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基于LCA的建筑节能综合评价体系研究
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内容提示：分析了建立节能综合评价体系对我国建筑节能的意义,提出构建科学合理的建筑节能评价体系必须具备三大要素,并在此基础上构建了建筑节能产品、技术综合评价指标体系,同时,对该体系的指标内涵及计算方法进行了描述。
1 引言
进入 21 世纪，能源问题日益突出并成为关乎人类可持续发展的全球性课题。在我国，建筑能耗已与工业能耗、交通能耗并列，成为能源消耗的三大“耗能大户”，其中，建筑能耗约占全社会耗能的 30%，而这 30%还仅仅是建筑物在建造和使用过程中消耗的能源比例，如果再加上建材生产过程中耗掉的能源，和建筑相关的能耗将占到社会总能耗的 46.7%。国家“十一五”规划指出:到“十一五”末，我国单位 GDP 的能耗要降低 20%左右。建筑作为能源消耗大户，节能迫在眉睫。据江亿院士介绍，我国建筑节能潜力巨大。如果采用科学、全面的节能措施，可以使我国到2020 年，在总建筑面积增加 150 亿平方米，人民生活水平显著提高的情况下，北方建筑采暖能耗不增加，全国建筑能耗仅增加电力 2300 亿千瓦时/年，相对于不采取节能措施，每年可节约 2.6 亿吨标准煤，相当于我国 2004 年煤产量的 18.6%；节约建筑用电 3500 亿千瓦时，相当于 4 个三峡电站的年发电量[1]。（参考《建筑中文网》）
建筑节能最终还是通过建筑节能产品或技术服务来实现。因此，在建筑节能的大背景下，市场上充斥着各式各样的节能、绿色的建筑产品与技术。然而，这些所谓的节能绿色产品或技术是否能真正达到节约能源的目的，则需要通过一套科学全面的评价指标体系进行检验。当前，国内外关于建筑节能的评价体系研究成果颇丰，例如：美国的 LEED 体系、英国的 BREEAM 体系、澳大利亚的NABERS 体系，还有我国自 2006 年 6 月 1 日实施的《绿色建筑评价标准》（GB/T 50378-2006）等。上述评价体系均以整个建筑为评价对象，包含了全面具体的建筑节能评价指标，并鼓励选用建筑节能产品、技术，但并未提及单个建筑节能产品或技术的相关评价，从而不利于建筑节能产品、技术的推广应用。
鉴于此，本文基于全寿命周期的视角，论述了如何建立建筑节能产品、技术综合评价体系以解决建筑产品节能绩效的评价问题。通过建立该评价体系，一方面可对建筑产品或技术能耗的各阶段进行客观分析，以便了解该产品或技术在整个寿命周期内的节能效果；另一方面，通过对经济指标的计算，可以对该产品或技术在整个寿命周期内的经济效益进行分析。
2 科学合理的建筑节能评价体系应具备的要素
基于我国目前建筑节能产品、技术评价的现状，笔者认为科学合理的建筑节能产品与技术评价体系应至少具备以下三个要素。
2.1 从全寿命周期（LCA）视角评价建筑产品或技术
生命周期评价（Life Cycle Assessment，简称 LCA）是一种对产品、工艺过程或服务系统进行“从摇篮到坟墓”的评价方法[2]。建筑产品或技术的寿命周期包括原材料的开采运输、建筑产品的加工制造、安装、节能产品的使用、运营和维护至节能产品的回收拆除及处理，如图 1 所示。图 1 显示，建筑节能产品或技术在生产与安装阶段要消耗能源，在使用及运营阶段生产能源（节约能源），在报废处理阶段消耗能源。这三个阶段能源消耗构成一个完整的能耗系统，只分析其中的某个阶段或某几个阶段都会影响分析结果的准确性。因此，科学合理的评价体系只有全面地评价建筑产品或技术整个寿命周期的能耗，才能保证评价的公正性和客观性。
2.2 综合功能、 环境和经济三个方面对建筑产品或技术进行评价
评价建筑产品、技术时，仅从节约能源的角度还远不能满足要求，还要从功能分析和经济分析的角度对建筑产品进行综合评价，如图 2 所示。功能评价是指建筑产品、技术能否满足消费者对其使用功能要求；环境评价指在整个寿命周期内建筑产品对环境的影响，除了能源消耗外，还有资源消耗及污染物排放；经济评价则从经济的角度对建筑产品进行评价，主要考察该产品能否为消费者接受。因此，科学合理的建筑产品、技术评价体系应将功能评价、环境评价及经济评价有机结合，综合考虑基本功能（照明、保温、制冷等）、能源消耗、现金流量等各种因素。
2.3 分地域、分对象的弹性评价体系
我国幅员辽阔，各地区气候条件不一，能源、资源分布不均，而不同地区、不同时间、不同资源要素约束下的建筑节能措施的效果可能存在差异，且建筑节能产品技术种类繁多、特点各异。因此，在评价建筑产品、技术时，不宜也不可能采取一刀切的办法，而应综合考虑到不同地区、不同建筑产品、技术的特点，选取适当的指标以保证评价体系的弹性、开放性，从而对节能产品与技术进行科学的论证[3]。
3 构建建筑节能综合评价体系
建筑节能评价体系是对建筑节能产品或技术进行综合评价的导向性科学评价体系。该体系是一个复杂的系统工程，各因素之间相互影响，相互制约，不能简单地单一考虑；其次，评价指标选取的原则是以尽量少的指标反映最主要和最全面的信息。因此，建筑节能综合评价体系应全面考虑整个寿命周期内使用功能、环境影响以及经济效果等各个层面。
3.1 建筑节能综合评价指标体系框架
依据上述准则，本文构建了建筑节能综合评价体系，如图 3 所示。该体系包括：功能指标、环境指标以及经济指标 3 个一级指标；基本功能指标、辅助功能指标、资源利用指标、能源消耗指标、污染排放指标、静态财务评价指标以及动态财务评价指标等 7 个二级指标；照度、保温隔热、制冷等 17 个三级指标。
3.2 建筑节能综合评价指标说明及计算方法
3.2.1 功能指标
功能指标是从使用功能的角度对建筑产品进行评价的指标，主要包括基本功能指标和辅助功能指标两部分。
（1）基本功能指标
建筑节能产品、技术要满足照明、保温隔热或制冷等基本功能要求，符合国家、行业标准，否则对该产品、技术的评价毫无意义。
（2）辅助功能指标
辅助指标包括：①稳定性。稳定性是指建筑节能产品或技术在使用过程中性能稳定，不容易出现故障，操作简便等。②安全性。安全性是指建筑节能产品或技术不会对用户健康产生潜在威胁。③舒适性。舒适性主要是指建筑节能产品或技术为用户带来心理、生理舒适感。④美观。美观主要指建筑节能产品的体量、外观等为用户带来视觉享受。⑤适应性。适应性是指节能产品或技术对周围环境的要求，以及施工的难易程度等。⑥使用寿命。使用寿命是指节能产品或技术载体从使用到报废的使用年限。上述指标除使用寿命之外，均为定性指标，需专家根据经验进行主观判断。
3.2.2 环境指标
环境指标是从资源利用、能源消耗以及污染物的排放的角度考虑建筑节能产品或服务对环境影响的指标，它包括资源利用指标、能源消耗指标和污染物排放指标。
（1）资源利用指标
①资源消耗量
资源消耗量是指生产该节能产品或节能技术载体所要消耗的人、财、物等资源，反映了建筑节能产品或技术的成本。为了便于比较，应该将所有的资源转换为统一单位，如元/m·2年。计算式为：
（j=1，2，3，…，n；i=1，2，3，…，m）
其中：EFRi 为资源因子，XRij 为资源消耗清单分析中第j 种资源单位转换值，IRij 为第 j 种资源消耗的实际数据值，n 为第 i 类资源下属的资源个数。EFVR 为资源利用指标，WRi 为消耗资源的第 i 个下属类别的权重；m 为总资源包括的下属资源类别数。
②可回收、废弃物品的利用率
该指标是指在生产节能产品的过程中所利用的可回收、废弃物品占总消耗资源的比重。比重越高说明该产品对环境的影响越小。计算式为：
其中：MRCR 为可回收资源利用率，MRC 为可回收、废弃物利用量（元），MC 为资源消耗总量（元）。
（2）能源消耗指标
①能源消耗量
能源消耗指标是指建筑节能产品在全寿命周期内消耗的所有能源的指标，该指标越大说明消耗的能源越多，对环境的影响越大。计算式为：
进入 21 世纪，能源问题日益突出并成为关乎人类可持续发展的全球性课题。在我国，建筑能耗已与工业能耗、交通能耗并列，成为能源消耗的三大“耗能大户”，其中，建筑能耗约占全社会耗能的 30%，而这 30%还仅仅是建筑物在建造和使用过程中消耗的能源比例，如果再加上建材生产过程中耗掉的能源，和建筑相关的能耗将占到社会总能耗的 46.7%。国家“十一五”规划指出:到“十一五”末，我国单位 GDP 的能耗要降低 20%左右。建筑作为能源消耗大户，节能迫在眉睫。据江亿院士介绍，我国建筑节能潜力巨大。如果采用科学、全面的节能措施，可以使我国到2020 年，在总建筑面积增加 150 亿平方米，人民生活水平显著提高的情况下，北方建筑采暖能耗不增加，全国建筑能耗仅增加电力 2300 亿千瓦时/年，相对于不采取节能措施，每年可节约 2.6 亿吨标准煤，相当于我国 2004 年煤产量的 18.6%；节约建筑用电 3500 亿千瓦时，相当于 4 个三峡电站的年发电量[1]。（参考《建筑中文网》）
建筑节能最终还是通过建筑节能产品或技术服务来实现。因此，在建筑节能的大背景下，市场上充斥着各式各样的节能、绿色的建筑产品与技术。然而，这些所谓的节能绿色产品或技术是否能真正达到节约能源的目的，则需要通过一套科学全面的评价指标体系进行检验。当前，国内外关于建筑节能的评价体系研究成果颇丰，例如：美国的 LEED 体系、英国的 BREEAM 体系、澳大利亚的NABERS 体系，还有我国自 2006 年 6 月 1 日实施的《绿色建筑评价标准》（GB/T 50378-2006）等。上述评价体系均以整个建筑为评价对象，包含了全面具体的建筑节能评价指标，并鼓励选用建筑节能产品、技术，但并未提及单个建筑节能产品或技术的相关评价，从而不利于建筑节能产品、技术的推广应用。
鉴于此，本文基于全寿命周期的视角，论述了如何建立建筑节能产品、技术综合评价体系以解决建筑产品节能绩效的评价问题。通过建立该评价体系，一方面可对建筑产品或技术能耗的各阶段进行客观分析，以便了解该产品或技术在整个寿命周期内的节能效果；另一方面，通过对经济指标的计算，可以对该产品或技术在整个寿命周期内的经济效益进行分析。
2 科学合理的建筑节能评价体系应具备的要素
基于我国目前建筑节能产品、技术评价的现状，笔者认为科学合理的建筑节能产品与技术评价体系应至少具备以下三个要素。
2.1 从全寿命周期（LCA）视角评价建筑产品或技术
生命周期评价（Life Cycle Assessment，简称 LCA）是一种对产品、工艺过程或服务系统进行“从摇篮到坟墓”的评价方法[2]。建筑产品或技术的寿命周期包括原材料的开采运输、建筑产品的加工制造、安装、节能产品的使用、运营和维护至节能产品的回收拆除及处理，如图 1 所示。图 1 显示，建筑节能产品或技术在生产与安装阶段要消耗能源，在使用及运营阶段生产能源（节约能源），在报废处理阶段消耗能源。这三个阶段能源消耗构成一个完整的能耗系统，只分析其中的某个阶段或某几个阶段都会影响分析结果的准确性。因此，科学合理的评价体系只有全面地评价建筑产品或技术整个寿命周期的能耗，才能保证评价的公正性和客观性。
2.2 综合功能、 环境和经济三个方面对建筑产品或技术进行评价
评价建筑产品、技术时，仅从节约能源的角度还远不能满足要求，还要从功能分析和经济分析的角度对建筑产品进行综合评价，如图 2 所示。功能评价是指建筑产品、技术能否满足消费者对其使用功能要求；环境评价指在整个寿命周期内建筑产品对环境的影响，除了能源消耗外，还有资源消耗及污染物排放；经济评价则从经济的角度对建筑产品进行评价，主要考察该产品能否为消费者接受。因此，科学合理的建筑产品、技术评价体系应将功能评价、环境评价及经济评价有机结合，综合考虑基本功能（照明、保温、制冷等）、能源消耗、现金流量等各种因素。
2.3 分地域、分对象的弹性评价体系
我国幅员辽阔，各地区气候条件不一，能源、资源分布不均，而不同地区、不同时间、不同资源要素约束下的建筑节能措施的效果可能存在差异，且建筑节能产品技术种类繁多、特点各异。因此，在评价建筑产品、技术时，不宜也不可能采取一刀切的办法，而应综合考虑到不同地区、不同建筑产品、技术的特点，选取适当的指标以保证评价体系的弹性、开放性，从而对节能产品与技术进行科学的论证[3]。
3 构建建筑节能综合评价体系
建筑节能评价体系是对建筑节能产品或技术进行综合评价的导向性科学评价体系。该体系是一个复杂的系统工程，各因素之间相互影响，相互制约，不能简单地单一考虑；其次，评价指标选取的原则是以尽量少的指标反映最主要和最全面的信息。因此，建筑节能综合评价体系应全面考虑整个寿命周期内使用功能、环境影响以及经济效果等各个层面。
3.1 建筑节能综合评价指标体系框架
依据上述准则，本文构建了建筑节能综合评价体系，如图 3 所示。该体系包括：功能指标、环境指标以及经济指标 3 个一级指标；基本功能指标、辅助功能指标、资源利用指标、能源消耗指标、污染排放指标、静态财务评价指标以及动态财务评价指标等 7 个二级指标；照度、保温隔热、制冷等 17 个三级指标。
3.2 建筑节能综合评价指标说明及计算方法
3.2.1 功能指标
功能指标是从使用功能的角度对建筑产品进行评价的指标，主要包括基本功能指标和辅助功能指标两部分。
（1）基本功能指标
建筑节能产品、技术要满足照明、保温隔热或制冷等基本功能要求，符合国家、行业标准，否则对该产品、技术的评价毫无意义。
（2）辅助功能指标
辅助指标包括：①稳定性。稳定性是指建筑节能产品或技术在使用过程中性能稳定，不容易出现故障，操作简便等。②安全性。安全性是指建筑节能产品或技术不会对用户健康产生潜在威胁。③舒适性。舒适性主要是指建筑节能产品或技术为用户带来心理、生理舒适感。④美观。美观主要指建筑节能产品的体量、外观等为用户带来视觉享受。⑤适应性。适应性是指节能产品或技术对周围环境的要求，以及施工的难易程度等。⑥使用寿命。使用寿命是指节能产品或技术载体从使用到报废的使用年限。上述指标除使用寿命之外，均为定性指标，需专家根据经验进行主观判断。
3.2.2 环境指标
环境指标是从资源利用、能源消耗以及污染物的排放的角度考虑建筑节能产品或服务对环境影响的指标，它包括资源利用指标、能源消耗指标和污染物排放指标。
（1）资源利用指标
①资源消耗量
资源消耗量是指生产该节能产品或节能技术载体所要消耗的人、财、物等资源，反映了建筑节能产品或技术的成本。为了便于比较，应该将所有的资源转换为统一单位，如元/m·2年。计算式为：
（j=1，2，3，…，n；i=1，2，3，…，m）
其中：EFRi 为资源因子，XRij 为资源消耗清单分析中第j 种资源单位转换值，IRij 为第 j 种资源消耗的实际数据值，n 为第 i 类资源下属的资源个数。EFVR 为资源利用指标，WRi 为消耗资源的第 i 个下属类别的权重；m 为总资源包括的下属资源类别数。
②可回收、废弃物品的利用率
该指标是指在生产节能产品的过程中所利用的可回收、废弃物品占总消耗资源的比重。比重越高说明该产品对环境的影响越小。计算式为：
其中：MRCR 为可回收资源利用率，MRC 为可回收、废弃物利用量（元），MC 为资源消耗总量（元）。
（2）能源消耗指标
①能源消耗量
能源消耗指标是指建筑节能产品在全寿命周期内消耗的所有能源的指标，该指标越大说明消耗的能源越多，对环境的影响越大。计算式为：
原文网址：http://www.pipcn.com/research/201001/14255.htm
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