生態足跡在綠色建筑評價中的應用

劉亞利（安徽理工大學，安徽　淮南　232001）

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生態足跡在綠色建筑評價中的應用

劉亞利
（安徽理工大學，安徽淮南232001）

摘要：隨著全球經濟的高速發展,世界各國對綠色建筑項目的環境要求越來越高,綠色建筑的規模不斷擴大，好的綠色建筑綜合評價體系直接影響著綠色建筑實施的成敗，本文從生態足跡的視角出發，通過對綠色建筑生態指標的設計和綠色建筑生態足跡減量模型的構建，并以安徽省綠地集團鏡湖新城9號地工程項目開展實例分析.通過將項目的生態足跡減量與安徽省的生態赤字進行比較，結果表明該模型對綠色建筑的評價具有一定的可行性和可信性.

關鍵詞：綠色建筑；生態足跡分析法；評價模型；生態承載力

目前，我國建筑業的發展速度相比其他行業發展較快.建筑業的快速發展雖然提高了我國經濟的發展速度，但是對我國自然生態環境造成了不可忽略的破壞.長期的盲目開發使得現代的各種建筑和周邊的自然環境失去了和諧的相處關系，造成了自然資源和社會資源一些不可挽回的損失，同時也加大了自然和社會資源的負擔[7].根據歐盟測算的結果顯示建筑全過程對資源的消耗如下：能源消耗為50%、水資源消耗為42%、原材料消耗為50%、耕地為48%、對自然環境的各類污染占總污染的34%、產生的垃圾量占總量的40%[2].尤其是在發展中國家人口的增加、城市規模的不斷擴大，使得城市周邊的土地不斷地被新建的建筑侵占、生態環境被破壞等現象日益嚴重[7].作為發展中國家的一員，我們應當重視并發揮綠色建筑在節能減排和提高人們生活環境方面的作用.

1　生態足跡和綠色建筑的概念

1.1生態足跡

生態足跡是由Rees和Wackernagel于20世紀90年代初提出并發展起來的，其含義是指為了持續提供人類所需資源并吸收人類產生廢棄物而必需的生態生產性土地的總面積，其中生態生產性土地的用途是相互排斥的且主要為化石能源地、可耕地、牧草地、林地、建成地、水域等，生態足跡的計算需要基于如下兩個前提,第一：人類能夠估計自身消費的大多數資源、能源及其所產生的廢棄物數量；第二：這些資源和廢棄物流能折算成生產和吸納這些資源和廢棄物流的生物生產性面積[4].“生態足跡分析法”是將人類的生產、消費與生態生產性土地相聯系的方法.它將人類消耗的各類物質資源和排放的各類廢棄物稱為生態足跡，即形象地將其比喻為人類在地球上踩下的腳印，腳印越大說明資源消耗得越多或者污染越嚴重[1].

1.2綠色建筑

綠色建筑是指在建筑的全壽命周期內，最大限度的節約資源（節能、節地、節水、節材），保護環境和減少污染，為人們提供健康，適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑[9].通過科學的整體設計,將自然資源、能源回收的高新科技技術進行合理的規劃從而使建筑與周邊的自然環境融為一體，達到既不破壞環境，又能達到人們的要求，具有合理規劃選址、有效節能節水、減少廢氣廢水及垃圾的排放、高效利用能源資源、營造健康舒適的建筑環境等特點[7].目前國內外的綠色建筑評價體系均是基于權重和專家決策的評估方法，都是在定性的基礎上衡量綠色建筑具有一定的主觀性，比如美國的LEED、英國的BREEAM和澳大利亞的NABERS[3].本文立足于綠色建筑的生態足跡評價模型，對綠色建筑的各個生態特征進行評價，計算建筑物產生的環境負荷及生態價值，從而更加直觀地判斷建筑物與生態環境之間的關系.

2　構建綠色建筑生態足跡削減指標體系

無論是綠色建筑還是傳統建筑都會消耗資源產生生態足跡，但是由于綠色建筑具有節能環保的特點，因此可以將其相對于傳統建筑減少的資源消耗作為生態足跡削減量.根據安徽省綠色建筑評價指標體系和生態足跡評價方法，設計了綠色建筑生態足跡削減指標體系，如表1所示.

表1　綠色建筑生態指標體系

3　基于生態足跡分析法的綠色建筑評價模型

3.1生態足跡的基本計算公式

生態足跡的計算公式包括兩個步驟：第一步，將消費品(也包括廢棄物)轉換為對應類型的土地面積，這6類土地類型分別為：耕地、牧地、林地、化石能源用地、建筑用地、水域.其表達式為：

其中Dj為j種土地的年均占用量，ghm2／year；Ri為i種消費品的均衡因子；Ci為i種消費品的年均消耗量，t／year；Bi為i種消費品的能源密度，GJ／t；Ai為i種消費品的全球平均生產能力，GJ／ghm2.第二個步驟是將六種土地類型的計算結果進行匯總，形成最終的生態足跡指標，其計算表達式為：

其中式中：ef為人年均生態足跡，ghm2／cap·year；Sj為種土地的均衡因子；Dj為j種土地的年均占用量，ghm2／year；P為人口總數，cap.

3.2構建綠色建筑生態足跡削減模型

綠色建筑的生態削減量（DEF）是指綠色建筑的各個生態指標減少的生態足跡總和.根據表1可以得出總的生態足跡消減量為節地生態足跡削減量、節水生態足跡削減量、節能生態足跡削減量、節材生態足跡削減量以及環保生態足跡削減量組成.

3.2.1節地生態削減量.綠色建筑節地的核心是通過提高土地的利用效率，從而減少對耕地的使用.本文從四個方面來計算綠色建筑的節地生態削減量，分別是選址、人均占地率、區位、配套設施.在區位和配套設施中，由于相對的數據較難獲取，也無標準的計算方法，所以采取類似項目比較方法求取生態足跡減量.具體的計算公式如下：

3.2.2節水生態足跡削減量.水資源的生態足跡主要是指水在處理過程中所消耗的能源，研究表明每噸自來水的取水、潔凈電耗約0.25～0.33kw·h,每消耗1噸自來水產生的生態足跡約為0.0001ghm2[3].計算公式為：

3.2.3節能生態足跡削減量.在對節能指標進行生態足跡計算時，考慮到數據獲取的難度以及計算的復雜性，通常將其能源消耗轉化成用電量.根據顏哲、應樂對節能生態足跡的研究表明，在我國每消耗1kw·h電量的生態足跡為0.00023ghm2[3].因此節能生態足跡的削減量計算公式為：

3.2.4節材生態足跡削減量.在建筑節材環節主要考慮到循環材料的使用，循環材料的使用可以節約對建材的消耗，從而減少生態足跡.可以通過將使用的循環材料轉化成對應的生態生產性土地面積，再根據均衡因子轉化成統一的土地面積.其公式為：

3.2.5環保生態足跡削減量.目前我國對環保的衡量標準主要是二氧化碳的排放量和綠化率，因此可以通過計算二氧化碳減少量和綠地率來反映環保生態足跡削減量.通常二氧化碳的減排可以轉換成林地指標，根據WWF的LPRZO2002年報告中提供的數據，全球平均每公頃林地每年可以吸收5.2噸的CO2，林地的均衡因子為0.62[3].同時提高建筑的綠地率也能給生態環境帶來改善，由于綠化環境與6類土地中的牧地最為接近，牧地的均衡因子為0.61.因此環保生態足跡削減量的計算公式為：

3.3綠色建筑評判標準

2007年TopEnergy綠色建筑論壇組織人員提出綠色建筑生態目標是：使綠色建筑比常規建筑多實現的生態足跡削減量與社會總體生態目標削減量持平.因此綠色建筑的判斷標準就是將項目的生態足跡削減量與項目所在地區的生態赤字相比較，如果生態足跡削減量大于本地區的生態赤字則達到綠色建筑的標準，如果沒有達到，就不能稱為綠色建筑.根據任自然,彭位華等人對安徽省2000年～2010年生態承載力的研究[5]，得出以下數據如表2，同時對生態赤字進行預測得出2014年安徽省生態赤字預測值為為1.59.可以看出近年來安徽省的生態赤字不斷上升，生態環境進一步惡化.

表2　2000～2010年安徽省生態足跡與生態承載力變化

4　實例分析

4.1項目概況和主要數據

鏡湖新城9號地三、四、五期工程是鏡湖新城項目的一部分，該工程位于安徽省蕪湖市鏡湖區黃山東路，工程申報用地面積為8.25萬m2，建筑面積為24.41萬m2，總戶數為2658戶，綜合容積率為2.3，項目施工時間是2007年11月1號，預計竣工時間為2016年10月1日，使用年限70年，項目500米內有4個公交站點和5個公交線路.根據該項目開發商綠地集團在申報星級綠色建筑提供的申報書，得到以下關鍵數據，如表3.

表3　鏡湖新城項目主要參數

4.2生態足跡減量計算

根據構建的綠色建筑生態足跡削減模型并結合表3的數據，計算得出鏡湖新城9號地工程的生態足跡削減量，如表4所示.

表4　項目生態足跡削減量評價結果

4.3結果分析

（1）可以看出安徽省的2014年人均赤字為1.59，而“鏡湖新城”項目的人均年削減量為2.71323明顯大于2014年我省的人均赤字，所以該項目符合生態綠色建筑的標準.（2）計算表2的各個綠色評價指標分類DEF值所占的比例，得出的生態貢獻比例結果.該項目生態貢獻率最大的是節地與室外環境、其次是節水與水資源利用，節能與能源利用和環境保護方面的貢獻率較小，這說明該項目應當在這兩個生態指標上加大力度，從而提高整體項目的綠色度，進一步提高建筑的綠色等級.

5　結論

綠色建筑的發展有利于生態環境的改善.近年來，我國各大城市的生態赤字越來越嚴重，這就要求在以后的建設中要重視綠色建筑的發展來降低人均生態足跡，具體可以通過提高建筑的生態效應、使用可循環材料、利用太陽能等資源來改變人們高耗能高消費的生活方式.從生態角度評價綠色建筑，通過將綠色建筑的生態價值與當地的生態目標進行對比，可以使得綠色建筑的評價標準更加具有生態性、客觀性和準確性.由于項目中部分數據的難收集，使得實證分析的計算具有一定的偏頗性，但是分析結果與該項目在安徽省的綠色建筑評價得出的結果基本一致，表明生態足跡評價模型在綠色建筑評估中具有一定的可行性.

參考文獻：

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〔10〕徐濤.全壽命周期的綠色建筑經濟評價體系分析[J].企業技術開發，2014，33（27）：64.

收稿日期：2015-11-25

中圖分類號：TU201.5

文獻標識碼：A

文章編號：1673-260X（2016）01-0084-03