基于SEM的綠色建筑增量成本影響因素分析

孫玉峰 ,謝又妍,郭 碩 ,楊瑤瑤,王乃正

(山東工商學院 a．煤炭經濟研究院;b. 管理科學與工程學院 ,山東 煙臺 264005)

預防與風險控制、復雜系統管理與決策等,(電子信箱)sunyufengyt@ 126.com。

“十四五”是我國2030年實現碳達峰、2060年實現碳中和目標的重要時期。據相關資料表明,截至2020 年,我國既有建筑約為800億m2,二氧化碳排放占全國碳排放的比重達到 50%,能源消耗占全國能耗總量的比例約為47%[1]。同時,隨著我國新型城鎮化進程的推進,綠色建筑應運而生,在全生命周期內可以最大程度地節約資源、保護環境、減少污染,為減少建筑在建造和運行時的能源消耗和污染物排放提供了有效的解決措施。因此,綠色建筑作為節能減排的重要手段有著廣闊的發展前景。由于綠色建筑在我國起步較晚,從大眾認可度來說相對傳統建筑仍然處在劣勢。同時,研究表明,綠色建筑的成本是影響其發展的第一關鍵因素[2]。因此,對綠色建筑增量成本進行研究,分析其關鍵影響因素,對綠色建筑的推廣和綠色建筑項目的成本管理都是必不可少的。

目前,我國學者關于綠色建筑增量成本研究主要集中在對綠色建筑增量成本效益的分析、增量成本的構成以及相關影響因素的探討,已有結論表明,增量成本的有效控制對于綠色建筑在我國的長遠發展至關重要。關于增量成本效益分析,李一紅運用系統動力學理論對綠色建筑全生命周期的增量成本效益進行估算[3]。朱昭等利用價值工程理論從社會、經濟、環境三個角度構建了綠色建筑節能增量成本效益評價模型[4]。王建廷等從消費者需求視角出發探討了綠色建筑增量成本對消費者帶來的直接與間接效益以此構建消費者的貢獻決策模型[5]。韓亞坤等通過增量成本與增量效益比結合增量投資回收期構建經濟評價指標體系對綠色建筑節能技術經濟性進行評價[6]。關于增量成本構成的研究,馬素貞等將綠色建筑增量成本定義為由咨詢成本、認證成本以及綠色建筑技術增量成本[7]。佘渝娟等從全生命周期的角度分析了增量成本的構成并提出相應的隱形成本作為補充[8]。翟博文等通過作業成本法對各個階段的因綠色技術產生的新增作業進行分析從而得出增量成本各個階段的構成因素[9]。關于增量成本影響因素研究,孫大明和邵文晞關于社會公眾對綠色建筑增量因素成本的認知差異形成原因進行了分析,在此基礎上針對國家規范對增量成本的影響進行了討論[10]。王彥玉等依據國內外綠色建筑評價標準探討了評價標準對綠色認證項目增量成本的影響[11]。柴徑陽等討論了綠色技術、區域建筑節能標準、政策補貼差異三個因素如何對綠色建筑增量成本產生影響[12]。錢經等從綠色建筑全生命周期分析了增量成本各個階段的構成和對應的影響因素[13]。

綜上所述,當前關于綠色建筑增量成本的研究已經有了豐富的成果,關于增量成本的定義范圍的討論從單一的綠色技術、前期的咨詢成本和認證成本拓展到了全生命周期,對于增量成本帶來的效益評價一般從政府、開發商、消費者視角出發,評價內容上也日益完善,從直接的經濟效益拓展到了間接的環境、社會效益。但關于增量成本影響因素的討論更多的是定性分析,并且關注的階段多集中于單一視角,例如技術、政策、經濟,忽略了全生命周期各個階段因素對增量成本的影響。因此,在現有研究的基礎上以綠色建筑全生命周期的視角出發通過結構方程模型識別出影響綠色建筑增量成本各階段的關鍵因素,并提出相應對策建議,為綠色建筑增量成本管理提供參考依據。

一、增量成本定義與影響因素識別分析

綠色建筑全生命周期成本產生于決策、設計、施工、運營、報廢拆除五個階段,我國目前關于綠色建筑增量成本的定義是綠色建筑在項目建設過程中為了達到符合現行的綠色建筑評價標準規定的綠色星級目標而產生的與傳統建筑相比額外的成本增加額,并且由于綠色建筑報廢拆除階段費用與傳統建筑相差不大在此不做考慮[8]。因此,針對綠色建筑的前四個階段對綠色建筑增量成本影響因素進行分析。通過對現有文獻的梳理歸納結合綠色建筑各個階段產生的增量成本內容對影響增量成本的因素進行識別。決策與設計階段增量成本包括咨詢成本、認證成本,施工階段包括節地、節能、節水、節材、室內環境質量的綠色技術增量成本,運營階段包括對綠色建筑后期進行管理、維護、運營產生的費用。

因此,基于以上對增量成本的定義和內容識別,通過梳理既有關于綠色建筑以及增量成本的相關文獻,在此基礎上按照全生命周期的決策、設計、施工、運營四個階段進行分類,識別了綠色建筑全生命周期的增量成本影響因素,并對各個階段的影響因素進行了如下分析,識別結果如表1所示。

(一)決策階段因素

決策階段主要的工作內容是通過可行性研究對擬建綠色建筑項目的可行性以及必要性進行分析,選擇合適的建設方案。在決策階段要明確項目目標以及對項目實施的社會、經濟、自然環境進行調研。在這個過程中相關政策法規、綠色建筑項目星級定位、可行性研究開展時間和充分程度會對項目的增量成本產生影響。根據國內不同地區針對綠色建筑實行的規范標準可知相關政策法規對于綠色建筑的發展以及成本控制具有重要的引導作用。首先,不同地區關于綠色建筑的評價標準會導致綠色建筑成本投入高低的差異,例如不同省市推出的節能標準存在65%和50%的差異[10];其次,各地為了鼓勵綠色建筑的發展會制定相應的補貼政策[14],例如,山東省對獲得星級設計標識的建筑由低到高依次獎勵15元/平方米、30元/平方米以及50元/平方米,湖北省按照總面積給予容積率獎勵。綠色建筑根據滿足評價標準的程度可以以劃分為一星級、二星級、三星級三個水平。綠色建筑項目由于星級定位不同會帶來相應的增量成本的增加,依據相關研究統計,由一星級到三星級單位造價存在明顯提升,分別為103元/平方米、207元/平方米以及360元/平方米[10]。綠色建筑的可行性研究開展的時間早晚和深度決定了對綠色要求的明確程度,從而影響項目后期的一系列的設計、施工工作,造成后續由于工程變更帶來的增量成本增加[15]。

(二)設計階段因素

設計階段主要是根據決策階段確定的目標,對場地與環境進行充分調研,通過與項目相關方反復地溝通和不斷地修改給出最后的設計方案[16]。在這個過程中設計可施工性、設計方案費用、綠色設計創新、現場調查的充分程度會對項目的增量成本產生影響。由于綠色建筑自身的復雜性,項目本身對于設計方案質量的要求較高必然會引起設計方案費用的增加,例如,與傳統建設項目相比,綠色建筑需要有專門的評價機構對設計方案中的關鍵技術進行仿真模擬,因此會產生額外的模擬費用[4]。在設計階段,現場調查的充分程度影響設計方對項目的了解程度,決定了設計方案是否符合綠色建筑因地制宜的建設要求和設計方案是否滿足項目的需求。為滿足項目需求的設計的可施工性以及由于相應的綠色要求包含的綠色設計創新會為后期項目的實施帶來相應的增量成本風險。

(三)施工階段因素

施工階段的主要內容是根據設計圖紙采用綠色施工技術和綠色施工方式完成對綠色建筑實物的建設工作,施工過程要符合綠色建筑全生命周期內保護環境、與自然和諧共生的理念,減少對周邊環境的影響和避免材料資源的浪費。在這個過程中綠色建材、設備的價格、綠色目標變更、有綠色建筑經驗的從業人員、綠色建材和設備性能、綠色施工技術會對項目的增量成本產生影響。在施工階段綠色建筑增量成本來源于節能、節地、節水、節材、室內環境質量項目的實施,綠色施工技術與綠色建材設備貫穿在以上項目的整個建設過程中,因此,綠色施工技術的選用是否結合項目實際需求選用,避免出現因為技術過剩導致的資源浪費以及由于技術不能滿足工程需求導致重新返工的情況對項目的成本控制有著重要影響。由于市場波動引起綠色建材的設備價格的變化、因為綠色目標變更帶來的工程量增加以及綠色建材設備由于性能不穩帶來的返工都會引起相應的成本增長。有綠色建筑經驗的從業人員分為施工人員與管理人員,兩者的水平會對綠色建筑的成本產生影響。

(四)運營階段因素

運營階段的主要任務是運營方在業主使用運行過程中通過各種技術手段對建筑進行維護與管理,從而達到項目的預期目標。在這個過程中業主的環保意識、綠色建筑的性能穩定性、物業公司的運營經驗、使用過程的必要升級會對項目的增量成本產生影響。在綠色建筑后期的運行過程中主要的參與主體分別為業主與物業管理公司,在運營階段綠色建筑是否可以達到運行目標需要兩者的相互配合。例如,在運營階段的綠色措施包含垃圾管理,需要用戶配合分類投放垃圾以便于后續處理[17],業主作為綠色建筑的使用者,自身的環保意識在一定程度上影響了建筑后期的運行效果。物業公司作為綠色建筑運營期的主要維護者和管理者自身的管理經驗的豐富程度和維護方式影響了建筑的運行效果從而對增量成本的控制產生影響。同時,在運營階段,由于建筑自身運行性能的穩定性以及使用過程中由于業主需求變化或者建筑功能提升引起的建筑自身使用過程中的必要升級都會導致由于建筑施工、施工管理等造成的增量成本增加。

二、結構方程模型及數據分析

(一)研究假設及理論模型

根據綠色建筑增量成本的特點和建筑全生命周期的概念,把綠色建筑全生命周期增量成本劃分為決策、設計、施工和運營四個階段,分析這四個階段對增量成本的影響。并提出如下假設。1.增量成本存在于綠色建筑全生命周期的各個階段,說明各個階段均存在會對增量成本產生影響的因素,因此假設: H1:決策階段影響因素對綠色建筑增量成本具有正向影響;H2:設計階段影響因素對綠色建筑增量成本具有正向影響;H3:施工階段影響因素對綠色建筑增量成本具有正向影響;H4:運營階段影響因素對綠色建筑增量成本具有正向影響。

2.綠色建筑的實施起始于決策階段的決定內容,包括項目的定位以及具體的綠色要求。綠色建筑的評價標準針對綠色建筑的星級定位包括對于運營管理的評價,設計階段的方案取決于決策階段的需求,說明決策階段對設計階段存在正向影響,施工受到設計方案的影響,施工階段建筑的建造質量也會影響運營階段的建筑運行效果,因此假設:H5:決策階段影響因素對設計階段具有正向影響;H6:決策階段影響因素對運營階段具有正向影響;H7:設計階段影響因素對施工階段具有正向影響;H8:施工階段影響因素對運營階段具有正向影響。

基于以上假設,在已有研究的基礎上初步建立了關于綠色建筑增量成本的理論模型如圖1所示。

圖1 綠色建筑增量成本影響因素理論模型

圖2 一階驗證性因子模型

(二)樣本分析

基于所識別的影響因素設計問卷進行調查,采用李克特五級量表對各因素對增量成本的影響程度進行評價,其中1代表沒有影響,5代表有特大影響,從1到5表示影響程度的以此遞增。本次問卷調查發放了300份,對相關從業人員進行發放問卷,剔除不合格問卷,回收225份,有效回收率為75%。

(三)信效度分析

為了確保收集到的問卷數據滿足后續的分析要求需要對問卷進行信效度分析。信度分析是指對問卷調查結果的一致性進行測量,確保所收集數據的可靠程度,一般采用Cronbach α系數對進行檢驗,一般結果滿足Cronbach α系數>0.7就說明數據滿足信度分析要求。效度分析是指檢驗問卷調查結果對所測量問題反映的準確程度,效度檢驗通過內容效度以及結構效度兩部分進行檢驗,利用探索性因子分析對結構效度進行檢驗,各測量變量的因子載荷量均大于0.5則滿足結構效度的要求。在對效度進行檢驗之前,需要通過KMO和巴特利球體檢驗來確保問卷數據是否適合進行效度檢驗,要滿足KMO值>0.5,巴特利球體檢驗值<0.05的要求才可以進行下一步的因子分析[15]。本問卷的量表題項識別建立在已經過檢驗的文獻基礎上,因此認為具有較好的內容效度。本研究采用SPSS 25.0對收集到的調查問卷以及測量量表進行檢驗,檢驗結果為,總量表Cronbach α系數為0.823,KMO值為0.815,巴特利球體檢驗值為0.000,以上檢測結果符合進行信效度檢測要求。同時,各測量變量因子負荷量均滿足大于0.5的結構效度要求,結果見表2。因此,檢驗結果表明本次問卷符合要求,可以以此為依據進行下一步的數據分析。

三、結構方程模型分析

(一)結構方程模型檢驗

通過AMOS軟件對綠色建筑增量成本的影響因素構成的一階測量模型進行擬合度檢驗以及對上文所提出的假設進行檢驗。在對模型進行擬合度檢驗之前需要先進行違反估計檢測,確保滿足不存在負誤差項變異、標準化系數超過0.95、才可以檢驗模型適配度[18]。由分析結果可知,不存在負誤差項,標準化系數在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,各項指標均滿足擬合標準,模型擬合度良好,以上說明模型整體建立合理,符合進行下一步分析的要求。

模型潛變量參數估計結果如表3,由各個路徑系數以及p值滿足小于0.05的顯著性檢驗要求,可知假設檢驗成立,各個潛變量之間相關系數較高,表明了四個潛變量之間有可能存在共同的二階影響因素,因此,建立二階模型進行下一步分析。

根據一階模型的分析結果結合問卷數據將高階的共同影響因素設定為綠色建筑增量成本,構建二階模型來分析四個階段與增量成本之間的聯系。二階模型驗證性因子模型見圖3,模型擬合結果為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,各項指標均滿足擬合標準,模型擬合度良好。

圖3 增量成本影響因素二階模型

(二)模型結果分析

根據以上一階及二階模型的計算結果可知,模型擬合結果滿足標準,各項假設成立,可以根據路徑系數結果對四個潛變量之間的關系以及其對綠色建筑增量成本的影響進行下一步的討論,同時,為了更明確地探討決策、設計、施工、運營階段以及16個影響因素在各個階段對增量成本的影響,使用加權平均法計算其權重[18]結果見表3。

表3 各級影響因素計算結果

1.決策階段、設計階段、施工階段以及運營階段對增量成本的影響權重分別為0.3323、0.2491、0.2127、0.2060,對增量成本的影響程度排序為決策>設計>施工>運營。增量成本的降低需要對這四個階段進行控制,決策和設計兩個階段尤為重要。

2.決策階段對設計階段的影響程度為0.68,呈正相關,說明決策階段對設計階段存在影響,例如,綠色建筑的星級定位決定了設計方案的內容,可行性研究的開展時間以及完備程度影響了設計方案完成的質量。因此,要重視前期的決策階段,從而減少設計階段增量成本的產生。

3.決策階段和施工階段對運營階段的影響程度為0.31和0.35,呈正相關,說明決策階段和運營階段對于施工階段存在影響。例如,決策階段對綠色建筑的星級定位影響后期運營的難度。施工階段綠色建材與設備的性能會影響綠色建筑后期運營的性能穩定性。因此,要提高前期的工作完成質量以此減少后續運營階段的增量成本。

4.設計階段對施工階段的影響程度為0.41,呈正相關,說明設計階段對施工存在階段影響,例如,綠色建筑設計方案的可施工性以及綠色設計創新影響了施工階段所使用的材料以及技術,合理的設計方案可以有效地節約建材,采用適當的綠色技術以免造成資金浪費。在設計階段應該做好現場調查,加大投入力度,確保不會影響后續施工,產生多余增量成本。

對各階段的分析如下:

第一,在決策階段,相關政策法規以及綠色建筑項目星級定位影響較大,影響權重分別為0.3658和0.3422。建筑的星級定位依照星級對綠色建筑的要求依次提高,不同地方的政府針對當地綠色建筑的評級有不同的評價指標以及相應的扶持補貼。因此,在決策階段應該明確目標,結合實際情況,制定合理的項目計劃,避免后續由于定位不合理造成不必要成本的產生。

第二,在設計階段,設計可施工性以及現場調查的充分程度影響較大,分別為0.2902和0.2566。對施工現場進行充分調查可以促進設計方案質量的提高,合理的設計方案的有利于確保建筑成果的質量,避免后續的返工以及減少成本的產生。

第三,在施工階段,綠色建材、設備的價格以及綠色施工技術影響較大,分別為0.2459和0.2247。由于我國綠色建筑剛剛興起,大部分施工方對于綠色建筑的認知還不完善,綠色施工技術的采用仍然會帶來較高的成本和風險,并且由于綠色建材市場對應的綠色建材、設備市場價格波動也會提高綠色建筑的增量成本。

第四,在運營階段,物業公司的運營經驗和綠色建筑的性能穩定性影響較大,分別為0.3177和0.2437。由于綠色建筑的概念剛剛興起和由于其自身的特殊性加大了后期運營的難度,與傳統建筑相比,物業公司后期的維護會產生相應的增量成本。

(三)對策與建議

1.完善政策法規,明確項目定位。綠色建筑在我國還處在發展階段,政府應該充分發揮自身的引導作用,根據當地自然氣候環境情況制定合理的綠色建筑評價標準,并且企業作為項目的執行者的積極性收到高增量成本的制約[3],因此政府在確保評價規范正確可行的同時也要制定相應的扶持政策來提供財政支持,減輕企業資金壓力。同時,發揮市場監督者的職能,完善綠色建筑相關的法律法規,為綠色建筑的發展提供法律支撐[19]。由于綠色建筑的完成難度會隨著星級定位的提高,建設方應該在項目初期盡早開展可行性研究工作來了解市場行情和明確綠色要求,根據實際市場需求和自身的資金情況明確建筑目標,避免由于盲目追求星級標準導致脫離實際產生不必要的成本支出。

2.提升設計水平,確保設計方與其他參與方的溝通。由于綠色建筑的概念在我國發展 時間較短,設計方對綠色建筑認識不足,因此容易導致設計方案質量不符合預期要求。 設計方應該通過學習優秀設計案例,加深對綠色建筑的認識,同時與全生命周期各個參與方做好溝通,及時與業主方溝通明確綠色需求避免后期的工程變更,與施工方的溝通基于實際的施工技術水平確保設計方案的可施工性,同時做好現場調查,根據項目目標和實際情況做出可行合理的設計方案。同時,采取集成設計替代傳統的項目交付程序來彌補由于綠色建筑項目各參與方自身專業的不同和維護自身利益導致的信息傳遞障礙[20]。

3.合理選擇綠色技術,提高綠色施工技術水平。施工方應該結合自身施工水平和項目綠色需求選擇經濟可行的綠色施工技術。注重企業內部工作人員綜合素質的提升,定期對施工人員組織綠色建筑施工知識學習和技術培訓,要求技術人員總結施工經驗逐步提高綠色技術施工水平,鼓勵管理人員通過加強對現有綠色建筑經典案例的學習來提高對綠色建筑的認識。做好工程建設中的進度控制、質量控制、成本控制、合同管理、職業健康安全與環境管理以及信息管理,確保建設項目的順利實施。政府方面應該鼓勵支持綠色建材、設備的市場發展,形成穩定的綠色產業鏈減少由于供求變動造成的價格波動,同時,應該建立科學的市場監管機制,確保綠色產品的質量。

4.學習先進經驗,做好驗收工作。我國目前傳統的物業管理模式只注重例如安保、清潔的基礎功能[20],關于綠色建筑后期運營的關注較少。在綠色建筑運營階段增量成本的產生主要來源于綠地管理、垃圾處理以及智能化管理系統等[9],物業公司的管理水平很大程度的影響了這些成本的支出。運營方應該明確綠色建筑與傳統建筑維護的不同,積極學習綠色建筑運營知識積累管理經驗。在綠色建筑竣工階段應該加強驗收考察,避免后續因為質量原因造成的返工,造成不必要的增量成本的產生。目前,我國獲得綠色建筑設計標識的項目并沒有強制要求獲得運行標識,導致了運營階段的管理失衡,政府應該制定合理的針對全生命周期的綠色建筑評價標準,通過政策引導社會對綠色建筑運營期的重視[21]。業主方作為綠色建筑后期的使用者在享受綠色建筑帶來的舒適環境的同時要積極配合物業公司的管理制度,提高環保意識,保證綠色建筑運行目標的完成。

綠色建筑在我國的普及發展在帶來減少碳排放的環境效益之外,也會產生相應的經濟效益與環境效益。由于在建設過程中采用了相應的綠色技術在全生命周期內會節省相應的資源費用,例如,節地項目節省了土地購置費,節能項目節省了后期使用過程中的電費和取暖費會帶來經濟效益。綠色建筑帶來的舒適環境提升了使用者的生活質量以及社會的環保意識的提高從而產生社會效益。因此,綠色建筑從長遠來看符合當下社會可持續發展的理念,有利于提高使用者的生活質量。增量成本控制是我國推廣綠色建筑的關鍵一步,因此針對我國綠色建筑增量成本影響因素的討論尤為重要。基于影響因素的識別結果通過結構方程模型對綠色建筑全生命周期的四個階段之間的關系以及其對增量成本的影響進行討論,得出如下結論:各個階段對于綠色建筑增量成本的影響程度依次為:決策>設計>施工>運營。相關政策法規、綠色建筑項目星級定位、設計可施工性、現場調查充分程度、綠色建材及設備價格、綠色施工技術、物業公司的運營經驗、綠色建筑的性能穩定性分別是各個階段應該重點關注的影響因素。