绿色施工节水增量成本与效益的关系研究

2019-11-19黄喜兵

四川建筑 2019年5期

田源，黄喜兵

(西南交通大学土木工程学院四川成都610031))

近年来，绿色施工发展迅速，其评价体系也逐渐成熟，成为了施工的主要趋势。由于建筑施工过程中对水资源的消耗及浪费是不小的，因此采取必要的节水措施在可持续发展理念中显得尤为重要。从绿色施工“四节一环保”的基本概念可知，“节水”是组成绿色施工的重要部分。施工过程采用节水措施不仅可缓解水资源短缺的情况，还可提高用水效率，对社会经济的发展有着重要的作用[1]。

随着对绿色施工研究的增多，提出的节水措施愈加完善，更多的学者开始对节水措施的效益评价进行研究。国内学者中张裕杰[2]以不同案例分析了各类节水措施，并总结出了具有良好经济效益和社会效益的节水措施；张银平最早将系统动力学方法运用在节水管理中，并进行了仿真分析[3]；李正焜[4]等运用价值工程方法以具体实例分析绿色施工节水措施的价值并作出了可行性评价；柴乃杰[5]、贾鼎元[1]等分别采用TOPSIS—熵权决策法和组合赋权—向量夹角余弦模型法对绿色施工中不同节水措施的综合效益进行了评价。

总之，这些研究都为节水措施的效益评价以及系统动力学在节水管理方面的应用提供了丰富的理论依据，基于这些研究，本文同样运用系统动力学的方法，分析绿色施工中常采用的一些节水措施，将节水增量成本与增量效益以及相互影响的因素形成一个系统，并利用VENSIM软件绘出此系统的因果关系图和系统流图，之后根据系统流图建立系统结构方程来描述流图中各变量间的关系。而因果关系图和系统流图在本质上是相同的，都是模型的一种表达方式，其不同之处是因果关系图是用简单的箭线和文字来构建模型，而流图为了使读者更好的理解所研究的问题，使用存量、流量、辅助变量以及常量来描述模型[6]。这两个模型以及基于流图列出的结构方程可以更加直观的展现节水增量成本与增量效益之间的关系，以此推进施工中节水措施的实施。

1 绿色施工节水措施

在绿色施工中常采取的节水措施主要有：选用节水性的施工工艺；项目用水多采用节水型器具；生活用水与施工用水分类计量并选用高灵敏度计量水表；现场车辆、场地冲洗等用水优先采用非传统水源；修建蓄水池、沉淀池、隔油池等分类处理项目污水废水，并建立废水回收再利用系统；加强节水教育宣传等[7]。

将以上节水措施总结归纳为三大类，分别是节水型器具的使用、施工污水废水的循环再利用以及节水管理，其中节水管理中又包括采用节水施工工艺、加强用水管理和节水宣传。分析以上节水措施的增量成本与效益以及其中影响因素之间的关系，可建立绿色施工节水增量成本与效益系统。

2 节水增量成本与增量效益的构成

节水增量成本由节水型器具增量成本、施工污水废水回用增量成本以及节水管理增量成本构成。其中节水型器具增量成本是节水型器具成本与普通用水器具成本的差值所构成；施工污水废水回用增量成本是由建立污水废水回用系统所需人材机的增量成本与所耗电费构成；节水管理增量成本又包括节水施工工艺成本、用水管理成本与节水宣传成本。

节水增量效益可分为经济效益、社会效益与环境效益，其中经济效益主要包括通过节水和回用水节省的水费和污水减排效益，社会效益主要由节省因缺水导致的财政损失、节省市政给水设施建设费以及节省市政排水设施建设费构成，文中的环境效益只考虑了节省污染水源的治理费这一项内容。而节水增量成本效益是由节水增量效益与节水增量成本的差值所得。

3 构建节水增量成本与效益系统因果关系图

通过分析节水增量成本与增量效益的构成及构成因素之间的联系，可以用文字和箭线组成整个节水系统的因果关系图(图1)。

图中共存在4条回路，均为正反馈回路，分别为：

(1)节水增量成本效益→+采用节水技术积极性→+节水技术水平→+总节水量→+经济效益→ +节水增量效益增加值→+节水增量效益→+节水增量成本效益；

(2)节水增量成本效益→+采用节水技术积极性→+节水技术水平→+总节水量→+节省市政给水设施建设费→+社会效益→+节水增量效益增加值→+节水增量效益→+节水增量成本效益；

(3)节水增量成本效益→+采用节水技术积极性→+节水技术水平→+总节水量→+节省因缺水导致的财政损失→+社会效益→+节水增量效益增加值→+节水增量效益→+节水增量成本效益；

(4)施工污水废水回用增量成本→+污水废水回用系统设备数量→+污水废水收集量→+电费增加值→+施工污水废水回用增量成本。

分析图1的因果关系图得知因素之间相互关联构成回路，回路(1)中随着节水增量成本效益值的增加，开发商采用节水措施获得利益将鼓励施工采用节水技术，节水量随着节水技术水平的提高而增加，节水带来的增量经济效益也随之增加，在节水增量成本不变的情况下，最终又使得节水增量成本效益增加，其他回路分析同理。

图1 绿色施工节水增量成本与效益系统因果关系

4 构建节水增量成本与效益系统流图

从节水增量成本与效益系统的因果关系图中可得到变量及变量间的联系，以此将这些变量进行归类，划分为状态变量、速率变量、辅助变量以及常量，在此基础上构建系统流图，以模拟节水措施的增量成本效益在绿色施工阶段的形成过程以及动态变化[8]。构建的系统流图如图2所示。

分析图2的系统流图，对系统中的变量分类如下：

(1)状态变量(存量)：绿色施工节水增量成本效益、经济效益、环境效益、社会效益、市政单位水价、电价、节省因缺水导致的财政损失、人均工资、污水减排效益；

(2)速率变量(流量)：节水增量效益增加量、节水增量成本增加量、经济效益增加量、环境效益增加量、社会效益增加量、水价增长速率、电价增长速率、工资增长速率、节省因缺水导致的财政损失增加量、污水减排效益增加量；

(3)辅助变量：节水型器具增量成本、节水管理增量成本、施工污水废水回用增量成本、用水管理增量成本、节水施工工艺增量成本、节水宣传成本、总节水量、回用水量、污水废水收集量、污水废水处理量、节省污染水源治理费、污水废水回用系统设备数量、节省市政给水设施建设费、节省市政排水设施建设费、人材机增量成本、电费、人工费；

(4)常量：年工资增长率、年电价增长率、年水价增长利率、市政给水设施吨水建设费、市政排水设施吨水建设费、污水吨水排放费用、污染水源吨水治理费、因缺水导致的吨水财政损失费。