基于PEST-鉆石模型的河北省被動式超低能耗建筑發展制約因素分析

李慧敏 史保星 徐浩洋 晁越霆

（河北建筑工程學院，河北 張家口 075132）

0 引言

河北省被動式超低能耗建筑在我國起步相對較早，從示范區點到全面的發展，從零標準體系到整體標準化體系的建立過程，積累了豐富的經驗，但仍然存在瓶頸性問題。目前，學者們從多方面展開了研究，程才實［1-2］闡述河北省被動式超低能耗建筑發展經驗與卓越成果，分析環境、建筑類型適用性、居民習俗、技術、經濟、政策6個方面的不足之處，提出進一步發展策略，尤其是要在市級層面上加大政策支持力度。康熙等［3］主要從評價標準方面，通過各省被動式超低能耗建筑（設計、檢測、驗收等）標準的下發，結合河北省內現有政策，對比分析，因地制宜，為我國及河北省被動式超低能耗建筑評價標準彌補空白。汪妮等［4］從政策、標準、項目及產業發展等方面總結分析河北省被動式超低能耗建筑發展現狀，指出對較為成熟市區進行規模化發展，專項資金扶持傾向等，并探索新的能源改變模式，也是河北省所關注的重點。付素娟等［5］通過文獻分析法總結河北省被動式超低能耗建筑政策發展優勢，在相關產業鏈、激勵政策、人才培養及后期評估等方面需補齊短板。注重發展相關產業鏈、宣傳政策與激勵政策相結合、重視人才培養。徐雙軍等［6］從碳排放、市場、政策解析綠色產業高質量發展必要性，對發展現狀、發展瓶頸、發展前景和發展路徑四方面進行研究，在建設機制系統性完善、激勵引導機制操作、協調聯動機制緊密性、宣傳推廣機制靈活性等方面，助力建筑領域的減碳和脫碳。以上學者對被動式超低能耗建筑發展阻礙因素研究較為全面，但對當前外部環境變化、政策實施細化、相關高新技術產業發展、高端與專業技術人才培養實施等方面缺乏綜合性研究。因此，本研究運用PEST模型從政治、經濟、社會、技術等方面分析超低能耗建筑發展環境，應用波特鉆石模型分析被動式超低能耗建筑發展的制約因素，最后提出推進河北省被動式超低能耗建筑發展的相關建議。

1 超低能耗建筑發展環境分析

1.1 PEST模型構建

PEST主要用于行業和企業的宏觀因素分析，從外部環境分析對企業所產生的影響。目前PEST分析法在房地產市場開發及建筑業發展現狀研究中應用也較為廣泛。本研究結合河北省被動式超低能耗建筑發展實際，系統分析政治、經濟、社會、技術因素，構建相應的PEST模型如圖1所示。

圖1 河北省被動式超低能耗建筑PEST模型

1.2 宏觀環境分析

1.2.1 政治環境。

①國家政策。在國際大環境背景下，特別是俄羅斯與烏克蘭戰爭對我國能源產生了一定的沖擊，能源危機已成為國際問題。目前，我國還是能源消耗大國，高消耗、高污染問題未能從根源上解決。據《2021年中國建筑能耗與碳排放研究報告》顯示，2019年建筑全過程碳排放總量占全國碳排放的比重為49.97%，“碳達峰，碳中和”目標的提出，建筑業發展以此為目標，極力營造“恒溫、恒濕、恒氧、恒靜、恒潔”健康舒適的居住環境。《“十四五”建筑節能與綠色建筑發展規劃》明確具體目標，增加超低能耗、近零能耗建筑面積0.5億m2以上，裝配式建筑占當年城鎮新建建筑比例達到30%。《“十四五”建筑業發展規劃》指出加快建筑工業化、數字化、智能化水平等體系建立，使數字+BIM云服務平臺與區域管理體系在工程項目全壽命周期的全面推廣應用。在國家政策的大力支持下，河北省積極響應國家政策，因地制宜制定有利于本省被動式超低能耗建筑發展規劃，解決建筑業內（技術，人才等）瓶頸性問題，使其更加快速地發展。

②地方政策。積極響應國家政策，河北省率先建立并完善被動式超低能耗建筑標準體系。如《被動式超低能耗居住建筑節能設計標準》（DB13（J）/T 273—2018）、《被動式低能耗居住建筑節能構造》（DBJT 02-109—2016）、《被動式低能耗建筑施工及驗收規程》（DB13（J）/T 238—2017）、《被動式超低能耗公共建筑節能設計標準》（DB13（J）/T 8360—2020）、《被動式超低能耗建筑評價標準》（DB13（J）T 8323—2021）、《被動式超低能耗建筑節能檢測標準》（DB13（J）/T 8324—2022）等。河北省從節能設計、節能構造、施工驗收、評價標準、節能檢測等多方面制定相應標準為被動式超低能耗建筑創造了良好發展環境，同時也制定了2022—2025年每年被動式超低能耗建筑新開工面積增長率不低于10%的發展目標。從供給角度來看，政府新開工節能建筑面積的增加，擴大了開發商投資空間，投資力度加大。從需求角度來看，消費者對節能建筑認知程度加深，購買意愿增強。但供求兩方面增量的變化距離被動式超低能耗建筑的發展預期目標還相差甚遠。鑒于目前發展現狀，以上相關政策貫徹實施需進一步落實，執行力度還有待加強。

1.2.2 經濟環境。首先是宏觀經濟政策方面，受疫情的沖擊，積極財政政策也出現了波動。2020年我國預算赤字率達到了3.6%，但在2021年這一數據為3.2%，預算赤字率有所下降，經濟有所回轉。貨幣政策方面，疫情影響下，央行多次降調存款準備金率以穩定實體經濟和滿足融資需求，2022年金融機構平均存款準備金率為8.1%，大型銀行為9.75%、中型銀行為7.75%、小型銀行為5.0%，寬松貨幣政策下，市場資金更加充裕，房地產調控也開始邊際放松。符合條件的房地產項目，商品房預售條件、預售資金監管留存比例等將適度降低，對國企或大型房地產企業可提供資金保障，但也使波動中小型房地產企業資金鏈中斷。在各種宏觀經濟政策調整下，房地產市場回暖在望。其次是經濟發展水平方面。河北省以京津為發展中心，形成京津冀經濟發展帶，但目前人均GDP不到北京的1/3，在全國位居第27名；“京津冀協同發展”戰略的提出，很大程度上刺激了河北省經濟的發展，具體如圖2所示。從圖2可以看出，河北省人均GDP波動較大，尤其是2019年受疫情影響程度較深，但人均GDP與人均可支配收入總體呈上升趨勢。與我國南部各省相比，目前河北省經濟發展還較為緩慢，如在資源、工業、高新技術產業、人才培養等方面，這為加快建筑業轉型升級，逐步由傳統化向現代化轉變提供了相對適宜的發展空間。再次是經濟激勵方面，國家銀行對開發被動式超低能耗建筑項目實行貸款利息下調，稅率減免等經濟激勵提高了投資者對被動式超低能耗建筑的投資比重。另外，河北省在新技術、新工藝、新材料和新設備研發費用等方面享受國家稅前加計扣除優惠政策。再有，不同星級標準綠色建筑享有不同比例補助資金政策。不同層次、不同方法的經濟激勵措施對被動式超低能耗建筑快速發展起到了積極的推動作用。最后是城鎮化程度。城鎮化是一個地區經濟發展的體現，也是資源優化配置的結果。《河北省城鎮體系規劃（2016—2030年）》明確提出分期目標，到2030年常住人口城鎮化率達到70%。截至2022年末常住人口城鎮化率為61.14%，尚有8.86%的增長目標未實現。一方面，城鎮化發展為被動式超低能耗建筑提供了更廣闊的發展空間，提供了更有利的經濟、技術、人才等發展環境。另一方面，被動式超低能耗建筑將帶動相關產業升級，有利于減少環境污染等問題。

圖2 2016-2021年河北省人均GDP、人均可支配收入

1.2.3 社會環境。一是自然環境，河北省天氣較為干燥，多風，多塵，冬季寒冷持續時間長，供暖問題一直是河北省關注的重點。傳統建筑采暖形式已經不適合當今發展需求，被動式超低能耗建筑的出現能夠有效改善當地居住環境，其優點是使室內溫度始終保持在20～26℃恒溫狀態，濕度始終保持在40%～60%。河北省多塵天氣居多，被動式超低能耗建筑一定的防塵作用能夠達到人們較為理想的居住環境。二是價值觀念，目前河北省在城市公廁改造、建筑垃圾清理、生活垃圾分類等方面，已經上升到城市升級范圍之內，加快補齊城市小短板，提升城市品質效應，逐步向綠色生態城市發展。企業轉變傳統重利潤思維，更多地關注企業內部結構升級，以高新技術、相關產業鏈帶動企業經濟發展。企業發展取決于人們的需求，更多考慮公眾意識，消費者受疫情影響更加注重自然健康，追求人與自然和諧共生理念，具有現代化、簡介、樸實同時兼備節能減排、經濟適用的被動式超低能耗建筑符合了時代發展要求。

1.2.4 技術環境。一是關鍵技術研發方面，《河北省被動式超低能耗建筑產業發展專項規劃（2020—2025年）》明確指出，省內被動式超低能耗建筑關聯產業較大規模工企業有1 890家，其中22家企業的35種產品入選技術創新戰略聯盟產品選用備錄。河北省應結合自身優勢，重點發展被動式建筑關鍵材料被動窗、被動門、石墨聚苯板保溫系統、防水隔汽膜和防水透氣膜等。另外，河北省通過加強國內外科研機構合作，推動智能建造生產，提高勘察、設計、生產、檢測、運營等方面的專項技術能力。再有，目前河北省正在研究高效自然混合通風、充分利用自然采光、圍護結構智能調解技術和控制方法及城市能源系統優化，極力打造零碳社區。河北省無論是關鍵材料生產供給，還是高新技術研發方面皆為被動式超低能耗建筑發展提供良好的科技支撐。二是人才培養方面，專家庫的建立促進了河北省內整體被動式超低能耗建筑的發展，同時也拉開了各市的差距，出現發展不平衡等現象。河北省被動式超低能耗建筑第一批專家庫專家人數共285人，其中石家莊市64人，保定市44，衡水市54人、滄州市67人。第二批專家庫專家人有56人，專家人數方面石家莊和滄州占絕對的優勢，省內把重點傾向專家方面，對于專業技術人員的培養有所欠缺。被動式超低能耗建筑關鍵技術很大程度上依賴國外專業人員，獨立完成項目的能力方面還有欠缺。三是相關產業鏈研發方面，河北省進行“一區三基地多支撐”產業布局，打造全產業鏈。“一區”為雄安新區示范區，“三基地”為石家莊示范基地、保定示范基地、唐山示范基地。“多支撐”為整體產業鏈為基礎、細化分解、技術服務（石家莊）、集成系統（高碑店）、建材研發生產（大成、任丘、廣平、沙河、承德雙灤等）產業集群鏈。各行業都是全產業鏈的一部分，但各行業之間協同合作缺少信息平臺，導致信息傳遞不及時等。四是智能建造技術應用方面，目前對于智能建造技術在建筑領域使用逐漸推廣開來，智能建造技術包括：人工智能、云計算、物聯網、BIM等技術，對工程項目建設不同階段難點利用不同技術手段優化處理［7］。但智能建造技術在我國發展相對較晚，很多核心技術多借鑒外國經驗，工程建設所遇重點難點問題需聘請外國專家支持，實際運用在被動式超低能耗建筑方面有一定阻礙。另外，工程項目建設全部使用智能建造技術造價成本較高，真正使用在被動式超低能耗建筑的技術少之又少，并未得到全面的推廣。隨著科技發展，智能建造技術將會不斷完善，在建筑領域得到廣泛推廣。

2 波特鉆石模型（Michael Porter Diamond Model）構建

2.1 波特鉆石模型構建

結合河北省被動式超低能耗建筑發展實際，構建相應的波特鉆石模型如圖3所示。

圖3 波特鉆石模型

2.2 制約因素分析

2.2.1 政策。

①認證標準體系。與國外相比，我國被動式超低能耗建筑發展相對較晚，認證標準體系很多借鑒外國經驗，各省在借鑒的同時也應有創新因素。河北省雖然發展較早、速度快，但在快速發展過程中仍然面臨很多困難。一是被動式超低能耗建筑認證標準體系有待健全，受地理位置、經濟水平、技術創新、建材研發等影響認證標準體系差異化。二是相關政策的發布及強制性政策的推廣實施，并未得到很好落實，目前應在各省、各區域建立政策保障制度，加大政策落實考核制度，對不同區域進行系統化考核。

②激勵政策。目前河北省被動式超低能耗建筑激勵政策方面尚有欠缺，也在不斷地改進完善。如增加采用墻體節能保溫等技術的建筑面積，給予一定比例獎勵，增加的建筑面積將不計入項目容積率核算。被動式超低能耗建筑中未預留或預留但未使用的集中供熱設施，將免除房屋供熱空置費。2021年印發的《石家莊市建筑節能補助專項資金管理辦法》中規定：不同星級綠色建筑項目采取不同補助標準。相對不足之處，一方面是獎勵政策注重在減稅、免稅、補貼等，牽涉激勵范圍和形式內容較為狹窄；另一方面是獎勵政策從制定到實施是多方參與配合執行，才能形成完整的獎勵政策體系。

2.2.2 產業自身與產業內相關企業。

①產業自身。首先，被動式超低能耗建筑產業自身發展面臨關鍵技術節點問題，如外墻圍護結構保溫技術，不同于傳統建筑保溫，如維護結構氣密性，要求更高。目前聚苯板（EPS板）和緊固卡件是被動式超低能耗建筑常采用的超強保溫材料，兩者之間連接尤為重要。對于門窗洞口與管道洞口氣密性也是整體保溫系統施工關鍵點之一。對于每道工序的施工都需按照夏熱冬冷地區被動式超低能耗建筑綠色建筑施工的標準施工、驗收［8］。其次，BIM技術與產業融合，BIM技術在傳統建筑使用較為廣泛，在被動式超低能耗建筑中使用還不夠成熟。如建筑性能模型分析，Rhino環境運行下，加入Grasshopper可視化編程語言，利用多種組件進行輔助建筑設計和建筑環境分析。利用Lad-ybug Tools組件對建筑能耗和自然采光進行模擬［9］。

②產業內相關企業。被動式超低能耗建筑相關企業有科研機構、工程技術研發中心、專業人才培訓企業，高新技術管理企業等。相關企業整體表現為相關專業技能人才短缺、專業技能不過硬、參與積極性不高和創新潛力差等現象，歸根結底是人才資源作為重要生產要素的缺失問題。分析專業人才匱乏原因，一是超低能耗建筑對管理人員、設計、施工專業化水平要求高。二是相關產業培訓的企業與科研機構相對較少，獨立研發和完成項目的能力弱。三是國家激勵政策注重鼓勵投資者與技術研發，專業人才培養激勵不足。

2.2.3 相關產業與支持性產業。

①相關產業。被動式超低能耗建筑發展離不開相關產業的支撐，相關產業牽涉領域廣泛，不僅涉及技術和專業人才，還包括智能光伏產業、相關軟件開發產業等。被動式超低能耗建筑與智能光伏產業融合創新更是市場新需求，智能光伏與智能信息技術相結合提升了節能創新水平，加快綠色低碳進程。物聯網、建筑、大數據、3D技術等相結合，一方面能夠建立物與物之間關聯，采集相關信息快速做出感應與反饋。另一方面能夠掌握整個工程項目薄弱環節，進行加固升級。

②支持性產業。產業創新平臺的研發需多個機構聯合，國家科研機構、企業研發機構、高校實驗機構等將是被動式超低能耗建筑發展的核心力量，從技術、綠色建材、軟件開發、人才輸入等各方面注入新的血液。而“超低能耗建筑產業發展扶持基金”的設立，一定程度上緩解了研發、推廣、應用等資金不足問題。受疫情影響，被動式超低能耗建筑資金融資方面不容樂觀，目前河北省正鼓勵積極創新金融產品和服務，加大投資力度和渠道。政府、社會、企業各種途徑積極宣傳支持產業發展，解析被動式超低能耗建筑的成功案例，制定示范體驗項目，產生良好宣傳環境。

2.2.4 機會。目前國家正對城鎮化大力改造，房地產業發展再次迎來新的高潮，目前所改造項目多數在原有建筑物基礎上進行改造，在土地緊張局勢下，新建筑物面積有限，但在原有建筑物基礎上改造使其有了更大的發展空間。同時，雄安新區規劃建設、北京城市副中心、大興國際機場等改造升級和配套建設，釋放更大規模節能建筑市場，使河北省有了更多的發展機遇。

2.2.5 生產要素。人才培養、技術研發、機械升級等全面協調發展。人才培養方面，目前被動式超低能耗建筑生產要素必不可少的還是人才，人作為高級生產要素，并不能完全被初級生產要素所取代，在整個生產要素中發揮著重要作用［10］。受疫情影響，不僅技術管理人員缺乏，現場工作者也是供不應求。技術研發方面，“互聯網+”技術的全面推廣應用，貫穿整個工程項目階段，尤其是在運行階段，如智慧照明、自動空調系統、智能預測報警系統等，目前還未達到成熟階段，這也將是未來發展的趨勢。機械升級，對機械安裝外置系統，如挖掘機安裝GPS、攝像頭、傳感器、外控操作系統等與相應軟件結合，打造自主機器操作，提高工程效率、安全性能、節省成本。

2.2.6 需求條件。被動式超低能耗建筑的優點被越來越多的人所熟知，高效節能、健康舒適的居住環境也是人們所追求的目標，需求會逐漸增加。一方面，消費者價值觀念的轉變，低碳行為的倡導，環保節能已深入到人們自覺意識當中。另一方面，人們收入增加，有一定的經濟承受能力，政府給予消費者購買綠色建筑補貼優惠，二者共同促進了需求條件的產生。但現狀是消費者未充分了解被動式超低能耗建筑的優點，未能切實感受到節能和舒適度，影響了消費需求。

3 河北省超低能耗建筑發展建議

3.1 健全綠色建筑標準體系

首先，健全綠色建筑法規標準體系，以“碳達峰”“碳中和”作為綠色發展目標，完善建筑節能與綠色建筑法律法規，尤其是制定詳細的被動式超低能耗建筑發展規劃，鼓勵各地因地制宜，制定高水準、切實際的綠色建筑地方標準。其次，加強各部門（住房和城鄉建設部、發展和改革委員會、財政、稅務、科技、教育等）的溝通，從規劃、標準、資金、稅收、價格、技術、人才等全方位進行支持。最后，完善全國綠色建筑標識認定管理系統，提高綠色建筑標識認定和備案效率。

3.2 加強科技創新驅動，提高施工技術水平

加強科技創新驅動戰略，建立以市場為導向的綠色建筑與高新技術相融合創新體系，推動互聯網、大數據、人工智能、BIM技術、先進制造與超低能耗建筑深度融合。加快綠色建筑高新技術創新成果實施，產業、學業、科研相結合，從而提高科技創新成果對綠色建筑產業發展貢獻率。提高施工技術水平，施工和管理人員進行培訓上崗，學習新標準、新工藝、新材料等。同時積極學習國外經驗，通過外出考察或邀請國外專家講座等方式進行學習。

3.3 相關產業鏈研發

以被動式超低能耗建筑為核心，形成以上游生產、中游建造、下游運維的全產業鏈條。加強產業鏈薄弱環節，如加強上游生產產業（結構、裝飾、專用）材料的研發力度，加快產業技術升級。加強中游建造產業（技術服務、人才培養）支持力度，增加智能建造BIM技術、物聯網技術、3D打印技術等的使用廣度和深度，轉變專業人才培養方式，從研發、勘察、設計、監理、施工、運維、垃圾回收等方面培養全方位專業人才。加強下游運維產業（智慧運維、靜脈產業）創新力度，結合河北省自身特點，積極進引進國內先進物業服務企業，打造具有特色的現代化物業服務體系，積極借鑒國外發展經驗，從綠色建筑垃圾的回收到再生產利用，進行細致化分解，做到利用最大化。

4 結語

在國家“碳達峰、碳中和”大背景下，綠色建筑已是大勢所趨，被動式超低能耗建筑、零能耗建筑將是河北省建筑行業的發展方向和目標。被動式超低能耗建筑不僅極大節約了能源的使用，也使人們從能源消耗者轉變為能源需求管理者，改變了能源消耗結構模式，使整個領域結構進行調整。在未來的十幾年內，政策制定者、科研人員、具體實施者等應根據時代變化，積極探索制定出既符合國家節約能源要求，又符合時代變革需求的低碳目標方案，由點到面，逐漸走向成熟，最終實現“雙碳”目標。