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现代建筑节能理论研究进展探讨

现代建筑节能理论研究进展探讨

1国外建筑节能理论研究现状

国外在建筑节能理论研究方面,主要可归纳为节能的可行性分析、激励政策、合同能源管理、评估体系4个视角的研究。

1.1基于经济分析的建筑节能可行性研究

建筑节能实施的可行性及实施的制约分析是国外早期理论研究的主要内容。Bon等从微观、中观和宏观三个层面分析了绿色建筑实施的困难,并提出通过制定法律法规和市场导向的政策解决这一问题。Bartlett等在分析不同决策者的基础上,指出不同决策者的全寿命周期成本对其决策的影响。Larsson等在分析绿色建筑特征的基础上提出绿色建筑实施的挑战和可行性。Bordass以英国的项目为例,从项目的各个阶段分析了绿色建筑的成本和价值。

1.2基于经济激励的政策和融资研究

Amstalden等在基于财政补贴、税收优惠、碳税等不同能源价格预期及经济激励政策的基础上,站在业主的角度对瑞士建筑节能改造进行了经济分析,指出瑞士的经济激励政策能够使业主获利受益,进而促进业主建筑节能改造的积极性。Grosskopf等提出了一个经济激励的框架,旨在激励房产商并最大限度的节约能源。

1.3基于合同能源管理的应用研究和风险分析

Sorrell提出不同企业的合同能源管理可行性分析框架,在考虑了影响改造费和服务费的各项因素基础之上,对不同的企业实施合同能源管理提出不同的评估方法[8]。Millsa等就节能项目中资金及项目管理风险问题提出了分析框架,对可能存在的风险进行了精确分析,并以建筑节能领域财务风险分析为例,就如何鉴定、量化以及管理风险进行技术指导和实证分析。

1.4基于绿色建筑评价的评估体系研究

Lützkendorf等分析了设计过程中的不同评估任务,把“工作共享法”和设计工具相结合,建立了“建筑物整体绩效”的体系,并为未来评估工具的实施提出了相关建议。Papamichael分析了绿色建筑评估体系的工具,并讨论了适用于不同用户的不同特点。从国外对建筑节能研究情况来看,其涉及面较为广泛,从建筑节能的可行性分析、经济激励政策研究到合同能源管理和评估体系的研究,从建筑节能的施工过程到未来的研究方向,从项目的层面到企业的层面,都做了详细的研究。从研究阶段上来看,经历了从建筑节能实施的可行性分析到建筑节能运作的研究再到总结以及未来的研究方向和研究方法的研究。从研究方法上来看,大多数文献都是通过实证的研究方法对某一问题的研究,这在一定程度上解释了建筑节能实施的过程,并为未来的研究方向和趋势提供了研究基础。因此,上述研究对中国建筑节能理论的发展均具有重要的借鉴意义。

2中国建筑节能理论研究现状

2.1研究进程

1982年原国家能源委员会委托原国家建委建工总局下达了有关建筑节能方面的科研任务,由中国建筑科学研究院建筑物理研究所和空调调节研究所承担了JGJ26—86《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》《采暖住宅建筑能耗现状的调查、实测与计算分析》《我国民用建筑金属外窗的能耗现状及其节能措施的研究》和《墙体保温性能的改进研究》四项研究课题。这是我国(建设部)开始进行建筑节能工作的标志。但是,1997年中国政府才开始强制实施建筑节能。自建筑节能实施以来,建筑节能的理论研究经历了以下几个阶段:

(1)认知和概念引入阶段(2005年以前)由于可持续建筑、绿色建筑等概念是舶来品,所以在这一阶段的研究文献中,研究人员着重介绍可持续建筑或节能建筑的概念。对中国可持续建筑的定义、特点、技术原则进行了论述,并确定了中国可持续建筑的理论框架。Chen提出,由于发展中国家所面临的问题,在可持续性的原理和概念的认知上不同于发达国家,中国当前经济发展阶段提供了实施建筑节能的有利机会,并根据中国实施可持续建筑的实践情况,指出中国的政策方案仍处在愿景阶段。

(2)深化阶段(2005—2009年)在这一阶段,由于政府政策的推动开展了大量的各项基础研究工作,为建筑节能的进一步发展奠定了坚实的基础,出现了大量的有关“建筑节能”的研究成果(如图1所示)。供热体制改革、能效标识项目、外墙保温等强制性标准和政策的实施过程中出现的一系列问题,为研究人员提供了大量的研究背景。这一阶段的研究向纵深化方向发展,学者们的研究内容从节能建筑实施的影响因素、节能建筑的经济评价,到节能建筑的实施运行管理、绿色建筑节能评价等多方面进行了深入研究。图1各研究阶段数量

(3)总结反思阶段(2009年至今)经过几十年的发展,建筑节能工作取得了一定的成就,基本建立起了一套建筑节能标准体系,新建建筑执行强制性标准的比例有了很大提高,既有建筑节能改造任务超额完成。理论上,这一阶段的研究主要集中在对建筑节能实施几十年实践和理论的总结上,包括技术成熟度分析、政策的实施效果分析、节能运行管理研究综述等。周楠等对近几十年的建筑节能政策、能源价格、税收财政政策进行了回顾和总结,并指出这些节能政策对中国未来的节能起着至关重要的作用。孔祥飞等对中国在“十一五”期间实施建筑节能的激励政策进行了系统分析,并对建筑节能实施的阶段及主要影响因素进行了总结分析,识别了建筑节能机制的缺点,并对下一个五年计划中实施建筑节能提出了建议。李百战等总结了中国交付低碳建造环境的障碍,并识别了研究的机会,文章提出研究活动应强调各参与方的合作,使中国不仅在技术层面而且要在知识前景领域在国际合作中居于领导地位。郭汉丁等阐述了国外既有建筑节能改造市场培育与发展理论研究成果,概述了我国既有建筑节能改造市场培育在外部性、经济激励政策、合同能源管理等4个方面的理论研究成果,提出了基于主体行为分析的既有建筑改造市场培育机制的研究方向。

2.2研究内容建筑节能的实施和推进依赖于政策法规、技术和运行机制三个方面

从历年来的研究内容上看也基本涵盖了这三方面的内容,但是技术在一定时期稳定的情况下,节能的实施和推广更多的是依赖于政策法规和运行机制的管理。

2.2.1基于政府行为的建筑节能政策的研究

政府在推进建筑节能过程中的作用非常重要。一方面对整个建筑节能市场的运行起着监管作用,特别是在大型公共建筑中,政府的监督作用尤为重要;另一方面,政府通过制定相应的政策,能够推动建筑节能的运行。适当的经济激励政策是促使建筑节能市场外部性内部化的主要手段,可有效地弥补由外部性带来的市场部分失灵,是既有建筑节能改造市场培育的主要措施。刘贵文通过对经济激励政策和强制节能政策比较分析,得出经济激励政策更具效能的结论。张丽等论述了经济激励政策对既有建筑节能改造中的推动作用,并借鉴国外既有建筑节能改造经济激励政策的基础上提出了对热力管网改造及围护结构和室内热能系统改造的激励建议。王洪波等以新建建筑为研究对象,从激励对象、激励目标、激励力度三个方面进行了激励政策体系的方案设计。钟韵等提出采取一定的激励政策对于提高建筑节能是必要的,并通过建立中央政府-地方政府-市场这一模型,根据不同的激励对象和节能效果进行激励,并以北方采暖地区为研究对象,提出特别要以节能绩效为基础进行激励,以防止搭便车的现象。戴雪芝对中国能源政策、建筑节能经济激励政策实施效果进行了详细的分析,建立了经济激励政策的多指标综合评价体系,并依据此指标对经济激励政策效益进行了量化评价。为实现对经济激励政策实施效果的评价,韩青苗等从建筑能源利用效用最大化、激励政策协调机制、公平性、效率和可接受性5个方面构建中国建筑节能经济激励政策评价指标体系,并建立了建筑节能经济激励政策多指标综合评价模型。

2.2.2基于市场机制的建筑节能运行管理研究

建筑节能的推广和实施单纯依靠法律和行政的监管手段是不够的,要运用市场机制来促进建筑节能。自20世纪80年代中国实施建筑节能以来,关于建筑节能的运行管理的研究主要包括外部性分析、信息非对称性分析、合同能源管理运行分析、风险分析以及建筑节能运行评价体系的分析。

(1)基于外部性和信息非对称性的运行制约机制分析目前业内学者基本达成共识,即建筑节能投资存在较强的外部性,这为政府制定相关激励政策提供了理论依据,同时也为学者研究经济激励政策提出了要求。卢双全等分别通过对建筑节能的外部性分析,提出了消除建筑节能外部性的政策措施。金占勇等分析了既有建筑节能改造外部性及其对节能改造的影响,并提出了分阶段、针对不同利益主体的经济激励方案。在建筑节能改造中,政府和建筑业主存在隐藏行动的道德风险,基于这个前提,韩青苗等分析既有建筑节能改造中政府与既有建筑业主之间的利益博弈,确定了使委托人期望效用最大的合约参数,并总结了提高经济激励合约效果的关键因素。续振艳等则分析了节能改造市场中逆向选择问题,并通过对世界各国解决不对称问题的经验分析,得出通过信号传递、信号甄别、建立能效标识制度来解决此类问题。尽管王洪波等认为激励需求端的激励机制缺乏现实条件,很难达到预期的效果,而是通过对供给端即开发商的激励可以有效的推动建筑节能的实施。而占松林等则通过分析建筑节能市场中的利益相关者,认为购房者的行为选择是建筑节能市场的源动力,并从消费引导的角度提出扩大建筑节能市场需求的对策,提出了加强宣传、建立能效标识等的建议。

(2)基于节能改造成本和收益的运行风险分析在建筑节能实施的初期进行的影响节能改造措施实施的原因调查中,认为初期投资太高的占到80%。由于节能各个利益相关方特别是投资者对未来收益的不确定性,既有建筑节能改造融资缺乏合理成本分担机制、金融市场支持机制以及市场失灵矫正机制,使得资金筹集十分困难[28]。针对以上问题,刘玉明等采用全寿命周期成本理论建立了既有建筑节能改造项目的经济效益评价模型及评价指标。孙金颖等则从建筑节能金融服务市场的角度分析了建筑节能服务市场投融资存在的内外部风险,并提出了适合中国建筑节能发展的5种金融服务体系建设框架模式,为推动中国建筑节能发展提供相应的资金支持。

(3)基于合同能源管理的建筑节能运行模式研究研究者们表明在既有建筑节能改造过程中通过建立建筑节能服务市场可以有效解决信息不对称和融资瓶颈的问题,而合同能源管理是节能服务市场的主要运作机制。国内学者在这方面做了大量的研究,一方面,对建立建筑节能市场的必要性进行了分析。另一方面分析了合同能源管理的可行性及对合同能源管理的模式。

(4)基于评估体系的建筑节能运行评价的研究要科学的发展节能建筑,进行能效测评和建立完善的评估体系是必需的,它不仅能评价一个建筑是否是“绿色建筑”或其“绿”的程度是多少,而且对节能建筑的发展有着指导意义。学者们分别对不同的单体建筑和不同地区的建筑进行了能耗分析,并提出相应的能耗测评方法。秦佑国等针对我国建筑发展现状对绿色建筑评估的指标权重体系及适应性进行了研究,从而建立了适合我国国情的科学的绿色建筑评估体系。杨红霞等从能量、经济、系统的角度出发探讨了建筑节能的能量评价法、经济评价法和系统评价法。杨玉兰等在描述了评价中国住宅建筑节能指标方法的基础上,提出了中国夏热冬冷地区的建筑节能评价指标,其指标的建立为其他气候地区建立评价方法提供了思路。

3中国建筑节能理论研究存在的问题

尽管学者们在建筑节能方面做了大量的研究,但是仍然存在以下几个方面的不足:

建筑节能理论研究的内容有待扩展从建筑节能政策研究的角度来看,仍然集中在对建筑节能政策内容本身的分析上,对政策实施的效果分析比较少,对建筑节能政策的形成过程没有进行科学性、系统性的分析论证;对建筑节能实施的风险分析较少,建筑节能实施过程中,新技术的实施、节能服务公司的运营都面临着一定的风险,国外对于这方面的理论研究比较丰富,我国相对来说缺少了这些内容的研究,有待理论的充实;对项目层面的建筑节能研究较少涉及,由于建筑节能的最终实施要从项目上进行,所以项目层面推行建筑节能的研究有待探讨。

作者:房勤英李媛媛葛玉全单位:山东建筑大学管理工程学院济南果品研究院