基于霍爾三維結構的綠色建筑評價體系和方法

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。

1 綠色建筑評價

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。

2 基于霍爾三維結構的綠色建筑評價

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

3 綠色建筑評價指標體系的建立

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。

3.1 綠色建筑評價體系的構建原則

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。

3.2 綠色建筑評價指標

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。

4 綠色建筑評價方法

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。