生态建筑关键技术的技术经济评价方法

生态建筑关键技术的技术经济评价方法－以上海生态建筑样板房为例A Techno-Economic Assessment for Key Technologies of Ecological Buildings－Taking Shanghai Eco-Building Demonstration Project as an Example胡昊1林铧2吕淑敏3Hao HU, Hua LIN, Shumin LU1，3上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院工程管理研究所 2000302上海市建筑科学研究院 200032摘要：生态建筑的评价在国内外正受到越来越多的重视。

本文以上海生态建筑样板房为例，基于全局和全生命周期的思想，通过采用层次分析法和模糊综合评价模型，建立了生态建筑关键技术的技术经济评价方法。

初步应用结果表明，该方法具有简便和容易应用的优点。

关键词：可持续发展生态建筑技术经济评价Abstract:More and more attention has been given to the assessment of eco-buildings. Taking Shanghai eco-building demonstration project as an example, this paper proposes an assessment method using the comprehensively fuzzy model and the analytic hierarchy process. The preliminary results show this is a simple and practical method.Keywords: Sustainable development, Eco-building, Technical-economic assessment1引言1987年世界环境与发展委员会提出“可持续性发展是既要满足当代人的需要，又不对后代人满足其需求能力构成危害的发展”[9]。

这种全新理念的延伸，导致了新的建筑观－可持续发展建筑观的出现。

生态建筑作为可持续发展建筑观的具体实践形式，一方面要使建筑和环境之间成为一个有机的结合体，另一方面也要满足人们居住生活的舒适，使人、建筑与自然之间形成一个良性循环系统。

生态建筑使得经济效益、环境效益、社会效益得到较好的统一。

欧美一些国家从上世纪九十年代初就开始了对生态建筑的研究和实施[1]，考察对象从建筑的结构、材料、功能、效益等，到社区环境和开发形式等[2][7]。

当前，生态建筑在西方国家处于方兴未艾的阶段，政府积极推动进行试点和示范[3]。

例如，荷兰政府制定了相应的计划和法规条例，进行了大规模的试点，不仅建成了一批示范性的住宅区，还按照生态建筑的要求改造了一批现有建筑[5][11]。

日本于1993年完成的Next21是生态建筑方面的一个十分有影响的示范项目[10]。

德国特别对节能建筑进行了大量研究，建成了一批生态节能住宅区。

在联合国人居中心的帮助下，东欧各国正在进行生态建筑方面的试验和发达国家的经验推广[8]。

随着生态建筑研究与实践的不断扩展，以及相关设计与监测方式的不断更新与进步，其评价工作也受到越来越多的重视。

国际上，生态建筑评价体系的发展基本上经历了三个阶段：第一阶段对建筑产品和单项指标的一般评价、介绍与展示；第二阶段对建筑方案环境物理性能的模拟与评价和第三阶段对建筑整体环境表现的综合审定和评价[15]。

目前，我国已就生态建筑开展了一定的研究工作。

上个世纪九十年代末就从国外引进了“生态建筑”和“绿色建筑”的概念[12][16]，在规划设计上予以采纳，并在一些项目上进行了尝试，对生态建筑在我国的应用前景进行了较为全面的思考[6]，结合智能化技术和绿色建筑提出了“绿色智能居住小区”的发展方向[14]，同时在专项技术上如能源利用等进行了较为深入的研究[4]。

生态建筑还得到了政府部门的重视和支持，生态型住宅收到居民的极大欢迎，生态建筑更被列为2010年上海世博会的四大主题之一。

总体上，我国已经接受和掌握了生态建筑的一些概念、方法和技术，但仍缺少系统的集成和具体的范例，特别是目前的研究和应用主要集中在技术层面上，较少关注生态建筑的分析与评价问题。

生态建筑的评价包括了环境、健康和经济等诸多方面，因此对其进行评价分析有别于传统意义上的建筑，比如，为了逐步解决发展和环境所面临的问题，需要摒弃单纯以追求经济效益为中心的发展观，重视对自然资源的持续利用；在进行经济预测时，要讨论自然资源持续利用的价格问题，以一个较长的时期为考察对象，结合考虑生态环境的经济价值等多种因素来分析项目的成本和效益。

对生态建筑的评价，需要建立多个评价因素或评价指标，是在多因素相互作用下的一种综合判断，仅从单个因素出发作出判断是不够的，而且容易带来片面性。

这些因素往往包含不确定性因素，难以量化，而如果过多地依赖主观经验，又可能使评价结果失真。

因此，生态建筑的评价是一项艰巨复杂的工作。

国际生态建筑评价经过十多年的发展，至今已形成了若干有影响力的评价体系，包括英国的BREEAM，美国的LEED，加拿大的GBTool和澳大利亚的NABERS等[15 ]。

这些评价方法在实践中得到了较好的应用，但他们一方面需要大量的基础性工作，需要采集成百上千种数据，应用难度大，另一方面，这些方法主要是评估建筑物的整体表现，而在生态建筑的推广初期，往往需要对各种技术进行判别选定。

本文主要关注的是后者，即生态建筑关键技术的评价分析问题，以便在此基础上，探求对生态建筑进行整体评价的方法。

为了推动生态建筑的发展，上海有关方面通过集成现有的生态建筑技术，建设了办公和住宅两种样板房。

本文以上海生态建筑样板房为例，基于全局和全寿命周期的思想，运用模糊综合评价方法，探讨生态建筑关键技术的技术经济评价问题。

通过对生态建筑关键技术的综合评价，可以对不同的单项技术进行排序，在资金有限的情况下，合理选用性价比高的技术。

2生态建筑关键技术通过整合国内外已有的生态建筑先进技术，针对上海的地域特征、经济发展水平和市场需求，上海市有关方面正在加紧进行生态建筑的试点工作，其目标是建成具有国际先进水平、体现上海建筑风格的生态办公、住宅样板房，建立具有上海特色的生态建筑集成技术体系，推广示范生态建筑适用技术体系，制定生态建筑设计指南、评估体系和技术经济分析等标准规范，指导工程实践，整体提高上海生态建筑技术水平，拉动相关产业发展，并推动我国生态建筑领域的科技进步。

本文选取上海生态办公楼样板房为案例进行具体的技术经济分析。

该办公楼主要采用了以下几种关键技术：（1）自然通风。

确保室内有充足的新鲜空气且满足下列需求的功能：能带来必需、有质量的空气；能驱除不好的气味，有毒的气体以及各种不同的污染；能保证延长建筑物的寿命，尤其是防止建筑物的发霉；符合建筑节能规范的要求；能保证长时间连续运行，且具有高可靠性、低能耗、低噪音。

（2）低能耗建筑节能体系。

包括保温隔热复合墙、节能玻璃、智能化遮阳系统等的应用。

（3）自然采光利用设计。

（4）太阳能利用和建筑一体化。

（5）地下埋管换热器冬夏联供应用技术。

（6）绿色工程建材应用。

（7）环保型化学建材应用。

包括防霉、抗菌功能复合内墙涂料、木材粘合剂、排烟脱硫石膏以及石膏矿粉复合胶凝材料和高性能水性木材表面装饰涂料等。

（8）环境和节能智能控制技术。

包括建立室内环境综合调控系统，同时监测包括温湿度、空气质量、室内噪声、照明等室内环境指标；应用空调系统节能的优化调节控制技术及软件。

（9）室内环境控制改善技术。

主要考虑室内空气质量、建筑声环境和建筑光环境。

（10）节水技术。

建立一套完整的中水和雨水的收集、处理、储存和回用设施，应用人工湿地水净化技术。

3评价模型和方法目前国外针对生态建筑的整体评价方法一般包括三个步骤：首先确定评价指标体系，其次是确定评价标准，最后是执行评价。

本文研究的重点是生态建筑关键技术的评价。

由于生态建筑涵盖了节能门窗、节能屋面、节能墙体、节能空调、太阳能、中水回收等十余种分项技术，因此如果首先完成对分项关键技术的分析和评价，就能对其进行分类排序，可以在资金有限的情况下选择应用性价比高的技术，同时有可能在此基础上实现对建筑整体表现的评价。

对关键技术的评价是推广应用生态建筑的一项重要基础性工作。

本文在评估中，充分应用了“全生命周期”的思想，关注建筑项目的前期策划、中间建造活动、日常使用、维修直至拆除的整个生命周期中对资源的利用和环境的影响，同时考虑建筑评价中的多因素和模糊性等特点，利用基于模糊集理论和数学模型的综合评价方法，对生态建筑关键技术全生命周期的经济效益、社会效益和环境效益进行分析。

这是一种操作简单、科学适用的评价方法，既考虑了生态建筑可持续发展的要素，又兼顾了其经济效益。

3.1模糊综合评价模型模糊综合评价法，就是根据给出的评价标准和实测值，经过模糊变换后对事物作出评价的一种方法。

它可分为单级综合评判和多级综合评判，一般过程是：（1）确定评价因素集（或评价指标集）：12{,,,}n U u u u ；（2）确定评语集：12{,,,}m V v v v = ；（3）确定评价因素的各级权重W ；（4）找出各级评判矩阵：12(,,,)T n R R R R = ；12(,,,)i i i im R r r r = ，r ij 是评价对象在因素集上的特性指标；（5）模糊变换B=W ○R ；（6）解出评判指标B 总，对结果进行说明。

本文建立的生态建筑关键技术的二级综合评价模型如图1所示。

图1 模糊综合评价模型 3.2 评价指标体系在对生态建筑的综合评价中，往往需要确定几百乃至上千个指标项目，指标建立和数据采集的工作量非常大。

本文主要对生态建筑的单项技术进行评价，从科学性、全面性、可比性和实用性出发，在征求专家意见的基础上，拟仅从社会效益、环境效益（包括周边环境、室内环境与人体健康）、技术难度、经济效益（包括初始投资和年度节能）等少数关键方面，建立如图2所示的评价指标体系。

环境效益: 建筑全生命周期环境效益指建筑系统全循环过程中输入输出对宏观和微观环境造成的生态后果。

包括：（1）宏观环境效益：现代建筑对地球环境破坏有余、建设不足，而自然环境不能用通常意义的价格概念来表示。

因此在生态建筑的设计上应综合节能、使用耐久的建筑材料、设备产品以延长建筑使用寿命，减少全生命周期内建筑环境负荷，建设可持续发展的建筑。

（2）微观环境效益: 可持续建筑设计应将环境视为一个活跃的、具有一定功能的生态系统，生态系统的组成部分应因地制宜，兼顾景观及生态敏感性，选择对局部环境破坏最小的施工方式。