IAQ的灰色评价方法

2.3 室内空气品质的灰色综合评价
评价对象的实测值 P 1, P 2 ,, P l 评价标准序列
Q1 , Q2 , , Qm
要对它做出等级评价也就是判断它与哪一 级评价标准更接近，关系更密切 根据关联度 rl ,m 组成的灰色关联矩阵 R 提供 的丰富信息就能对室内空气品质的实测对象进 行等级划分及优劣排序
2.2 室内空气品质灰色模型
系统本身的不确定性
函数形式不确定，为灰结构 模型参数为灰参数
i
f
灰参数最常见的形式是区间灰数
ˆ , ˆ i i i ,1 i i,2
系统输入的不确定性
系统的输入是灰变量
X
室内空气品质灰色模型
系统结构扩展为灰结构 系统参数扩展为灰参数 系统输入扩展为灰变量
l
关联度越大说明该因素在整个影响因素集 中的地位越高，对主行为的影响越大，反之就 越小。
分析结果：
吸入尘与室内空气品质不接受率的关联度最大 菌落与室内空气品质不接受率的灰色关联度仅次于吸 入尘 吸入尘和菌落是影响室内空气品质主观评价的最主要 因素,降低这两类污染物水平将明显改善室内空气品 质。 挥发性有机物(VOCS )等类物质与人群主观评价的关 联度相对较小,这说明室内人员的不接受率和不良症 状感受率随其浓度变化的影响变小,通过通风空调系 统稀释这类污染物并不能明显改善室内空气品质.
第7讲 室内空气品质的不确定性 及其灰色系统分析方法
课题来源
1.国家自然科学基金 2.日本学术振兴会(JSPS)博士后研究基金 3.湖南省自然科学基金
1 室内空气品质问题的不确定性
近20年来，国内外的专家就这一问题开展了大 量的调查研究工作，加深了对室内空气品质的认 识，并取得了一系列的成果。随着研究的深入，人 们也认识到了其中蕴含着的不确定性。
1.4 室内空气品质评价的不确定性
室内空气品质评价涉及到室内空气污染物对室内 人员的健康危害和室内人员对室内空气的主观反应。 室内空气品质的一个等级不可能对应于一组污染 物的浓度确定值，而是可能关联一个浓度范围。 室内空气品质的评价是多因子综合评价。
2 室内空气品质的灰色系统研究方法
有很多不确知的因素影响着室内空气本身的质 量，还有一些不太清楚的因素在影响人们对环境的感 觉和反应。灰色系统理论为室内空气品质不确定性问 题的解决提供了很好的理论手段。
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上表中的各参数单位不一,处理为无因次数:
Zi,k = Kk log(Yi,k/Y1,k) 其中: Kk 常数 设 Z3,k= 1, 有: Kk=(1.0,1.2137,1.2851,1.0,1,0.8503) i = 1, 2, 3, 4 ;k=1, 2,…,6
Xj,k (j=1,2,…n) , k=1,2,…,l
c.因子数列Yi,k与室内空气品质评价标准 判断标准 level １ level ２ level ３ 最希望的空气品质 介于level 1和level 3之间 满足室内空气品质的基准值(上限), 除过敏者外, 不会发生急慢性中毒 有可能发生健康危害
1.3 室内空气品质模型的不确定性
室内空气品质系统的发展和变化过程是有其因果 关系的，也就是含有一定的规律。提出如下形式的确 定性模型：
Y f 1 , 2 , , n , X
上述模型的系统输入和输出常常表现出即具有某种 因果规律，但又非唯一而呈区间变化的不确定性关系。 ☆系统本身的不确定性， ☆系统输入的不确定性
1.1 室内空气品质问题认识不确定性 1.2 室内空气品质影响因素的不确定性 1.3 室内空气品质模型的不确定性 1.4 室内空气品质评价的不确定性
1.1 室内空气品质问题认识不确定性
最初，室内空气品质被认为是一系列污染物的浓 度指标。 ASHRAE标准62－1999提出了可接受的室内空气品 质的概念，涵盖了客观指标和人的主观感受两方面的 内容，比较科学和全面。 在研究过程中人们不断根据最新的研究成果，修 正对室内空气品质问题的认识。 IAQ是是一门跨学科的科学，室内空气品质这一问 题的研究正向深度和广度两个方向发展，其涉及的范 围将发生变化。
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因子数列測定値--- A,B,C,D四栋楼的実測値
CO2 CO 粉塵 HCHO NOX SOX (10-6) (10-6) (mg/m3) (10-9) (mg/m3) (mg/m3) __________________________________________________ A 472.9 1.97 0.061 36.9 0.014 0.0122 B 854.4 3.4 0.089 72.9 0.039 0.0145 C 740.7 1.9 0.054 65.7 0.024 0.0127 D 953.6 3.51 0.051 80.7 0.031 0.0132 __________________________________________________
根据序列曲线几何形状的相似程度来判断其联系是 否紧密，并在数学上用灰色关联度来衡量这种相似程 度。曲线越接近，相应序列之间的关联度就越大，反 之就越小。
系统输出序列 X和某一影响因素序列 Y j 间的灰色 关联系数 r j ：
1 r j j k l k 1
j (k )
min j min k x (k ) y j (k ) max j max k x(k ) y j (k ) x(k ) y j (k ) max j max k x (k ) y j (k )
某一因素是否是决定系统发展的主要因素？ 系统的不同因素间是否相互独立？
灰色关联分析的基本思想：
不舒适感觉和不良症状可以视为系统输出
X x1, x2, xk , , xl
而室内污染程度可视为系统输入
Y j y j (1), y j (2), , y j ( k ), , y j (l )
无因子数列 Zi,1 Zi,2 Zi,3 Zi,4 Zi,5 Zi,6 __________________________________________________ level 1 0 0 0 0 0 0 level 2 0.6990 0.6344 0.6131 0.6990 0.6990 0.7441 level 3 1 1 1 1 1 1 level 4 1.3010 1.4830 1.4729 1.3010 1.4771 1.3622
f
i X
得到基于确定性模型的室内空气品质灰色模型
Y f 1 , 2 , , n , X


当我们合适地描述了实际系统的本质特征时，系统的结 构为白结构，这就是我们常用的模型形式 :
Y f 1 , 2 , , n , X


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结果
A B C D __________________________________________________ level 1 0.7216 0.5755 0.6699 0.5980 level 2 0.7419 0.7931 0.7257 0.7619 level 3 0.5478 0.6999 0.6143 0.8163 level 4 0.4201 0.5028 0.4587 0.4977
3.实例
室内空气品质的灰色关联评价
a.IAQ标准值的因子数列
Yi,k={Yi(1), Yi(2),…, Yi(k),…, Yi(l)} Yi,k (i=1,2,…,m) , k=1,2,…,l


b. 测定值 Xj,k={Xj(1), Xj(2),…, Xj(k),…, Xj(l)}
灰色综合评价模式
不仅能对评价对象进行等级评价，还能在不同对 象间进行优劣比较 评价对象的实测值序列 Pl pl (1), pl (2), , pl (k ), , pl ( j ) 评价标准序列 Qm qm (1), qm (2),, qm (k ),, qm ( j ) 改进后的灰色关联度的计算方法
1.2 室内空气品质影响因素的不确定性
☆室内空气品质是一系列因素作用的结果，这些因素 包括：室外空气质量，建筑围护结构的设计，通风系 统的设计，系统的操作和维护措施，污染物源及其散 发强度等等。 ☆室内空气污染物对人体的影响是复杂的，太多的因 素在系统中不断运转，明确地把因果关系分离出来是 很艰难的工作。
实测值的无因次化:
Wj,1 Wj,2 Wj,3 Wj,4 Wj,5 Wj,6 _______________________________________________ A 0.6738 0.1437 0.4978 0.5670 0.1461 0.0734 B 0.9317 0.4313 0.7087 0.8627 0.5911 0.1372 C 0.8696 0.1246 0.4298 0.8176 0.3802 0.0883 D 0.9794 0.4481 0.5113 0.9069 0.4914 0.1025
rl ,m
j ,m (k )
1 j ,m (k ) j k 1
min l min m min k pl (k ) qm (k ) max l max m max k pl ( k ) qm (k ) pl (k ) qm (k ) max l max m max k pl (k ) qm (k )
评价标准序列
☆将有关建议和国标规定的室内污染物的最高容许浓 度作为轻污染级别的标准值。 ☆将各种污染物的背景值作为清洁级别的标准值
原始序列的预处理方法
室内的各种污染物有很宽的浓度变化范围，并且 由韦伯－费希纳定律,可知反应的大小与刺激量的对 数成正比。
n L k log n0
反映人体感觉的大小,且 能在不同的污染物之间进行 比较
level ４
因子数列Yi,k
CO2 (10-6)
CO (10-6)
粉塵 HCHO (mg/m3) (10-9)
NOX (mg/m3)
SOX (mg/m3)
__________________________________________________________ level 1 100 1.5 0.025 10 0.01 0.01 level 2 500 5.0 0.075 50 0.05 0.075 level 3 1000 10 0.15 100 0.10 0.15 level 4 2000 25 0.35 200 0.30 0.40 __________________
j

由关联度rl ,m 组成一个 l m 阶矩阵
r1,1 r2,1 R r l ,1
r1, 2 r2, 2 rl , 2
r1,m r2,m rl ,m
★每一行的元素中，最大关联系数对应的等级即为该 对象的室内空气品质的等级。 ★关联矩阵中任意两行的相应元素为相应的两个评价 对象各自与某一等级的灰色关联系数，比较任意两行 的相应元素的大小，可得到相应两个评价对象关于不 同级别的关联程度比较。
2.1 室内空气品质的灰色系统分析 2.2 室内空气品质灰色模型 2.3 室内空气品质的灰色综合评价方法
2.1 室内空气品质的灰色系统分析
☆暖通空调系统的设计和室内空气品质的管理中，
我们需要知道哪种室内空气污染物对室内空气品质有 重要影响，那种污染物回引起某种不良症状，那种污 染物浓度的上升会显著得恶化室内空气品质。 ☆我们知道有些污染物有相同的污染源，它们在 是否存在于室内和污染程度上有着相关性。我们是否 可以提出一综合指标或选择某一污染物来代表一组相 关的污染物呢？