Wektory wag wybranych kryteriów decyzyjnych – wszyscy decydenci

W celu wyznaczenia wektorów wag wybranych kryteriów oceny postanowiono przeprowadzić analizę AHP/ANP z wykorzystaniem średniej geometrycznej zgodnie z opisem matematycznym przedstawionym w punkcie 3.2.3 niniejszej pracy. Obliczenia przeprowadzono, uwzględniając wszystkich przebadanych respondentów (decydentów).

Załącznik 2D przedstawia macierze porównań kryterium głównego oraz podkryteriów z wyznaczeniem uporządkowania wariantów decyzyjnych. W tabeli 5.3.3.A. zestawiono znormalizowane oceny preferencji dla kryteriów głównych, natomiast w tabeli 5.3.3.B.

przedstawiono dla podkryteriów oceny znormalizowane wartości w ramach danego kryterium głównego, a także zaczerpnięte z supermacierzy limitów surowe dane oraz te same wartości znormalizowane do całości.

Tab. 5.3.3.A. Wektory wag dla głównych kryteriów oceny – wszyscy decydenci Grupa

kryterium Nazwa kryterium oceny Znormalizowana

w ramach grupy

Surowa wartość

[-] [-] [-] [-]

Kryterium główne

Kryterium techniczne 0,14159 0,070797

Kryterium energetyczne 0,23588 0,117942

Kryterium egzergetyczne 0,18417 0,092085

Kryterium ekonomiczne 0,25527 0,127637

Kryterium społeczne 0,07976 0,03988

Kryterium środowiskowe 0,10332 0,051659

Rys. 5.3.3.A. Porównanie ocen preferencji wszystkich decydentów w ramach kryteriów głównych

________________________________________________________________________

mgr inż. Bartosz Radomski – Rozprawa doktorska IIŚ PP 2020

118 Tab. 5.3.3.B. Wektory wag dla wszystkich podkryteriów oceny – wszyscy decydenci

Grupa

kryterium Nazwa podkryterium oceny Znormalizowana

w ramach grupy

Współczynnik kształtu budynku (A/V) 0,1835 0,012991 0,025982

Całkowity czas realizacji budynku (TBUD) 0,12383 0,008767 0,017534

Utrudnienia realizacyjne (UREAL) 0,12981 0,00919 0,01838

Całkowita żywotność budynku i jego instalacji technicznych (TŻYCIA) 0,29753 0,021064 0,042128

Całkowita żywotność instalacji OZE (TOZE) 0,26534 0,018785 0,03757

Kryterium energetyczne

Całkowity wskaźnik zużycia energii pierwotnej (EPTOTAL) 0,12019 0,014176 0,028352

Całkowity wskaźnik zużycia energii użytkowej (EUTOTAL) 0,29045 0,034256 0,068512

Całkowity wskaźnik zużycia energii końcowej (EKTOTAL) 0,14817 0,017475 0,03495

Całkowity wskaźnik ilości pozyskanej energii użytkowej odnawialnej (EUOZE) 0,24136 0,028467 0,056934 Całkowity wskaźnik ilości wyprowadzonej energii końcowej odnawialnej (EKOZE) 0,19983 0,023568 0,047136

Kryterium egzergetyczne

Suma strat egzergii budynku i jego instalacji (BW+Z) 0,2147 0,019771 0,039542

Suma egzergii wygenerowanej przez OZE (BGEN,OZE) 0,15147 0,013948 0,027896

Skumulowane zużycie egzergii pierwotnej (BP*) 0,09422 0,008676 0,017352

Stopień wykorzystania pozyskanej energii odnawialnej (WYKOZE) 0,23019 0,021197 0,042394

Wykorzystanie naturalnych strategii grzania, chłodzenia i oświetlenia (NST) 0,30942 0,028493 0,056986

Kryterium ekonomiczne

Wewnętrzna stopa zwrotu dla OZE (IRROZE) 0,13842 0,017667 0,035334

Całkowity koszt operacyjny (TOC) 0,16395 0,020926 0,041852

Analiza kosztów życia budynku (LCC) 0,2721 0,03473 0,06946

Całkowity koszt inwestycyjny prosty (KINW) 0,30949 0,039502 0,079004

Dynamiczny koszt jednostkowy instalacji OZE (DGCOZE) 0,11604 0,014811 0,029622

Kryterium społeczne

Spełnienie parametrów komfortu cieplnego (KC) 0,28195 0,011244 0,022488

Spełnienie parametrów jakości powietrza (JP) 0,33185 0,013234 0,026468

Spełnienie parametrów komfortu akustycznego (KA) 0,15547 0,0062 0,0124

Spełnienie parametrów komfortu wizualnego (KW) 0,11349 0,004526 0,009052

Oddziaływanie budynku i jego instalacji na otoczenie (OOT) 0,11723 0,004675 0,00935

Kryterium środowiskowe

Analiza cyklu życia budynku (LCA) 0,2497 0,012899 0,025798

Wskaźnik emisji ditlenku węgla (ECO2) 0,21675 0,011197 0,022394

Koherentność odnawialnych źródeł energii (KOZE) 0,17314 0,008944 0,017888

Czas zwrotu energii z OZE (EPBT) 0,20004 0,010334 0,020668

Czas zwrotu emisji gazów cieplarnianych z OZE (GPBT) 0,16038 0,008285 0,01657

________________________________________________________________________

mgr inż. Bartosz Radomski – Rozprawa doktorska IIŚ PP 2020

119 Rozkład wektora uporządkowania dla kryteriów głównych wskazuje, że dla badanej grupy decydentów to kryterium ekonomiczne (0,25527) ma największe znaczenie przy wyborze budynku mieszkalnego o dodatnim bilansie energetycznym. Tuż obok plasuje się kryterium energetyczne (0,23588), kolejno egzergetyczne (0,18417). Kryterium techniczne znajduje się na czwartej pozycji (0,14159), następnie sytuuje się kryterium środowiskowe (0,10332), natomiast najmniejsze znaczenie ma kryterium społeczne (0,07976). Na rozkład ocen może mieć wpływ przekonanie decydentów, że budynki mieszkalne o dodatnim bilansie energetycznym są z definicji droższe, m.in. poprzez zastosowanie zwiększonej izolacyjności i szczelności przegród zewnętrznych, instalacji wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła, przegród przeszklonych o odpowiednich parametrach, konieczności wykonania szczegółowych projektów wykonawczych oraz innych dodatkowych elementów wyposażenia przedmiotowego budynków. W kraju rozwijającym się, jakim bez wątpienia jest Polska, kryterium ekonomiczne ma zasadnicze znaczenie, co było do przewidzenia. Na drugiej i trzeciej pozycji znajdują się kryterium energetyczne oraz egzergetyczne, oba bezpośrednio wpływają na fakt, czy dany budynek jest obiektem o dodatnim bilansie energetycznym. Powszechny brak świadomości pojęcia egzergii w społeczeństwie nie spowodował, że kryterium to znalazło się na końcu skali ważności, natomiast jego istotność jest trzecia w hierarchii. Wysoko sklasyfikowano kryterium techniczne na co może mieć wpływ wcześniejsze doświadczenie decydentów i jakość świadczonych usług budowlanych. Kryteria środowiskowe oraz społeczne są również brane pod uwagę w ocenie, jednakże ich wpływ w stosunku do pozostałych kryteriów głównych jest niewielki. Budynki o dodatnim bilansie energetycznych bazujące na idei budynków pasywnych charakteryzują się minimalnym wpływem na środowisko zewnętrzne oraz utrzymaniem najwyższych standardów komfortu klimatycznego panującego w ich wnętrzu. Ten fakt, a także różnice między tradycyjnym budownictwem a budownictwem pasywnym spowodował tak niski wpływ obu wspomnianych kryteriów głównych na wybór preferencyjnego rozwiązania.

Kolejno na rysunkach od 5.3.3.B do 5.3.3.G przedstawiono oceny preferencji dla podkryteriów decyzyjnych, znajdujących się w ramach kryteriów głównych (grup komponentów sieci decyzyjnej).

Rys. 5.3.3.B. Porównanie ocen preferencji wszystkich decydentów – kryterium techniczne Dla kryterium technicznego najbardziej preferowanymi podkryteriami oceny są: całkowita żywotność budynku i jego instalacji technicznych (0,29753) oraz całkowita żywotność

________________________________________________________________________

mgr inż. Bartosz Radomski – Rozprawa doktorska IIŚ PP 2020 120

instalacji OZE (0,26534), co znajduje odzwierciedlenie w postaci dodatkowych kosztów wymiany urządzeń technicznych w razie ich krótkiej żywotności. Długa żywotność budynku, jego instalacji technicznych oraz instalacji OZE gwarantuje bezproblemowe i komfortowe korzystanie z obiektu. Na trzecim miejscu sklasyfikowano współczynnik kształtu budynku (0,1835), natomiast najmniej istotne są utrudnienia realizacyjne (0,12981) oraz całkowity czas realizacji budynku (0,12383). Dwa najniżej sklasyfikowane podkryteria oceny dotyczą wyłącznie etapu wznoszenia budynku, co w perspektywie całkowitej żywotności obiektu stanowi najczęściej najkrótszy okres.

Rys. 5.3.3.C. Porównanie ocen preferencji wszystkich decydentów – kryterium energetyczne Dla kryterium energetycznego najistotniejszymi podkryteriami oceny są całkowity wskaźnik zużycia energii użytkowej (0,29045) oraz całkowity wskaźnik ilości pozyskanej energii użytkowej odnawialnej (0,24136). Pierwszy ze wskaźników świadczy o wysokiej energooszczędności budynku i jego korzystnej charakterystyce energetycznej, drugi natomiast związany jest z pozyskaniem energii użytkowej odnawialnej, maksymalizuje wykorzystanie pasywnych i aktywnych źródeł energii odnawialnej. Oba wskaźniki są ze sobą ściśle powiązane w funkcji celu, prowadząc dany obiekt do budynku o dodatnim bilansie energetycznym, tzn.

minimalizując całkowity wskaźnik zużycia energii użytkowej zdecydowanie łatwiej jest pozyskać wystarczającą ilość energii użytkowej odnawialnej. Na trzeciej pozycji istotności znajduje się całkowity wskaźnik ilości wyprowadzonej energii końcowej odnawialnej (0,19983), kolejno – całkowity wskaźnik zużycia energii końcowej (0,14817) charakteryzujący sprawność przetworzenia energii, regulacji, przesyłu, magazynowania i wykorzystania urządzeń pomocniczych na te cele. Najmniej istotnym podkryterium decyzyjnym w ramach kryterium energetycznego jest całkowity wskaźnik zużycia energii pierwotnej (0,12019), co może wynikać z braku świadomości decydentów o sposobie i skutkach przetworzenia energii w zależności od jego rodzaju.

________________________________________________________________________

mgr inż. Bartosz Radomski – Rozprawa doktorska IIŚ PP 2020 121

Rys. 5.3.3.D. Porównanie ocen preferencji wszystkich decydentów – kryterium egzergetyczne W ramach kryterium egzergetycznego najbardziej preferowanym podkryterium oceny jest wykorzystanie naturalnych strategii grzania, chłodzenia i oświetlenia (0,30942). W tym zakresie na przestrzeni ostatnich kilkunastu lat nastąpił znaczny wzrost świadomości decydentów planujących inwestycję w budowę obiektu o dodatnim bilansie energetycznym.

Sama korzystna orientacja budynku, a także wykorzystanie pasywnych metod pozyskiwania i dyssypacji ciepła oraz naturalnego oświetlenia jest kluczowa dla obiektów tego typu. Drugim najistotniejszym podkryterium oceny będzie stopień wykorzystania pozyskanej energii odnawialnej (0,23019), co ma wpływ na zastosowane rozwiązania techniczne w obrębie budynku i jego najbliższym otoczeniu. Niewiele mniej korzystnie zostało ocenione podkryterium sumy strat egzergii budynku i jego instalacji (0,2147), co świadczy o potrzebie dalszego wzrostu efektywności energetycznej budynku oraz jego instalacji technicznego wyposażenia. Na czwartym miejscu sklasyfikowano sumę egzergii wygenerowanej przez OZE, a najmniej istotnym podkryterium oceny jest skumulowane zużycie egzergii pierwotnej, co ponownie może świadczyć o braku świadomości decydentów o sposobach i skutkach przetworzenia energii w zależności od jej rodzaju.

Rys. 5.3.3.E. Porównanie ocen preferencji wszystkich decydentów – kryterium ekonomiczne Dla najbardziej istotnego kryterium głównego, czyli kryterium ekonomicznego, jako najistotniejsze podkryterium oceny wskazano całkowity koszt inwestycyjny prosty (0,30949), co znajduje odzwierciedlenie w kosztach inwestycyjnych, które należy podjąć, decydując się na budowę obiektu o dodatnim bilansie energetycznym. Na tak wysoką ocenę tego

________________________________________________________________________

mgr inż. Bartosz Radomski – Rozprawa doktorska IIŚ PP 2020 122

podkryterium wpływ może mieć ograniczony budżet, jakim dysponuje przeciętny decydent.

Dopiero na drugim miejscu sklasyfikowano analizę kosztów życia budynku (0,2721), czyli koszty całego cyklu życia obiektu, począwszy od jego wybudowania, poprzez eksploatacje, a na utylizacji kończąc. Na trzecim miejscu plasuje się całkowity koszt operacyjny (0,16395), charakteryzujący koszty eksploatacyjne stałe i zmienne. Kolejno sklasyfikowano wewnętrzną stopę zwrotu dla OZE (0,13842), określającą ekonomiczną opłacalność i rentowność inwestycji w odnawialne źródło energii. Najmniej istotnym podkryterium okazał się dynamiczny koszt jednostkowy instalacji OZE (0,11604).

Rys. 5.3.3.F. Porównanie ocen preferencji wszystkich decydentów – kryterium społeczne

Preferencje decydentów w ramach kryterium społecznego ukierunkowane zostały – w pierwszej kolejności – na spełnienie parametrów jakości powietrza (0,33185). Wskaźnik ten ma wpływ bezpośrednio na zdrowie użytkowników oraz na odczucie komfortu z warunków ich otaczających. Zwłaszcza w ostatnim okresie zmagamy się z coraz częściej przekroczonymi dopuszczalnymi normami stężenia zanieczyszczeń w powietrzu zewnętrznym w wielu miastach Polski, decydenci mają świadomość korzystnego wpływu odpowiednich parametrów jakościowych powietrza wewnątrz budynku, w środowisku zabudowanym, w którym spędzają często ponad 80% swego czasu. Na drugim miejscu znajdują się parametry komfortu cieplnego (0,28195), co jest głównym celem stosowania większości układów klimatyzacyjnych, a w budynkach pasywnych wykorzystywana jest również ich pojemność cieplna związana z masywną konstrukcją (płyta grzewczo-chłodząca, stropy aktywowane termicznie). Na trzecim miejscu sklasyfikowano parametry komfortu akustycznego (0,15547) – to jeden z najbardziej uciążliwych czynników komfortu klimatycznego. Na ostatnich pozycjach istotności znajduje się podkryterium oddziaływania budynku i jego instalacji na otoczenie (0,11723) oraz podkryterium spełnienia parametrów komfortu wizualnego (0,11349), które być może zostało potraktowane w sposób subiektywny i relatywnie prosty do akceptacji.

________________________________________________________________________

mgr inż. Bartosz Radomski – Rozprawa doktorska IIŚ PP 2020 123

Rys. 5.3.3.G. Porównanie ocen preferencji decydentów – kryterium środowiskowe

W ramach kryterium środowiskowego najwyżej sklasyfikowano podkryterium analizy cyklu życia budynku (0,2497), to bardzo świadomy wybór, świadczący o rozpowszechnionej wiedzy dotyczącej wpływu oddziaływania na środowisko w perspektywie całego cyklu życia obiektu.

Budynki o dodatnim bilansie energii powinny charakteryzować się minimalnym oddziaływaniem na środowisko. Na drugiej pozycji sklasyfikowano wskaźnik emisji ditlenku węgla (0,21675), co ma bezpośredni związek z ilością zapotrzebowania na energię budynku.

Trzecim istotnym kryterium oceny jest czas zwrotu energii z OZE (0,20004), traktowany jako czas, po którym ilość wytworzonej przez OZE energii zrówna się z ilością zainwestowanej energii w wytworzenie OZE ze źródeł konwencjonalnych. Najniżej sklasyfikowano koherentność odnawialnych źródeł energii (0,17314) oraz czas zwrotu emisji gazów cieplarnianych z OZE (0,16038).

Na rysunkach od 5.3.3.H do 5.3.3.J przedstawiono oceny preferencji dla podkryteriów decyzyjnych pogrupowanych w ramach grup podkryteriów o najwyższej istotności (priorytet p

> 4,0%), o średniej istotności (priorytet 2,0% ≤ p ≤ 4,0%) oraz o najniższej istotności (priorytet p < 2,0 %).

Rys. 5.3.3.H. Porównanie ocen preferencji decydentów – grupa podkryteriów o najwyższej istotności (priorytet p > 4,0%)

________________________________________________________________________

mgr inż. Bartosz Radomski – Rozprawa doktorska IIŚ PP 2020 124

Najbardziej istotnym podkryterium decyzyjnym dla przebadanej grupy decydentów jest całkowity koszt inwestycyjny prosty (0,079004), dla którego waga istotności wynosi aż ok.

8,0%. To zdecydowanie najbardziej preferowane podkryterium oceny. Na drugim i trzecim miejscu w hierarchii, zasadniczo blisko siebie, znajdują się podkryterium analizy kosztów życia budynku (0,06946) oraz podkryterium całkowitego wskaźnika zużycia energii użytkowej (0,068512). Na czwartym i piątym miejscu, w bardzo bliskiej ważności, sklasyfikowano podkryterium wykorzystania naturalnych strategii grzania, chłodzenia i oświetlenia (0,056986) oraz podkryterium całkowitego wskaźnika ilości pozyskanej energii użytkowej odnawialnej (0,056934). Grupę podkryteriów o najwyższej istotności zamykają podkryteria: całkowity wskaźnik ilości wyprowadzonej energii końcowej odnawialnej (0,047136), stopień wykorzystania pozyskanej energii odnawialnej (0,042394), całkowita żywotność budynku i jego instalacji technicznych (0,042128) oraz całkowity koszt operacyjny (0,041852).

Spośród wszystkich podkryteriów oceny w ramach grupy podkryteriów o najwyższej istotności (priorytet p > 4,0%) znalazły się: 3 podkryteria oceny należące do grupy kryterium ekonomicznego oraz do grupy kryterium energetycznego, 2 podkryteria oceny należące do grupy kryterium egzergetycznego oraz 1 podkryterium oceny należące do grupy kryterium technicznego. W ramach grupy podkryteriów o najwyższej istotności nie znajduje się żadne podkryterium oceny z grupy kryterium społecznego oraz z grupy kryterium środowiskowego.

Rys. 5.3.3.I. Porównanie ocen preferencji decydentów – grupa podkryteriów o średniej istotności (priorytet 2,0% ≤ p ≤ 4,0%)

W grupie podkryteriów oceny o średniej istotności (priorytet 2,0% ≤ p ≤ 4,0%) najwyższą istotnością cechuje się podkryterium sumy strat egzergii budynku i jego instalacji (0,039542), kryterium to zalicza się prawie do podkryterium o najwyższych priorytetach. Na drugim miejscu sklasyfikowane zostało podkryterium całkowitej żywotności instalacji OZE (0,03757), kolejno – na podobnym poziomie – podkryterium wewnętrznej stopy zwrotu dla OZE (0,035334) oraz podkryterium całkowitego wskaźnika zużycia energii końcowej (0,03495).

Powyższe 4 podkryteria oceny charakteryzują się priorytetami > 3,0%. Pozostałe 9 podkryteriów decyzyjnych cechuje się priorytetem w zakresie 2,0% ≤ p ≤ 3,0%.

________________________________________________________________________

mgr inż. Bartosz Radomski – Rozprawa doktorska IIŚ PP 2020 125

W analizowanej grupie znalazły się również dwa pozostałe podkryteria oceny z grupy kryterium ekonomicznego (wewnętrzna stopa zwrotu dla OZE – 0,035334 i dynamiczny koszt jednostkowy instalacji OZE – 0,029622) oraz z grupy kryterium energetycznego (całkowity wskaźnik zużycia energii końcowej – 0,03495 i całkowity wskaźnik zużycia energii pierwotnej – 0,028352). W ten sposób podkryteria oceny należące do grupy kryterium ekonomicznego oraz kryterium energetycznego plasują się na wysokim pułapie istotności. Trzecią w hierarchii grupą kryteriów oceny – zważywszy na poszczególne podkryteria – jest kryterium egzergetyczne, dla którego kolejne dwa podkryteria oceny sytuują się w grupie podkryteriów oceny o średniej istotności (suma strat egzergii budynku i jego instalacji – 0,039542 i suma egzergii wygenerowanej przez OZE – 0,027896).

Najwyżej spośród kryterium społecznego zostało sklasyfikowane podkryterium spełnienia parametrów jakości powietrza (0,026468) oraz podkryterium spełnienia parametrów komfortu cieplnego (0,022488). Na tak niską wagę priorytetu preferencyjności wyboru kompromisowego rozwiązania budynku o dodatnim bilansie energetycznym może wpływać fakt, że owe obiekty bazujące na wykorzystaniu idei budownictwa pasywnego mają niejako z góry zapewnione otrzymanie parametrów komfortu klimatycznego na najwyższym poziomie.

Z kryterium środowiskowego w grupie podkryteriów oceny o średniej istotności (priorytet 2,0% ≤ p ≤ 4,0%) znalazły się 3 z 5 podkryteriów oceny. Najbardziej istotnym jest podkryterium analizy cyklu życia budynku (0,025798), kolejno – podkryterium wskaźnika emisji ditlenku węgla (0,022394) oraz podkryterium czasu zwrotu energii z OZE (0,020668).

Do analizowanej grupy należą również dwa podkryteria decyzyjne z grupy kryterium technicznego – podkryterium całkowitej żywotności instalacji OZE (0,03757) oraz podkryterium współczynnika kształtu budynku (0,025982).

Rys. 5.3.3.J. Porównanie ocen preferencji decydentów – grupa podkryteriów o najniższej istotności (priorytet p < 2,0 %)

Najmniej istotnym podkryterium decyzyjnym dla przebadanej grupy decydentów jest konieczność spełnienia parametrów komfortu wizualnego (0,009052) oraz podkryterium oddziaływania budynku i jego instalacji na otoczenie (0,009350), dla których waga istotności

________________________________________________________________________

mgr inż. Bartosz Radomski – Rozprawa doktorska IIŚ PP 2020 126

wynosi poniżej 1,0%. Na trzecim miejscu najmniej preferowanych podkryteriów decyzyjnych znalazło się podkryterium spełnienia parametrów komfortu akustycznego (0,0124). To zdecydowanie najmniej preferowane podkryteria oceny wyboru kompromisowego rozwiązania budynku o dodatnim bilansie energetycznym. Na zaskakująco niskie sklasyfikowanie podkryteriów oceny z grupy kryterium społecznego ma wpływ – przede wszystkim – niska ocena ważności samego kryterium społecznego. Podobną relację można zaobserwować dla grupy kryterium środowiskowego, dla którego dwa spośród pięciu podkryteriów decyzyjnych znalazło się w grupie o najniższym priorytecie, odpowiednio podkryterium czasu zwrotu emisji gazów cieplarnianych z OZE (0,01657) oraz koherentność odnawialnych źródeł energii (0,017888). W analizowanej grupie sytuują się również dwa podkryteria oceny z grupy kryterium technicznego, to jest całkowity czas realizacji budynku (0,017534) oraz utrudnienia realizacyjne (0,01838). W grupie sklasyfikowano również jedno podkryterium oceny z grupy kryterium egzergetycznego – skumulowane zużycie egzergii pierwotnej (0,017352).

5.3.4. Wek tory wag wyb ranych k ryteriów decyzyjnych – poszczegól ne

W dokumencie Metodyka projektowania budynków mieszkalnych o dodatnim bilansie energetycznym (Stron 117-126)