基于霍尔三维结构的绿色建筑评价体系和方法

王 虹，蔡晓丽，万 影

（江西理工大学南昌校区，江西南昌 330013）

在绿色建筑思潮的推动和影响下，人类与自然和谐相处的生态世界观日益加强，可持续发展的新理念在建筑发展过程中产生了积极的影响，使人们对绿色建筑有了新的认识和思考。系统工程、生态学、社会学等学科已向建筑领域进行了拓展，使绿色建筑的世界更为广阔。1994年我国发布了《中国21世纪议程——中国21世纪人口、环境与发展白皮书》，把“建立可持续发展的经济体系、社会体系和保护与之相适应的可持续利用的资源和环境基础”作为可持续发展的战略目标。经过近25年的快速发展，绿色、可持续发展已成为我国建筑业发展的主要趋势。

1 绿色建筑评价

在20世纪中叶，意大利最早提出了“绿色建筑”的概念。当时世界著名的建筑师Paul Gryfen提出了具体的评价体系，通过建筑规划、能源耗散等方面进行综合评价。美国的LEED绿色建筑评价体系、英国的BREEM评估体系等，这些评价体系基本上都是通过模拟和预测的方法，尽可能地对各项内容进行评价以获得详尽数据，然后根据这些数据进行计算并评分分级。2001年我国出版了《绿色生态住宅建筑要点及技术细则》，并结合我国绿色建筑的特点，在广泛调研世界各国绿色建筑评价体系的基础上，组织多家科研、设计单位的专家共同合作出台了“中国生态住宅技术评估体系”，但其也存在一定的局限性。2019年我国发布的《绿色建筑评价标准》（GB/T 50378-2019）中指出，绿色建筑应结合地形地貌进行场地设计与建筑布局，且建筑布局应与场地的气候条件和地理环境相适应，并应对场地的风环境、光环境、热环境、声环境等加以组织和利用。本课题在系统工程方法论的基础上，参照霍尔三维结构体系建立了本绿色建筑评价体系。

2 基于霍尔三维结构的绿色建筑评价

美国学者Hall提出的霍尔三维结构是由时间维、逻辑维、知识维组成的一个立体的跨学科的三维结构图，既保持了系统的整体性，又分别从进度角度的时间维、流程角度的逻辑维和应用角度的知识维三个维度进行细节拓展，应用定量分析的手段，求解问题，是有效解决复杂系统的科学理论。

建筑全寿命周期分为规划、设计、施工、运营等阶段，绿色建筑评价也应贯穿于其中，故绿色建筑评价体系也可如霍尔三维结构体系一样，用知识维、逻辑维、时间维来组成三维结构。其中，知识维是指按照一定建设程序的时间序列对建筑的逐层评价方法，逻辑维是指绿色建筑评价的步骤;时间维对应建筑全寿命周期的各个阶段。在这个理论的基础上，我们建立三维结构体系用于建筑评价，如图1所示。

图1 绿色建筑评价三维结构

3 绿色建筑评价指标体系的建立

评价体系中的评价指标是针对项目中的某一个方面信息的客观评价。但是作为评价指标本身，它是具有很强的层次性和针对性的，几个相互关联的指标可以形成一个综合性的评价指标。同时，一个综合性的指标可以分解成诺干个相关的子指标。因此有必要构建一套科学合理的绿色建筑评价指标体系。

3.1 绿色建筑评价体系的构建原则

1）可持续性发展原则。绿色建筑评价实质上是对建筑可持续发展的评价，应在可持续发展的原则和目标的基础上进行，既要满足人们舒适、健康生活的需求，又要控制自然资源的使用。因此，绿色建筑评价指标的选择应体现可持续发展的原则，充分考虑影响可持续发展的因素。

2）全寿命周期原则。我们从绿色建筑全寿命周期范围的目标出发，把建筑的建设过程划分为规划、设计、施工、运营四个阶段，选取指标并进行评价，有利于全过程控制，及时发现和解决问题。从全寿命周期的角度来划分绿色建筑的建设过程，可以有利于指导绿色评价，并且对有限的自然资源和生态系统起到保护作用。

3）可操作性原则。如果绿色建筑评价指标设置过于繁琐，很可能造成操作上的不便。同时，如果评价过程过于复杂，需要收集大量的数据，就会大大增加评价的成本。因此在选取评价指标时，尽量选择一些对建筑环境影响较大的指标，并且评价方法要求简单、具有可操作性。

4）动态性原则。由于绿色建筑评价是一个动态的评价过程，会体现出时间与空间的结合，并与社会条件和技术水平紧密联系。为适应时代发展要求，当建筑技术水平有所改善、生态要求也提高时，评价指标集也应进行相应的修订。

3.2 绿色建筑评价指标

我国绿色建筑评价指标体系一共由六大部分组成，分别是：节能与能源利用、节材与材料资源利用、节地与室外环境、节水与水资源利用、运营管理及室内环境质量。课题组参照中国绿色奥运建筑评估体系，按照全寿命周期监控、分阶段评估的指导思想，按照霍尔三维结构的时间维度分为规划、设计、施工、运营4个阶段，划分评价指标体系的结构层次，选取评价指标，如表1所示。

4 绿色建筑评价方法

绿色建筑全寿命周期涉及能源利用、材料资源、环境质量、生态保护等多方面的问题，评价指标层次多，综合评价必须考虑多个相关因素，而且评价标准或自然状态模糊，用传统数学方法难以完成评价工作。如以往大多数评价都是借助数据累积的形式进行计算得出总评结果。但是，实践证明，这种方式在多数情况下存在不合理或可操作性不强，如在建筑全寿命期的四个阶段中，能源消耗、节水、水资源利用、二氧化碳排放、生态保护等都会有相应的数据产生，但是其中某些数据的收集存在一定的难度或无法收集，这些项目的评价都难以用数据计算的形式来完成。

表1 各阶段评价指标

模糊数学综合评价法，指的是利用模糊数学理论与最大隶属度原则，通过全面统筹与被评价对象有关的各个指标，对评价事物得出的总的评价。绿色建筑按照时间维度划分规划、设计、施工、运营4个阶段，其指标体系具有层次性、指标多、较复杂等特点，且各阶段的评价因素具有模糊性。所以选择模糊数学综合评价法来对其进行评价，充分考虑评价绿色建筑的相关因素，进而做出综合性评价，此种评价方法可以弥补传统绿色建筑评定手段和方法的一些不足，是合适而可行的。同时评价涉及的数据多、某些评价因素在每个阶段会有一定的重复，如节水、水资源利用、能源消耗等，在规划、设计、施工、运营阶段都会涉及，在评价时利用计算机技术进行分析，可使绿色建筑评价更具科学性。