MB) 工藝對某 150 m3 /d 煤礦生活污水處理工程進行了改造，介紹了改造的設 計參數(shù)與方法，指出投產后整個系統(tǒng)運行穩(wěn)定，出水 CODCr 、氨氮平均為 22 85 mg /L 和 3 38 mg /L，其去除率分別為 88 39% 和89 59% ，滿足回用水質要求。關鍵詞: 一體式膜生物反應器，A /O，煤

25、礦生活污水，CODCr ，NH3 -N中圖分類號: X703文獻標識碼: A煤礦生活污水不同于一般城市生活污水，它主要來自于煤礦工人村居民用水、職 工 浴 室、食 堂、單 身 宿 舍 及辦會場所排水等。 其主要特點是水質、水 量 變 化 較 大，且有部分地面沖洗 用 水 和 礦 井水的混入，另外由于職工洗浴廢水占相當大的比重，且 多 因 管 理質量不高，造成用水點長流水現(xiàn)象嚴重，因此污水 COD5 等有機物濃度較低，生化條件較差1。一體式膜生物反應器是生物處理技術與膜分 離 技 術 相 結 合 的一種新型、高效的污水處理技術。它主要由生物反應器和膜組 件兩單元設備組成。它是利用微生物對反應機制

26、進行生物轉化， 利用膜組件分離反 應 產 物，并 截 留 生 物 體，實 現(xiàn) 水 力 停 留 時 間 與 污泥停留時間的 徹 底 分 離。消除了傳統(tǒng)活性工藝的污 泥 膨 脹 問 題，并且由于曝氣池中活性污泥濃度的增大和污泥中特效菌的出 現(xiàn)，提高了生化反應速率，同時，通過降低 F /M 之比來減少剩余污 泥的產生量，提高了生化處理的效果2，3。出水水質為: 排放污水執(zhí)行 GB 20426-2006 煤炭工業(yè)污染物排放 標準，回用水滿足 GB 18921-2002 污水再生利用 景觀環(huán)境用水水 質標準，同時滿足業(yè) 主 提 出 的 表 1 所 列 主 要 污 染 物 限 值，以 達 到 回用井下設備

27、的要求。表 1 主要出水水質表個 /L1 2工藝流程1工藝設計1 1 水量水質根據(jù)煤礦生活污水排放量并考慮未來發(fā)展的余量，現(xiàn)設計污 水處理量為 150 m3 /d。根據(jù)業(yè)主方處理后出水的使用要求，設計注：虛線框內為一體化生活污水處理設備圖 1 原污水處理站工藝流程框圖櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅項目通過對大型建筑 LED 照明工程的調研分析，結合工程實際，提出了 LED 照明系統(tǒng)設計原則和工程評價方法，建立 了 工 程 評價指標體系，這對 LED 照明工程的規(guī)范化評價具有重要意義。 參考文獻:J 長江科學院院報，2009(

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