武汉国际博览中心项目低碳建设管理模式

李 兵， 付菲菲， 黎文涛

(1.华中科技大学 土木工程与力学学院， 湖北 武汉 430074；2.武汉新城国际博览中心有限公司， 湖北 武汉 430014)

面对温室气体的高排放带来的越来越严重的环境问题，当前的经济发展模式已经与环境保护之间产生了不可调和的矛盾，人类开始思考如何由“高碳经济”向“低碳经济”转型[1]。博览业作为服务业的朝阳产业，由于其本身的低能耗、低污染、低排放和其巨大的经济带动效应，成为我国各级政府推动经济转型的首要选择。博览项目的低碳建设是一项复杂的系统工程，管理的好坏将直接影响低碳建设目标的实现，因此，研究其低碳建设管理模式十分必要。

1 低碳建设管理中存在的问题

虽然目前低碳建筑大行其道，但其建设过程中的低碳管理还比较混乱，没有一个科学的依据，导致低碳建设效果不如预期，这大大增加了低碳建设的风险，也阻碍了低碳建筑的推广[2]。现阶段低碳建设管理过程中存在的问题主要表现在以下几个方面：(1)低碳建设目标不明确；(2)建设方条件限制导致进行低碳投入的风险过大；(3)低碳建设管理部门定位不清晰；(4)没有考虑低碳相关技术的集成，效益没有实现最大化；(5)缺乏对低碳建设效果的定量评价指标。

正是这些原因导致了低碳建设效果不如人意，低碳投入风险过大。因此，需要一种新的低碳建设管理模式。

2 低碳建设管理模式

2.1 低碳建设管理模式的内容

低碳建设管理模式，是指以低能耗、低污染、低排放为基础的管理模式。其实质是资源高效利用，追求低碳GDP的问题，核心是资源技术和减排技术创新、产业结构和制度创新以及人类生存发展观念的根本性转变[3]。

从内容上看，可以将低碳建设管理模式视为一个大系统，主要包括目标管理、技术保障、组织保障、低碳文化建设和低碳建设效果测评五个子系统，如图1所示。

图1 低碳建设管理模式内容体系

低碳建设目标管理是由项目领导及前期部门根据节能减排要求和本项目具体情况，在充分评价比较的基础上，制定出项目的低碳建设工作总目标，然后层层展开、层层落实，下属部门以至每个成员根据低碳建设总目标，分别制定部门及个人低碳建设目标工作和保证措施，形成一个全过程、多层次的低碳建设目标管理体系。

组织保障为了实现低碳建设目标管理的系统功能，建立起组织管理体系及其分工、权限、厉害制约的规范子系统。技术保障子系统是为实现目标的低碳技术，管理原则及设计、实施程序，主要内容为低碳建设方案制定及其实施管理。

技术保障措施是低碳建设过程中最重要的一个部分。低碳文化子系统是为了在企业内部形成低碳意识及节能减排积极性，保证低碳建设管理的顺利进行。

低碳建设效果测评一方面是对已完成部分的低碳建设效果进行评估，保证其与建设目标保持较小的偏离；另一方面通过碳排放监测系统，测算出项目施工阶段和运营阶段的实际碳排放，与规划目标进行比较，得出实际的低碳建设效果。

2.2 低碳建设管理模式的管理过程

虽然低碳节能成为世界各国研究的热点问题，但低碳建设的理论依据还比较薄弱，低碳建设管理更是毫无章法可言，使得低碳建设在实际工程中的应用具有一定的盲目性，导致施工过程中低碳建设目标不可控等一系列问题[4]。

针对低碳建设管理过程中存在的问题，应该以全寿命周期为出发点，建立全过程低碳建设管理模式，如图2所示，来统筹整个项目各个阶段的低碳建设管理，明确各个阶段的建设任务，保证建设目标的一致性和建设过程的系统性。同时引入专业的第三方来进行协同管理，提供技术和管理上的支持，减少建设方的管理压力，必要的时候，可以对风险较大的低碳专项工程以“交钥匙”的方式进行转让，转嫁低碳建设的风险。

这一低碳建设管理模式的管理主体有三个：政府，建设方和低碳管理方(第三方)。其中政府主要起监督引导作用，建设方负责整合所有资源为低碳建设服务，低碳管理方参与整个寿命周期内的低碳建设管理，并对项目的低碳建设效果负责[5]。

3 武汉国际博览中心项目低碳建设管理模式的构建

武汉新城国际博览中心工程位于武汉市汉阳四新地区，项目总用地面积949932 m2，总建筑面积1416000 m2，不计容积率建筑面积78000 m2，分三期建设，一期建设内容包括12座会展展馆，二期建设内容包括一座5层的会议中心、一座20层的洲际酒店、一座海洋乐园，三期建设内容包括两座78层超高写字楼，总投资69亿元。作为武汉市低碳示范项目，武汉国际博览中心的低碳建设以《绿色建筑评价标准》最高等级——三星级的要求来进行设计，秉承“建设环境共生建筑，创造低碳生态生活”的低碳理念，建设以“节能高效、环境友好、绿色生态、低排放”为特征的低碳博览建筑。

低碳建设目标的实现在很大程度上取决于其管理模式的好坏[7]，在充分研究国内外项目低碳建设管理方式的基础上，武汉国际博览中心项目低碳建设管理模式渐趋完善。引入了第三方(武汉博览生态公司)来进行全过程低碳建设管理(图2)，依靠其提供的技术和管理服务，来减小建设方的管理压力和建设风险。对于高风险技术引入的项目，通过与低碳管理方签订“能源管理合同”的方式进行转让，由武汉博览生态公司来进行融资和建设，转嫁了风险。这种低碳建设管理模式虽然能够很好的解决目前低碳建设管理中存在的问题，但如何保证其顺利实施成为低碳建设目标实现的关键。下面将从五个方面介绍武汉国际博览中心低碳建设模式的实施保障。

图2 全过程低碳建设管理模式的管理过程

3.1 目标管理子系统

武汉国际博览中心项目在低碳建设方面执行高标准、严要求，力求打造“世界先进，国内一流”的生态博览城。其低碳建设总目标为年二氧化碳排放量18万吨，比现有标准降低30%，由建筑、交通、市政等方面完成，如图3，4所示。目标情景下建筑总能耗为71868 tce，碳排放量为15.18万吨，经营性用地总能耗(含市政、交通)为92046 tce，碳排放量为17.00万吨；进行低碳生态规划前后，按等效折算，节能量为21094 tce，节能率为19%，减排量为8.36万吨，减排率为33%；可再生能源替代量为8323 tce，替代率为10.90%；可再生能源节能量为3951 tce，节能率为4.81%。

图3 建筑、交通、市政节能量

图4 建筑、交通、市政减排量

3.2 组织保障子系统

武汉国际博览中心项目的低碳建设管理组织，如图5所示，分为内组织和外组织两个层次，内组织即低碳建设管理委员会，主要负责建设方各低碳建设参与部门的管理；外组织即低碳管理方，合约单位是武汉生态博览公司，主要负责低碳建设各参与方的管理，并对低碳建设效果负责。其中低碳建设管理的主体有三个，分别为低碳建设管理委员会(业主方)，武汉博览生态公司(合约第三方)，政府主管部门。

图5 武汉国际博览中心项目低碳建设管理组织模式

3.2.1建设方的低碳建设管理

武汉国际博览中心项目由低碳建设管理委员会负责全过程的低碳建设管理工作，协调管理各部门各参与方之间的低碳建设工作。其相关组成人员包括项目总经理、各部部长及低碳负责人，需要说明的是低碳建设管理委员会全面负责协调管理各相关部门的低碳建设工作，定期对各部门的任务进行检查与考核。其它各部门的工作内容如表1所示。此外各相关部门应指定一名低碳工作负责人，配合低碳管理委员会的工作，并定期对各自部门的低碳建设工作进行汇报。

3.2.2各参与方的低碳建设管理

低碳建设是一项复杂的系统工程，虽然低碳管理方是项目低碳建设的核心，承担了低碳建设的主要任务，但是其它项目参与方同样发挥着独特的作用，一方面其它参与方需要配合低碳管理方完成各项工作，另一方面其它参与方需要完成各自专业工作范围内的低碳建设任务[5]。将项目全寿命期分为四个阶段，各阶段所涉及的参与方如图6所示。

表1 其它参与部门低碳建设主要工作内容

低碳建设管理组织确定之后，一个很重要的工作是对各阶段各参与主体的工作任务进行划分，在明确了内组织各参与部门的工作内容之后，划分外组织各参与方的工作任务对保障整个组织管理体系的高效转运显得尤为必要[8]。在以武汉博览生态公司为工作核心、以业主为服务核心的全过程低碳建设过程中，各参与方既要相互配合，又要独立完成各自专业范围内的任务，其工作内容具体如下。

图6 项目各阶段低碳建设所涉及的参与方(部门)

在决策阶段，咨询单位的主要任务是推荐低碳建设方案，并负责编写标书；建设方主要是确定低碳建设目标及相应的经济投入预算；武汉博览生态公司主要是协助建设方制定低碳建设规划，选择建设方案。在项目前期，咨询单位负责协助设计单位进行图纸设计；设计方则承担将低碳建设方案落实到施工图纸上的任务；材、设供应方参与投标，并提供相关设备及材料的性能参数；建设方通过招标选择设计单位、施工单位、监理单位及材、设供应商，协助设计单位进行施工图设计，并进行监督与审核；武汉博览生态公司负责协助业主进行招标，协助设计单位完成图纸设计，并对低碳建设方案在图纸上的落实情况进行监督与审核。在施工及验收阶段，设计方协助施工方完成关键技术施工；材、设供应方负责及时供应设备及材料，协助相关施工；施工方负责落实施工图纸上的各项低碳节能技术；监理方主要负责监督施工方施工，检查设备材料质量；建设方负责产品采购，低碳专项工程的验收；武汉博览生态公司负责监督管理施工过程中的低碳建设，对施工质量进行控制。在运营阶段，物业管理方主要负责制定低碳运营方案引导低碳生活；用户需要培养低碳生活方式节约用能；建设方主要是制定低碳运营方案，引导低碳生活方式；武汉博览生态公司负责协助业主制定低碳运营方案，协助物业制定低碳运营相关措施。

3.3 技术保障子系统

武汉国际博览中心项目采用的是主动节能和被动节能相结合的方式，既从经济性的角度考虑充分利用自然条件进行节能，又从节能的效果上考虑，通过资金投入和设备引进，将多种低碳技术进行集成应用，进行主动节能。不管是主动式节能方法还是被动式节能方法都涉及到外部条件、建筑主体、技术设备[9]。因此，在建筑低碳节能技术集成系统中，应充分考虑外部条件、建筑主体、技术设备三方面之间的内在影响。在整个项目低碳建设过程中，武汉国际博览中心的低碳建设始终围绕这三个方面展开。

可再生能源和节能减排技术的利用是实现低碳建设目标最直接也是最重要的手段，在充分考虑项目所在地的环境条件及技术的经济性和节能减排效果的基础上，选用的技术如表2所示。不仅有单项技术的应用，如图7光伏发电系统。在条件允许的情况下也考虑了多技术的集成，如地源热泵、冷热电联供等，最大限度的利用了各项技术的节能减排效果。

图7 国博光伏发电屋面铺设示意图

分类技术措施效 益备注可再生能源利用技术 光伏电池太阳能光伏发电常规转换效率15%;武汉太阳辐射强度400～800W/m2单晶硅发电量:100～190度/平米·年;晶硅发电量:80～160度/平米·年光电膜光电转换效率10%;发电量:70～120度/平米·年太阳能热水制备光热转换效率约30～40%;制热量150～300 W/m2;可用于日常办公与生活用水;驱动吸收式空调系统;顶棚或地板热水采暖风能利用武汉年平均风速<2.7m/s;采用低风速风机发电能获取一定电能地热利用可利用的浅层地热温差3～5度,深层地热温差8～10度;利用地源/水源热泵,可实现地热的冬季供暖和夏季制冷,可实现节能15%～30%;地源/水源热泵与太阳能利用系统、气源热泵等结合,可以组成不同类型的高效复合能源系统,可实现节能30%～60%。节能技术热电冷联供实现能源梯级利用,提高能源利用效率微网技术采用微网技术,实现多种电源的综合利用与优化,维持电网稳定,充分利用可再生能源电源,节省市电消耗节能电器与设备利用高效变频器、LED照明等节能电器,降低用电能消耗保温与隔热技术1.太阳墙:使用多孔介质太阳墙,冬季可使室内温度升高8～10度(夏季采用导风管通风)2.内外墙涂料及保温层:实现更低导热系数(可低至0.1W/m·K)3.中空玻璃及节能门窗:含太阳辐射阻挡及寒风阻挡,形成能量隔离4.绿色屋顶技术:通过屋顶绿色植被实现隔热自然通风技术采用通风塔、空气自流通道优化设计等技术,可优化室内通风,节省通风能量消耗自然采光技术利用天井、门窗采光优化设计等技术,充分利用自然光,减少照明能耗中水利用技术建筑物设计充分考虑收集雨水与循环利用,节省水资源各种可再生能源和节能技术的综合利用,可以进一步提高生态指标,降低能耗光电膜

3.4 碳排放监测子系统

碳排放监测子系统是为了对低碳建设的效果进行评估或监测而建立的评估方法或监测系统。低碳建设贯彻整个项目的始终，其时间跨度大，建设过程复杂，不确定因素多，如果只知道其规划目标和建设最终效果，而缺少对其建设过程的控制，很容易引起建设的实际效果与预期效果的偏差[10]。为了减少这种偏差的不确定性，需要在其建设过程的多个时刻对低碳建设效果进行评估，发现偏差及时调整或采取补救措施，保证建设目标的实现。

本项目的碳排放监测子系统包括两方面的内容，如图8所示：(1)施工过程碳排放建设，构建BIM模型，并在此基础上进行二次开发，集成项目的进度和工程量，用于对建筑物施工过程中材料和机械运输的碳排放测算。(2)运营过程能耗分析，同样基于BIM技术，对项目运行过程进行模拟，对建筑物进行采光分析、自然通风分析、水资源利用分析以及整体能耗分析，如图9所示。

图8 国博碳排放结构示意图

图9 国博项目全年逐时负荷

3.5 低碳文化子系统

低碳文化子系统是低碳建设模式实施的动力，一个好的文化子系统，不仅可以保证低碳建设管理的顺利实施，减少实施过程中的阻力，还可以提高低碳管理的效果，保证低碳建设目标更好的实现。在武汉国际博览中心的建设过程中，其低碳文化子系统主要包括四个方面：低碳物质文化，低碳精神文化，低碳制度和低碳文化建设。首先通过项目的低碳定位，低碳建设理念和低碳建设规划来建立企业的低碳精神文化；低碳物质文化包括两个方面，一是通过低碳经济投入达到低碳建设目标，二是通过建立激励措施对节能减排贡献者给予奖励；低碳制度包含多个方面，如低碳管理制度，低碳用能制度，低碳激励制度等；低碳文化建设主要是运用教育、宣传、激励等方式，激发所有相关人员的积极性，培养其节能环保意识。

4 结 语

当前低碳建筑在我国日渐流行，但低碳建设管理的研究还处于起步阶段，现有的项目管理模式不能完全适应全寿命周期低碳建设管理的要求，产生了一系列的问题。通过引入低碳建设管理方来代替业主进行低碳建设管理的方式，可以很好的解决目前低碳建设管理中存在的问题。低碳管理方提供管理及技术支持，并对低碳建设效果负责，可以很好的减轻业主的管理压力，降低低碳建设风险。低碳管理方的地位类似于项目总承包管理单位，只不过其管理对象只包括低碳专项工程和与低碳相关的建设任务。目前这种管理模式尚处于推广过程中，其管理效果缺乏实例验证，虽然在武汉国际博览中心项目中进行了应用，由于项目正在建设过程中，低碳建设管理的效果考察尚需时日。

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