王 虹,蔡曉麗,萬 影
(江西理工大學南昌校區(qū),江西南昌 330013)
在綠色建筑思潮的推動和影響下,人類與自然和諧相處的生態(tài)世界觀日益加強,可持續(xù)發(fā)展的新理念在建筑發(fā)展過程中產(chǎn)生了積極的影響,使人們對綠色建筑有了新的認識和思考。系統(tǒng)工程、生態(tài)學、社會學等學科已向建筑領域進行了拓展,使綠色建筑的世界更為廣闊。1994年我國發(fā)布了《中國21世紀議程——中國21世紀人口、環(huán)境與發(fā)展白皮書》,把“建立可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟體系、社會體系和保護與之相適應的可持續(xù)利用的資源和環(huán)境基礎”作為可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標。經(jīng)過近25年的快速發(fā)展,綠色、可持續(xù)發(fā)展已成為我國建筑業(yè)發(fā)展的主要趨勢。
在20世紀中葉,意大利最早提出了“綠色建筑”的概念。當時世界著名的建筑師Paul Gryfen提出了具體的評價體系,通過建筑規(guī)劃、能源耗散等方面進行綜合評價。美國的LEED綠色建筑評價體系、英國的BREEM評估體系等,這些評價體系基本上都是通過模擬和預測的方法,盡可能地對各項內容進行評價以獲得詳盡數(shù)據(jù),然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)進行計算并評分分級。2001年我國出版了《綠色生態(tài)住宅建筑要點及技術細則》,并結合我國綠色建筑的特點,在廣泛調研世界各國綠色建筑評價體系的基礎上,組織多家科研、設計單位的專家共同合作出臺了“中國生態(tài)住宅技術評估體系”,但其也存在一定的局限性。2019年我國發(fā)布的《綠色建筑評價標準》(GB/T 50378-2019)中指出,綠色建筑應結合地形地貌進行場地設計與建筑布局,且建筑布局應與場地的氣候條件和地理環(huán)境相適應,并應對場地的風環(huán)境、光環(huán)境、熱環(huán)境、聲環(huán)境等加以組織和利用。本課題在系統(tǒng)工程方法論的基礎上,參照霍爾三維結構體系建立了本綠色建筑評價體系。
美國學者Hall提出的霍爾三維結構是由時間維、邏輯維、知識維組成的一個立體的跨學科的三維結構圖,既保持了系統(tǒng)的整體性,又分別從進度角度的時間維、流程角度的邏輯維和應用角度的知識維三個維度進行細節(jié)拓展,應用定量分析的手段,求解問題,是有效解決復雜系統(tǒng)的科學理論。
建筑全壽命周期分為規(guī)劃、設計、施工、運營等階段,綠色建筑評價也應貫穿于其中,故綠色建筑評價體系也可如霍爾三維結構體系一樣,用知識維、邏輯維、時間維來組成三維結構。其中,知識維是指按照一定建設程序的時間序列對建筑的逐層評價方法,邏輯維是指綠色建筑評價的步驟;時間維對應建筑全壽命周期的各個階段。在這個理論的基礎上,我們建立三維結構體系用于建筑評價,如圖1所示。
圖1 綠色建筑評價三維結構
評價體系中的評價指標是針對項目中的某一個方面信息的客觀評價。但是作為評價指標本身,它是具有很強的層次性和針對性的,幾個相互關聯(lián)的指標可以形成一個綜合性的評價指標。同時,一個綜合性的指標可以分解成諾干個相關的子指標。因此有必要構建一套科學合理的綠色建筑評價指標體系。
1)可持續(xù)性發(fā)展原則。綠色建筑評價實質上是對建筑可持續(xù)發(fā)展的評價,應在可持續(xù)發(fā)展的原則和目標的基礎上進行,既要滿足人們舒適、健康生活的需求,又要控制自然資源的使用。因此,綠色建筑評價指標的選擇應體現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的原則,充分考慮影響可持續(xù)發(fā)展的因素。
2)全壽命周期原則。我們從綠色建筑全壽命周期范圍的目標出發(fā),把建筑的建設過程劃分為規(guī)劃、設計、施工、運營四個階段,選取指標并進行評價,有利于全過程控制,及時發(fā)現(xiàn)和解決問題。從全壽命周期的角度來劃分綠色建筑的建設過程,可以有利于指導綠色評價,并且對有限的自然資源和生態(tài)系統(tǒng)起到保護作用。
3)可操作性原則。如果綠色建筑評價指標設置過于繁瑣,很可能造成操作上的不便。同時,如果評價過程過于復雜,需要收集大量的數(shù)據(jù),就會大大增加評價的成本。因此在選取評價指標時,盡量選擇一些對建筑環(huán)境影響較大的指標,并且評價方法要求簡單、具有可操作性。
4)動態(tài)性原則。由于綠色建筑評價是一個動態(tài)的評價過程,會體現(xiàn)出時間與空間的結合,并與社會條件和技術水平緊密聯(lián)系。為適應時代發(fā)展要求,當建筑技術水平有所改善、生態(tài)要求也提高時,評價指標集也應進行相應的修訂。
我國綠色建筑評價指標體系一共由六大部分組成,分別是:節(jié)能與能源利用、節(jié)材與材料資源利用、節(jié)地與室外環(huán)境、節(jié)水與水資源利用、運營管理及室內環(huán)境質量。課題組參照中國綠色奧運建筑評估體系,按照全壽命周期監(jiān)控、分階段評估的指導思想,按照霍爾三維結構的時間維度分為規(guī)劃、設計、施工、運營4個階段,劃分評價指標體系的結構層次,選取評價指標,如表1所示。
綠色建筑全壽命周期涉及能源利用、材料資源、環(huán)境質量、生態(tài)保護等多方面的問題,評價指標層次多,綜合評價必須考慮多個相關因素,而且評價標準或自然狀態(tài)模糊,用傳統(tǒng)數(shù)學方法難以完成評價工作。如以往大多數(shù)評價都是借助數(shù)據(jù)累積的形式進行計算得出總評結果。但是,實踐證明,這種方式在多數(shù)情況下存在不合理或可操作性不強,如在建筑全壽命期的四個階段中,能源消耗、節(jié)水、水資源利用、二氧化碳排放、生態(tài)保護等都會有相應的數(shù)據(jù)產(chǎn)生,但是其中某些數(shù)據(jù)的收集存在一定的難度或無法收集,這些項目的評價都難以用數(shù)據(jù)計算的形式來完成。
表1 各階段評價指標
模糊數(shù)學綜合評價法,指的是利用模糊數(shù)學理論與最大隸屬度原則,通過全面統(tǒng)籌與被評價對象有關的各個指標,對評價事物得出的總的評價。綠色建筑按照時間維度劃分規(guī)劃、設計、施工、運營4個階段,其指標體系具有層次性、指標多、較復雜等特點,且各階段的評價因素具有模糊性。所以選擇模糊數(shù)學綜合評價法來對其進行評價,充分考慮評價綠色建筑的相關因素,進而做出綜合性評價,此種評價方法可以彌補傳統(tǒng)綠色建筑評定手段和方法的一些不足,是合適而可行的。同時評價涉及的數(shù)據(jù)多、某些評價因素在每個階段會有一定的重復,如節(jié)水、水資源利用、能源消耗等,在規(guī)劃、設計、施工、運營階段都會涉及,在評價時利用計算機技術進行分析,可使綠色建筑評價更具科學性。