地铁工程绿色评价研究现状与展望
0 引言
城市轨道交通作为建筑业中涵盖范围最广、发展最迅速的组成部分,造成资源过度消耗和自然环境的严重破坏
目前,全球范围内有关绿色建筑评价的方法、指标与工具已达100余种,其中最具代表性的有BREEAM, LEED, GB-Tool和CASBEE等,但在地铁工程领域仍未有系统成熟的评价标准体系。就地铁工程绿色评价从评价体系、评价指标、评价方法等层面进行系统的现状总结分析,针对国内外不同的评价体系进行对比,并对地铁工程绿色评价研究与发展进行展望。
1 绿色建筑评价体系研究现状
目前国内外针对地铁工程鲜有成熟绿色评价体系,较多通过借鉴绿色建筑评价体系进行绿色地铁的评价,如美国借鉴LEED进行多个地铁工程的评价应用。此外,绿色建筑评价也对地铁工程绿色评价有较深远的影响。
1.1 国外研究进展
1990年,英国建筑研究中心首次推出绿色建筑评价理论体系BREEAM (见图1) ,也是首个实际应用于市场和政府管理的绿色建筑评价体系。近年来,BREEAM得到全面推广应用,认证项目在欧洲占比达四分之三以上。
美国绿色建筑委员会于1995年发布leadership in energy and environmental design (LEED) ,旨在推广建筑整体设计流程化,用国家认证引领市场走向,提升绿色竞争和供应。1996年,加拿大自然资源局发起并领导“绿色建筑挑战”运动,吸引14个国家参加,共同研发建筑环境性能评价软件GB-Tool,建立国际通用的可持续建筑评价框架,该框架具有灵活性和适应性。
日本可持续建筑协会在2002年研究推出建筑物综合环境性能评价体系CASBEE,日本在该体系中创新性地提出建筑环境效率BEE (building environmental efficiency) 理念,即建筑环境质量Q和建筑环境负荷L的比值,据此评价建筑项目的绿色程度,将绿色建筑相互矛盾的质量和负荷联系在一起,旨在不断提升建筑环境质量、建筑环境性能,并尽可能减少建筑过程对环境的影响。基于假想的封闭边界评价区域如图2所示。CASBEE评价如图3所示。
1.2 国内研究进展
我国建筑工程绿色评价研究起步较晚,2001年推出首部关于绿色建筑的综合评价标准—《中国生态住宅技术评估手册》 (CEHRS) 。该手册以可持续发展为指导,以保护自然资源、创造健康舒适的居住环境、与周围生态环境相协调为主题,据此推进住宅产业的可持续发展。
2003年清华大学及多家单位为北京奥运会场馆建设研发“绿色奥运建筑评估体系” (GBCAS) ,力图在招标、设计、施工、调试及运行管理的每个环节,实现奥运建筑绿色化。该体系参考CASBEE也从环境质量Q和环境负荷L 2个方面进行评价,如图4所示。
为满足更多建筑绿色评价需求,我国于2006年发布GB/T 50378—2006《绿色建筑评价标准》,用以评价住宅与公用建筑的设计与运行2阶段,将评价指标分为控制项 (即必选项) 、一般项和优选项3类
2 地铁工程绿色评价体系研究
自1972年美国地铁环境控制模拟软件发布以来,人们开始注重并改善地铁环境,Chris Bmdshaw于1994年在可持续发展理念的指导下,首次提出绿色交通理念,各国开始绿色地铁的相关研究。近年来,国内也在相关研究经验的基础上,结合我国地铁发展和环境问题现状,以规划、设计为主线,贯穿地铁建设、运营2个阶段的全生命周期,提出绿色地铁评价的指标、方法与理论体系,提出绿色地铁规划与设计的原则和技术要点。黑立暖
长沙在国内率先提出绿色地铁理念,首次在国内编制绿色地铁评价标准———ESGURT《长沙市绿色城市轨道交通评价标准》和《长沙市城市轨道交通绿色车站设计导则》。该评价体系分规划设计阶段 (总分72) 和建成运营阶段 (总分85) ,均由7类指标组成,评价指标及评分分别为节地与周边环境 (14分,14分) 、节能与能源利用 (19分,22分) 、节水与水资源利用 (8分,8分) 、节材与材料资源利用 (8分,10分) 、环境质量 (13分,14分) 、轨道运营管理 (5分,8分) 和轨道交通服务 (5分,9分) ,进行绿色城市轨道交通全生命周期的评价,评价等级划分如表1所示。长沙市轨道交通已开通运营的1, 2号线在设计、施工期间均按绿色地铁的标准进行建设,能使运营期能耗比非绿色普通地铁降低20%以上。
长沙绿色城市轨道交通的评价以轨道交通线路为对象,包含控制中心、车站和车辆段。该标准较全面地进行绿色城市轨道交通评价,具有很好的前瞻性、可行性和合理性,但因该标准编制之初是服务于长沙城市轨道交通,因此在消除地域环境特殊性和无量纲化处理过程中具有一定的局限性。
此外,深圳地铁、西安地铁、青岛地铁等都开展了绿色地铁评价体系的相关研究,但均未形成评价标准规范。2016年上海申通地铁集团与美国绿色建筑委员会、美国绿色事业委员会等4家单位共同签署战略合作框架协议,拟推进基于LEED标准的首个全球绿色地铁行业评价标准
目前针对绿色地铁的评价研究,主要集中在建设期对环境的影响与评价、理念和绿色地铁实现途径3个层面,对于轨道交通建设全生命周期,考虑“四节一环保”、经济、服务等全方位的绿色地铁评价体系、方法与标准,仍缺乏系统研究。
3 地铁工程绿色评价指标研究现状
1994年,为解决日益严重的交通拥堵问题,Chris Bmdshaw首次提出绿色交通理念,倡导优先发展绿色交通工具,以此减少能源消耗、降低环境影响,从而营造舒适的城市出行环境。“协和说”的关键代表人物杨晓光提出绿色交通即协和交通的理念是交通与环境、交通与资源、交通与经济、交通与社会等多层面协和发展的交通系统
在建筑工程领域,绿色评价指标体系研究较成熟,国内外大量评价指标相对较全面。部分评价体系的权重指标如图5所示,可看出绿色评价的一级指标均包含场地、能源、资源、水、材料、环境、管理、服务等方面,相对而言,能源与能耗、水资源利用在各评价体系中的占比较大,人们更为关注,也显得更为重要。
在地铁工程领域,绿色地铁工程评价指标研究进展如下: (1) 经济影响地铁出入口1 000m范围内的土地溢价6%;地铁站线路周边的住宅距离与住宅租金呈反比关系;轨道交通线网能促进交通费用节约、带动房地产升值和提高土地利用率;从时间和空间2个维度分析总结地铁13号线建设对房价的影响效果,物业总价与距地铁站距离成反比关系; (2) 噪声影响交通与环境间的限度关系,轨道交通规划环境影响评价,改进轨道交通规划环境影响评价存在问题的对策; (3) 生态环境工程实施对生态环境和城市景观有一定影响,应进行预测分析;轨道交通建设对城市生态、环境、交通等有一定影响,运营期能改善城市交通和环境质量; (4) 振动影响总结各影响地铁振动的因素,定性或定量分析各因素的影响程度;地铁列车振动对环境影响的预测研究及减振措施分析; (5) 地铁节能通过对比屏蔽门环境影响,指出屏蔽门系统的技术性能与经济性能;针对当前地铁运营能耗高与自然能源短缺的矛盾,指出解决措施
目前国内外部分数学者对地铁建设期的环境影响、经济影响、节能环保、绿色地铁理念与建设等层面进行了一定研究,但是这些研究主要集中在地铁建设的能源资源消耗与环境影响评价、绿色地铁的建设理念和实现途径3个层面,对涵盖轨道交通建设全生命周期,考虑“四节一环保”、经济、服务等层面的评价体系指标综合研究较少,因此造成了国内外鲜有成熟的绿色地铁评价体系标准。
4 地铁工程绿色评价方法研究现状
地铁工程的绿色评价因素繁多,涉及层面亦非常复杂,且很难从本质上进行定量分析。虽有充足的基本资料与专业知识支持最终论断,但评价过程中不可避免地受主观因素影响,也影响评价结果的客观性与准确性。因此,绿色评价方法的选择尤为重要。目前,关于地铁工程的绿色评价方法一般分2个层面:评价指标权重的确定方法和绿色综合评价方法。指标权重的大小体现该指标在绿色评价中的重要性,也直接影响评价结果的科学合理性与准确性,确定方法主要有专家打分法、AHP层次分析、ANP网络分析、TOPSIS法、数理统计法等。绿色评价最终需针对某建筑给出客观公正的评价结果,需运用科学算法综合评定指标与权重,最常用的方法为数据加权法、模糊综合评价法、数据包络线法、综合指数法等。
各评价方法的评价原理与优缺点如下
可看出各方法在绿色评价过程中均有优劣,因此需结合评价工程的特点、全生命周期阶段构建绿色评价体系,通过对比优选最适用的评价方法。
目前国内外学者通过运用评价方法对地铁工程绿色评价进行一定的研究。陈建国等
5 结语
1) 目前地铁工程建设尚未有贯穿于规划、设计、施工、运营等全生命周期的评价指标体系,没有提出科学合理的评价标准、指标和方法,地铁工程建设各方较欠缺绿色环保意识,资源消耗和环境破坏问题依然严峻。
2) 就目前的研究局限,应结合城市地铁工程穿越地质条件和周边环境,考虑不同城市地铁工程建设中遇到的特殊问题 (如地下水保护、岩溶等) ,提出适合不同城市地铁工程绿色建造“节地、节水、节能、节材、环境保护”的量化考核方法及指标,进而度量地铁工程在建造中的绿色性能。
3) 施工技术对地铁工程建设的绿色效果有主导性作用,应构建城市轨道交通绿色施工技术框架体系,开展单项技术绿色性能评价模型研究,以单项技术绿色性能的量化分析为研究目标,建立统一化和无量纲化、体现地域性差异和通用性相结合的科学评价方法,考虑城市地铁工程建设的地域性差异比选可选绿色技术,筛选应用绿色施工技术进行地铁工程建造。
4) 绿色地铁工程并非绿色施工技术的机械叠加,而是基于资源能源节约和环境保护理念,合理调配现有资源以实现最佳绿色效果。因此需要通过构建项目群优先级评价模型、资源调配模型和项目群资源调配综合能力评价模型,解决城市地铁工程建设中各项目建设存在的资源短缺及不合理配置问题,最终以最小的资源能源消耗代价实现最大化的和谐可持续发展目标。
5) 绿色地铁工程需要一定考量标准,需提出科学合理的评价指标,构建可以量化研究的综合评价指标体系。目前的研究应依据绿色建筑有关评价指标,结合想要达到的绿色目标与实现途径,建立地铁工程绿色技术应用的综合实施效果评价标准,通过提出合理的评价方法给出量化的评价结果。
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