冯青 吴博 蒋巍

(西安科技大学艺术学院，西安 710054)

目前国内既有建筑面积达420亿m2，其中城市房屋建筑面积近140.91亿m2。城市定位“雷同化”现象较普遍，建筑物的外墙往往大量使用反光性较强的装饰材料，如玻璃、釉面等材料［1］，随处可见“强光弱色”的建筑环境。随着城市建筑光污染现象逐渐加重，光污染的治理与综合评价就尤显重要。

在建筑光污染的研究中，选择最为合理和科学的评价方法，是建筑光污染评价成功的关键所在。本次研究尝试采用综合评价的方法，对建筑光污染进行综合评价。

1 综合评价方法的基本原理

1.1 评价方法的选择

评价方法的科学性以及评价方法选择的合理性，是决定评价结果正确与否的关键。从评价过程的角度将评价方法分为3类，分别为定性分析评价、定量计算评价和综合评价。定性分析评价是较侧重于由个人或群体对评价对象进行主观的定性化评价方法;定量计算评价是通过进行计算而得出量化结果的评价方法;综合评价则是定性分析与定量计算有机相结合的评价方法。

本文将基于层次分析法和可拓优度的综合评价方法应用到建筑光污染的评价中来，主要是出于以下考虑:

(1)建筑光污染评价的全面性。在光污染评价的实际运用过程中，有些条件是必须要满足的，该条件如果不能达到，其他条件即便再优越也无法为设计所用。而基于层次分析法和可拓优度的评价方法就是首先考虑必要条件，更符合建筑的实际情况。

(2)建筑光污染评价的关联性。可拓优度评价是以建筑为对象的评价方法，通过建立关联函数来对光污染评价，因此，利用关联函数，可以更为全面地反映建筑光污染的优劣程度。

(3)建筑光污染评价的动态性。在建筑光污染的物元、事元和事物元描述中，可以通过时间参数来描述可变性，可拓优度评价能够以发展的角度去衡量建筑光污染的利弊与变化情况。

1.2 建筑光污染优度评价法

目前，各种综合评价方法总体思路一致，即首先要确定评价对象，建立相应的评价指标体系，通过计算确立权重度，最终通过算法获取评价结果。其中，建立相应的评价指标体系，通过计算确立权重度是综合评价的关键环节［4］。本文提出的建筑光污染优度评价法的3个步骤是:首先采用Thomas L.Saaty的层次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)对建筑光污染源进行层次分析，根据物元理论建立层次结构模型以及与光污染源属性相对应的评价指标;其次，利用赋权方法给定每个评价指标的权系数，并通过计算判断矩阵的最大特征值的方法来衡量矩阵的一致性，直到符合一致性检验的要求;最后利用优度理论建立比较序列，通过计算各评价对象与参考序列的关联度计算优度值，最终确定最优结果，如图1所示。

图1 优度评价流程图

2 建筑光污染评价层次结构模型的建立

2.1 建筑光污染特性分析

建筑光污染的评价涉及到多学科领域知识，因此对其方案的评价也应该采用多层次、多因素的评价体系。

建筑光污染由于各个地区地理位置不同，气候待征大相径庭，使得评价权重不同，从而导致评价标准各异，在此以北京地区(北纬40°东经116°)为例，对该地区建筑进行光污染评价。评价的优劣通过评价准则来判断，本文以建筑光污染中影响最大的白亮污染为对象，对其设定评价指标。

2.2 建筑光污染综合评价结构层次分析

评价指标的选取需遵循全面性、科学性和合理性等原则，而确定各因素评价目标的权重分配，直接影响到评价结果［5］。因此，运用AHP将问题分解为不同的组成要素，并按照各要素之间的相互关系及隶属关系将因素按不同层次聚集组成，形成一个多层次的分析结构模型，最终建立梯阶层次结构模型，如图2所示。

3 评价模型的建立

3.1 建立判断矩阵

运用AHP法构建的评价体系中，准则层有5个评价因素，子准则层有15个评价因素，通过两两比较，得到判断矩阵B:

式中，bij表示依据评价准则Ak，要素Bi对Bj的相对重要性。表1为两两因素相对重要性取值，bij的取值和定义可由表1反映出。

对于判断矩阵B有:

判断矩阵中一致性是否满意，是衡量判断矩阵质量的标准，如果该判断矩阵存在以下关系，即:

则该判断矩阵具有完全的一致性。

表1 两两因素相对重要性取值

3.2 相对重要度计算

根据判断矩阵B计算各要素的权重系数，n个权重系数构成一个权重向量W，即

对判断矩阵B进行规范化处理

最后，进行归一化处理，得到权重系数Wi:

3.3 一致性检验

表2 1—9阶判断矩阵的R.I.值

3.4 应用优度综合评价法进行评价

可拓理论是以物元理论、可拓集合和可拓逻辑为主要支柱而形成的知识体系。它从定性和定量的角度出发，研究和解决事物可变性的规律，从而为人们认识、分析和解决现实世界中的矛盾问题提供了一种新的方法理论体系［6－9］。优度评价方法是可拓学中评价一个对象(事物、策略、方法等)优劣的基本方法，能够在合适的评价指标体系下，对待评对象进行综合评价，确定其综合优度值。

3.4.1 建立关联函数并计算合格度

关于Vi(i=1，2，…，n)的关联函数为ki(x)。

若Vi用一个区间Xoi表示，则

若Vi用一个区间Xoi表示xi(xoi⊂Xi)，则

建筑光污染对象Ti关于Vi的关联函数值记为Ki(Tj)，则 T1，T2，…，Tm关于 Ai的合格度为 Ki=(Ki(T1)，Ki(T2)，…，Ki(Tm))，i=1，2，…，n 。

建筑光污染对象Ti关于各衡量条件A={A1，A2，…，Am} 的规范合格度为:Ki=(Ki1，Ki2，…，Kim，i=1，2，...，n，其中，

3.4.2 优度计算

对Ti的优度进行比较: 若 C(T0) ={C(Tj)}，则 Io为最优对象;而当 C(T0) ＞ 0时，表示该设计满足设计需求;当C(T0)＜0时，表示该设计识需要修正。最后通过判断结果给出对建筑光污染的综合评价等级。

4 结语

基于可拓优度理论的建筑光污染综合评价体系，是一种科学、定量的评价方法，在有效地避免主观因素影响的同时，也使得光污染的评价结果更加客观可信。应该指出的是，本评价体系还存在一定的片面性，特别是材料科学的快速发展，使得新型建筑材料和新技术的广泛应用，评价指标势必要继续更新和修正。基于可拓优度理论的建筑光污染综合评价体系应该是动态的，需要不断地进行探索和研究。

［1］陈思礼.光污染对环境与健康的影响［J］.中国热带医学，2007，7(6):1005 －1009.

［2］杜栋，庞庆华，吴炎.现代综合评价方法与案例精选:第二版［M］.北京:清华大学出版社，2008.

［3］冯青，余隋怀，初建杰，杜鹤民.基于AHP灰色理论的飞机驾驶舱内环境设计评价［J］.航空制造技术，2010(10):80－84.

［4］蔡文.可拓论及其应用［J］.科学通报，1999，44(7):673－682.

［5］蔡文.可拓集合和不相容问题［J］.科学探索学报，1983，(1):83－97.

［6］杨春燕，蔡文.可拓工程［M］.北京:科学出版社，2007.

［7］陈军生，周文明.基于可拓方法的装备保障动态评估模型［J］.四川兵工学报，2010，31(11):11.

［8］蔡文，杨春燕，何斌.可拓逻辑初步［M］.北京:科学出版社，2003.

［9］邵飞，邓卫，易富君，等.基于AHP灰色理论的大城市公交系统综合评价方法［J］.解放军理工大学学报:自然科学版，2009，10(6):536 －541.