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地下建筑内部空气环境模糊综合评判
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内容提示：本文针对地下工程内部空气环境的特点采用模糊数学中模糊综合评判的方法，确定了因素集、评判集、模糊关系系数。采用“专家估测法”对因素集中各项因素确定权重后，建立了地下工程内部空气环境模糊综合评判的数学模型。选择模糊数学中主因素突出计算模型，结合工程现场试验中人员主观反应调查数据，计算出模糊综合评判的结果。
摘要：本文针对地下工程内部空气环境的特点采用模糊数学中模糊综合评判的方法，确定了因素集、评判集、模糊关系系数。采用“专家估测法”对因素集中各项因素确定权重后，建立了地下工程内部空气环境模糊综合评判的数学模型。选择模糊数学中主因素突出计算模型，结合工程现场试验中人员主观反应调查数据，计算出模糊综合评判的结果。（参考《建筑中文网》）
关键词：地下工程 内部空气环境 模糊综合评判
1 引言
自上世纪70年代中期，空调建筑内“病态建筑综合症”的出现，室内空气环境研究的重点逐渐转向在满足热舒适条件下，如何创造良好的室内空气环境品质，以保障室内人员的健康 [1,2,3]。对地下工程内部环境的认识长期以来还停留在如何改善工程内部空气环境的热舒适研究方面，忽视了内部空气环境对人员的心理方面的影响。人员主观反应本身具有不确定性，具有模糊性。解决这类问题可以引入模糊数学的方法，通过模糊综合评判得到符合实际的评价结果。
2 模糊综合评判的数学模型
模糊综合评判是对受多种因素影响的事物作出全面评价的一种十分有效的多因素评判方法。模糊综合评判的理论基础是模糊映射与模糊变换、模糊综合评判的数学模型及其应用[4]。应用模糊综合评判的过程就是用模糊数学的方法研究地下工程内部空气环境众多因素作用下人员主观反应的评判过程。模糊综合评判需要确定因素集、评判集和模糊映射诱导出的模糊关系三个要素。
2.1 模糊评判模型中的三个要素的确定
将人员对地下工程内部空气环境主观反应分为三类15种，分别为：人员的感觉反应包括气味感、热感、显汗，人员对室内环境的反应包括噪声、亮度、色彩；人员的心理反应包括发闷、疲倦、头昏、头痛、情绪压抑、烦躁、发困、记忆力下降、工作效率下降。这15种主观反应就构成了综合评判的因素集，表示为：U={u1，u2，…，un}，其中n＝15。
评判集为人员对内部空气环境中各因素的主观评判，分为：非常不满意、不满意、一般、满意、非常满意五级评判，评判集表示为：V={ v1，v2，…，vm }，其中m＝5。
通过模糊映射f可诱导出模糊关系Rf 
T (U×V)，即，Rf (ui, vj)=f (ui)(vj)= rij。Rf可由模糊矩阵R μn×m表示为：
(1)
式中rij通过下式计算
(2)
式中cij为人员对第i项因素ui(i= 1，2，…，15)评价为第j种评价vj(j= 1，2，…，5)的人数。U，V，R的确定给出了本次试验模糊评判模型中的三个要素。
2.2 模糊评判模型中的权重的确定
权重反映因素集中的各个因素在模糊综合评判过程中所占有的地位或所起的作用，它直接影响到综合评判的结果。权重的确定方法很多，本文采用“专家估测法”，即请熟悉地下工程的工程人员对因素集中各项因素打分的方法统计和确定权重。
权重可以表示为A=(a1，a2，…，an)，其中ai表示因素集中的因素ui的权重，可由下式确定：
(3)
式中di为人员对第i项因素ui的打分总和。采用这种方法确定的各因素的权重见表1。
表1 权重计算结果表
| 气味感
|
冷热感
|
显汗
|
噪声
|
亮度
|
| 0.07041
|
0.06381
|
0.05721
|
0.05972
|
0.05497
|
| 色彩
|
发闷
|
疲倦
|
头昏
|
头痛
|
| 0.05642
|
0.08585
|
0.07542
|
0.07344
|
0.06143
|
| 情绪压抑
|
烦躁
|
发困
|
记忆力下降
|
工作效率下降
|
| 0.07291
|
0.07978
|
0.07793
|
0.05497
|
0.05576
|
2.3 模糊综合评判数量化计算
已知权重和模糊矩阵R后即可选用合适的模糊数学的计算模型计算，考虑到权重的影响，采用主因素突出计算模型，计算得出模糊综合评判集B=( b1，b2，…，bm)，即，B＝A*R。综合评判的结果bj的值可由下式计算
(j=1，2，…5) (4)
将评判集V={ v1，v2，…，v5 }数量化表示为V={0.5,0.6,0.7,0.8,0.95}，用下式可计算出模糊评判的数量化计算结果。
P＝[bj] [vj]′ (5)
3 模糊综合评判结果与试验分析
根据工程不同通风方式，我们在某地下工程内进行了内部空气环境试验，试验分为5个时间段，总时间为33小时，试验中我们对影响工程内部空气环境的主要污染物浓度进行了测试，同时请工程内部的现场人员填写了人员对环境的主观反应调查表。根据统计调查数据和式(2)(4)(5)计算出环境综合评判结果见表2。
表2 环境综合评判计算结果
| 序号
|
通风方式
|
非 常 不
满 意 |
不满意
|
一般
|
满意
|
非常
满意 |
综合评判指标
|
| 1
|
全部新风
|
0.0163
|
0.0510
|
0.2966
|
0.4268
|
0.2093
|
0.7866
|
| 2
|
无新风
|
0.0091
|
0.1366
|
0.3773
|
0.3416
|
0.1354
|
0.7525
|
| 3
|
无新风
|
0.0090
|
0.1157
|
0.3762
|
0.4034
|
0.0957
|
0.7509
|
| 4
|
无新风
|
0.0085
|
0.0967
|
0.4684
|
0.3265
|
0.1000
|
0.7463
|
| 5
|
全部新风
|
0.0203
|
0.1075
|
0.3604
|
0.3966
|
0.1152
|
0.7536
|
原文网址：http://www.pipcn.com/research/200607/8625.htm
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