绿色施工指标体系和评价现状分析
2020-01-08满朝翰
满朝翰
(中国铁道科学研究院集团有限公司 节能环保劳卫研究所,北京 100081)
公路、铁路、水利等基础设施建设在国民经济快速发展中起到了十分关键的作用,但施工过程中带来的环境污染、能源浪费、生态破坏等问题使工程项目建设越来越受到环境和资源承载力的制约。党的“十九大”以来,生态文明建设被提到了前所未有的高度,在推动绿色发展和建设“美丽中国”的新形势下,如何提高节能环保管理水平、改善施工环境、节约施工能耗、提升绿色施工水平已经成为各行业发展过程中的重要内容,全面了解和准确把握目前绿色施工指标体系和评价方法有利于绿色施工的深入开展,同时为施工期铁路节能环保工作的优化提供借鉴。
1 绿色施工指标体系概况
1.1 国家相关标准
我国最早于2011年发布了《建筑工程绿色施工评价标准》(GB/T 50640—2010)(以下简称“评价标准”),其中包括了环境保护、节材与材料资源利用、节水与水资源利用、节能与能源利用、节地与土地资源利用5个方面,均包括控制项、一般项和优先项3个部分,控制项是指必须达到的基本条款。此项标准于2018年进行了修订,并发布了征求意见稿,在原有的基础上增加了人力资源节约与保护评价指标,包括了人员健康保障、劳动力保护、劳动力节约等相关内容,充分体现了施工建设中“以人为本”原则。此项标准的颁布为其他行业绿色施工的开展及相关内容的研究提供了依据。
1.2 公路行业
杨艳飞[1]以高等级公路绿色施工为研究对象,采用了“压力—状态—响应”框架模型作为构建模型,“压力”指公路工程建设,“状态”指自然资源中的状态,“响应”指管理部门,据此建立了绿色施工指标体系,压力类指标包括环保技术和资源消耗,状态类指标包括噪声、大气、水、废气污染等,响应类指标包括资源再利用和绿色施工环境。
李晓娟[2]分析建设期的山区高速公路生态环境和施工特点,建立了建设期公路绿色施工评价指标体系,包括施工管理技术、减少环境负荷、资源能源的节约利用、资源利用率和绿色施工环境管理5项一级指标,以及12项二级指标。
1.3 铁路行业
刘鹏举等[3]根据铁路施工的实际情况,结合国际、国内生态环境评价研究和实际工程中的指标,利用目标分解法建立施工阶段的绿色铁路评价指标体系,共4项一级指标,即主要反映施工环境管理水平的环境管理(含设计完善程度、制度执行情况、机构健全程度等二级指标)、环保水保措施、环境污染率、节能降耗。
于尧[4]根据铁路建设自身的特点和铁路施工工序,结合《绿色建筑评价标准》(GB/T 50378—2014)、《绿色铁路客站评价标准》(TB/T 10429—2014)等相关评价标准,除设置水污染控制、噪音污染控制、固体废弃物污染处理、大气污染控制、生态破坏控制5项环保类指标外,增加施工人员身体健康1项一级指标。
1.4 其他行业
谢世军[5]结合陕西省汉中石门水电站施工实际状况,根据绿色施工评价主要目标,遵循系统性、全面性原则建立指标体系,在准则层设置了环境保护、能源与资源利用及综合管理3项指标,准则层以下设置了12项主因素指标和31项分因素指标。环境保护主要反映工程对水环境、大气环境、声环境等影响,能源与资源利用主要反映能源、资源及材料的利用情况,综合管理主要反映施工管理和人员安全健康。
刘飞强等[6]对码头工程绿色施工的特点进行了梳理和研究,综合考虑建设规模大、对于环境影响大且复杂的特点建立绿色施工指标体系,除包括绿色施工管理、节地与用地保护、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用5项一级指标外,根据工程实际将环境保护指标进行细化,增加了陆域环境保护和水域环境保护2项一级指标,分别对陆域和水域进行评价。
曲尧等[7]将绿色施工全过程划分为 3 个不同阶段,旨在对工程前期、施工期及竣工验收进行全过程评价,一是前期准备阶段的评价指标,包括施工总体部署规划、施工管理组织机构、施工工艺与技术选择、人员培训、安全与健康;二是实施阶段的评价指标,包括环境保护、节材、节水、节能、节地;三是竣工验收阶段的评价指标,包括环境影响、能源资源消耗、施工管理与协作。
王爽等[8]通过对有实际工程项目及绿色理论相关经验的专家及学者进行调研,在施工对周边环境影响程度、能源使用程度、资源使用程度3项反映环境、资源和能源的指标外,增加了建筑行业管理和效益程度指标。建筑行业管理主要反映培训情况、人员分配、前期规划等管理类内容;效益程度包含施工和维护的费用,反映了项目实施的经济性。
薛松等[9]将绿色施工指标分为设计阶段、施工阶段及竣工运营阶段,更为全面反映了工程项目的绿色施工情况。其中,设计阶段主要反映工程设计水平,包括施工总平面布置、公共绿色面积、通风和采光设计和新能源设计应用;施工阶段包括绿色施工管理、环境保护、节材与材料利用、节水与水资源利用、节能与能源利用5个部分;竣工运营阶段是施工阶段的延伸,反映项目运营情况,包含场地恢复、用水情况、室内环境等内容。
罗志敏[10]将“压力—状态—响应”框架模型引入建筑工程施工绿色度评价指标的构建,共有4类指标:一是资源利用,包括节材、节水、节能、节地类指标,反映资源和能源的利用情况;二是环境影响,包括大气污染、噪声污染、水污染及固体废物污染4类指标,反映施工行为对周边环境的影响程度;三是综合管理,包括施工管理体系、现场管理、人员安全与安全管理3类指标,反映施工单位的管理水平;四是技术支持,包括公共方案和新技术应用,反映相关技术措施的应用情况。
李真真等[11]以唐山橡树湾项目为实践基础,根据绿色施工管理评价的要求选择人员进行咨询,选取了环境保护、节材与材料资源利用、节水与水资源利用、节能与能源利用、节地与施工用地保护5项一级指标和15项二级指标。
郑春玲等[12]依据既有的研究成果构建了绿色施工综合评标指标体系,旨在工程招标阶段对评标文件进行评价,筛选出真正具有绿色施工能力的单位承担工程项目,从源头对施工行为进行规范。指标体系准则层包括3个部分:一是反映投标单位的经营情况、信用等级、施工能力等的资质指标,包括5项具体指标;二是反映投标单位控制成本和经济合理性能力的经济指标,包括总价、单价等4项指标;三是主要反映施工单位在节水、节地、节材、节能、环保和组织管理方面的措施技术指标。
齐贵书[13]从绿色施工风险的角度对绿色施工风险因素进行了识别,从工程施工参与者的角度建立影响绿色施工成功风险指标体系,设置了5项一级指标,一是建设单位产生的影响,包括未及时提供完成资料和施工场地、不合理干涉施工、协调能力较弱4项二级指标;二是监理单位产生的影响,包括缺少有经验的监理人员、没有严格生产施工方案、没有尽到监督责任及对绿色施工认识不足4项二级指标;三是承包单位的影响,包括缺少资质、施工难度增加、缺少施工经验等5项二级指标;四是材料供应商的影响,包括材料和设备性能不满足要求、未实际交付3项二级指标。
丁古丽等[14]从绿色施工风险的角度出发,结合《绿色施工导则》给出的绿色施工总体框架建立了指标体系,提出了施工过程管理因素、能源消耗因素、材料与资源因素、水资源因素及施工环境因素5项一级指标,除对能源、材料、资源利用和环保评价外,还可以对施工的培训、决策、技术研发等管理内容进行评价。
1.5 小结
综合上述分析,虽然不同的指标体系所设置的指标结构和指标内容不尽相同,但基本内容相差不大,绿色施工评价指标主要包括以下2个方面。
(1)“评价标准”中的既有指标,包括节能、节地、节材、节水、环境保护及劳动保护6类指标,是绿色施工指标体系中的重要组成部分,主要反映能源、资源和材料的消耗情况、对周边环境的影响程度及人员健康和安全,为各行业对相关指标的研究提供了依据和参考。
(2)新增类指标,包括反映施工管理水平的管理类指标,如宣传和培训情况、规章制度、组织机构、现场管理等,以及反映节能环保新技术、新工艺应用情况的技术应用类指标,这部分指标是对绿色施工指标研究的延伸和扩展,进一步充实了绿色施工的内涵,在一定程度上为完善指标内容和提升指标体系的科学性提供了理论支撑。
2 绿色施工指标评价方法
2.1 模糊理论评价
李晓娟[2]首先将评价等级分成优、良、中、及格和不及格5个标准,分别向施工企业、政府相关部门、高校从事土木工程教学工作专家、相关金融咨询机构发放问卷,取得相关指标数据,利用因子分析法计算各项指标的权重,然后对环保技术、环境污染、资源消耗、资源再利用及施工环境管理5项一级指标进行初级模糊层级分析,利用Matlab软件分别建立隶属度矩阵,最后进行最终模糊层次分析,并以某公路工程项目为实例,得出“良”的结论。
刘鹏举等[3]首先邀请相关专家对各项指标进行评价,利用三角模糊计算规则对评价结果处理,形成模糊判断矩阵,然后对评价指标的平均值求和,利用公式对综合重要程度值进行计算,并进行归一化处理,分别计算出每项指标的权重,最后将每项指标的打分结果与权重相乘并求和,得出最终的评价结果。
谢世军[5]首先将绿色施工评价结果划分为5个等级,分别为差、次、合格、良好和优秀,制定了相应的打分范围,利用专家打分和综合权系数法计算各项指标的权重,然后根据计算公式得出绿色施工综合管理、能源与资源利用及环境保护主因素层的模糊复合物元矩阵,最后对综合评价模糊复合物元进行计算,按照最大隶属度评价原则得出最终的计算结果。
李真真等[11]首先将评价结果分成很好、好、一般、合格和不合格,由相关具有丰富经验的人员对各项指标进行打分,然后采用层次分析法对各项指标的权重进行计算,最后根据各项指标的评价结果,建立模糊综合评价成对比较矩阵,与各项指标的权重值相乘,得出最终的评价结果。
2.2 灰色理论评价
于尧[4]以宝兰高速铁路甘肃段作为实际案例,首先采取数据实测和专家打分的方式得出各项指标的具体数值,采用层次分析法和灰色关联决策法进行两次权重计算,并将两次计算结果的平均数作为最终的权重计算结果,然后制定很好、较好、一般、合格、不合格5个评价等级,确定各项评价等级的评分范围,并根据白化权函数得出白化权值,最后利用灰色聚类理论,结合权重计算结果和白化权值,得出最终的计算结果。
丁古丽等[14]首先采用层次分析法对各项指标的权重进行计算,提出了很高、较高、一般、较低、很低5个评价标准,并给出了各标准的评分区间,然后根据专家对各项指标的打分计算灰色评价系数,并根据白化函数计算灰类等级值化向量和灰色评价系数,最后计算出各一级指标的灰色评价权向量,并与灰类等级值化向量相乘,得出最终的计算结果。
2.3 专家打分评价
《建筑工程绿色施工评价标准》(GB/T 50640—2010)中未制定模型和算法,采用专家打分的方式,对控制项指标、一般项指标和优先项指标进行打分。其中,要求控制项指标必须全部满足,如不符合要求则“一票否决”,评价结果为不合格;对于一般项指标和优先项指标,计算单位工程总分和结构工程阶段得分,结合控制项的满足情况对施工项目进行评价。
2.4 小结
综上,目前绿色施工指标的评价方法中除传统的专家打分外,模糊理论和灰色理论是应用较为广泛的2种方法,二者的优势在于能够将界定不清、难以量化的因素进行量化,一定程度上克服了评价中的主观性,尽可能提升评价的准确性。这2种方法在实际应用中均采取以下步骤:第一步,对各项指标的权重进行计算,综合集成赋权法、因子分析法、三角模糊数理论、灰色关联分析等方法均有使用,着重分析各项指标的重要程度;第二步,采取模糊理论和灰色理论对各项指标数值进行处理,并结合上一步所计算的权重值计算出最终的评价结果。
但是,以上的评价方法存在以下问题。
(1)权重的计算会影响评价结果的准确性。由于计算权重是评价工作的第一步,权重越大的指标对评价结果的影响程度也越大,反之亦然,故这种评价方法可能出现两方面的问题,一方面一些硬性指标必须满足要求而不应设置权重;另一方面受专家的水平经验差异化影响,权重打分计算不可避免地带有一定的主观性,导致权重值出现偏差。因此,在实际应用中有可能出现核心评价指标完成情况不好、而其他较弱的指标完成很好,仍能取得较高评价得分的情况,易造成评价结果的不客观。
(2)专业性要求高。为保障数据的准确性,采取了多种复杂的数学算法,对被评价的施工单位和实施评价人员的专业素质提出了要求,不仅需要学习掌握相关数学专业知识,而且还需熟练操作专业数学计算软件,在一定程度上限制了评价工作的开展。
3 几点建议
通过以上分析可以看出,不同行业的绿色施工指标体系和评价方法的总体思路较为相近,可以为铁路建设项目绿色施工评价的研究应用提供参考和借鉴。
3.1 建立铁路工程项目绿色施工评价指标体系
指标体系的建立是开展绿色施工评价的基础条件,铁路行业和企业可以充分借鉴《建筑工程绿色施工评价标准》和既有研究成果,建立铁路工程项目绿色施工评价指标体系。
(1)制定指标体系层级,既有研究成果和标准仅是对施工单位进行评价,铁路可在此基础上扩大评价范围,分别制定“铁路集团公司—建设单位”和“建设单位—施工单位”两级评价指标,实现全过程的评价。
(2)制定符合铁路工程实际的指标,节能、节地、节材、节水及环保应作为上述两级指标的核心内容,同时应增加水土保持和野生动植物保护的相关指标,全面覆盖工程施工对生态环境的各种影响。“铁路集团公司—建设单位”和“建设单位—施工单位”的部分指标应保持一致,铁路集团公司可针对这部分指标向建设单位下达目标值,建设单位对目标值进行分劈,进而要求各标段的施工单位。
3.2 建立操作性强的评价方法
采取复杂数学方法虽然会提高评价精度,但同时也会增加评价工作的难度,因而从提升评价工作的可操作性考虑,建议铁路工程项目绿色施工评价方法不宜采用过于复杂的数学算法,结合《建筑工程绿色施工评价标准》,明确必须完成的硬性指标并作为控制项指标,其他指标则作为一般项指标。如未完成某项控制项指标,则对建设单位或施工单位实施“一票否决”,评价结果为不合格。在控制项指标全部完成的前提下,再根据一般项指标的完成情况给予相应的评价分值。
3.3 建立完善的评价管理体系
(1)加强组织机构保障[15],评价工作应由铁路集团公司、建设单位、施工单位的节能环保管理部门进行归口管理,实行主要领导负责制,领导和部署评价工作。
(2)制定完善的管理规章制度,与国家和行业的相关政策标准相衔接,并且满足施工生产实际,确保能够取得“落地”效果。
(3)建立绿色施工信息共享制度,由于不同的铁路项目其施工工艺和技术装备的差异性不大,各自采取的经验做法和面临的问题对于其他项目具有较强的借鉴意义。因此,可以形成绿色施工优秀案例和典型问题汇编,建立铁路先进适用绿色施工技术及管理经验数据库,为工程建设施工提供参考。
(4)加强铁路工程项目的环水保监测,及时掌握准确有效的现场数据,对噪声、扬尘、污水等污染物排放及治理措施落实情况进行管控,为评价工作顺利开展提供支撑[16]。
4 结束语
随着国家绿色发展理念的不断深化,铁路应充分借鉴和参考目前各行业的绿色施工评价指标和方法,从构建完善的评价指标体系、制定可操作的评价方法、建立完善的评价管理体系及加强环水保监测4个方面入手,不断提升铁路建设绿色管理水平,减少工程项目对周边环境的影响,以缓解环境和资源承载力对铁路发展的制约,进而为绿色交通发展[17]提供有力支撑。