基于SEM的绿色建筑增量成本影响因素分析

孙玉峰 ,谢又妍,郭 硕 ,杨瑶瑶,王乃正

(山东工商学院 a．煤炭经济研究院;b. 管理科学与工程学院 ,山东 烟台 264005)

预防与风险控制、复杂系统管理与决策等,(电子信箱)sunyufengyt@ 126.com。

“十四五”是我国2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和目标的重要时期。据相关资料表明,截至2020 年,我国既有建筑约为800亿m2,二氧化碳排放占全国碳排放的比重达到 50%,能源消耗占全国能耗总量的比例约为47%[1]。同时,随着我国新型城镇化进程的推进,绿色建筑应运而生,在全生命周期内可以最大程度地节约资源、保护环境、减少污染,为减少建筑在建造和运行时的能源消耗和污染物排放提供了有效的解决措施。因此,绿色建筑作为节能减排的重要手段有着广阔的发展前景。由于绿色建筑在我国起步较晚,从大众认可度来说相对传统建筑仍然处在劣势。同时,研究表明,绿色建筑的成本是影响其发展的第一关键因素[2]。因此,对绿色建筑增量成本进行研究,分析其关键影响因素,对绿色建筑的推广和绿色建筑项目的成本管理都是必不可少的。

目前,我国学者关于绿色建筑增量成本研究主要集中在对绿色建筑增量成本效益的分析、增量成本的构成以及相关影响因素的探讨,已有结论表明,增量成本的有效控制对于绿色建筑在我国的长远发展至关重要。关于增量成本效益分析,李一红运用系统动力学理论对绿色建筑全生命周期的增量成本效益进行估算[3]。朱昭等利用价值工程理论从社会、经济、环境三个角度构建了绿色建筑节能增量成本效益评价模型[4]。王建廷等从消费者需求视角出发探讨了绿色建筑增量成本对消费者带来的直接与间接效益以此构建消费者的贡献决策模型[5]。韩亚坤等通过增量成本与增量效益比结合增量投资回收期构建经济评价指标体系对绿色建筑节能技术经济性进行评价[6]。关于增量成本构成的研究,马素贞等将绿色建筑增量成本定义为由咨询成本、认证成本以及绿色建筑技术增量成本[7]。佘渝娟等从全生命周期的角度分析了增量成本的构成并提出相应的隐形成本作为补充[8]。翟博文等通过作业成本法对各个阶段的因绿色技术产生的新增作业进行分析从而得出增量成本各个阶段的构成因素[9]。关于增量成本影响因素研究,孙大明和邵文晞关于社会公众对绿色建筑增量因素成本的认知差异形成原因进行了分析,在此基础上针对国家规范对增量成本的影响进行了讨论[10]。王彦玉等依据国内外绿色建筑评价标准探讨了评价标准对绿色认证项目增量成本的影响[11]。柴径阳等讨论了绿色技术、区域建筑节能标准、政策补贴差异三个因素如何对绿色建筑增量成本产生影响[12]。钱经等从绿色建筑全生命周期分析了增量成本各个阶段的构成和对应的影响因素[13]。

综上所述,当前关于绿色建筑增量成本的研究已经有了丰富的成果,关于增量成本的定义范围的讨论从单一的绿色技术、前期的咨询成本和认证成本拓展到了全生命周期,对于增量成本带来的效益评价一般从政府、开发商、消费者视角出发,评价内容上也日益完善,从直接的经济效益拓展到了间接的环境、社会效益。但关于增量成本影响因素的讨论更多的是定性分析,并且关注的阶段多集中于单一视角,例如技术、政策、经济,忽略了全生命周期各个阶段因素对增量成本的影响。因此,在现有研究的基础上以绿色建筑全生命周期的视角出发通过结构方程模型识别出影响绿色建筑增量成本各阶段的关键因素,并提出相应对策建议,为绿色建筑增量成本管理提供参考依据。

一、增量成本定义与影响因素识别分析

绿色建筑全生命周期成本产生于决策、设计、施工、运营、报废拆除五个阶段,我国目前关于绿色建筑增量成本的定义是绿色建筑在项目建设过程中为了达到符合现行的绿色建筑评价标准规定的绿色星级目标而产生的与传统建筑相比额外的成本增加额,并且由于绿色建筑报废拆除阶段费用与传统建筑相差不大在此不做考虑[8]。因此,针对绿色建筑的前四个阶段对绿色建筑增量成本影响因素进行分析。通过对现有文献的梳理归纳结合绿色建筑各个阶段产生的增量成本内容对影响增量成本的因素进行识别。决策与设计阶段增量成本包括咨询成本、认证成本,施工阶段包括节地、节能、节水、节材、室内环境质量的绿色技术增量成本,运营阶段包括对绿色建筑后期进行管理、维护、运营产生的费用。

因此,基于以上对增量成本的定义和内容识别,通过梳理既有关于绿色建筑以及增量成本的相关文献,在此基础上按照全生命周期的决策、设计、施工、运营四个阶段进行分类,识别了绿色建筑全生命周期的增量成本影响因素,并对各个阶段的影响因素进行了如下分析,识别结果如表1所示。

(一)决策阶段因素

决策阶段主要的工作内容是通过可行性研究对拟建绿色建筑项目的可行性以及必要性进行分析,选择合适的建设方案。在决策阶段要明确项目目标以及对项目实施的社会、经济、自然环境进行调研。在这个过程中相关政策法规、绿色建筑项目星级定位、可行性研究开展时间和充分程度会对项目的增量成本产生影响。根据国内不同地区针对绿色建筑实行的规范标准可知相关政策法规对于绿色建筑的发展以及成本控制具有重要的引导作用。首先,不同地区关于绿色建筑的评价标准会导致绿色建筑成本投入高低的差异,例如不同省市推出的节能标准存在65%和50%的差异[10];其次,各地为了鼓励绿色建筑的发展会制定相应的补贴政策[14],例如,山东省对获得星级设计标识的建筑由低到高依次奖励15元/平方米、30元/平方米以及50元/平方米,湖北省按照总面积给予容积率奖励。绿色建筑根据满足评价标准的程度可以以划分为一星级、二星级、三星级三个水平。绿色建筑项目由于星级定位不同会带来相应的增量成本的增加,依据相关研究统计,由一星级到三星级单位造价存在明显提升,分别为103元/平方米、207元/平方米以及360元/平方米[10]。绿色建筑的可行性研究开展的时间早晚和深度决定了对绿色要求的明确程度,从而影响项目后期的一系列的设计、施工工作,造成后续由于工程变更带来的增量成本增加[15]。

(二)设计阶段因素

设计阶段主要是根据决策阶段确定的目标,对场地与环境进行充分调研,通过与项目相关方反复地沟通和不断地修改给出最后的设计方案[16]。在这个过程中设计可施工性、设计方案费用、绿色设计创新、现场调查的充分程度会对项目的增量成本产生影响。由于绿色建筑自身的复杂性,项目本身对于设计方案质量的要求较高必然会引起设计方案费用的增加,例如,与传统建设项目相比,绿色建筑需要有专门的评价机构对设计方案中的关键技术进行仿真模拟,因此会产生额外的模拟费用[4]。在设计阶段,现场调查的充分程度影响设计方对项目的了解程度,决定了设计方案是否符合绿色建筑因地制宜的建设要求和设计方案是否满足项目的需求。为满足项目需求的设计的可施工性以及由于相应的绿色要求包含的绿色设计创新会为后期项目的实施带来相应的增量成本风险。

(三)施工阶段因素

施工阶段的主要内容是根据设计图纸采用绿色施工技术和绿色施工方式完成对绿色建筑实物的建设工作,施工过程要符合绿色建筑全生命周期内保护环境、与自然和谐共生的理念,减少对周边环境的影响和避免材料资源的浪费。在这个过程中绿色建材、设备的价格、绿色目标变更、有绿色建筑经验的从业人员、绿色建材和设备性能、绿色施工技术会对项目的增量成本产生影响。在施工阶段绿色建筑增量成本来源于节能、节地、节水、节材、室内环境质量项目的实施,绿色施工技术与绿色建材设备贯穿在以上项目的整个建设过程中,因此,绿色施工技术的选用是否结合项目实际需求选用,避免出现因为技术过剩导致的资源浪费以及由于技术不能满足工程需求导致重新返工的情况对项目的成本控制有着重要影响。由于市场波动引起绿色建材的设备价格的变化、因为绿色目标变更带来的工程量增加以及绿色建材设备由于性能不稳带来的返工都会引起相应的成本增长。有绿色建筑经验的从业人员分为施工人员与管理人员,两者的水平会对绿色建筑的成本产生影响。

(四)运营阶段因素

运营阶段的主要任务是运营方在业主使用运行过程中通过各种技术手段对建筑进行维护与管理,从而达到项目的预期目标。在这个过程中业主的环保意识、绿色建筑的性能稳定性、物业公司的运营经验、使用过程的必要升级会对项目的增量成本产生影响。在绿色建筑后期的运行过程中主要的参与主体分别为业主与物业管理公司,在运营阶段绿色建筑是否可以达到运行目标需要两者的相互配合。例如,在运营阶段的绿色措施包含垃圾管理,需要用户配合分类投放垃圾以便于后续处理[17],业主作为绿色建筑的使用者,自身的环保意识在一定程度上影响了建筑后期的运行效果。物业公司作为绿色建筑运营期的主要维护者和管理者自身的管理经验的丰富程度和维护方式影响了建筑的运行效果从而对增量成本的控制产生影响。同时,在运营阶段,由于建筑自身运行性能的稳定性以及使用过程中由于业主需求变化或者建筑功能提升引起的建筑自身使用过程中的必要升级都会导致由于建筑施工、施工管理等造成的增量成本增加。

二、结构方程模型及数据分析

(一)研究假设及理论模型

根据绿色建筑增量成本的特点和建筑全生命周期的概念,把绿色建筑全生命周期增量成本划分为决策、设计、施工和运营四个阶段,分析这四个阶段对增量成本的影响。并提出如下假设。1.增量成本存在于绿色建筑全生命周期的各个阶段,说明各个阶段均存在会对增量成本产生影响的因素,因此假设: H1:决策阶段影响因素对绿色建筑增量成本具有正向影响;H2:设计阶段影响因素对绿色建筑增量成本具有正向影响;H3:施工阶段影响因素对绿色建筑增量成本具有正向影响;H4:运营阶段影响因素对绿色建筑增量成本具有正向影响。

2.绿色建筑的实施起始于决策阶段的决定内容,包括项目的定位以及具体的绿色要求。绿色建筑的评价标准针对绿色建筑的星级定位包括对于运营管理的评价,设计阶段的方案取决于决策阶段的需求,说明决策阶段对设计阶段存在正向影响,施工受到设计方案的影响,施工阶段建筑的建造质量也会影响运营阶段的建筑运行效果,因此假设:H5:决策阶段影响因素对设计阶段具有正向影响;H6:决策阶段影响因素对运营阶段具有正向影响;H7:设计阶段影响因素对施工阶段具有正向影响;H8:施工阶段影响因素对运营阶段具有正向影响。

基于以上假设,在已有研究的基础上初步建立了关于绿色建筑增量成本的理论模型如图1所示。

图1 绿色建筑增量成本影响因素理论模型

图2 一阶验证性因子模型

(二)样本分析

基于所识别的影响因素设计问卷进行调查,采用李克特五级量表对各因素对增量成本的影响程度进行评价,其中1代表没有影响,5代表有特大影响,从1到5表示影响程度的以此递增。本次问卷调查发放了300份,对相关从业人员进行发放问卷,剔除不合格问卷,回收225份,有效回收率为75%。

(三)信效度分析

为了确保收集到的问卷数据满足后续的分析要求需要对问卷进行信效度分析。信度分析是指对问卷调查结果的一致性进行测量,确保所收集数据的可靠程度,一般采用Cronbach α系数对进行检验,一般结果满足Cronbach α系数>0.7就说明数据满足信度分析要求。效度分析是指检验问卷调查结果对所测量问题反映的准确程度,效度检验通过内容效度以及结构效度两部分进行检验,利用探索性因子分析对结构效度进行检验,各测量变量的因子载荷量均大于0.5则满足结构效度的要求。在对效度进行检验之前,需要通过KMO和巴特利球体检验来确保问卷数据是否适合进行效度检验,要满足KMO值>0.5,巴特利球体检验值<0.05的要求才可以进行下一步的因子分析[15]。本问卷的量表题项识别建立在已经过检验的文献基础上,因此认为具有较好的内容效度。本研究采用SPSS 25.0对收集到的调查问卷以及测量量表进行检验,检验结果为,总量表Cronbach α系数为0.823,KMO值为0.815,巴特利球体检验值为0.000,以上检测结果符合进行信效度检测要求。同时,各测量变量因子负荷量均满足大于0.5的结构效度要求,结果见表2。因此,检验结果表明本次问卷符合要求,可以以此为依据进行下一步的数据分析。

三、结构方程模型分析

(一)结构方程模型检验

通过AMOS软件对绿色建筑增量成本的影响因素构成的一阶测量模型进行拟合度检验以及对上文所提出的假设进行检验。在对模型进行拟合度检验之前需要先进行违反估计检测,确保满足不存在负误差项变异、标准化系数超过0.95、才可以检验模型适配度[18]。由分析结果可知,不存在负误差项,标准化系数在0.95之下。χ2/df=1.535<3,GFI=0.922>0.8,RMSEA=0.049<0.08,AGFI=0.894>0.8,PGFI=0.678>0.5,各项指标均满足拟合标准,模型拟合度良好,以上说明模型整体建立合理,符合进行下一步分析的要求。

模型潜变量参数估计结果如表3,由各个路径系数以及p值满足小于0.05的显著性检验要求,可知假设检验成立,各个潜变量之间相关系数较高,表明了四个潜变量之间有可能存在共同的二阶影响因素,因此,建立二阶模型进行下一步分析。

根据一阶模型的分析结果结合问卷数据将高阶的共同影响因素设定为绿色建筑增量成本,构建二阶模型来分析四个阶段与增量成本之间的联系。二阶模型验证性因子模型见图3,模型拟合结果为χ2/df=1.530<3,GFI=0.929>0.8,RMSEA=0.049<0.08,AGFI=0.894>0.8,PGFI=0.678>0.5,各项指标均满足拟合标准,模型拟合度良好。

图3 增量成本影响因素二阶模型

(二)模型结果分析

根据以上一阶及二阶模型的计算结果可知,模型拟合结果满足标准,各项假设成立,可以根据路径系数结果对四个潜变量之间的关系以及其对绿色建筑增量成本的影响进行下一步的讨论,同时,为了更明确地探讨决策、设计、施工、运营阶段以及16个影响因素在各个阶段对增量成本的影响,使用加权平均法计算其权重[18]结果见表3。

表3 各级影响因素计算结果

1.决策阶段、设计阶段、施工阶段以及运营阶段对增量成本的影响权重分别为0.3323、0.2491、0.2127、0.2060,对增量成本的影响程度排序为决策>设计>施工>运营。增量成本的降低需要对这四个阶段进行控制,决策和设计两个阶段尤为重要。

2.决策阶段对设计阶段的影响程度为0.68,呈正相关,说明决策阶段对设计阶段存在影响,例如,绿色建筑的星级定位决定了设计方案的内容,可行性研究的开展时间以及完备程度影响了设计方案完成的质量。因此,要重视前期的决策阶段,从而减少设计阶段增量成本的产生。

3.决策阶段和施工阶段对运营阶段的影响程度为0.31和0.35,呈正相关,说明决策阶段和运营阶段对于施工阶段存在影响。例如,决策阶段对绿色建筑的星级定位影响后期运营的难度。施工阶段绿色建材与设备的性能会影响绿色建筑后期运营的性能稳定性。因此,要提高前期的工作完成质量以此减少后续运营阶段的增量成本。

4.设计阶段对施工阶段的影响程度为0.41,呈正相关,说明设计阶段对施工存在阶段影响,例如,绿色建筑设计方案的可施工性以及绿色设计创新影响了施工阶段所使用的材料以及技术,合理的设计方案可以有效地节约建材,采用适当的绿色技术以免造成资金浪费。在设计阶段应该做好现场调查,加大投入力度,确保不会影响后续施工,产生多余增量成本。

对各阶段的分析如下:

第一,在决策阶段,相关政策法规以及绿色建筑项目星级定位影响较大,影响权重分别为0.3658和0.3422。建筑的星级定位依照星级对绿色建筑的要求依次提高,不同地方的政府针对当地绿色建筑的评级有不同的评价指标以及相应的扶持补贴。因此,在决策阶段应该明确目标,结合实际情况,制定合理的项目计划,避免后续由于定位不合理造成不必要成本的产生。

第二,在设计阶段,设计可施工性以及现场调查的充分程度影响较大,分别为0.2902和0.2566。对施工现场进行充分调查可以促进设计方案质量的提高,合理的设计方案的有利于确保建筑成果的质量,避免后续的返工以及减少成本的产生。

第三,在施工阶段,绿色建材、设备的价格以及绿色施工技术影响较大,分别为0.2459和0.2247。由于我国绿色建筑刚刚兴起,大部分施工方对于绿色建筑的认知还不完善,绿色施工技术的采用仍然会带来较高的成本和风险,并且由于绿色建材市场对应的绿色建材、设备市场价格波动也会提高绿色建筑的增量成本。

第四,在运营阶段,物业公司的运营经验和绿色建筑的性能稳定性影响较大,分别为0.3177和0.2437。由于绿色建筑的概念刚刚兴起和由于其自身的特殊性加大了后期运营的难度,与传统建筑相比,物业公司后期的维护会产生相应的增量成本。

(三)对策与建议

1.完善政策法规,明确项目定位。绿色建筑在我国还处在发展阶段,政府应该充分发挥自身的引导作用,根据当地自然气候环境情况制定合理的绿色建筑评价标准,并且企业作为项目的执行者的积极性收到高增量成本的制约[3],因此政府在确保评价规范正确可行的同时也要制定相应的扶持政策来提供财政支持,减轻企业资金压力。同时,发挥市场监督者的职能,完善绿色建筑相关的法律法规,为绿色建筑的发展提供法律支撑[19]。由于绿色建筑的完成难度会随着星级定位的提高,建设方应该在项目初期尽早开展可行性研究工作来了解市场行情和明确绿色要求,根据实际市场需求和自身的资金情况明确建筑目标,避免由于盲目追求星级标准导致脱离实际产生不必要的成本支出。

2.提升设计水平,确保设计方与其他参与方的沟通。由于绿色建筑的概念在我国发展 时间较短,设计方对绿色建筑认识不足,因此容易导致设计方案质量不符合预期要求。 设计方应该通过学习优秀设计案例,加深对绿色建筑的认识,同时与全生命周期各个参与方做好沟通,及时与业主方沟通明确绿色需求避免后期的工程变更,与施工方的沟通基于实际的施工技术水平确保设计方案的可施工性,同时做好现场调查,根据项目目标和实际情况做出可行合理的设计方案。同时,采取集成设计替代传统的项目交付程序来弥补由于绿色建筑项目各参与方自身专业的不同和维护自身利益导致的信息传递障碍[20]。

3.合理选择绿色技术,提高绿色施工技术水平。施工方应该结合自身施工水平和项目绿色需求选择经济可行的绿色施工技术。注重企业内部工作人员综合素质的提升,定期对施工人员组织绿色建筑施工知识学习和技术培训,要求技术人员总结施工经验逐步提高绿色技术施工水平,鼓励管理人员通过加强对现有绿色建筑经典案例的学习来提高对绿色建筑的认识。做好工程建设中的进度控制、质量控制、成本控制、合同管理、职业健康安全与环境管理以及信息管理,确保建设项目的顺利实施。政府方面应该鼓励支持绿色建材、设备的市场发展,形成稳定的绿色产业链减少由于供求变动造成的价格波动,同时,应该建立科学的市场监管机制,确保绿色产品的质量。

4.学习先进经验,做好验收工作。我国目前传统的物业管理模式只注重例如安保、清洁的基础功能[20],关于绿色建筑后期运营的关注较少。在绿色建筑运营阶段增量成本的产生主要来源于绿地管理、垃圾处理以及智能化管理系统等[9],物业公司的管理水平很大程度的影响了这些成本的支出。运营方应该明确绿色建筑与传统建筑维护的不同,积极学习绿色建筑运营知识积累管理经验。在绿色建筑竣工阶段应该加强验收考察,避免后续因为质量原因造成的返工,造成不必要的增量成本的产生。目前,我国获得绿色建筑设计标识的项目并没有强制要求获得运行标识,导致了运营阶段的管理失衡,政府应该制定合理的针对全生命周期的绿色建筑评价标准,通过政策引导社会对绿色建筑运营期的重视[21]。业主方作为绿色建筑后期的使用者在享受绿色建筑带来的舒适环境的同时要积极配合物业公司的管理制度,提高环保意识,保证绿色建筑运行目标的完成。

绿色建筑在我国的普及发展在带来减少碳排放的环境效益之外,也会产生相应的经济效益与环境效益。由于在建设过程中采用了相应的绿色技术在全生命周期内会节省相应的资源费用,例如,节地项目节省了土地购置费,节能项目节省了后期使用过程中的电费和取暖费会带来经济效益。绿色建筑带来的舒适环境提升了使用者的生活质量以及社会的环保意识的提高从而产生社会效益。因此,绿色建筑从长远来看符合当下社会可持续发展的理念,有利于提高使用者的生活质量。增量成本控制是我国推广绿色建筑的关键一步,因此针对我国绿色建筑增量成本影响因素的讨论尤为重要。基于影响因素的识别结果通过结构方程模型对绿色建筑全生命周期的四个阶段之间的关系以及其对增量成本的影响进行讨论,得出如下结论:各个阶段对于绿色建筑增量成本的影响程度依次为:决策>设计>施工>运营。相关政策法规、绿色建筑项目星级定位、设计可施工性、现场调查充分程度、绿色建材及设备价格、绿色施工技术、物业公司的运营经验、绿色建筑的性能稳定性分别是各个阶段应该重点关注的影响因素。