基于系統(tǒng)動力學的裝配式建筑產(chǎn)業(yè)政策模擬及節(jié)能減排效益評價*

李衛(wèi)東 張?zhí)焯?劉美霞

(1.北京交通大學經(jīng)濟管理學院,北京 100044；2.住房和城鄉(xiāng)建設部科技與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中心，北京 100835)

裝配式建筑是指將建筑構(gòu)件、部品、材料在工廠中預制，再運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場進行安裝，最后通過漿錨或后澆混凝土的方式連接形成的建筑產(chǎn)品[1]，其相較于現(xiàn)澆式建筑，在節(jié)能、環(huán)保、縮短施工周期等方面具有顯著的優(yōu)勢。隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進程加快和消費結(jié)構(gòu)持續(xù)升級，我國能源需求剛性增長，資源環(huán)境問題仍是制約我國經(jīng)濟社會發(fā)展的瓶頸之一[2]。傳統(tǒng)建筑業(yè)作為高耗能、高污染產(chǎn)業(yè)，是我國推進節(jié)能減排工作任務的重點領域。裝配式建筑由于在生產(chǎn)建造和組織管理方式上的進步，其在建造過程中對資源能源的消耗，以及對建筑垃圾等環(huán)境有害物的產(chǎn)生均大幅減少，可作為推進我國節(jié)能減排和應對氣候變化工作的重要抓手[3]。同時，按照供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和新型城鎮(zhèn)化發(fā)展的要求，大力發(fā)展裝配式建筑也具有化解過剩產(chǎn)能和提升建筑質(zhì)量的作用。

在此背景下，國務院、住房和城鄉(xiāng)建設部以及各地方部門相繼出臺相關政策推動裝配式建筑的發(fā)展。然而，除產(chǎn)業(yè)政策外，裝配式建筑的發(fā)展還受技術(shù)環(huán)境、市場環(huán)境以及經(jīng)濟成本等諸多因素影響，且其作用關系復雜。對此，本文運用系統(tǒng)動力學的方法來分析影響裝配式建筑發(fā)展的各因素間的關系，并對不同政策情景下裝配式建筑的發(fā)展及其節(jié)能減排效益進行模擬。本文以裝配式建筑示范城市濟南為例，考察不同政策對其節(jié)能減排效益的動態(tài)影響，以期量化裝配式建筑在節(jié)能環(huán)保方面的社會經(jīng)濟效益，促進建筑行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

1 相關研究概述

國內(nèi)對裝配式建筑相關問題的研究開始于20世紀50年代，這一時期我國提出借鑒蘇聯(lián)等國家的經(jīng)驗，在國內(nèi)推行預制構(gòu)件和裝配式建筑[4]。此后我國裝配式建筑快速發(fā)展，其應用領域也從工業(yè)建筑和公共建筑，逐步發(fā)展到居住建筑[5]。這一時期對于裝配式建筑的研究集中在建筑結(jié)構(gòu)、體系與設計，材料與性能等技術(shù)與應用問題，同時也包括對國外相關經(jīng)驗的介紹以及對裝配式建筑發(fā)展路徑的探討。該時期的相關研究與實踐為后續(xù)國內(nèi)裝配式建筑的發(fā)展奠定了基礎。到20世紀80年代，由于裝配式建筑防水、冷橋、隔聲等關鍵技術(shù)問題未得到很好解決，以及震后引發(fā)的人們對裝配式體系抗震性能的擔憂，使裝配式建筑大量減少。與此同時，現(xiàn)澆施工技術(shù)水平快速提升，以及廉價勞動力大量進入建筑行業(yè)，使得現(xiàn)澆施工方式效率提升、成本下降，裝配式建筑發(fā)展由此逐漸陷于停滯。這一時期，國內(nèi)發(fā)展建筑工業(yè)化的觀念淡化，技術(shù)政策不清晰[6]，相關研究也相應減少。

進入21世紀以來，我國建筑技術(shù)持續(xù)進步，為裝配式建筑的繼續(xù)發(fā)展打下了基礎。與此同時，我國建筑業(yè)勞動力數(shù)量不斷減少，勞動成本大幅提升；此外，資源環(huán)境約束也在不斷加緊，傳統(tǒng)現(xiàn)澆式建筑發(fā)展遇到瓶頸。在此背景下，裝配式建筑在節(jié)約資源與勞動力、低碳環(huán)保等方面的優(yōu)勢更加凸顯，發(fā)展裝配式建筑也再次得到重視。特別是2015年12月的中央城市工作會議以來，國家和地方陸續(xù)出臺了一系列政策措施，裝配式建筑迎來進一步發(fā)展的契機。此后，相關研究不斷涌現(xiàn)，其中對裝配式建筑成本效益的研究以及對裝配式發(fā)展的思考是兩個重要部分。在成本效益方面，董繼偉運用全壽命周期成本理論對裝配式建筑的增量成本和增量效益構(gòu)成進行了分析，認為裝配式建筑雖然在設計和建造階段會帶來一定的增量成本，但在建造和運營階段也會產(chǎn)生經(jīng)濟和環(huán)境方面的增量效益[7]。針對裝配式建筑的綜合效益，齊寶庫等將其分為經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和其他效益三方面，其中環(huán)境效益從“四節(jié)”層面以及引入碳排放的計算來研究[8]。王廣明等以具體的建筑工程項目為例，將裝配式建筑在建造過程中的節(jié)能減排效益量化[9]。同時，也有學者指出由于目前國內(nèi)裝配式建筑預制化率低、規(guī)模小、標準化未有效推廣等原因，導致裝配式建筑的節(jié)能減排效益未充分發(fā)揮[10]。對此，眾多學者對影響裝配式建筑發(fā)展的相關問題進行研究，王俊等在回顧我國各時期建筑工業(yè)化發(fā)展狀況的基礎上，分析了裝配式混凝土結(jié)構(gòu)等特點和其在推廣應用中存在的問題[4]。齊寶庫等結(jié)合國內(nèi)外裝配式建筑的發(fā)展現(xiàn)狀，從政策規(guī)范、技術(shù)體系、產(chǎn)業(yè)管理和經(jīng)濟成本四個方面分析我國裝配式建筑發(fā)展存在的瓶頸[1]。葉浩文從政策扶持機制等六個方面，分析了推進新型建筑工業(yè)化發(fā)展過程中面臨的困難和問題[11]。桑培東等將裝配式建筑發(fā)展的影響因素歸納為政策、部品、技術(shù)、成本、市場鏈條五個方面[12]。此外，一些學者以住宅產(chǎn)業(yè)化為出發(fā)點，提到其推進需要充分發(fā)揮政府在標準規(guī)范體系制定中的引導作用[13]。

通過上述研究，可以發(fā)現(xiàn)：1)裝配式建筑在節(jié)能減排等方面具有明顯的效益，但現(xiàn)階段由于技術(shù)等方面的原因，發(fā)展裝配式建筑確實存在一定的增量成本。2)裝配式建筑在發(fā)展過程中，會受到眾多因素影響，而政策因素是各專家學者共同關注的要點。從現(xiàn)實情況來看，在裝配式建筑推廣的前期，由于增量成本的客觀存在，市場所起的導向作用有限，裝配式建筑發(fā)展速度較慢，其綜合效益也難以充分體現(xiàn)，這就需要發(fā)揮政策的引導作用。上述研究揭示了這一問題，強調(diào)了政策對推進裝配式建筑發(fā)展的重要性，但仍存在一些方面有待明確：1)對于哪種政策更為有效、政策實施力度的改變對裝配式建筑發(fā)展有何影響等問題還有待明確；2)裝配式建筑的發(fā)展受政策在內(nèi)的技術(shù)、經(jīng)濟等多重因素制約，是一個復雜系統(tǒng)問題，現(xiàn)有研究多從靜態(tài)角度進行分析，難以明確其發(fā)展的動態(tài)變化；3)當前文獻僅對少數(shù)政策進行研究，其他政策的適用性則無法預知。

系統(tǒng)動力學作為研究復雜系統(tǒng)的有效方法[14]，其在一系列社會經(jīng)濟系統(tǒng)問題的研究中取得了矚目成果，并且在分析政策作用方面的研究中也已得到較為廣泛的應用[15-17]。因此，本文選取系統(tǒng)動力學方法來模擬不同政策對裝配式建筑發(fā)展及其節(jié)能減排效益的影響，有利于從整體出發(fā)，研究系統(tǒng)要素間的相互關系及反饋信息，從而彌補靜態(tài)研究及局部研究的局限[18-19]。

2 系統(tǒng)分析

2.1 模型邊界與假設

裝配式建筑的發(fā)展離不開強有力的支撐環(huán)境，該環(huán)境涉及社會、經(jīng)濟、人口等眾多領域，是裝配式建筑達到其發(fā)展目標所需的各種因素組成的有機整體[20]。針對其影響因素，國內(nèi)學者進行了廣泛的研究，如桑培東等將裝配式建筑發(fā)展的影響因素歸納為政策、部品、技術(shù)、成本和市場鏈條五個方面[12]。李紀華則以應用裝配式方式的住宅工業(yè)化為出發(fā)點，將制約其發(fā)展的因素歸納為政策規(guī)范、技術(shù)體系、成本及生產(chǎn)模式等方面[21]。另外，也有學者從建筑工業(yè)化的角度研究，將其影響因素概括為政策、部品、技術(shù)、造價和市場等方面[22]?？紤]到政策的引導和保障作用，以及技術(shù)對推進裝配式建筑的基礎性作用，并結(jié)合建筑開發(fā)的成本效益及市場供需狀況，將裝配式建筑發(fā)展的影響因素歸結(jié)為：產(chǎn)業(yè)政策、技術(shù)環(huán)境、經(jīng)濟成本和市場環(huán)境四個方面，并對其進一步細分；同時，將能源環(huán)境相關變量納入系統(tǒng)，作為考察系統(tǒng)輸出表現(xiàn)的指標。另外，由于產(chǎn)業(yè)政策對裝配式建筑發(fā)展具有宏觀調(diào)控作用，故最終形成以政策子系統(tǒng)為基礎，技術(shù)環(huán)境子系統(tǒng)、裝配式建筑子系統(tǒng)、現(xiàn)澆式建筑子系統(tǒng)、供給與需求子系統(tǒng)、國民經(jīng)濟子系統(tǒng)和資源環(huán)境子系統(tǒng)相互影響的結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中政策子系統(tǒng)為輸入系統(tǒng)，用以改變政策類型與調(diào)節(jié)實施力度。裝配式建筑供給與需求子系統(tǒng)、資源環(huán)境子系統(tǒng)則反映在相應政策背景下，裝配式建筑市場的供需情況，以及由此產(chǎn)生的節(jié)能減排效益，這也是分析的重點。

如圖1所示，政策子系統(tǒng)通過政策扶持，使裝配式建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)澆式建筑之間的相對成本發(fā)生變化，從而影響企業(yè)開發(fā)以及消費者購買意愿，進而對裝配式建筑的供給與需求產(chǎn)生影響。節(jié)能環(huán)保作為裝配式建筑的顯著優(yōu)勢，其供需水平將對資源環(huán)境子系統(tǒng)產(chǎn)生直接影響。同時，裝配式建筑作為固定資產(chǎn)的組成部分，其供給水平在一定程度上影響著地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展，而地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展會進一步刺激包括裝配式建筑在內(nèi)的社會建筑的需求水平。另外，政策子系統(tǒng)也將作用于技術(shù)環(huán)境子系統(tǒng)，提高行業(yè)技術(shù)水平，進而降低裝配式建筑的開發(fā)成本，提升企業(yè)開發(fā)意愿。此外，裝配式建筑的技術(shù)進步，將推動建筑行業(yè)的發(fā)展，提高建筑工業(yè)化水平，從而有利于改變建筑業(yè)高耗能、高污染的現(xiàn)狀。表1為各子系統(tǒng)的邊界，其中政策劃分根據(jù)住建部科技與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中心的研究進行歸納[23]。

圖1 裝配式建筑政策模擬各子系統(tǒng)關系結(jié)構(gòu)Fig.1 The simulations for relation structure of subsystems based on policies of the prefabricafied building industry

表1 裝配式建筑政策模擬子系統(tǒng)邊界Table 1 The simulations for boundaries of subsystems based on policies of the prefabricated building industry

構(gòu)建的系統(tǒng)涵蓋七個子系統(tǒng)，影響因素較多，在對系統(tǒng)進行研究前，需要引入一定假設條件，對次要因素給予剔除[24]。對此，作出如下假設：1)考慮到我國裝配式建筑發(fā)展情況及數(shù)據(jù)的可獲得性，同時為簡化模型，重點分析系統(tǒng)模擬期內(nèi)的建筑面積量。2)通過對相關能源環(huán)境指標的梳理，并結(jié)合住建部住宅產(chǎn)業(yè)化促進中心的相關研究[25]，以電力消耗減少量、水資源消耗減少量、碳排放降低量以及建筑垃圾減少量來評價裝配式建筑的節(jié)能減排效益，其他能源環(huán)境指標暫不納入該系統(tǒng)。

2.2 系統(tǒng)因果關系與流圖

根據(jù)上述對各子系統(tǒng)及其相互關系的分析，可以得到以下反饋回路，并使用Vensim軟件繪制因果關系圖(圖2)。圖中共有4條反饋回路，其中包括3條正反饋回路和1條負反饋回路。

圖2 裝配式建筑政策模擬系統(tǒng)因果關系Fig.2 The causal loop of the simulation system for the prefabricated building policy

①裝配式建筑供給→裝配式建筑開發(fā)成本→裝配式建筑開發(fā)收益→企業(yè)開發(fā)意愿→裝配式建筑供給。

②裝配式建筑需求量→供需比→裝配式建筑價格→裝配式建筑開發(fā)收益→企業(yè)開發(fā)意愿→裝配式建筑供給→固定資產(chǎn)投資增量→國內(nèi)生產(chǎn)總值增量→社會建筑面積需求量→裝配式建筑需求量。

③供需比→裝配式建筑價格→裝配式建筑開發(fā)收益→裝配式建筑品質(zhì)→裝配式建筑需求→供需比。

④供需比→裝配式建筑價格→裝配式建筑開發(fā)收益→企業(yè)開發(fā)意愿→裝配式建筑供給→供需比。

正反饋回路是指回路中某一變量的變化會在其他變量的影響下加強其原有偏離趨勢。如回路①，在該回路中，裝配式建筑供給量的增加，會在一定程度上降低裝配式建筑開發(fā)成本，提高企業(yè)收益，企業(yè)對其開發(fā)意愿會由此增強，從而進一步增加裝配式建筑的供給。同樣，回路②與③均為正反饋回路。負反饋回路則是指回路中某一變量的變化會在其他變量的影響下減弱其原有偏離趨勢。如回路④，該回路從供給角度出發(fā)，裝配式建筑供需比的提高表示其供給量相對于需求量增加，在市場機制的作用下，裝配式建筑的價格會隨之降低，企業(yè)開發(fā)收益及意愿會減弱，裝配式建筑的供給會由此減少，從而使供需比降低。

為更加清晰地反映系統(tǒng)運行過程以及系統(tǒng)內(nèi)結(jié)構(gòu)及反饋作用的機理，在因果關系圖的基礎上，進一步區(qū)分變量的性質(zhì)，構(gòu)造出系統(tǒng)流圖。利用Vensim軟件繪制的系統(tǒng)流圖如圖3所示。系統(tǒng)中包含4個狀態(tài)變量，8個速率變量，以及其他輔助變量。其中，裝配式建筑產(chǎn)業(yè)政策作為系統(tǒng)的輸入，對裝配式建筑與現(xiàn)澆式建筑之間的相對成本產(chǎn)生影響，并通過市場供需機制的調(diào)節(jié)，影響裝配式建筑的發(fā)展，進而產(chǎn)生相應的節(jié)能減排效益。

圖3 裝配式建筑政策模擬系統(tǒng)動力學流Fig.3 The dynamic flow of simulations for the prefabricated building policy

2.3 系統(tǒng)主要方程式和參數(shù)確定

使用Vensim軟件進行模擬，系統(tǒng)運行范圍為2005—2025年，仿真步長為1年。其中2005—2019年為系統(tǒng)對實際情況進行模擬的年限，可進行系統(tǒng)調(diào)試和相關參數(shù)變量的確定。2020—2025年為系統(tǒng)仿真的預測年限，這一階段的模擬是為了預測未來濟南市裝配式建筑的發(fā)展及由此產(chǎn)生的節(jié)能減排效益。模型主要數(shù)據(jù)來源于《濟南市統(tǒng)計年鑒》《濟南市統(tǒng)計公報》等資料。對于模型中的方程式和參數(shù)，一部分通過歷史統(tǒng)計資料、回歸分析法等獲?。粚τ谝恍┒ㄐ詳?shù)據(jù)，由于沒有直接數(shù)據(jù)來源，主要通過與相關行業(yè)專家討論估值、搜集相關一手資料，以及結(jié)合模型求解過程中的調(diào)整來確定。其中，模型中主要變量的方程式設置見表2。

表2 變量方程式設置Table 2 The setting in variable equations

2.4 模型檢驗

系統(tǒng)動力學模型建立后，需要對其有效性進行檢驗，以判斷模型能否較為準確地反映研究對象的現(xiàn)實情況。本文采用歷史檢驗方法對模型的有效性進行檢驗，歷史檢驗是指比較系統(tǒng)的仿真值與歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)之間的差異來判斷模型的有效性[17]。將濟南市2005—2019年的歷史數(shù)據(jù)代入模型，以國民生產(chǎn)總值為檢驗變量，對模型的有效性進行檢驗。檢驗結(jié)果見表3，可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的相對誤差不超過10%，在誤差允許范圍內(nèi)[17]。這說明模型的模擬結(jié)果具有可靠性，能夠較好反映研究系統(tǒng)的真實情況，可以進行后續(xù)的模擬仿真研究。

表3 模型有效性檢驗Table 3 The validation of the model

3 裝配式建筑政策模擬與節(jié)能減排效益評價

3.1 政策綜合效果模擬與預測

以濟南市為例，研究產(chǎn)業(yè)政策對其裝配式建筑發(fā)展與節(jié)能減排效益的影響。根據(jù)住建部科技與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中心的研究，可將濟南市的相關政策歸納為財政、金融、稅收等九類政策?，F(xiàn)將相關歷史數(shù)據(jù)代入系統(tǒng)，對濟南市當前政策背景下裝配式建筑的發(fā)展及節(jié)能減排效益進行仿真，結(jié)果見圖4。由結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，在濟南市當前政策水平下，裝配式建筑供給量持續(xù)增加。同時，也可以看到，由裝配式建筑產(chǎn)生的節(jié)能減排效益逐年增強，其中電力、水資源消耗節(jié)約量，建筑垃圾和碳排放減少量均保持穩(wěn)步增長態(tài)勢，這得益于預制構(gòu)件工廠化生產(chǎn)與施工現(xiàn)場組裝等方式對節(jié)約能源與減少污染物排放的積極影響。

垃圾減少量；碳排放降低量；水資源消耗降低量；電力消耗降低量；裝配式建筑供給量。圖4 裝配式建筑發(fā)展及節(jié)能減排效益模擬Fig.4 Simulations for the development of prefabricated buildings and the benefits of energy conservation and emission reduction

當前的模擬趨勢反映的是各類政策綜合作用的結(jié)果，然而對于每類政策的具體實施效果還不明確。因此，有必要對上述政策各自的作用效果進行分析，以更好推進裝配式建筑的發(fā)展及其節(jié)能減排效益的發(fā)揮。

3.2 單類政策效果模擬及分析

本文的單類政策效果模擬是指通過改變系統(tǒng)動力學模型中某一政策變量來研究該政策的改變對整個系統(tǒng)結(jié)果的影響[16]?，F(xiàn)對財政、金融、稅收、規(guī)劃、建設環(huán)節(jié)、土地、技術(shù)、需求引導以及綠色生態(tài)發(fā)展理念引導九類政策，各自的作用效果進行模擬，即在當前政策水平下，加強其中某一類政策的實施力度，研究其對裝配式建筑發(fā)展的影響。具體的模擬方案見表4。

表4 濟南市裝配式建筑政策模擬方案Table 4 The simulation schemes of the prefabricated building policies in Jinan

3.2.1加強財政政策力度

建筑垃圾減少量；碳排放降低量；水資源消耗降低量；電力消耗降低量；裝配式建筑供給量。圖5 加強財政政策力度相關變量較初始政策水平變化(方案一)Fig.5 The results supported by strengthening fiscal policies in comparison with those supported by the initial fiscal policies

濟南市在財政方面對裝配式建筑的扶持政策包括將增量成本納入建設成本、加大科研支持資金投入、設立專項資金補貼工程項目等。這些方式可在一定程度緩解增量成本給企業(yè)帶來的壓力，有利于提高開發(fā)、生產(chǎn)、施工等建筑產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)參與的積極性。現(xiàn)提高系統(tǒng)中的財政政策指數(shù)，加強財政支持力度，對濟南市2020—2025年裝配式建筑的發(fā)展趨勢進行預測，并與按初始政策水平下的發(fā)展趨勢進行對比，結(jié)果見圖5。由結(jié)果可知，加強財政支持力度將進一步促進濟南裝配式建筑的發(fā)展，其供給量較按原政策水平下的發(fā)展趨勢進一步提高，同時也使電力、水等能源資源消耗量與建筑垃圾和碳排放量進一步減少，節(jié)能減排效益更加明顯。

3.2.2加強金融政策力度

濟南市金融政策的實施方式主要包括優(yōu)先向金融機構(gòu)推介、貸款貼息等，如搭建建設項目融資服務平臺，組織開展常態(tài)化銀企交流對接活動等。金融政策的實施使符合條件的裝配式建筑企業(yè)相較于傳統(tǒng)建筑企業(yè)在融資方面增加了競爭優(yōu)勢，有利于降低其融資難度和融資成本。同時，這一措施也有利于傳統(tǒng)建筑企業(yè)向裝配式建筑企業(yè)轉(zhuǎn)型?，F(xiàn)提高金融支持力度，系統(tǒng)模擬結(jié)果見圖6。通過模擬結(jié)果可知，金融政策力度的加強對濟南市裝配式建筑的進一步發(fā)展起到促進作用，裝配式建筑供給量在該政策的推動下實現(xiàn)進一步增加，相關能源環(huán)境指標也隨之改善。

建筑垃圾減少量；碳排放降低量；水資源消耗降低量；電力消耗降低量；裝配式建筑供給量。圖6 加強金融政策力度相關變量較初始政策水平變化(方案二)Fig.6 The results supported by strengthening financial policies in comparison with those supported by the initial financial policies

3.2.3加強稅收政策力度

濟南市稅收支持政策的主要內(nèi)容包括對裝配式建筑相關新技術(shù)、新產(chǎn)品、新工藝研發(fā)的稅收優(yōu)惠，對符合新型墻體材料目錄的企業(yè)可享受增值稅即征即退等措施。稅收政策的實施能在一定程度上彌補裝配式建筑的增量成本，為企業(yè)帶來直接的經(jīng)濟效益。同時，對裝配式建筑相關技術(shù)、產(chǎn)品及工藝研發(fā)實施稅收優(yōu)惠政策，也有助于引導企業(yè)加大研發(fā)投入，從而推動建筑行業(yè)的技術(shù)進步?，F(xiàn)加強稅收政策力度，模擬結(jié)果如圖7所示?？梢园l(fā)現(xiàn)，加強稅收政策力度后，濟南裝配式建筑供給量得到一定幅度的增加，由其產(chǎn)生的環(huán)境效益也進一步增強。但稅收政策在落實過程中，由于缺乏相應的實施細則，與科技、稅收等部門協(xié)商、溝通的時間成本較高[26]。

建筑垃圾減少量；碳排放降低量；水資源消耗降低量；電力消耗降低量；裝配式建筑供給量。圖7 加強稅收政策力度相關變量較初始政策水平變化(方案三)Fig.7 The results supported by strengthening tax policies in comparison with those supported by the initial tax policies

3.2.4加強規(guī)劃支持政策力度

建筑垃圾減少量；碳排放降低量；水資源消耗降低量；電力消耗降低量；裝配式建筑供給量。圖8 加強規(guī)劃政策力度相關變量較初始政策水平變化(方案四)Fig.8 The results supported by strengthening planning policies in comparison with those supported by the initial planning policies

規(guī)劃支持政策主要有兩種方式，一是對采用裝配式建筑且達到一定裝配率的項目，其外墻預制部分可不計入建筑面積；二是給予容積率獎勵，即對裝配式建筑項目，獎勵一定數(shù)量的建筑面積?，F(xiàn)在系統(tǒng)中加強該政策支持力度，模擬結(jié)果見圖8。根據(jù)結(jié)果來看，該政策力度加強后對裝配式建筑的發(fā)展會起到一定促進作用，但相較于其他政策，規(guī)劃支持政策對裝配式建筑發(fā)展的促進作用較小，分析其原因可能在于該政策對于成本的彌補作用還比較小。規(guī)劃支持政策實際是用建筑面積彌補增量成本，但對濟南市來說建筑面積獎勵帶來的收益可能還無法彌補其增加的成本，致使該類政策力度的改變對企業(yè)開發(fā)裝配式建筑意愿的影響較小。從實際情況來看，該政策在容積率修改方面存在較大的政策風險，實施過程的行政成本較高，這對政策的落實具有一定影響。

3.2.5加強建設環(huán)節(jié)支持政策力度

裝配式建筑項目在建設過程中的激勵對于項目的順利實施有重要作用。目前，濟南市建設環(huán)節(jié)支持政策主要包括三種方式：招投標時給予政策傾斜、提前辦理房地產(chǎn)預售許可證、鼓勵科技創(chuàng)新與評獎評優(yōu)等。由于該政策主要由各地住房城鄉(xiāng)建設主管部門負責推進，在實施過程中較少涉及同其他職能部門的溝通協(xié)調(diào)，因此執(zhí)行難度較低?，F(xiàn)進一步加強該政策的支持力度，模擬結(jié)果見圖9。通過模擬結(jié)果可知，該政策力度的加強對濟南裝配式建筑的發(fā)展具有較大的促進作用，相關能源環(huán)境指標較初始水平也有明顯提高，節(jié)能減排效益進一步顯現(xiàn)。

建筑垃圾減少量；碳排放降低量；水資源消耗降低量；電力消耗降低量；裝配式建筑供給量。圖9 加強建設政策力度相關變量較初始政策水平變化(方案五)Fig.9 The results supported by strengthening construction policies in comparison with those supported by the initial construction policies

3.2.6加強土地政策力度

在土地政策方面，濟南市的主要措施涉及將發(fā)展裝配式建筑的相關要求列入土地出讓文件以及優(yōu)先保障用地兩方面。該政策實際隱含了用地價補貼裝配式建筑的增量成本，在建設用地緊張的大環(huán)境下，該政策更容易被企業(yè)接受。現(xiàn)提高系統(tǒng)中土地政策指數(shù)，模擬結(jié)果見圖10。由結(jié)果可知，土地支持政策的加強也將促進濟南市裝配式建筑的發(fā)展，裝配式建筑的供給量及其產(chǎn)生的節(jié)能減排效益均有一定幅度的提升。但需要注意的是，土地政策在執(zhí)行過程中，要避免企業(yè)由于機械執(zhí)行土地出讓條件中的最低裝配率而導致技術(shù)方案不合理、成本增加等問題的產(chǎn)生。

建筑垃圾減少量；碳排放降低量；水資源消耗降低量；電力消耗降低量；裝配式建筑供給量。圖10 加強土地政策力度相關變量較初始政策水平變化(方案六)Fig.10 The results supported by strengthening land policies in comparison with those supported by the initial land policies

3.2.7加強技術(shù)支持政策力度

在技術(shù)支持政策方面，濟南市相關措施包括出臺相關技術(shù)標準體系、鼓勵技術(shù)研發(fā)應用等方式，如支持社會團體和企業(yè)編制裝配式建筑相關配套標準等。技術(shù)支持政策的出臺，有利于促進技術(shù)標準體系的完善以及企業(yè)對相關技術(shù)研發(fā)的積極性，從而為裝配式建筑的健康發(fā)展奠定基礎?，F(xiàn)加強系統(tǒng)中該類政策的力度，模擬結(jié)果見圖11。由結(jié)果可知，技術(shù)政策力度的加強對濟南裝配式建筑的發(fā)展具有很大促進作用，裝配式建筑供給量相對初始政策水平增加明顯。與此同時，電力消耗降低量、水資源消耗降低量、建筑垃圾減少量和碳排放降低量也隨之大幅提高，節(jié)能減排效益更加明顯。

建筑垃圾減少量；碳排放降低量；水資源消耗降低量；電力消耗降低量；裝配式建筑供給量。圖11 加強技術(shù)政策力度相關變量較初始政策水平變化(方案七)Fig.11 The results supported by strengthening technology policies in comparison with those supported by the initial technology policies

3.2.8加強需求引導政策力度

建筑垃圾減少量；碳排放降低量；水資源消耗降低量；電力消耗降低量；裝配式建筑供給量。圖12 加強需求引導政策力度相關變量較初始政策水平變化(方案八)Fig.12 The results supported by strengthening demand policies in comparison with those supported by the initial demancl policies

裝配式建筑相對傳統(tǒng)現(xiàn)澆式建筑，需要達到一定規(guī)模才能發(fā)揮其市場競爭優(yōu)勢。因此，在裝配式建筑發(fā)展初期，提供足夠的市場需求至關重要。在對市場需求的引導方面，濟南市主要采取了政府投資項目優(yōu)先采用裝配式建筑的發(fā)展方式，如政府投資的工程使用裝配式技術(shù)進行建設，新建公租房、棚戶區(qū)改造等保障性安居工程全面實施裝配式技術(shù)建造等。現(xiàn)在系統(tǒng)中加強需求引導政策力度，模擬結(jié)果見圖12。由結(jié)果可知，加強需求引導政策力度對裝配式建筑的促進作用比較大，由此產(chǎn)生的環(huán)境效益也較為可觀。在政府投資項目中率先采用裝配式建筑的措施對裝配式建筑項目的落地起到有力的推動作用，分析其原因可能在于兩方面：一是政府投資項目為裝配式建筑企業(yè)提供了需求，保證了一定的市場規(guī)模；另一方面，政府投資項目也起到了示范帶頭作用，為裝配式建筑規(guī)?；瘧玫於嘶A。

3.2.9加強綠色生態(tài)發(fā)展理念引導政策力度

與傳統(tǒng)現(xiàn)澆式建筑相比，裝配式建筑在節(jié)能環(huán)保方面具有明顯優(yōu)勢。在該類政策實施上，濟南市通過提高建設標準和執(zhí)行污染物排放標準引導傳統(tǒng)建筑企業(yè)進行升級，如加強施工現(xiàn)場環(huán)境污染物排放管理，督促企業(yè)增強環(huán)保意識等?，F(xiàn)在系統(tǒng)中加強該政策的力度，模擬結(jié)果見圖13。由模擬結(jié)果可知，該政策力度的加強對濟南市裝配式建筑的發(fā)展也起到了一定促進作用，裝配式建筑供給量相對于初始政策水平不斷增加，由此產(chǎn)生的能源資源消耗與環(huán)境污染物排放也都得到進一步降低。

建筑垃圾減少量；碳排放降低量；水資源消耗降低量；電力消耗降低量；裝配式建筑供給量。圖13 加強綠色理念政策力度相關變量較初始政策水平變化(方案九)Fig.13 The results supported by strengthening environmental policies in comparison with those supported by the initial environmental policies

3.3 政策效果對比分析

以上為各類政策在加強力度后，對應的裝配式建筑發(fā)展及節(jié)能減排效益的變化情況，可以發(fā)現(xiàn)各類政策力度的加強均對裝配式建筑的發(fā)展起到一定促進作用，這也反映出濟南市當前裝配式建筑的發(fā)展及其節(jié)能減排效益的發(fā)揮尚存在較大的提升空間。同時，為進一步考察和比較不同政策情景下裝配式建筑的發(fā)展情況，現(xiàn)將上述九類政策的效果進行對比。對比結(jié)果如圖14、15所示，曲線1～9分別對應單一的財政、金融、稅收、規(guī)劃、建設環(huán)節(jié)、土地、技術(shù)、需求引導和綠色生態(tài)發(fā)展理念引導政策。通過結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，各類政策的作用效果存在差異。首先，技術(shù)政策的促進作用最為明顯，分析其原因可能在于裝配式建筑的技術(shù)創(chuàng)新貫穿整個產(chǎn)業(yè)鏈，是裝配式建筑推進的重要基礎。技術(shù)支持政策有利于促進施工技術(shù)的創(chuàng)新研發(fā)和應用，從而加快技術(shù)標準體系的完善，提高裝配式建筑的技術(shù)水平，進而降低工程造價、提升產(chǎn)品品質(zhì)，實現(xiàn)從供給端和需求端兩側(cè)推動裝配式建筑的發(fā)展。

方案一；方案二；方案三；方案四；方案五；方案六；方案七；方案八；方案九。圖14 不同政策情景下裝配式建筑供給量變化Fig.14 The changes in prefabricated building supplies against different policy backgrounds

在技術(shù)政策之后，需求引導政策、建設環(huán)節(jié)政策和財政政策的促進作用也比較明顯。其原因可能在于三個方面：首先，由于增量成本的客觀存在，企業(yè)開發(fā)建設裝配式建筑項目的意愿不高，同時消費者對裝配式建筑關注度和了解度不夠，使其難以提高對裝配式建筑的購買意愿。此時政府率先示范，以點帶面，調(diào)動市場需求，對推動裝配式建筑發(fā)展具有重要意義。其次，建設環(huán)節(jié)支持政策允許符合條件的企業(yè)提前辦理房地產(chǎn)預售許可證等措施，使開發(fā)企業(yè)的銷售款提前回籠，很大程度上緩解了企業(yè)的資金壓力，同時為其帶來了豐厚的潛在收益，極大提高了企業(yè)開發(fā)裝配式建筑的積極性。最后，財政政策在補貼等方面的措施緩解了企業(yè)因增量成本帶來的壓力，同樣有利于激發(fā)相關企業(yè)開發(fā)裝配式建筑的動力。

方案一；方案二；方案三；方案四；方案五；方案六；方案七；方案八；方案九。圖15 不同政策情景下裝配式建筑節(jié)能減排效益變化Fig.15 The benefit changes of energy conservation and emission reduction for prefabricated buildings against different policy backgrounds

除上述政策外，金融政策、稅收政策、土地政策、綠色生態(tài)發(fā)展理念引導政策和規(guī)劃政策也具有一定促進作用，但通過模擬結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，其促進效果相對較小。其中規(guī)劃政策的作用效果在圖中展示的位置最低，其原因可能是由于該政策在容積率修改方面存在較大的政策風險，實際操作過程中還存在一定困難。另外，金融政策和稅收政策的實施由于涉及金融、科技、稅收等部門，其在落實過程中還存在較高的溝通協(xié)調(diào)成本。土地政策和綠色生態(tài)發(fā)展理念引導政策雖然在當前與技術(shù)支持等政策的作用效果還存在一定差距，但從長期來看，其將從市場和產(chǎn)業(yè)鏈的源頭推動裝配式建筑的有效落地。

4 結(jié)束語

對濟南裝配式建筑的發(fā)展及其節(jié)能減排效益進行了仿真與預測，并通過設立不同的政策情景，分析政策類型及實施力度的改變對濟南市裝配式建筑發(fā)展及其能源消耗和環(huán)境有害物排放的影響。研究結(jié)果表明，裝配式建筑的節(jié)能減排效益尚未充分發(fā)揮，加強政策實施力度通常能對裝配式建筑的發(fā)展產(chǎn)生積極的促進作用。另外，不同政策對裝配式建筑發(fā)展及其節(jié)能減排效益的影響程度存在差異，其中技術(shù)政策的作用效果最為顯著，需求引導政策、建設環(huán)節(jié)政策和財政政策的影響也比較明顯，相比之下，金融、稅收等政策的效果相對較弱?；谏鲜鼋Y(jié)論，本文就裝配式建筑的發(fā)展提出以下建議，以期進一步提升裝配式建筑在節(jié)能減排等方面的社會經(jīng)濟效益。

1)多政策并舉，加快技術(shù)標準體系完善。

裝配式建筑的技術(shù)進步與其發(fā)展相輔相成、互為推進，完善的技術(shù)標準體系有利于降低工程造價、提升建筑品質(zhì)，而裝配式建筑的發(fā)展將對相關支撐技術(shù)提出更高的要求。由上述分析可知，除技術(shù)政策外，需求引導政策、建設環(huán)節(jié)支持政策和財政支持政策對裝配式建筑的發(fā)展也具有比較明顯的促進效果，濟南市應充分利用其激發(fā)市場主體實施裝配式建筑的積極性和主動性，推動裝配式建筑技術(shù)、產(chǎn)品研發(fā)和實踐。在此基礎上，通過技術(shù)政策的支撐和引領，推動科技成果與裝配式建筑產(chǎn)業(yè)和企業(yè)需求進行有效對接，促進關鍵技術(shù)和成套技術(shù)研究成果轉(zhuǎn)化為標準規(guī)范，加快推進相關技術(shù)標準體系的完善。

2)創(chuàng)新部門間協(xié)調(diào)聯(lián)動方式。

通過以上分析，可以發(fā)現(xiàn)部分政策在實施過程中，由于缺乏相應的實施細則，與相關部門協(xié)商、溝通的時間成本較高，執(zhí)行難度較大。對此，有關部門一方面可將相關要求上升至較高層面的政策文件，增強部門間的協(xié)調(diào)與配合能力，確保相關要求落實到位。另一方面，可以根據(jù)實際情況創(chuàng)新行政審批及工作流程，健全裝配式建筑產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)的部門間共享，暢通信息渠道，提高相關事項的響應處理效率。以上措施的推進，可為稅收政策的實施創(chuàng)造良好的條件，有效解決因溝通成本導致的政策實施難的問題。

3)重視項目落地關鍵環(huán)節(jié)。

在裝配式建筑推進方面，相關部門應重視項目落地的關鍵環(huán)節(jié)，一方面可在土地出讓環(huán)節(jié)納入裝配式建筑相關要求，并在規(guī)劃和建設審批環(huán)節(jié)予以確認。另一方面，可探索“競投高標準建設方案”的土地競買方式，將裝配式建筑實施比例和技術(shù)方案、裝配化裝修、綠色建筑和其他節(jié)能環(huán)保技術(shù)應用等內(nèi)容作為評分標準。以上措施的推進，可以從源頭確保裝配式建筑的項目落地。與此同時，也應盡快形成配套的質(zhì)量監(jiān)管與評價體系，落實工程質(zhì)量責任，強化建筑安全監(jiān)管，從而確保裝配式建筑的發(fā)展穩(wěn)步推進。