建筑節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建研究

摘要：隨著建筑節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量的增加，標(biāo)準(zhǔn)之間的統(tǒng)一性差、協(xié)調(diào)性差，以及標(biāo)準(zhǔn)之間的重疊、交叉、矛盾等問題逐步凸顯。為規(guī)范建筑企業(yè)節(jié)能減排行為，促進(jìn)建筑節(jié)能減排工作規(guī)范發(fā)展，迫切需要建立一套先進(jìn)、科學(xué)、指導(dǎo)性強(qiáng)的建筑節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)體系。結(jié)合建筑的節(jié)能減排特點，以系統(tǒng)工程學(xué)理論為基礎(chǔ)，采用霍爾三維結(jié)構(gòu)模型，綜合現(xiàn)有體系的建立方法，解決現(xiàn)有建筑節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)存在的問題，構(gòu)建建筑節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)體系。該體系為制定有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)提供了理論基礎(chǔ)和指導(dǎo)原則。

關(guān)鍵詞：建筑節(jié)能減排；標(biāo)準(zhǔn)體系；霍爾三維結(jié)構(gòu)模型；系統(tǒng)工程理論

0 引言

根據(jù)英國石油公司（BP）發(fā)布的《世界能源統(tǒng)計年鑒2023》，2022年全球一次能源需求增速將有所放緩，整體增速較2021年有所回落，而中國一次能源消費增速雖低，但占比仍較大。2020年建筑領(lǐng)域的能源消耗占我國總能源消耗的45.5%^［1］lt;。此外，中國生態(tài)環(huán)境部統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2022年我國工業(yè)固廢總量達(dá)41.1億t，廢水污染物排放總量達(dá)到2677.8萬t，累計排放廢氣污染物已達(dá)2198.7萬t^［2］。因此，我國有建筑節(jié)能減排的需求強(qiáng)烈。如何促進(jìn)建筑節(jié)能減排，為綠色生態(tài)文明建設(shè)獻(xiàn)計出力，為實現(xiàn)“雙碳”助力，推動建筑領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展，是我國當(dāng)前迫切需要破解的一道難題。

為推進(jìn)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會建設(shè)，促進(jìn)生態(tài)文明發(fā)展，助力“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)，我國政府依據(jù)《中華人民共和國節(jié)約能源法》《中華人民共和國可再生能源法》《民用建筑節(jié)能條例》《建筑工程綠色施工評價標(biāo)準(zhǔn)》《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》等法律法規(guī)和有關(guān)規(guī)定，制定了多項基本法律法規(guī)和行政法規(guī)，并按照相關(guān)部門的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一規(guī)范和引導(dǎo)建筑企業(yè)實施節(jié)能減排措施。目前，我國已經(jīng)制定與建筑節(jié)能減排相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)近百項，如《民用建筑綠色設(shè)計規(guī)范》（JGJ/T 229—2010）、《節(jié)能建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50668—2011）、《建筑工程綠色施工評價標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50640—2010）。由于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量的龐大和標(biāo)準(zhǔn)適用的建筑活動的階段和領(lǐng)域的復(fù)雜性，標(biāo)準(zhǔn)分布雜亂，標(biāo)準(zhǔn)之間存在關(guān)聯(lián)性弱、不協(xié)調(diào)、矛盾和重復(fù)問題，因此，需要在管理和應(yīng)用兩個層面提供雙重規(guī)劃和指導(dǎo)，將建立合理的標(biāo)準(zhǔn)化體系作為“導(dǎo)線”，將建筑節(jié)能減排相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)地融入結(jié)構(gòu)，確保內(nèi)容有序合理，提高標(biāo)準(zhǔn)的實效性和落實率。《標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建原則和要求》中將標(biāo)準(zhǔn)體系定義為一定范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)按其內(nèi)在聯(lián)系形成的科學(xué)的有機(jī)整體。本文運(yùn)用此定義，首先，對現(xiàn)行的建筑節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)

行研究，對其中存在的問題進(jìn)行歸納，并將標(biāo)準(zhǔn)體系制定的方法通過文獻(xiàn)綜述的方式歸納總結(jié)；其次，運(yùn)用系統(tǒng)工程學(xué)理論，根據(jù)建筑節(jié)能減排的特點，以系統(tǒng)法為主，結(jié)合分類、過程法，制定出一套可靠、合理的建筑節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)體系。

建筑相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)均歸屬于工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體系。我國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體系龐大，按照行業(yè)可分為城鄉(xiāng)規(guī)劃、市政工程、房屋建筑等領(lǐng)域。目前，建筑節(jié)能相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)眾多，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系也較為成熟。但是技術(shù)層面的標(biāo)準(zhǔn)尚未全面覆蓋，并且行業(yè)與專業(yè)的分割導(dǎo)致了部分標(biāo)準(zhǔn)間存在不配套、不協(xié)調(diào)的問題^［3-4］。建筑減排相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)較少，并且尚未發(fā)現(xiàn)有與建筑減排相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)體系，因此亟須構(gòu)建一個全面、系統(tǒng)、科學(xué)的建筑節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)體系。

工程建設(shè)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建方法有分類法^［5-7］、過程法^［8-9］和系統(tǒng)法^{［8， 10］}等。申媛菲等^［6］運(yùn)用分類法將綠色建筑運(yùn)維評價標(biāo)準(zhǔn)分為4個層次，針對性強(qiáng)。何嘉欣等^［7］將建筑物廢棄物循環(huán)利用標(biāo)準(zhǔn)體系分為兩個層次，使體系更明晰。鄭丹等^［5］將標(biāo)準(zhǔn)分為基礎(chǔ)、通用和專用三大類，并按照先工程后產(chǎn)品、先國家后行業(yè)再地方的思路對其進(jìn)行排列。王金麗等^［9］應(yīng)用全生命周期理論，構(gòu)建了基于規(guī)劃建設(shè)、施工驗收、運(yùn)行維護(hù)等階段的配電系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。王勝杰等^［8］指出，氣象工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建可以有效地運(yùn)用系統(tǒng)工程方法論和過程管理理論。孫智^［10］總結(jié)了構(gòu)建工程建設(shè)體系的理論方法，包括一般原理、公共產(chǎn)品理論、系統(tǒng)工程理論和過程管理理論，并設(shè)計了六維空間結(jié)構(gòu)模型，從6個維度全面描述了體系構(gòu)建的過程。若運(yùn)用單一方法進(jìn)行建筑節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建，可能會導(dǎo)致體系混亂等問題，因此，本文采用以系統(tǒng)法為主、以分類法和過程法為輔的方式，進(jìn)行建筑節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建。

1 建筑節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)體系的特點

1.1 層次性

節(jié)能減排是通過引進(jìn)先進(jìn)的節(jié)能減排技術(shù)和科學(xué)的管理手段，逐步推廣和實施建筑層面的各種節(jié)能減排措施，在傳統(tǒng)的建筑模式上達(dá)到降低能耗、減少廢氣排放的目的。建筑節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)體系首先根據(jù)不同的研究目標(biāo)，分為建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)體系和建筑減排標(biāo)準(zhǔn)體系兩大類。其中，節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)體系主要針對建筑能耗方面；減排標(biāo)準(zhǔn)體系主要針對建筑廢棄物排放方面。建筑節(jié)能和減排標(biāo)準(zhǔn)體系顯示出不同層次的差異。建筑節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)體系根據(jù)性質(zhì)不同，可分為綜合層、通用層和專用層三個層次。

（1）綜合層。本層標(biāo)準(zhǔn)的研究目標(biāo)是整體的單體建筑。從建筑節(jié)能角度來看，它是針對單體建筑的整體進(jìn)行節(jié)能活動的一種分層節(jié)能活動。在建筑減排方面，其目標(biāo)是減少全部的單體建筑排放物。

（2）通用層。本層次標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)是建筑中某一特定部分或某一特定要素的集合，一般適用于某一特定對象在建筑中的共同標(biāo)準(zhǔn)。在建筑減排方面，某一排放要素是通用標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)。但在建筑節(jié)能方面，通用標(biāo)準(zhǔn)主要針對建筑能耗損失比較集中的部分開展節(jié)能活動。

（3）專用層。專用性標(biāo)準(zhǔn)是對通用標(biāo)準(zhǔn)中特定的標(biāo)準(zhǔn)化對象進(jìn)行補(bǔ)充或延伸，并根據(jù)構(gòu)成要素的內(nèi)容而制定的通用性標(biāo)準(zhǔn)的具體細(xì)化。通過進(jìn)一步分解通用層中某一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的手段、工具和流程等，細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)。例如《民用建筑太陽能光伏系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（JGJ 203—2010）在標(biāo)準(zhǔn)中屬于該層級別。

1.2 復(fù)雜性

按照分類方法，節(jié)能減排子系統(tǒng)根據(jù)不同的專業(yè)特征繼續(xù)被劃分為不同的子系統(tǒng)。復(fù)雜系統(tǒng)的特征表明系統(tǒng)內(nèi)部的各子系統(tǒng)之間、系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)之間及不同標(biāo)準(zhǔn)之間存在著復(fù)雜的相互關(guān)系，呈現(xiàn)出相互影響的局面。此外，系統(tǒng)理論認(rèn)為，建筑節(jié)能減排系統(tǒng)的總功能與各子系統(tǒng)的功能之和并不相等，表現(xiàn)為非線性關(guān)系。從總體上看，建筑節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)體系是一套復(fù)雜的標(biāo)準(zhǔn)體系。

數(shù)學(xué)符號可以借助于一般的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)理論，對標(biāo)準(zhǔn)化的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行抽樣的描述，使具有特定的結(jié)構(gòu)和功能的建筑節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)體系成為有機(jī)系統(tǒng)，還可以通過要素分析對體系進(jìn)行考察，從而理解不同成分的組成及其相互聯(lián)系情況。令A(yù)代表建筑節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)體系，其中，A₁代表建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)子體系，A₂代表建筑減排標(biāo)準(zhǔn)子體系。由兩個相互聯(lián)系的子系統(tǒng)A₁和A₂構(gòu)成A。可通過數(shù)學(xué)語言，以式子的形式表示為

式中，A為建筑節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)體系；W_a為各專業(yè)系統(tǒng)要素之間的關(guān)聯(lián)性。

綜合層的標(biāo)準(zhǔn)簇根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系的層級關(guān)系推導(dǎo)而出，即

式中，B為綜合層的標(biāo)準(zhǔn)簇，由建筑節(jié)能綜合標(biāo)準(zhǔn)簇B₁和建筑減排綜合標(biāo)準(zhǔn)簇B₂兩部分組成；W_b為建筑節(jié)能或建筑減排各專業(yè)系統(tǒng)要素之間的關(guān)聯(lián)性。

按照相同原理，專用層標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成的子體可以記為

層級關(guān)系圖如圖1所示。復(fù)雜的層級關(guān)系存在于建筑節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)體系內(nèi)部。體系A(chǔ)分為若干標(biāo)準(zhǔn)簇A_n={a_i|i=1，2}。A_n中的元素由二級子系統(tǒng)B_m構(gòu)成，每個二級子系統(tǒng)B_m又由三級要素構(gòu)成。因此，建筑節(jié)能減排相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，按照分類法，被逐層分解為若干個要素群，且要素群具有獨立性，各要素及其之間的錯綜復(fù)雜的關(guān)系共同決定整個標(biāo)準(zhǔn)體系的功能。

2 建筑節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建

2.1 霍爾三維結(jié)構(gòu)模型

1969年，霍爾提出了用于分析和解決系統(tǒng)問題的霍爾三維結(jié)構(gòu)模型，又稱霍爾的系統(tǒng)工程^［11］。該理論模型將三維空間劃分為三個部分：時間維、邏輯維和知識維。時間維按照項目建設(shè)的生命周期，分為7個階段：項目規(guī)劃階段、方案制訂階段、研發(fā)階段、生產(chǎn)階段、集成管理（安裝）階段、運(yùn)行階段、更新（或放棄）階段。邏輯維為工作內(nèi)容在各個階段的先后次序。包含在時間維和邏輯維的工作內(nèi)容表示知識維，

包含多個領(lǐng)域的學(xué)科知識，如工程、建筑等，這些領(lǐng)域的知識是必須依賴的。隨著時間的推移，條件維將逐步替代知識維，包括人才、知識、資金、管理、物資、信息、技術(shù)。霍爾三維結(jié)構(gòu)模型如圖2所示^［11-12］。

2.2 三維建筑節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)體系模型

在對建筑節(jié)能減排體系模型進(jìn)行三維視角研究時，應(yīng)關(guān)注其所處的層級特征，將“標(biāo)準(zhǔn)級別”列為一個維度進(jìn)行研究。此外，考慮到節(jié)能和減排系統(tǒng)的分類劃分，在建筑活動和所采用的技術(shù)上，這兩方面的內(nèi)容都有其獨特的特點，因此，本文把“標(biāo)準(zhǔn)對象”作為第二維。結(jié)合工程建設(shè)活動的特點及建筑全生命周期理論，本文將建筑活動分為規(guī)劃設(shè)計階段、施工驗收階段、檢測檢驗階段、使用維護(hù)階段及改造拆除階段，作為第三維，即“標(biāo)準(zhǔn)時間”維^［13］。因此，三維空間的建筑節(jié)能減排體系可以反映任意一點對應(yīng)的子體系的結(jié)構(gòu)和功能。通常，代表的范圍會隨著維度的細(xì)致劃分而變得更加狹窄。這樣的劃分方法能夠使所得的制度架構(gòu)更合理、更有條理。由上文描述方法構(gòu)建三維模型，以三維方面對建筑節(jié)能減排體系進(jìn)行研究。三維模型如圖3所示。

2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)對象維度

建筑節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的核心和基礎(chǔ)在于標(biāo)準(zhǔn)對象。標(biāo)準(zhǔn)對象維度包含工程標(biāo)準(zhǔn)和管理標(biāo)準(zhǔn)，也可以根據(jù)上文提到的以采用不同技術(shù)和建筑活動特性的“標(biāo)準(zhǔn)對象”為依據(jù)，分別按照節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)和減排標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類。

工程標(biāo)準(zhǔn)可以界定一些關(guān)鍵技術(shù)，這些關(guān)鍵技術(shù)主要存在于建筑節(jié)能減排活動中。節(jié)能工程標(biāo)準(zhǔn)的要素系統(tǒng)包括圍護(hù)結(jié)構(gòu)、建筑材料、建筑設(shè)備和可再生能源，這些要素依據(jù)建筑用能損失部位而制定。減排工程標(biāo)準(zhǔn)的要素系統(tǒng)包括建筑廢棄物（固體、水、氣體）控制系統(tǒng)、光污染控制系統(tǒng)、噪聲控制系統(tǒng)、放射性污染控制系統(tǒng)。

管理標(biāo)準(zhǔn)由合理節(jié)能、節(jié)電監(jiān)測和節(jié)能評價三個方面構(gòu)成，減排管理標(biāo)準(zhǔn)與之對應(yīng)。管理標(biāo)準(zhǔn)包括行為規(guī)范、監(jiān)控手段和評價方法，整體可分為兩大部分，一是施工管理，二是運(yùn)營管理。

2.2.2 標(biāo)準(zhǔn)時間維度

標(biāo)準(zhǔn)時間維度分為規(guī)劃設(shè)計階段、施工驗收階段、檢測檢驗階段、使用維護(hù)階段和改造拆除階段開展的建筑活動，主要是依據(jù)建筑的發(fā)展過程和建筑全生命周期理論進(jìn)行劃分。但在時間維度方面，建筑節(jié)能與減排有一定的差異，由此可知，建筑節(jié)能與減排兩個標(biāo)準(zhǔn)體系在整個建筑過程中，不同的時間維度有不同的偏重點。

節(jié)能改造工程以節(jié)能為主要目的，所以在改造階段，降低排放方面的標(biāo)準(zhǔn)與新建要求保持一致，主要參考節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行改造。而建筑改造拆除工程則以減排為主要目的，且與新建工程降低排放的要求一致。因此，建筑節(jié)能與建筑減排均包括新建工程，另外，節(jié)能還包括改造工程，減排還包括拆遷工程。

檢驗檢測通常在建筑新建或改造工程結(jié)束后的一段時間內(nèi)完成，是為了查看節(jié)能減排是否達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，是一項技術(shù)控制行為。建筑節(jié)能在建筑驗收后進(jìn)行應(yīng)用，而建筑減排則在不同的通用標(biāo)準(zhǔn)中出現(xiàn)，這是因為其包含了多種不同的排放控制要素。

調(diào)整后的時間維在建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)方面包括規(guī)劃設(shè)計時間維度、施工驗收時間維度、使用維護(hù)時間維度、檢驗檢測時間維度、節(jié)能改造時間維度5個部分。對于建筑減排，除了前三項，其還包括建筑改造拆除時間維度，共4個部分。

2.2.3 標(biāo)準(zhǔn)級別維度

標(biāo)準(zhǔn)級別維，將建筑節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)分為綜合性標(biāo)準(zhǔn)、通用性標(biāo)準(zhǔn)、專用性標(biāo)準(zhǔn)三大類，在不同的適用范圍內(nèi)展現(xiàn)各自的特點。

綜合性標(biāo)準(zhǔn)的研究對象是整體的建筑。在建筑節(jié)能方面，以建筑整體的節(jié)能活動為研究對象，由規(guī)劃設(shè)計、施工驗收、檢驗檢測、節(jié)能改造和節(jié)能管理（使用維護(hù)）5個方面組成。在建筑減排領(lǐng)域，包括規(guī)劃設(shè)計、施工驗收、管理規(guī)范（使用維修）、建筑拆除4個方面，本文的研究對象是建筑全過程的綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。

通用性標(biāo)準(zhǔn)在建筑節(jié)能方面由圍護(hù)結(jié)構(gòu)分系統(tǒng)、建筑設(shè)備分系統(tǒng)、建筑材料分系統(tǒng)及可再生能源分系統(tǒng)組成，以用能集中部位為重點研究對象。通用性標(biāo)準(zhǔn)在建筑物減排方面由防治技術(shù)分系統(tǒng)、限值標(biāo)準(zhǔn)分系統(tǒng)、排放標(biāo)準(zhǔn)分系統(tǒng)和檢測標(biāo)準(zhǔn)分系統(tǒng)構(gòu)成，研究目標(biāo)是建筑單個排放要素。

通用性標(biāo)準(zhǔn)中的某一項特殊技術(shù)或自主技術(shù)是專用性標(biāo)準(zhǔn)的研究目標(biāo)。在建筑節(jié)能方面，對于能源消耗集中的特定區(qū)域，通常會有專用性標(biāo)準(zhǔn)提出相應(yīng)的節(jié)能措施或技術(shù)。在建筑減排領(lǐng)域，專用性標(biāo)準(zhǔn)以某一元素單一減排技術(shù)的研究為重點，涵蓋了通用標(biāo)準(zhǔn)中必需的減排技術(shù)規(guī)范。此外，對于上述三項標(biāo)準(zhǔn)還有一個規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行流程圖如圖4所示。

2.3 建筑節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)體系框架

標(biāo)準(zhǔn)體系框架如圖5所示。它是由建筑節(jié)能減排體系的復(fù)雜性、層次性和上文所描述的霍爾三維結(jié)構(gòu)模型為依據(jù)構(gòu)建的，以上文“標(biāo)準(zhǔn)級”維度中的三類標(biāo)準(zhǔn)為導(dǎo)線，分別從宏、中、微三個層面貫穿建筑全生命周期的節(jié)能減排活動，形成一個有機(jī)整體。

3 結(jié)語

本文構(gòu)建了建筑節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)體系，運(yùn)用系統(tǒng)工程理論、標(biāo)準(zhǔn)化理論，并從不同維度進(jìn)行分析，在滿足多種要求的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了標(biāo)準(zhǔn)體系框架。將其應(yīng)用于建筑工程的各個階段，可加快推進(jìn)建筑業(yè)的持續(xù)發(fā)展，優(yōu)化現(xiàn)有資源，指引和規(guī)范建筑市場。

本文構(gòu)建的建筑節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)體系及其理論框架主要立足于當(dāng)前我國建筑節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)和體系中存在的問題，但仍需要更深入地探討和分析，還需要評估標(biāo)準(zhǔn)體系的適用度。因此，后續(xù)研究中將對這兩個方面進(jìn)行進(jìn)一步探索。

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收稿日期：2024-03-04

作者簡介：

崔文靜（通信作者）（1989—），女，博士，講師，研究方向：建筑能耗預(yù)測、建筑節(jié)能改造、項目群管理、城市更新。

趙東旭（2005—），女，研究方向：建筑節(jié)能減排、項目群管理、城市更新。

史雯雯（2003—），女，研究方向：建筑節(jié)能減排、項目群管理、城市更新。