林漫華,張婉娜,鄭榮寶,趙克飛,鐘 琪,林麗潔
(廣東工業(yè)大學(xué) 管理學(xué)院,廣州 510520)
在經(jīng)濟(jì)社會(huì)不斷發(fā)展的過程中,能源危機(jī)和環(huán)境問題是亟需解決的全球性問題,中國亦不例外。中國是世界上最大的能源消費(fèi)國,在工業(yè)、交通和建筑等領(lǐng)域消耗大量能源(張所續(xù) 等,2019)。由于建筑從施工到投入使用均需消耗大量能源,建筑領(lǐng)域的能源消耗量在總能源消耗量中的比重,隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活質(zhì)量提高而不斷上升,綠色、節(jié)能成為未來建筑發(fā)展的新趨勢(shì)。綠色建筑作為一種節(jié)能減排的新型建筑,其在建筑全壽命周期內(nèi)能最大限度地節(jié)約資源、減少污染和保護(hù)環(huán)境,因此,研究和推廣綠色建筑對(duì)應(yīng)對(duì)中國的能源和環(huán)境問題具有重要意義。
目前關(guān)于綠色建筑的研究主要集中在3個(gè)方面。首先,是綠色建筑的定義(張建國 等,2012)與評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)(Ding et al., 2018;鄭振堯,2021)。綠色建筑的定義隨其發(fā)展歷程和所處地區(qū)而變化,國內(nèi)外尚無統(tǒng)一定義?,F(xiàn)有研究主要針對(duì)綠色建筑的定義和評(píng)價(jià)體系進(jìn)行比較分析,旨在加深對(duì)綠色建筑概念內(nèi)涵的理解,同時(shí)推動(dòng)和完善綠色建筑評(píng)價(jià)體系。在世界范圍內(nèi)存在諸多綠色建筑評(píng)價(jià)體系,包括美國的LEED、中國的《綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)》、英國的BREEAM、加拿大的GBTOOL 和日本的CASBEE等。其中,美國的LEED 在全球有較高的認(rèn)可度,是很多國家擬定當(dāng)?shù)鼐G色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的參考對(duì)象(Zuo et al., 2014)。中國的《綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)》(以下簡(jiǎn)稱《綠標(biāo)》)是在國外建筑標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上根據(jù)中國國情擬定。相比LEED,《綠標(biāo)》的一些評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)更符合中國對(duì)建筑的要求,目前這2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)均在中國廣泛應(yīng)用(施建剛 等,2014;Zou, 2019)。其次,綠色建筑在設(shè)計(jì)和運(yùn)營管理環(huán)節(jié)根據(jù)不同的建筑類型和不同地域產(chǎn)生變化,以實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源資源,減少排放污染(Wei et al., 2019)。研究者多比較不同技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)(Ade et al., 2019; Li et al., 2020;李宏軍 等,2020;陳燁,2021)、著眼運(yùn)營管理問題尋求解決對(duì)策(劉戈 等,2016,2022;薛夢(mèng),2017)。再次,衡量綠色建筑的成本(朱昭 等,2018)和效益(Eichholtz et al., 2013;何玥兒 等,2018;Zhang et al., 2018)是研究者關(guān)注的重難點(diǎn),常用方法包括生命周期評(píng)估(LCA)、綠色建筑評(píng)級(jí)體系(GBRSs) (Sartori et al., 2021)和模糊決策試驗(yàn)(Yadegaridehkordi et al., 2020)。這些研究有助于加深對(duì)綠色建筑價(jià)值的認(rèn)識(shí),推動(dòng)綠色建筑的發(fā)展。
隨著綠色建筑項(xiàng)目的大規(guī)模開發(fā)和投入使用,綠色建筑的時(shí)空分布和驅(qū)動(dòng)因素引起廣泛關(guān)注(仇保興 等,2017;Zhou et al., 2020; Gao et al., 2020;Ke et al., 2021)。一些學(xué)者指出地理位置、地方財(cái)政收入和房地產(chǎn)投資對(duì)綠色建筑數(shù)量預(yù)測(cè)有重要作用(Song et al., 2021),用水效率和能源效率對(duì)綠色建筑具有重要的驅(qū)動(dòng)作用(Assylbekov et al.,2021)。此外,有研究發(fā)現(xiàn)政府激勵(lì)政策、房地產(chǎn)市場(chǎng)機(jī)制、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、文化教育水平對(duì)綠色建筑發(fā)展具有重要影響(Shi et al., 2014; Olubunmi et al., 2016; Zou et al., 2017; Agyekum et al., 2020;尹靜 等,2021)。
因研究視角、評(píng)價(jià)指標(biāo)選取、研究區(qū)及研究尺度的不同,現(xiàn)有研究關(guān)于影響中國城市綠色建筑時(shí)空分異的關(guān)鍵因素并未達(dá)成共識(shí),仍存在以下問題:1)現(xiàn)有研究多以全國、區(qū)域、省域的宏觀、中觀研究尺度為主,城市尺度的研究相對(duì)缺乏(葉祖達(dá),2012;徐峰 等,2018;王婧,2019);2)僅以獲得“綠標(biāo)”認(rèn)證的建筑為研究對(duì)象,而忽略了獲得其他標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證的綠色建筑,如本研究涉及的LEED;3)忽視了綠色等級(jí)和地產(chǎn)類型在城市綠色建筑時(shí)空演變過程中表現(xiàn)出的差異特征;4)綠色建筑的驅(qū)動(dòng)機(jī)制尚未得到充分理解。
因此,本研究基于城市尺度,以廣州市獲得“綠標(biāo)”和LEED認(rèn)證的綠色建筑為研究對(duì)象,分別從數(shù)量、面積、等級(jí)和類型4個(gè)角度系統(tǒng)地分析城市綠色建筑發(fā)展的時(shí)空差異,并量化分析市場(chǎng)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和資源等要素對(duì)城市綠色建筑時(shí)空分異造成的影響。以期為合理規(guī)劃城市綠色建筑布局、深化城市綠色建筑發(fā)展提供數(shù)據(jù)支撐和政策制定依據(jù)。
廣州市位于廣東省東南部,是廣東省省會(huì),國家中心城市,國際商貿(mào)中心和綜合交通樞紐。2021年,廣州市常住人口1 881.06 萬人,GDP 總量為28 231.97 億元,位居全國第四(廣州市統(tǒng)計(jì)局,2022)。廣州現(xiàn)有白云區(qū)、從化區(qū)、番禺區(qū)、海珠區(qū)、花都區(qū)、黃埔區(qū)、荔灣區(qū)、南沙區(qū)、天河區(qū)、越秀區(qū)和增城區(qū)共11 個(gè)行政區(qū),總面積7 434.4 km2。截至2021年,廣州市獲得綠色建筑標(biāo)簽(包括LEED和《綠標(biāo)》)的項(xiàng)目達(dá)到1 235個(gè),建筑總面積為11 504.22萬m2①數(shù)據(jù)來源:廣州市綠色建筑地圖.http://183.62.245.166:8001/home/mainindex.,是中國綠色建筑發(fā)展競(jìng)爭(zhēng)力指數(shù)十強(qiáng)城市之一。作為中國的一線城市,廣州市經(jīng)濟(jì)活動(dòng)發(fā)達(dá),建筑業(yè)總產(chǎn)值高,建筑能耗高于全國平均水平,發(fā)展綠色建筑對(duì)于城市可持續(xù)發(fā)展具有重要意義(李葉紅 等,2020)。同時(shí)作為中國綠色建筑發(fā)展的領(lǐng)先城市,探究以廣州市為代表的城市綠色建筑發(fā)展及其影響因素具有重要意義②http://www.chinagbc.org.cn/?c=show&id=584。
以廣州市1 235 個(gè)建筑項(xiàng)目作為研究對(duì)象,廣州綠色建筑的項(xiàng)目名稱、項(xiàng)目類型、評(píng)定星級(jí)、建筑面積和地址信息來源于廣州市綠色建筑地圖和廣東省綠色建筑信息平臺(tái)等網(wǎng)站③數(shù)據(jù)來源:廣州市綠色建筑地圖.http://183.62.245.166:8001/home/mainindex;廣東省綠色建筑信息平臺(tái).http://www.gdgb.org.cn/ProjectsList.aspx,利用能源空間管理與運(yùn)用研究技術(shù)平臺(tái)(ESMART),通過地址解析功能將研究對(duì)象地址信息轉(zhuǎn)換為空間數(shù)據(jù),使用其“人工核驗(yàn)坐標(biāo)”功能進(jìn)行人工校對(duì),得到準(zhǔn)確的廣州市綠色建筑的坐標(biāo)數(shù)據(jù),作為空間分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)④能源空間管理與運(yùn)用研究技術(shù)平臺(tái).http://egis.olmap.cn/entUpload/egis/login/。地理探測(cè)器分析中,宏觀社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來源于廣州市統(tǒng)計(jì)局、廣州市水務(wù)局、廣州市生態(tài)環(huán)境局⑤數(shù)據(jù)來源:廣州市統(tǒng)計(jì)局.http://sthjj.gz.gov.cn/;廣州市水務(wù)局.http://swj.gz.gov.cn/;廣州市生態(tài)環(huán)境局.http://sthjj.gz.gov.cn/、中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心(徐新良,2017) 和中國碳核算數(shù)據(jù)庫⑥數(shù)據(jù)來源:中國碳核算數(shù)據(jù)庫.https://www.ceads.net.cn/等網(wǎng)站。
由中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部頒布的《綠標(biāo)》,注重居住和公共建筑的全壽命周期內(nèi)資源節(jié)約與環(huán)境保護(hù)的性能,對(duì)其設(shè)計(jì)和運(yùn)行進(jìn)行評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)等級(jí)共分為3級(jí),由低到高分別是一星級(jí)、二星級(jí)、三星級(jí)⑦數(shù)據(jù)來源:住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于發(fā)布國家標(biāo)準(zhǔn)《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》的公告(mohurd.gov.cn)。美國LEED認(rèn)證體系,是由美國綠色建筑委員會(huì)建立并推行的綠色建筑認(rèn)證體系,LEED認(rèn)證根據(jù)項(xiàng)目總體評(píng)價(jià)得分,分為4個(gè)等級(jí):認(rèn)證級(jí)、銀級(jí)、金級(jí)、鉑金級(jí)(王靜 等,2017)?!毒G標(biāo)》和LEED認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)框架和條款內(nèi)容存在一定相似度,通常綠色建筑一星級(jí)對(duì)標(biāo)LEED 認(rèn)證級(jí)和LEED銀級(jí),二星級(jí)對(duì)標(biāo)LEED金級(jí),以此類推。鑒于LEED 評(píng)價(jià)體系較完善,且在節(jié)約能源方面要求更高(Geng et al., 2012; Wu et al., 2016),本文結(jié)合2個(gè)評(píng)價(jià)體系對(duì)廣州市綠色建筑等級(jí)進(jìn)行劃分并賦值(表1),應(yīng)用于綠色建筑等級(jí)時(shí)空演變分析。
表1 廣州市綠色建筑等級(jí)劃分Table 1 Classification of green buildings rating in Guangzhou
1.4.1 標(biāo)準(zhǔn)差橢圓 標(biāo)準(zhǔn)差橢圓模型是測(cè)量區(qū)域差異與分析要素分布特征的重要方法(Lefever,1926)。標(biāo)準(zhǔn)差橢圓的重心表示要素空間分布的相對(duì)位置,方位角反映分布的主趨勢(shì)方向,長(zhǎng)軸與短軸長(zhǎng)度為標(biāo)準(zhǔn)距離,分別表示要素在主趨勢(shì)方向上與在次要方向上的離散程度(趙璐 等,2014)。
橢圓的圓心計(jì)算公式:
式中:x?i與y?i是第i個(gè)子區(qū)域坐標(biāo)與重心的偏差;θ為橢圓長(zhǎng)軸與正北方向夾角。
橢圓長(zhǎng)、短軸長(zhǎng)度計(jì)算公式:
1.4.2 地理探測(cè)器 地理探測(cè)器是研究空間分異及其驅(qū)動(dòng)因素的重要工具,既可以探測(cè)數(shù)值型數(shù)據(jù),也可以探測(cè)定性數(shù)據(jù),且對(duì)數(shù)據(jù)要求較少。相比方差分析,該方法既包含方差分析,又比方差分析適用面更加廣泛,并且物理定義明確。相比傳統(tǒng)的線性回歸分析模型,該方法不受線性假設(shè)約束,適用性更強(qiáng)(王勁峰 等,2017)。本文利用地理探測(cè)器中的因子探測(cè)和交互作用探測(cè)分析廣州市綠色建筑發(fā)展的影響因素。
1)因子探測(cè) 用于探測(cè)影響因子X對(duì)綠色建筑空間分異的解釋力度,其表達(dá)式為:
式中:q表示因子解釋力,值域?yàn)閇0, 1],q值越接近1 說明因子解釋力越大;L代表影響因子X 的分類數(shù);h為解釋變量或被解釋變量的分層或分類;Nh和N分別為類h的研究單元數(shù)和全區(qū)單元數(shù);σ2h和σ2分別是和類h的方差和全區(qū)Y值的方差;SSW和SST分別為同類別方差之和及全區(qū)總方差。
2)交互作用探測(cè) 交互作用探測(cè)用于檢驗(yàn)影響因子間的交互效果。具體地,是將2個(gè)單因子分別作用于Y時(shí)的q值與2個(gè)單因子交互作用時(shí)的q值進(jìn)行比較,判斷2個(gè)單因子交互作用時(shí)是否會(huì)增加或減弱對(duì)綠色建筑空間分異的解釋力度,或2個(gè)單因子的影響作用是否相互獨(dú)立。
3)指標(biāo)說明 以廣州市的171個(gè)街道作為研究的最小空間單元。在地理探測(cè)器中,因變量Y為每個(gè)街道單元所含的總體綠色建筑數(shù)量及不同類型綠色建筑數(shù)量(辦公、商業(yè)和居?。?/p>
為探究廣州市綠色建筑發(fā)展的影響因素,通過分析現(xiàn)有綠色建筑相關(guān)文獻(xiàn),結(jié)合研究區(qū)的實(shí)際情況,考慮數(shù)據(jù)的可獲取性和完整性,從市場(chǎng)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、資源4個(gè)維度共選取8個(gè)變量(表2)。
表2 綠色建筑空間差異影響因素的指標(biāo)選取及說明Table 2 Variables of driving force in developing green buildings
①市場(chǎng)因素選取人口密度、房地產(chǎn)投資額占固定資產(chǎn)投資額比重2個(gè)指標(biāo)。人口密度是影響房地市場(chǎng)需求的重要因素,人口密度越大,房地產(chǎn)市場(chǎng)需求越大(劉甲炎 等,2013),對(duì)綠色建筑的需求亦相應(yīng)增大。同時(shí),房地產(chǎn)投資是影響房地產(chǎn)市場(chǎng)開發(fā)程度的重要因素,房地產(chǎn)投資額占固定資產(chǎn)投資額比重越大,說明房地產(chǎn)行業(yè)的開發(fā)投資情況越好,有助于促進(jìn)綠色建筑投資。
②經(jīng)濟(jì)因素選取GDP、人均可支配收入2個(gè)指標(biāo)。GDP反映一個(gè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平,經(jīng)濟(jì)實(shí)力強(qiáng)的地區(qū)往往更有能力為綠色建筑技術(shù)的研發(fā)創(chuàng)新和建造推廣提供資金和人才支持,綠色建筑發(fā)展的可能性更大(孫燕銘 等,2021)。人均可支配收入反映的是經(jīng)濟(jì)活力,一個(gè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)活力越強(qiáng),綠色產(chǎn)品的消費(fèi)能力也越高(王婧,2019)。
③環(huán)境因素選取碳排放密度、PM2.5質(zhì)量濃度2個(gè)指標(biāo)。建造綠色建筑的目的之一是減少排放污染,保護(hù)環(huán)境。在“雙碳”背景下,減少碳排放量有助于應(yīng)對(duì)氣候變化風(fēng)險(xiǎn)(徐政,2021);降低PM2.5質(zhì)量濃度需要全社會(huì)的共同參與(張繼宏 等,2017)。因此,在碳排放量大或PM2.5質(zhì)量濃度高的地方發(fā)展綠色建筑具有更為廣闊的前景。
④資源因素選取用電量密度、人均用水量2個(gè)指標(biāo)。綠色建筑具有節(jié)水節(jié)電的功能,節(jié)約電力資源和水資源能創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益(李明 等,2017)。因此,水電資源消耗大的地區(qū)綠色建筑發(fā)展需求更顯著。
由于在地理探測(cè)器使用過程中自變量需為類型量,而本文所使用的原始數(shù)據(jù)均為行政區(qū)級(jí)別的數(shù)值量,因此,在獲得近5 年各個(gè)行政區(qū)指標(biāo)值后,取其均值作為變量值,利用ArcGIS 中的克里金插值法對(duì)各變量值進(jìn)行插值,然后通過自然斷點(diǎn)法將各變量值進(jìn)行離散化處理,并通過值提取至點(diǎn)的方法賦值至每個(gè)街道,作為街道級(jí)別的變量值X,代表該街道的市場(chǎng)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和資源狀況。
2013年,隨著國家發(fā)改委和住建部聯(lián)合發(fā)布的《綠色建筑行動(dòng)方案》文件出臺(tái),推行綠色建筑上升為國家層面的戰(zhàn)略(葉凌 等,2016)。此后各地方政府應(yīng)該文件的要求制定符合地方發(fā)展?fàn)顩r的綠色建筑推廣政策,廣東省、江蘇省、北京市等多個(gè)地方對(duì)不同建筑類型的新建綠色建筑面積占新建建筑面積比例做出強(qiáng)制性要求,極大地推動(dòng)了中國城市綠色建筑的發(fā)展。廣州市的綠色建筑增長(zhǎng)也反映出這一政策性的影響,2008—2021年,城市綠色建筑項(xiàng)目數(shù)量整體呈增長(zhǎng)趨勢(shì),建筑項(xiàng)目數(shù)量從2008年的1 個(gè)增長(zhǎng)到2021 年的1 235 個(gè),但增速波動(dòng)向下,增長(zhǎng)率在2010 年出現(xiàn)急劇上升,并于2013 年達(dá)到最大峰值后波動(dòng)下降(圖1)。同樣地,廣州市綠色建筑面積增長(zhǎng)率以2013年為分界點(diǎn)劃分為2個(gè)階段:綠色建筑發(fā)展初級(jí)階段(2008—2012年)和城市綠色建筑發(fā)展穩(wěn)定階段(2013—2021 年)。2013年建筑面積增長(zhǎng)率達(dá)到峰值,這是廣州市綠色建筑發(fā)展最快的時(shí)期,建筑面積增長(zhǎng)率激增至2012年的27倍,此后增長(zhǎng)率逐步放緩,綠色建筑面積發(fā)展進(jìn)入穩(wěn)定低增長(zhǎng)軌道。
圖1 2008—2021年廣州綠色建筑數(shù)量增長(zhǎng)率及面積增長(zhǎng)率Fig.1 Growth rate of number and construction area of green buildings in Guangzhou during 2008-2021
2.2.1 綠色建筑數(shù)量 2008—2021年廣州市各區(qū)綠色建筑項(xiàng)目數(shù)量如圖2所示,廣州市第一個(gè)綠色建筑位于天河區(qū),2008—2011年除天河區(qū)、越秀區(qū)出現(xiàn)少量綠色建筑外,其他區(qū)在2013年才陸續(xù)出現(xiàn)綠色建筑,這一年開始各區(qū)綠色建筑規(guī)模出現(xiàn)明顯差異。這說明廣州市大部分行政區(qū)綠色建筑起步晚,各區(qū)綠色建筑項(xiàng)目數(shù)量發(fā)展不平衡。值得注意的是,南沙區(qū)雖起步晚,但發(fā)展迅速,自2013年起,其綠色建筑規(guī)模一直位于前列;2017年4月南沙區(qū)政府發(fā)布《廣州市南沙區(qū)人民政府辦公室關(guān)于印發(fā)廣州市南沙區(qū)綠色建筑與建筑節(jié)能工作指導(dǎo)意見的通知》,該通知要求到2020 年新建民用建筑100%推行綠色建筑,到2020年末高星級(jí)綠色建筑的比例達(dá)到30%,并制定嚴(yán)格的責(zé)任考核和完善的激勵(lì)扶持機(jī)制(廣州市南沙區(qū)人民政府辦公室,2017)。該文件發(fā)布后,南沙區(qū)綠色建筑的數(shù)量從2017年的55 個(gè)翻倍為2018 年114 個(gè),位于各區(qū)之首;此后,南沙區(qū)綠色建筑數(shù)量一直領(lǐng)先于廣州市其他行政區(qū)。
圖2 2008—2021年廣州市各區(qū)綠色建筑項(xiàng)目數(shù)量熱圖Fig.2 Heatmap of the number of green building in Guangzhou from 2008 to 2021
2.2.2 綠色建筑面積 截至2021 年,廣州市各區(qū)綠色建筑平均面積為1 045.84萬m2,各區(qū)之間和內(nèi)部的綠色建筑面積均存在顯著的差異。如圖3所示,南沙區(qū)的綠色建筑面積最大,占廣州市綠色建筑總面積的22.82%,其綠色建筑面積變異系數(shù)最小,為0.34,說明該區(qū)內(nèi)部不同綠色建筑項(xiàng)目之間的建筑面積差異較小。而海珠區(qū)綠色建筑面積占比不到10%,其綠色建筑面積變異系數(shù)最大,為1.51,說明該區(qū)內(nèi)部不同綠色建筑項(xiàng)目之間的建筑面積差異較大。越秀區(qū)、從化區(qū)面積最小,兩區(qū)面積之和僅占總面積的2.79%。
圖3 2021年廣州市綠色建筑面積占比Fig.3 Proportion of construction area of green building in Guangzhou in 2021
2.2.3 綠色建筑類型 除面積和數(shù)量外,各區(qū)綠色建筑的類型同樣存在差異(圖4)。根據(jù)各區(qū)綠色建筑的類型結(jié)構(gòu),將廣州市11 個(gè)區(qū)劃分為3 個(gè)類型:辦公主導(dǎo)型、居住主導(dǎo)型和其他公共建筑主導(dǎo)型。越秀區(qū)、天河區(qū)和海珠區(qū)屬于辦公主導(dǎo)型,辦公類綠色建筑占比分別為40%、38.46%、30.43%,均高于其他類型綠色建筑;荔灣區(qū)、南沙區(qū)、從化區(qū)和黃埔區(qū)屬于居住主導(dǎo)型,其中荔灣區(qū)和南沙區(qū)的居住類綠色建筑占比均超過50%;增城區(qū)、花都區(qū)、白云區(qū)和番禺區(qū)屬于其他公共建筑主導(dǎo)型,其中增城區(qū)的其他公共建筑類綠色建筑占比接近50%。
圖4 2021年廣州市綠色建筑類型占比Fig.4 Proportion of different types of green building in Guangzhou in 2021
2.2.4 綠色建筑等級(jí) 根據(jù)綠色建筑等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn),對(duì)廣州市內(nèi)所包含的綠色建筑進(jìn)行等級(jí)劃分,得到廣州市綠色建筑等值線圖(圖5)。
圖5 2021年廣州綠色建筑等級(jí)等值線Fig.5 Contour map of green buildings rating in Guangzhou in 2021
1)綠色建筑等級(jí)空間分異度
等值線的疏密程度體現(xiàn)綠色建筑等級(jí)的分異情況,等值線越稀疏代表綠色建筑等級(jí)分異度越小,等值線越密集表示綠色建筑等級(jí)分異度越大。由圖5-a 可知,廣州市越秀區(qū)、海珠區(qū)和天河區(qū)的交界處等值線較為密集,增城區(qū)、黃埔區(qū)和南沙區(qū)部分區(qū)域等值線也較為密集,而番禺區(qū)、白云區(qū)、花都區(qū)和從化區(qū)的等值線較為稀疏,這說明廣州中心城區(qū)綠色建筑等級(jí)分異度比其他地區(qū)大、綠色建筑級(jí)別比較復(fù)雜。
2)綠色建筑等級(jí)高值區(qū) 等值線圖中(見圖5-a)包含多個(gè)等級(jí)高值區(qū)(LEED 金級(jí)、三星級(jí)和LEED鉑金級(jí)),這些高值區(qū)主要集中于天河區(qū)、增城區(qū)和黃埔區(qū)。其中,天河區(qū)位于市中心,是商業(yè)核心區(qū),綠色建筑等級(jí)較高(圖5-b)。在太古匯附近聚集了LEED 金級(jí)、三星級(jí)和LEED 鉑金級(jí)建筑共34 個(gè)(圖5-c)。增城區(qū)的高值區(qū)位于該區(qū)西部,其中約一半綠色建筑為教學(xué)建筑。黃埔區(qū)的高值區(qū)位于該區(qū)北部的中新廣州知識(shí)城,其建造過程中采用了大量綠色技術(shù)和可再循環(huán)新型綠色材料。
3)綠色建筑等級(jí)低值區(qū) 等級(jí)較低(LEED認(rèn)證級(jí)、一星級(jí)、LEED 銀級(jí)和二星級(jí))的綠色建筑主要分布在遠(yuǎn)離市中心的從化區(qū)、花都區(qū)、白云區(qū)、番禺區(qū)和南沙區(qū)(見圖5-a):從化區(qū)有28個(gè)綠色建筑,其中低等級(jí)綠色建筑占96.43%;花都區(qū)有86 個(gè)綠色建筑,其中低等級(jí)綠色建筑占96.51%;白云區(qū)有97個(gè)綠色建筑,其中高等級(jí)綠色建筑僅占3.09%;番禺區(qū)有126 個(gè)綠色建筑,低等級(jí)綠色建筑占97.62%;在《廣州市南沙區(qū)綠色建筑與建筑節(jié)能工作指導(dǎo)意見》的推動(dòng)下,2017—2021年南沙區(qū)綠色建筑數(shù)量在由92個(gè)增長(zhǎng)至258個(gè),低等級(jí)綠色建筑共有253個(gè),存在發(fā)展快、數(shù)量多但等級(jí)低的現(xiàn)象。
由上述分析可知,廣州綠色建筑的發(fā)展在時(shí)間與空間上存在不均衡的特征,基于標(biāo)準(zhǔn)差橢圓的方法,進(jìn)一步分析城市綠色建筑的空間分布方向和分布趨勢(shì)(表3)。
表3 2008—2021年標(biāo)準(zhǔn)差橢圓參數(shù)Table 3 The parameter values of standard deviation ellipses from 2008 to 2021
2.3.1 綠色建筑重心 2008—2021年,廣州綠色建筑空間分布的重心位置不斷變化(圖6)。2013 年前,廣州綠色建筑發(fā)展處于初級(jí)階段,主要集中在越秀區(qū)和天河區(qū),重心先北移后南移:2008—2010年,綠色建筑空間分布的重心在越秀區(qū);2010—2012年,重心向東北移動(dòng)到天河區(qū)。2013年,廣州南部綠色建筑有了顯著發(fā)展,增長(zhǎng)速度較快,相較于2012 年,2013 年的重心變化較大,向南移動(dòng)到番禺區(qū)。而2013—2021年,綠色建筑分布重心由南移動(dòng)到東北部的黃埔區(qū),這是由于2013年后,位于東北部的增城區(qū)、黃埔區(qū)等區(qū)域的綠色建筑項(xiàng)目數(shù)量發(fā)展速度加快。
2.3.2 綠色建筑分布范圍 2008—2021 年,廣州綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)差橢圓面積呈波動(dòng)增長(zhǎng)趨勢(shì)(見表3),由2010 年的12.15 km2增加到2021 年的2 321 km2,覆蓋范圍明顯擴(kuò)大。2008 年在天河區(qū)出現(xiàn)第一個(gè)綠色建筑;2011年橢圓覆蓋范圍主要為越秀區(qū)和天河區(qū),橢圓的面積為19.39 km2;2012 年橢圓覆蓋范圍變廣,除越秀區(qū)和天河區(qū)外,增加了白云區(qū)、黃埔區(qū)、海珠區(qū)、荔灣區(qū)和番禺區(qū)。但2013和2014年橢圓面積略有下降,這與新增綠色建筑的分布主要集中在廣州市中西部有關(guān)。2014—2021 年,橢圓的覆蓋范圍穩(wěn)步拓寬。
2.3.3 綠色建筑發(fā)展方向 2008—2021 年,橢圓呈西北-東南方向的空間格局,方位角先減小后增大(見表3)。2008—2012年,方位角從92.74°變化到15.92°,這是由于2012年從化區(qū)、南沙區(qū)和黃埔區(qū)等廣州市較偏遠(yuǎn)地區(qū)的綠色建筑得到發(fā)展。2012—2013年,方位角從15.92°變化到174.54°,該時(shí)期廣州中心城區(qū)綠色建筑快速發(fā)展;2015—2016 年,方位角從173.03°下降到163.65°,該時(shí)期白云區(qū)、越秀區(qū)和花都區(qū)等地區(qū)綠色建筑增長(zhǎng)較快,造成角度偏移;2016 年之后,方位角穩(wěn)定在160°~170°,西北-東南方向格局逐步穩(wěn)固。
2.3.4 綠色建筑空間形態(tài) 2008—2021 年,短軸標(biāo)準(zhǔn)差與長(zhǎng)軸標(biāo)準(zhǔn)差總體呈增長(zhǎng)趨勢(shì),表明橢圓的東西方向和南北方向都在擴(kuò)大(見表3)。在綠色建筑發(fā)展的初級(jí)階段(2008—2012 年),短軸標(biāo)準(zhǔn)差不斷增大,2013 年標(biāo)準(zhǔn)差相較于2012 年增長(zhǎng)了12.23 km,表明廣州綠色建筑在2013年有顯著的發(fā)展;穩(wěn)定發(fā)展階段(2013—2021 年),橢圓的短軸標(biāo)準(zhǔn)差呈穩(wěn)步增長(zhǎng)趨勢(shì)。相較于短軸標(biāo)準(zhǔn)差,長(zhǎng)軸標(biāo)準(zhǔn)差除在2011—2012年有急劇變化外,其余年份穩(wěn)定增長(zhǎng)。這說明廣州綠色建筑東西向與南北向都存在擴(kuò)張趨勢(shì),但南北向擴(kuò)張趨勢(shì)更明顯,說明綠色建筑空間分布形態(tài)方向性增強(qiáng)。
通過地理探測(cè)器的因子探測(cè)方法檢測(cè)不同因素對(duì)總體綠色建筑和不同類型綠色建筑之間的影響,結(jié)果如表4所示。
表4 綠色建筑發(fā)展因子探測(cè)Table 4 The factor detector of green buildings
3.1.1 綠色建筑總體因子探測(cè)分析 在影響所有類型的綠色建筑空間分布的因子探測(cè)分析中,8 個(gè)自變量的P值均<0.1,即在10%的水平上顯著,說明8個(gè)自變量在一定程度上影響綠色建筑的空間分布。在因子解釋力上,人均用水量(Water)>人均可支配收入(Income)>用電量密度(Elec)>人口密度(Pop)>PM2.5質(zhì)量濃度(PM2.5)>房地產(chǎn)投資額占固定資產(chǎn)投資額比重(Estate)>GDP 分布(GDP)>碳排放密度(Carbon)。探測(cè)結(jié)果說明資源因素是影響綠色建筑空間分布的首要因素,其次是經(jīng)濟(jì)因素和市場(chǎng)因素,最后是環(huán)境因素。建設(shè)和運(yùn)營綠色建筑能帶來節(jié)水節(jié)能效益,追求資源效益驅(qū)動(dòng)綠色建筑的發(fā)展;經(jīng)濟(jì)因素反映地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平,市場(chǎng)因素反映地區(qū)建筑的需求和供給狀況。經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和市場(chǎng)因素的差異對(duì)綠色建筑的空間分布起重要作用。
3.1.2 各類型綠色建筑因子探測(cè)分析 商業(yè)綠色建筑的因子探測(cè)結(jié)果顯示,人均用水量、人均可支配收入、人口密度和用電密度對(duì)其影響顯著。其中,人均用水量的因子解釋力最大,說明商業(yè)綠色建筑空間分布受人均用水量的影響最大,這是因?yàn)槭紫壬虡I(yè)用水相對(duì)民用水更貴,是民用水的2倍。商場(chǎng)中用水主要包括清潔用水、餐飲用水、員工用水以及顧客用水,企業(yè)顧客越多,用水量越多,所需成本也越大,企業(yè)為了降低成本,更希望節(jié)水。其次,廣州市于2019年出臺(tái)了《廣州市節(jié)約用水獎(jiǎng)勵(lì)辦法(試行)》(廣州市水務(wù)局,2019),節(jié)水先進(jìn)單位按年度用水規(guī)模獎(jiǎng)勵(lì)1 萬元/個(gè)或者2 萬元/個(gè),激勵(lì)企業(yè)節(jié)約用水。因此人均用水量最能影響商業(yè)綠色建筑發(fā)展。辦公綠色建筑的因子探測(cè)結(jié)果顯示,僅人口密度對(duì)其空間分布存在顯著影響,這是由于辦公類型建筑多位于資本交流頻繁的城市中心區(qū)位。寸土寸金的城市中心因開發(fā)強(qiáng)度大,節(jié)地需求突出,辦公建筑多為高層,能耗大,這也反映未來辦公綠色建筑發(fā)展?jié)摿薮螅斊G蕊,2020)。居住綠色建筑的因子探測(cè)結(jié)果顯示,在8個(gè)因子中,除碳排放密度的P值>0.1外,其他變量的P值均<0.05,說明7 個(gè)變量均能在一定程度上解釋居住綠色建筑的空間分布。其中,人均用水量和用電量密度的因子解釋力分別排第一和第三,說明資源因素是發(fā)展居住綠色建筑的最重要影響因素。其可能原因是,相比公共區(qū)域,居住建筑的水電費(fèi)用均需由居住者承擔(dān),因此節(jié)水節(jié)電在居住綠色建筑類型上對(duì)居住者而言更具吸引力;人均可支配收入的因子解釋力居第二,這是因?yàn)槿司芍涫杖敫叩牡貐^(qū),對(duì)綠色建筑產(chǎn)品的消費(fèi)能力較大;值得注意的是,PM2.5質(zhì)量濃度的因子解釋力排第四,說明PM2.5質(zhì)量濃度對(duì)于驅(qū)動(dòng)居住綠色建筑發(fā)展也具有重要作用,因?yàn)镻M2.5質(zhì)量濃度高不利于人類的健康,人們希望通過發(fā)展綠色建筑降低空氣中的PM2.5質(zhì)量濃度(Guo et al., 2017)。
通過地理探測(cè)器的交互作用探測(cè)方法,檢測(cè)不同因子在影響總體綠色建筑和不同類型綠色建筑在空間分布上的交互效果(表5)。
表5 交互作用結(jié)果Table 5 The result of the interaction detector
8 個(gè)變量交互作用均出現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)象,其中,用電量密度和碳排放密度的關(guān)系為雙因子增強(qiáng);人均用水量與人口密度、碳排放密度、PM2.5質(zhì)量濃度3者的關(guān)系也均為雙因子增強(qiáng);其余變量之間的交互作用均為非線性增強(qiáng),說明不同變量?jī)蓛山换サ囊蜃咏忉屃Υ笥趩为?dú)變量的因子解釋力。
在交互探測(cè)結(jié)果中,人均可支配收入和GDP分布、人均可支配收入和人均用水量之間的交互作用最強(qiáng)(因子解釋力為0.72);其次是GDP 分布和人均用水量(因子解釋力為0.60);其余變量之間的交互作用的增強(qiáng)效果均弱于上述3個(gè)變量,說明經(jīng)濟(jì)因素和資源因素是共同影響綠色建筑發(fā)展的最重要因素。
以2008—2021年廣州綠色建筑為研究對(duì)象,分析綠色建筑的數(shù)量、面積、類型和等級(jí)的時(shí)空分異特征,并探究綠色建筑發(fā)展的影響因素,得到如下結(jié)論:
1)廣州市綠色建筑發(fā)展始于2008 年,城市綠色建筑數(shù)量和面積的增長(zhǎng)率均呈先上升后下降趨勢(shì)。在發(fā)展初期(2008—2012 年),廣州市綠色建筑數(shù)量和面積的增長(zhǎng)率波動(dòng)上升。此后,綠色建筑發(fā)展進(jìn)入穩(wěn)定階段(2013—2021 年),綠色建筑數(shù)量增長(zhǎng)率呈下降趨勢(shì),綠色建筑面積增長(zhǎng)率急劇下降后進(jìn)入穩(wěn)定低增長(zhǎng)軌道。在時(shí)間維度上,廣州市綠色建筑的發(fā)展趨勢(shì)表現(xiàn)出明顯的政策導(dǎo)向性。
2)廣州市綠色建筑空間差異特征表現(xiàn)為:①大部分城區(qū)綠色建筑發(fā)展起步晚,城區(qū)綠色建筑項(xiàng)目數(shù)量發(fā)展不平衡;②城區(qū)間和城區(qū)內(nèi)綠色建筑面積存在顯著差異;③不同城區(qū)綠色建筑表現(xiàn)出不同的類型結(jié)構(gòu)特征,辦公、居住和其他公共建筑占比較大。廣州市綠色建筑等級(jí)的空間特征表現(xiàn)為:①中心城區(qū)綠色建筑等級(jí)分異度較其他城區(qū)大、綠色建筑級(jí)別復(fù)雜;②高等級(jí)綠色建筑多集中在天河區(qū)、增城區(qū)和黃埔區(qū);③綠色建筑等級(jí)低值區(qū)主要分布在廣州市遠(yuǎn)郊區(qū)。另外,從南沙區(qū)案例可知,政策因素是城市綠色建筑數(shù)量、面積和等級(jí)在空間上呈現(xiàn)差異的重要原因。
3)廣州綠色建筑空間分布特征變化表明:①綠色建筑發(fā)展重心軌跡呈先北移后南移的趨勢(shì);②綠色建筑分布范圍波動(dòng)擴(kuò)大;③綠色建筑分布呈西北-東南方向格局;④綠色建筑空間分布形態(tài)方向性增強(qiáng)。
4)資源因素是影響廣州市綠色建筑空間分布的首要因素,其次是經(jīng)濟(jì)因素和市場(chǎng)因素,最后是環(huán)境因素。各類型綠色建筑中,影響廣州市商業(yè)綠色建筑和居住綠色建筑的最重要因子是人均用水量,屬于資源因素,而影響辦公建筑的最重要因子是人口密度,屬于市場(chǎng)因素。
考慮到不同地區(qū)的市場(chǎng)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和資源要素差異,針對(duì)城市綠色建筑數(shù)量、面積、類型和等級(jí)存在空間分布不均衡等問題,中國城市綠色建筑發(fā)展應(yīng)關(guān)注以下問題:
1)政府應(yīng)積極發(fā)揮政策對(duì)城市綠色建筑發(fā)展的帶動(dòng)作用。一方面,通過政策引導(dǎo)加快城市綠色建筑項(xiàng)目數(shù)量增長(zhǎng),全面推動(dòng)辦公、商業(yè)、居住等不同類型綠色建筑的發(fā)展,同時(shí)注重促進(jìn)城市之間、城市內(nèi)部各城區(qū)域間綠色建筑相對(duì)均衡發(fā)展;另一方面,政府應(yīng)重視“綠色質(zhì)量”問題,強(qiáng)化對(duì)綠色建筑的監(jiān)管考核。綠色評(píng)價(jià)工作不僅停留在項(xiàng)目設(shè)計(jì)施工環(huán)節(jié),更要深入到項(xiàng)目運(yùn)行和運(yùn)營過程中。讓“綠色”貫穿建筑全生命周期,推動(dòng)城市綠色建筑高質(zhì)量發(fā)展。
2)發(fā)展綠色建筑有助于節(jié)能減排,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)又進(jìn)一步推動(dòng)綠色建筑的發(fā)展。因此,建設(shè)綠色建筑創(chuàng)新聯(lián)盟,組建以企業(yè)為核心,高校、科研院所深度參與綠色發(fā)展的創(chuàng)新聯(lián)盟,增強(qiáng)綠色技術(shù)創(chuàng)新能力,降低綠色建筑建設(shè)成本,提高綠色建筑節(jié)能減排的效率,讓綠色建筑滿足市場(chǎng)的多樣需求,從而加速綠色建筑產(chǎn)業(yè)升級(jí)。
3)良好的市場(chǎng)環(huán)境是發(fā)展綠色建筑的重要?jiǎng)恿ΑU梢酝ㄟ^以下措施刺激市場(chǎng)中綠色建筑的供給和需求:依法為使用辦公綠色建筑與商業(yè)綠色建筑的企業(yè)、商戶給予稅收政策扶持;利用財(cái)政補(bǔ)貼或獎(jiǎng)勵(lì)資金,鼓勵(lì)企業(yè)和商戶使用超低能耗綠色建筑;鼓勵(lì)金融機(jī)構(gòu)為購買綠色建筑住房的消費(fèi)者適當(dāng)提高貸款額度或適當(dāng)下調(diào)購房貸款利率。
由于數(shù)據(jù)獲得性限制,本研究使用宏觀統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析城市綠色建筑的驅(qū)動(dòng)因素,未來可進(jìn)一步從微觀個(gè)體層面進(jìn)一步探討影響城市綠色建筑發(fā)展的關(guān)鍵因素。同時(shí),以廣州市為研究區(qū)選取的驅(qū)動(dòng)因素指標(biāo)具有一定的區(qū)域適用性,在未來的中國城市綠色建筑研究中,應(yīng)充分考慮研究區(qū)特點(diǎn)對(duì)影響因素指標(biāo)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。