生态足迹在绿色建筑评价中的应用

刘亚利（安徽理工大学，安徽　淮南　232001）



生态足迹在绿色建筑评价中的应用

刘亚利
（安徽理工大学，安徽淮南232001）

摘要：随着全球经济的高速发展,世界各国对绿色建筑项目的环境要求越来越高,绿色建筑的规模不断扩大，好的绿色建筑综合评价体系直接影响着绿色建筑实施的成败，本文从生态足迹的视角出发，通过对绿色建筑生态指标的设计和绿色建筑生态足迹减量模型的构建，并以安徽省绿地集团镜湖新城9号地工程项目开展实例分析.通过将项目的生态足迹减量与安徽省的生态赤字进行比较，结果表明该模型对绿色建筑的评价具有一定的可行性和可信性.

关键词：绿色建筑；生态足迹分析法；评价模型；生态承载力

目前，我国建筑业的发展速度相比其他行业发展较快.建筑业的快速发展虽然提高了我国经济的发展速度，但是对我国自然生态环境造成了不可忽略的破坏.长期的盲目开发使得现代的各种建筑和周边的自然环境失去了和谐的相处关系，造成了自然资源和社会资源一些不可挽回的损失，同时也加大了自然和社会资源的负担[7].根据欧盟测算的结果显示建筑全过程对资源的消耗如下：能源消耗为50%、水资源消耗为42%、原材料消耗为50%、耕地为48%、对自然环境的各类污染占总污染的34%、产生的垃圾量占总量的40%[2].尤其是在发展中国家人口的增加、城市规模的不断扩大，使得城市周边的土地不断地被新建的建筑侵占、生态环境被破坏等现象日益严重[7].作为发展中国家的一员，我们应当重视并发挥绿色建筑在节能减排和提高人们生活环境方面的作用.

1　生态足迹和绿色建筑的概念

1.1生态足迹

生态足迹是由Rees和Wackernagel于20世纪90年代初提出并发展起来的，其含义是指为了持续提供人类所需资源并吸收人类产生废弃物而必需的生态生产性土地的总面积，其中生态生产性土地的用途是相互排斥的且主要为化石能源地、可耕地、牧草地、林地、建成地、水域等，生态足迹的计算需要基于如下两个前提,第一：人类能够估计自身消费的大多数资源、能源及其所产生的废弃物数量；第二：这些资源和废弃物流能折算成生产和吸纳这些资源和废弃物流的生物生产性面积[4].“生态足迹分析法”是将人类的生产、消费与生态生产性土地相联系的方法.它将人类消耗的各类物质资源和排放的各类废弃物称为生态足迹，即形象地将其比喻为人类在地球上踩下的脚印，脚印越大说明资源消耗得越多或者污染越严重[1].

1.2绿色建筑

绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内，最大限度的节约资源（节能、节地、节水、节材），保护环境和减少污染，为人们提供健康，适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑[9].通过科学的整体设计,将自然资源、能源回收的高新科技技术进行合理的规划从而使建筑与周边的自然环境融为一体，达到既不破坏环境，又能达到人们的要求，具有合理规划选址、有效节能节水、减少废气废水及垃圾的排放、高效利用能源资源、营造健康舒适的建筑环境等特点[7].目前国内外的绿色建筑评价体系均是基于权重和专家决策的评估方法，都是在定性的基础上衡量绿色建筑具有一定的主观性，比如美国的LEED、英国的BREEAM和澳大利亚的NABERS[3].本文立足于绿色建筑的生态足迹评价模型，对绿色建筑的各个生态特征进行评价，计算建筑物产生的环境负荷及生态价值，从而更加直观地判断建筑物与生态环境之间的关系.

2　构建绿色建筑生态足迹削减指标体系

无论是绿色建筑还是传统建筑都会消耗资源产生生态足迹，但是由于绿色建筑具有节能环保的特点，因此可以将其相对于传统建筑减少的资源消耗作为生态足迹削减量.根据安徽省绿色建筑评价指标体系和生态足迹评价方法，设计了绿色建筑生态足迹削减指标体系，如表1所示.

表1　绿色建筑生态指标体系

3　基于生态足迹分析法的绿色建筑评价模型

3.1生态足迹的基本计算公式

生态足迹的计算公式包括两个步骤：第一步，将消费品(也包括废弃物)转换为对应类型的土地面积，这6类土地类型分别为：耕地、牧地、林地、化石能源用地、建筑用地、水域.其表达式为：

其中Dj为j种土地的年均占用量，ghm2／year；Ri为i种消费品的均衡因子；Ci为i种消费品的年均消耗量，t／year；Bi为i种消费品的能源密度，GJ／t；Ai为i种消费品的全球平均生产能力，GJ／ghm2.第二个步骤是将六种土地类型的计算结果进行汇总，形成最终的生态足迹指标，其计算表达式为：

其中式中：ef为人年均生态足迹，ghm2／cap·year；Sj为种土地的均衡因子；Dj为j种土地的年均占用量，ghm2／year；P为人口总数，cap.

3.2构建绿色建筑生态足迹削减模型

绿色建筑的生态削减量（DEF）是指绿色建筑的各个生态指标减少的生态足迹总和.根据表1可以得出总的生态足迹消减量为节地生态足迹削减量、节水生态足迹削减量、节能生态足迹削减量、节材生态足迹削减量以及环保生态足迹削减量组成.

3.2.1节地生态削减量.绿色建筑节地的核心是通过提高土地的利用效率，从而减少对耕地的使用.本文从四个方面来计算绿色建筑的节地生态削减量，分别是选址、人均占地率、区位、配套设施.在区位和配套设施中，由于相对的数据较难获取，也无标准的计算方法，所以采取类似项目比较方法求取生态足迹减量.具体的计算公式如下：

3.2.2节水生态足迹削减量.水资源的生态足迹主要是指水在处理过程中所消耗的能源，研究表明每吨自来水的取水、洁净电耗约0.25～0.33kw·h,每消耗1吨自来水产生的生态足迹约为0.0001ghm2[3].计算公式为：

3.2.3节能生态足迹削减量.在对节能指标进行生态足迹计算时，考虑到数据获取的难度以及计算的复杂性，通常将其能源消耗转化成用电量.根据颜哲、应乐对节能生态足迹的研究表明，在我国每消耗1kw·h电量的生态足迹为0.00023ghm2[3].因此节能生态足迹的削减量计算公式为：

3.2.4节材生态足迹削减量.在建筑节材环节主要考虑到循环材料的使用，循环材料的使用可以节约对建材的消耗，从而减少生态足迹.可以通过将使用的循环材料转化成对应的生态生产性土地面积，再根据均衡因子转化成统一的土地面积.其公式为：

3.2.5环保生态足迹削减量.目前我国对环保的衡量标准主要是二氧化碳的排放量和绿化率，因此可以通过计算二氧化碳减少量和绿地率来反映环保生态足迹削减量.通常二氧化碳的减排可以转换成林地指标，根据WWF的LPRZO2002年报告中提供的数据，全球平均每公顷林地每年可以吸收5.2吨的CO2，林地的均衡因子为0.62[3].同时提高建筑的绿地率也能给生态环境带来改善，由于绿化环境与6类土地中的牧地最为接近，牧地的均衡因子为0.61.因此环保生态足迹削减量的计算公式为：

3.3绿色建筑评判标准

2007年TopEnergy绿色建筑论坛组织人员提出绿色建筑生态目标是：使绿色建筑比常规建筑多实现的生态足迹削减量与社会总体生态目标削减量持平.因此绿色建筑的判断标准就是将项目的生态足迹削减量与项目所在地区的生态赤字相比较，如果生态足迹削减量大于本地区的生态赤字则达到绿色建筑的标准，如果没有达到，就不能称为绿色建筑.根据任自然,彭位华等人对安徽省2000年～2010年生态承载力的研究[5]，得出以下数据如表2，同时对生态赤字进行预测得出2014年安徽省生态赤字预测值为为1.59.可以看出近年来安徽省的生态赤字不断上升，生态环境进一步恶化.

表2　2000～2010年安徽省生态足迹与生态承载力变化

4　实例分析

4.1项目概况和主要数据

镜湖新城9号地三、四、五期工程是镜湖新城项目的一部分，该工程位于安徽省芜湖市镜湖区黄山东路，工程申报用地面积为8.25万m2，建筑面积为24.41万m2，总户数为2658户，综合容积率为2.3，项目施工时间是2007年11月1号，预计竣工时间为2016年10月1日，使用年限70年，项目500米内有4个公交站点和5个公交线路.根据该项目开发商绿地集团在申报星级绿色建筑提供的申报书，得到以下关键数据，如表3.

表3　镜湖新城项目主要参数

4.2生态足迹减量计算

根据构建的绿色建筑生态足迹削减模型并结合表3的数据，计算得出镜湖新城9号地工程的生态足迹削减量，如表4所示.

表4　项目生态足迹削减量评价结果

4.3结果分析

（1）可以看出安徽省的2014年人均赤字为1.59，而“镜湖新城”项目的人均年削减量为2.71323明显大于2014年我省的人均赤字，所以该项目符合生态绿色建筑的标准.（2）计算表2的各个绿色评价指标分类DEF值所占的比例，得出的生态贡献比例结果.该项目生态贡献率最大的是节地与室外环境、其次是节水与水资源利用，节能与能源利用和环境保护方面的贡献率较小，这说明该项目应当在这两个生态指标上加大力度，从而提高整体项目的绿色度，进一步提高建筑的绿色等级.

5　结论

绿色建筑的发展有利于生态环境的改善.近年来，我国各大城市的生态赤字越来越严重，这就要求在以后的建设中要重视绿色建筑的发展来降低人均生态足迹，具体可以通过提高建筑的生态效应、使用可循环材料、利用太阳能等资源来改变人们高耗能高消费的生活方式.从生态角度评价绿色建筑，通过将绿色建筑的生态价值与当地的生态目标进行对比，可以使得绿色建筑的评价标准更加具有生态性、客观性和准确性.由于项目中部分数据的难收集，使得实证分析的计算具有一定的偏颇性，但是分析结果与该项目在安徽省的绿色建筑评价得出的结果基本一致，表明生态足迹评价模型在绿色建筑评估中具有一定的可行性.

参考文献：

〔1〕臧鹏,邵必林.生态视角下的绿色建筑评价方法研究[J].建筑科学,2014,30(2):20-21.

〔2〕仇保兴.我国绿色建筑发展前景及对策建议[J].产业住宅，2011（20).

〔3〕颜哲，应泺.基于生态足迹的绿色建筑评估及实例分析[J].建筑经济,2011(3):96-97.

〔4〕李德智,李启明,杜辉.房地产开发生态足迹模型构建及实证分析[J].东南大学学报,2008,38(4):773.

〔5〕任自然,彭位华,李青芫,齐晴晴.基于生态足迹模型的安徽省生态承载力动态评价[J].宿州学院学报,2013(11):20.

〔6〕张建坤,王朝阳.基于生态足迹的建设项目评价与实证分析[J].华东经济管理,2010,24(12):146-147.

〔7〕张滔.基于BP神经网络的绿色建筑综合评价研究[D].武汉科技大学,2013.

〔8〕陈丽萍，杨忠直.中国生态赤字核算与分析[J].北京理工大学学报，2012（02）：68-71.

〔9〕张崇宗.浅谈可持续发展下的绿色建筑评价技术[J].城市建设理论研究,2012(23):32-35.

〔10〕徐涛.全寿命周期的绿色建筑经济评价体系分析[J].企业技术开发，2014，33（27）：64.

收稿日期：2015-11-25

中图分类号：TU201.5

文献标识码：A

文章编号：1673-260X（2016）01-0084-03