朱建君 陳雪艷 王棟華 左劍

摘 要：

以建筑的物化環(huán)境影響分析為出發(fā)點，對該過程所消耗的資源、能源及有毒物質所造成的環(huán)境影響進行定量研究。論文界定了建筑物化環(huán)境影響內涵，根據國際環(huán)境毒理和化學學會環(huán)境評價體系確定12種環(huán)境影響要素，依據BEES（Building for Environment and Economic Sustainability）軟件計算出建筑全生命周期的環(huán)境影響清單，基于支付意愿理論構建了建筑物化環(huán)境影響量化模型，并確定江蘇地區(qū)各環(huán)境影響要素的貨幣值。最后，計算出江蘇省某住宅建筑單位面積上環(huán)境影響貨幣值。

關鍵詞：

環(huán)境影響；物化環(huán)境影響；建筑材料；支付意愿理論；BEES

中圖分類號：TU023

文獻標志碼：A 文章編號：16744764（2016）04007206

隨著中國現代化和城市化的不斷發(fā)展，環(huán)境污染和能源消耗的問題日益嚴重。據國家統計局數據，中國2014年建筑業(yè)房屋施工面積已達1 249 826.35萬m2，這不僅消耗大量的能源，同時也產生大量的溫室氣體、氮氧化物和粉塵等，其中建筑材料的影響占有很大的比重[12]，所以，對建筑的物化環(huán)境影響的研究至關重要。以往對于建筑物化環(huán)境影響的研究，多以碳排放作為衡量標準。黃一如等[3]討論了物化階段的碳排放對總體碳排放的重要性，羅智星等[4]構建了辦公建筑物化階段CO2排放的計算模型。劉毅等[5]綜合運用生命周期評價和情景分析方法，從能源消耗、用水量和氮氧化物排放量等6個環(huán)境影響要素研究了中國城鎮(zhèn)住宅的物化環(huán)境影響。目前常用的環(huán)境影響量化的方法有目標距離法、貨幣化法和專家打分法[6]，其中目標距離法一般只考慮生態(tài)系統的破壞，專家打分法操作方便但不確定性較大，貨幣化法即支付意愿法可以將環(huán)境影響與經濟影響相結合。肖君等[7]運用支付意愿法著重研究了建筑保溫板的使用和失效階段的環(huán)境影響。筆者在對建筑的物化環(huán)境影響進行分析時，運用了支付意愿理論來確定江蘇省各環(huán)境影響要素的貨幣值，從BEES軟件中獲得環(huán)境影響要素的影響潛值，得出對于建筑物化環(huán)境影響的社會支付意愿。

1 建筑物化環(huán)境影響要素分析

1.1 建筑物化環(huán)境影響的概念界定

建筑的全生命周期包括決策階段、規(guī)劃與設計階段、施工階段、使用階段以及拆除回收階段。設計階段決定了建筑物所有材料的組成；施工階段是建筑規(guī)劃、設計實現的過程，在這個過程中會消耗大量的資源和能源；使用階段也就是建筑的運營與維護階段，這個階段主要包括建筑運營時，采暖、空調、熱水供應、燃氣生產和供應、照明等設備的能耗，以及建筑維護時的維護、翻修和設備更換過程中涉及的資源、能源的消耗[89]。拆除與回收階段則涉及到建筑物解體拆除，廢舊建筑材料的運輸、處理、再利用和無用廢棄建筑材料的處理[10]。

從生命周期評估（Life Cycle Assessment， 即LCA）角度，構成建筑設計的所有材料經歷了從材料與構建生產（含原材料的開采）、規(guī)劃與設計、建造與運輸、運行與維護直到拆除與處理（廢棄、再循環(huán)和再利用等）的全循環(huán)過程。

建筑的物化環(huán)境影響考慮的是建筑設計階段，構成建筑設計的所有材料，基于LCA角度，從原材料的生產開始，經歷中間產品的生產、材料的運輸、材料在建筑的使用階段以及最后材料的拆除回收階段對環(huán)境產生的直接或間接的影響。

2.2 環(huán)境影響要素確定

國際環(huán)境毒理和化學學會（Society Environmental Toxicology and Chemistry，即SETAC）環(huán)境影響評價體系和美國標準和技術研究院共同開發(fā)的BEES（Building for Environment and Economic Sustainability）軟件確定出了12種環(huán)境影響要素，即為全球變暖、臭氧層破壞、酸化（雨）、水體富營養(yǎng)化、化石能源消耗、水資源消耗、標準空氣污染、光化學煙霧、生態(tài)毒性、人類健康、室內空氣質量以及動植物生存地改變。這12類環(huán)境影響要素幾乎包括了建筑對環(huán)境所造成的所有可能影響，并且所涉及的數據也較為容易獲取，所以，本文在對建筑物化環(huán)境影響進行研究時，就從這12個方面展開。BEES軟件是美國標準和技術研究院開發(fā)的，是一種建筑的環(huán)境及經濟可持續(xù)性綜合評價的軟件，并且受到了美國環(huán)境保護協會和美國政府的支持。從2002年發(fā)布BEES1.0版本以來，軟件一直在更新功能和數據庫，并對評價框架和環(huán)境影響指標都加以改進，設計了建設項目中結構材料、室內外裝飾材料、墻體填充材料等各方面的230多種材料，可以全面地對建設項目的各種材料進行環(huán)境影響評價。

2 基于支付意愿法的建筑物化環(huán)境影

響量化模型構建

2.1 環(huán)境影響要素潛力系數的確定

每個環(huán)境影響要素中的污染物質的潛力系數與該污染物的污染能力和排放總量有關，每一類環(huán)境影響中造成一種環(huán)境影響污染物種類很多，但是由于統計局數據的局限，本文對每一類環(huán)境影響只選取幾種典型的污染物，如酸化只選擇SO2、NOX、NH3。每類環(huán)境影響要素中污染物質的影響潛力系數計算方法如下：

環(huán)境影響因素的第j種污染物質的年均排放量。

2.2 基于支付意愿法的環(huán)境影響要素的貨幣化計算

2.2.1 支付意愿法 支付意愿是指消費者接受一定數量的消費物品或勞務所愿意支付的金額。在環(huán)境質量公共物品的需求分析和環(huán)境經濟影響評價中支付意愿被廣泛應用。根據邊際效用遞減規(guī)律，消費者在一定收入水平下，對享有環(huán)境質量的邊際支付意愿也符合遞減規(guī)律。支付意愿法（WillingnessToPay，即WTP）的理論基礎是各個環(huán)境影響要素間的輕重程度可用貨幣來衡量，賦予了環(huán)境評價以經濟意義。社會支付意愿對于環(huán)境影響而言，體現在降低當前環(huán)境污染水平而付出的代價上，因此，針對污染者和資源開采者的環(huán)境稅在一定程度上反映了社會支付意愿，可以作為衡量各個環(huán)境影響的貨幣因子。中國在2003年出臺的《排污費征收使用管理條例》，規(guī)定直接向環(huán)境排放污染物的單位和個體工商戶應當依照本條例繳納排污費；而排污費應當全部專項用于環(huán)境污染防治，任何單位和個人不得截留、擠占或者挪作他用[9]，這體現了中國社會對環(huán)境污染的支付意愿。最新的環(huán)境稅方案已于2013年12月2日上報至國務院，正在按程序審核中。就目前來說，在確定中國社會對環(huán)境污染的支付意愿時，可以將環(huán)境稅通過社會折現率折算出來。比如，根據《排污費征收使用管理條例》，每排放1 kg SO2需要征收0.63元排污費（每1.11 kg的SO2為1污染當量，收費標準為0.7元/1.11 kg），再將0.63元通過8%[12]的社會折現率折算到進行環(huán)境影響量化的當量，即獲得SO2的貨幣因子。

2.2.2 環(huán)境影響貨幣化計算

把對環(huán)境影響轉換成貨幣，是一個相對的概念，是每一個環(huán)境影響要素的不同側面的重要程度的定量分配，對各環(huán)境影響要素對環(huán)境的影響的作用進行區(qū)別對待。每一類的環(huán)境影響都是由多種污染物共同作用產生的，因此，一個影響要素的貨幣值是指該類別中所有污染物質的環(huán)境稅稅率的加權平均值。每類環(huán)境影響要素的貨幣值計算方法如下：

mi=（eij·cij）（2）

式中：mi為第i類環(huán)境影響要素的貨幣值，cij即為第i類環(huán)境影響因素的第j種污染物質的貨幣因子，eij為第i類環(huán)境影響因素的第j種污染物質的影響潛力系數。

2.3 基于BEES軟件的環(huán)境影響清單計算

BEES軟件在選定一種建筑材料并確定運距之后，便可以得到該種材料在全壽命周期中的環(huán)境影響清單，即在原材料的獲?。≧aw Materials）、制品（Manufacturing）、運輸（Transportation）、使用（Use）和廢棄回收（End of Life）這5個階段上對各個環(huán)境影響清單，再分別將每一種材料在5個階段的各類環(huán)境影響清單匯總，得到一個建筑的總體環(huán)境影響清單，計算方法為

2.4 建筑的物化環(huán)境影響量化模型

不同的建筑所使用的材料和材料的使用量都不相同，可以通過BEES軟件中獲得建筑物化階段在各個環(huán)境影響要素上的影響清單，最后就可得到建筑單位面積上的社會為了彌補對環(huán)境產生的影響愿意支付的金額，如式（5）：

3 建筑物化環(huán)境影響量化計算案例

分析

3.1 環(huán)境影響要素貨幣化計算

1）全球性環(huán)境影響要素貨幣化計算

全球氣候變暖與臭氧層破壞都是全球性的環(huán)境影響要素，中國在這些環(huán)境影響下所產生的經濟損失或者是為了治理這些環(huán)境破壞所投入的金錢可以看做是中國的支付意愿。全球氣候變暖對中國經濟造成的影響的準確數值很難獲得，因全球變暖對中國經濟的損失約占中國當年GDP的47%[6]，所以本文按照其設定的氣候變暖占GDP的比例47%，以2014年為基準年，按不變價格計算，2011—2014年氣候變暖對中國經濟造成的損失約為26 348億元人民幣，中國這4年CO2的年均排放量約為93 763億t[14]，每當量kg CO2損失為0.28元。

氟氯烴物質（CFC s）是造成臭氧層損耗的主要污染物質，發(fā)展中國家排放的CFC s占全球CFC消耗的83%。根據統計，截至2014年，中國先后一共投入了202 074 170美元，對123個項目的臭氧層消耗物質進行削減，共計削減115 564.77 t ODS[15]，即中國社會愿意支付相應的金錢以避免臭氧層損耗的發(fā)生，通過計算可得中國針對每ODP kg的ODS，投入了16.24元人民幣（以2014年匯率為準），此為臭氧層損耗影響要素的貨幣值。

2）江蘇省環(huán)境影響要素貨幣化計算

引起酸化（雨）的主要污染物有SO2、氮氧化物和氮氨等，根據國家統計局、江蘇省統計局以及EPS數據平臺的數據算出江蘇省2011年至2014年的年均排放量（見表1），運用支付意愿法計算得到江蘇省酸化環(huán)境影響要素的貨幣值為171元/kg（SO2當量）。

酸化（雨）、水體富營養(yǎng)化、化石能源消耗、水資源消耗、標準空氣污染、光化學煙霧、生態(tài)毒性、室內空氣質量和人類健康根據公式（1）和（2）得出，本文不贅述。

動植物生存地改變影響是指由于人類占用土地對受威脅和瀕危物種的影響。2014年江蘇省財政安排生態(tài)補償資金15億元，但并不能從中分離出對動植物棲息地改變做出的投入，本文中也暫且將這一類環(huán)境影響要素的貨幣值設為0元。

3）環(huán)境影響要素貨幣化計算匯總表

將這12類影響因素的貨幣值匯總得到表2。

3.2 工程概況

所采用的案例是江蘇某項目的一棟住宅樓。該工程地點位于該項目所在地的新城區(qū)之中，為民用住宅項目。工程結構類型為框架剪力墻結構，基礎類型為筏板基礎，結構抗震等級為三級。地下一層，地上九層，層高2.9 m，建筑檐稿26.1 m。總建筑面積為4 890.06 m2，其中，地上建筑面積4 379.18 m2，地下建筑面積510.88 m2，該項目所消耗的主要材料如表3所示。其中，主要樓地面做法中，電梯、公共走道、入戶大堂和樓梯間是鋪設快料樓地面，水泥漿一道，20 mm厚1∶3干硬性水泥砂漿結合層，撒素水泥漿面，10 mm厚地磚并用水泥漿擦縫；在客廳、臥室、書房、餐廳等部位刷素水泥漿一道，并用20 mm厚1∶2.5水泥砂漿找平抹光。在主要墻面的做法中，一層樓梯間前室和一層電梯廳采用素水泥漿（或界面劑）一道，12 mm厚1∶1∶6混合砂漿打底掃毛或劃出紋道，5 mm厚1∶0.3∶3混合砂漿結合層，8 mm釉面瓷磚以及白水泥擦縫；在客廳、臥室、書房和餐廳部位刷素水泥漿一道，12 mm厚1∶1∶6水泥石灰膏砂漿打底，5 mm厚1∶0.3∶3水泥石灰膏砂漿粉面，白水泥批膩子二度。

3.3 BEES軟件的應用

BEES軟件導出的數據即為每種材料在原材料獲取、制品和施工、運輸、使用和廢棄過程中的12類環(huán)境影響清單。根據該工程的工程量清單數據以及相關資料，并設定材料的運輸距離為300 km。以鋼筋混凝土梁為例，首先在BEES軟件中選擇對應強度等級以及種類的混凝土材料進行計算，如C30的普硅水泥鋼筋混凝土梁就是相當于軟件中5KSI普硅水泥鋼筋混凝土梁，隨后設定好運距，即上文統一規(guī)定的300 km，最后所輸出的就是0.028 3 m3的環(huán)境影響清單。最后根據工程量，經計算得出該工程中鋼筋混凝土梁的各生命周期階段的環(huán)境影響潛值總量，結果如表4所示。

雖然在鋼筋混凝土梁中生產、使用及廢棄階段對環(huán)境的影響都為0，但這并不意味著所有的材料在這些階段對環(huán)境沒有影響，所以，每一種材料都要在BEES軟件中分別完成環(huán)境影響潛值計算。然后再按各環(huán)境影響要素的貨幣值及公式計算，就得到了該工程社會要支付相應的貨幣來彌補這個過程中所造成的環(huán)境損失，詳見表5，合計為5 009 605.45元，最后得出對于這棟住宅樓社會愿意支付1 143.96 元/m2來彌補其的物化環(huán)境影響。

4 結 論

基于國際環(huán)境毒理和化學學會（SETAC）環(huán)境影響評價體系中12類環(huán)境影響要素進行分析，統計江蘇省的污染物排放量，并且使用支付意愿法計算得到各種適應江蘇實情的環(huán)境影響要素的權重。最后，結合了江蘇某住宅樓這一案例，經計算得出社會在該工程建設過程中所愿意支付的金額來彌補對環(huán)境產生的影響，把建筑的物化環(huán)境影響進行了貨幣化，這一貨幣值可以看出所使用的材料是否環(huán)保，得出環(huán)境的損失值，可為決策者在對經濟與環(huán)保進行選擇時提供一個更為可靠的決策依據，也為綠色建筑的發(fā)展提供理論支持。但是，本文還是存在一些不足的，在對于動植物生存地改變這類環(huán)境影響的貨幣化上，還有待國家出臺相關政策之后再進一步量化。另外，BEES軟件中雖然包括了兩百多種建筑材料，但是還不能對建筑材料進行全面覆蓋，并且中美兩國在建筑材料上還是存在差異的，所以，在中國研發(fā)出本國的建筑材料全壽命周期環(huán)境影響的軟件之后，其結果可以更加精確。

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（編輯 郭 飛）