绿色工程内涵及指标体系对比综述*

李晓军，唐 立，张 涛，白宏达

(1.同济大学土木工程学院，上海 200092； 2.云南省交通规划设计研究院有限公司，云南 昆明 650041； 3.云南交通咨询有限公司，云南 昆明 650031)

0 引言

随着全社会环保意识的不断增强，“绿色”也逐渐成为工程建设中继安全和经济后新的评价标准和研究热点。但由于不同的工程行业特色以及各专业人员认知水平的差异，不同的工程领域绿色建设发展水平不一，建筑、交通等专业已有相关绿色的定义，而隧道、矿山和地下空间等专业尚存在绿色建设理念不明确，评估体系不完善等问题，绿色工程建设缺少完备、统一的建设理念[1]。本文通过梳理国内外绿色土木工程理念的发展历程，调查了国内外绿色工程的评价体系，以国内建筑、公路和矿山相关标准和规范为代表，总结分析了绿色建筑、交通和设施类工程的建设特点，提出绿色工程建设的基本思想和内涵，提出绿色工程评价体系的基本框架。

1 绿色工程建设理念发展历程

在“绿色建筑”方面，20世纪60年代，西方发达国家率先提出“绿色建筑”的理念[2]，以保护地球环境、节约资源、确保人居环境质量等可持续发展观念为基本原则。20世纪70年代中期，一些国家和地区开始实行建筑节能类的规范，并且逐步提高节能标准，土木工程的绿色建设开始政府化和法制化。随后1998年加拿大，1999年中国台湾以及2000年以后的日本、德国、澳洲、法国、韩国等都相继提出自己的评价体系[3]。2019年中国颁布了GB/T 50378—2019《绿色建筑评价标准》[4]，从普通评价项和加分项两个方面对绿色建筑进行评价。据统计，从1990年至今，全球绿色建筑评估系统已近20个。国外学者[5-8]通过研究大量绿色建筑工程实例，从外部、企业、项目、个人等角度对绿色建筑产业发展的动力进行了分析，从社会及管理的角度指出了政府制定相关政策法规、企业树立绿色形象、客户提升绿色意识的重要性，从经济角度指出了绿色建筑本身的潜在价值、节能减排及环境保护的经济效益，提出“健康”和“可持续”是绿色土木工程不可或缺的因素。并总结了绿色建筑的几项特点：最小化建筑产生的污染物、最小化建设资源的消耗、最大化能源的使用效率、居住者的健康和舒适性。国内学者肖绪文[9]指出绿色建造着眼于建筑全生命周期，是通过科学管理和技术进步，最大限度地节约资源和保护环境、实现绿色施工要求、生产绿色建筑产品的工程活动。李燕等[10]对基于全寿命周期的绿色建筑经济效益做了探讨，在充分考虑绿色建筑设计决策成本、建造施工成本、使用维护成本、回收报废成本、经济效益、环境效益及社会效益的基础上，对绿色建筑进行评估。张晓然等[11]指出绿色建材的重要性，亟需开发节约能源和资源的环保型绿色建材。王凯[12]将绿色建筑的内涵概括为全寿命周期、可持续发展、环保减排、与自然和谐共生4个方面，并对绿色建筑的发展方向进行了总结，即零碳建筑和零能源建筑、生态社区与绿色城市、建筑产业化与智能建筑。赵辉[13]提出对绿色建筑考量应秉承因地制宜原则，以适宜为基本要求，而不是一味追求高科技的堆砌，应达到基于传统建筑发展理念和技术的、传统与现代的融合。

“绿色交通”的提出源于绿色建造，绿色建造在国外被称为可持续建造，是指“以人为本”，建设方便、快捷、安全、高效率、低公害、有利于生态和环境保护的多元化城市交通系统，促进城市的可持续发展[2]。绿色交通中的绿色公路建设就是在绿色理念的指导下，运用绿色技术(包括先进的绿色生态防护技术)，在公路建设过程的施工和运营阶段均能达到经济效益和环境效益和谐的可持续发展。在过去的几年里，已经有不少国外团体开始开发适用于交通类项目的可持续性评级体系[3]。其中最为显著的有如下6个：美国Wisconsin大学提出的BE2ST-in-highwaysbi，哈佛大学提出的Envision，华盛顿大学提出的Green Roads，以及美国各州所制定的规范Green LITES(green leadership in transportation and environmental sustainability)，I-LAST(illinois livable and sustainable transportation)，INVEST(infrastructure voluntary evaluation sustainability tool)。

在矿山工程领域，早在19世纪，英美等西方国家就提出了“绿色矿山”的概念[1,14-16]。此时“绿色矿山”的概念仅仅停留在单纯的对矿区植被的保护，以及可持续化生产等内容。在“科学发展观”背景下，中国“绿色矿山”的理念也逐渐成熟，并提出了一系列行业标准和地方标准[17-20]。包括了对矿山企业九大方面的要求：依法办矿、规范管理、资源综合利用、技术创新、节能减排、环境保护、土地复垦、社区和谐、企业文化。2010年国土资源部等六部门联合发布了《国家级绿色矿山基本条件》，第一次从国家层面对绿色矿山的基本条件进行了规定。2017年国土资源部发布了《关于加快建设绿色矿山的实施意见》，进一步明确了9个行业绿色矿山建设的基本要求。2017年3月，浙江省湖州市出台《绿色矿山建设规范》，是我国首个地方绿色矿山建设标准规范。此外，许多学者对绿色矿山的评价体系进行了详细研究，但未发布详细的指标评价体系。

2 各行业绿色建设理念对比

2.1 国内现行绿色工程评价体系总体对比

我国现行的绿色建筑、绿色矿山、绿色公路工程标准如表1所示[4,17-29]。

表1 国内绿色工程标准

除国家和行业标准外，许多学者[10-11，30]也对绿色工程的评价指标进行研究。梳理以上标准和规范中的指标条款内容，绿色工程的评价指标可以总结归纳为工程技术、经济管理和社会人文3个方面，每种工程行业的绿色评价体系中三者偏重也不同。通过总结归纳，这些指标体系包含的概念和内容如表2所示。

表2 国内绿色工程评价指标内容

由于行业之间的差异性，不同工程类型在绿色建设过程中最为关心的方面不同，反映在指标的权重上，不同的绿色评价指标权重也各有不同。参考GB/T 50378—2019《绿色建筑评价标准》、JT/T 1199.1—2018《绿色交通设施评估技术要求》和许加强等[31]根据《国家级绿色矿山基本条件》提出的多专家综合评价体系，计算工程技术、经济管理和社会人文3个方面评价指标所占的比重，得出评价项总分在评价体系总分中的占比。例如节约能源指标权重占比计算公式如下：

计算结果如表3，图1所示。

图1 绿色工程评价指标权重

表3 代表性绿色工程评价指标权重

统计结果表明，绿色建筑和绿色交通占比最大的因素是建设工程采用的绿色关键技术以及对自然环境的影响。绿色建筑更强调节约资源和保证建筑使用者的健康与舒适性。绿色交通更强调工程的使用性能，如保障安全和注重生态环境保护。绿色矿山的社会人文和经济管理层面的评价指标占比较大，更强调依法办矿、技术创新、环境保护等。

2.2 绿色工程评价指标对比

由于各工程的使用目的和空间形态不同，造成了评价体系中指标内容以及权重存在不同，故首先分析各工程行业的特点，以建筑型、交通型及开采型工程为代表，从空间形态、影响范围、使用目的等方面进行对比，如表4所示。

表4 工程行业特点对比

对于一般的地上建筑，空间形态为单点式，影响范围较小，使用目的大部分为居住，生产等人类活动[32]，所以绿色建筑评价指标体系中，建筑物建设消耗的资源及建筑物使用者的健康和舒适是相对重要的组成部分。

公路等交通设施的空间形态一般为线式，影响范围较大，工程项目与外界环境交互性强[33-34]，故工程建设对环境的影响是绿色评价的重点。工程服务于交通运输，安全性是重要评价指标。

矿山等开采类工程的主要使用对象是政府和企业，施工开采和管理运营同时进行[35-39]。绿色内涵更强调依法办矿、规范管理、资源综合利用等内容。

2.2.1工程技术指标

工程技术层面总体涵盖了5类指标：节能、节水、节材、节地、环保。

1)节能

节能指标在绿色建筑、绿色公路评价中占比较高，但在绿色矿山中占比较少。矿山耗能主要为开拓及采矿等工艺上的隐性耗能，如采矿方法及工艺的选择。但由于矿山开拓系统已经成型、难以改变，人们往往不愿通过变更开拓系统去追求低能耗，导致其评价体系节能比重较低。建筑工程与矿山不同，能耗主要与使用阶段结构耗能、常规服务系统耗能有关，属于显性耗能[36]。建筑在生命周期内的各个阶段都需要消耗大量能源，以维持正常运转。绿色公路的耗能则主要体现在施工措施、材料拌合等方面，侧重于施工阶段显性节能。

2)节水

节水指标在绿色建筑、绿色矿山、绿色公路评价体系中权重为0.15，0.02，0.03。建筑是人生活工作的主要场所，建筑给排水工程对维持建筑正常使用功能意义重大，所占比重较高。我国绿色建筑评价体系对节水提出了一系列要求，包括雨水设施、节水器具、节水冷却等。地下建筑在节水方面与地上建筑相同，主要从节约用水和高效利用水资源方面考虑。

3)节材

节材在绿色建筑和绿色公路中权重分别为0.14和0.12，绿色矿山在节材方面没有明确要求。与建筑工程和公路工程的建设方式不同，采掘作业是矿山生产过程中消耗人力、物力最多，占用资金最多的项目，而建设材料消耗较少。绿色矿山更偏向于矿产资源开发利用(采矿贫化率、开采回收率、尾矿利用率、矿产资源耗竭率等)，以促进绿色矿山可持续发展。绿色建筑体系对建材的节约及回收利用做出相关要求，绿色公路则偏向于可循环材料和旧路面材料再生。

4)节地

绿色矿山、绿色建筑、绿色公路三者权重分别为0.19，0.15，0.05。节地的含义根据工程性质的不同略有差异。建筑作为独立且相对封闭的环境，更需要强调可持续交通及与周围社区的联系，提高场地利用率及加强场地绿化。采矿作业会造成大面积土地破坏和荒芜，所以在绿色矿山的评价中，将土地复垦作为一项重要指标，其含义是，按照矿产资源和土地管理等法律法规的要求，对在矿山建设生产过程中，因挖损、塌陷等造成破坏的土地，采取整治措施，使其恢复到可供利用状态的活动；评价指标包括土地复垦率、土地复垦技术、土地复垦方案等。绿色公路的节地指标相对较弱，是由于公路用地在选线规划阶段便已经基本确定，大规模破坏土地的可能性较低，对合理占用土地做出规定。地下空间资源的开发具有不可逆性，其合理开发利用指标的构建具有重要意义，包括地下建筑与周边的连通性、开发密度及适宜性等。

5)环保与污染防治

绿色矿山环保指标权重为0.28，高于绿色公路的0.15，并远高于绿色建筑的相关指标。这种指标占比情况与3种工程的影响范围大小不同有直接关联(见表5)。建筑通常为独立的单个建筑或小片的建筑群，环境影响范围仅限于建筑周边，总体影响量较小，通常考虑施工扬尘、噪声及废水等污染。公路是线式的工程，是连接不同地区的快速通道，影响范围比建筑大，其环保指标包括沿线的生态保护、水土保护、空气环境及声光环境保护等。矿山属于面式的工程，对周围环境的影响范围大于前两者、影响程度高于前两者，不仅存在建设过程本身产出的污染，而且也有可能出现开采物泄漏而造成的污染，因此对环境保护的要求最高，需要对矿产资源开发过程中造成的环境污染、破坏程度和治理工作进行评价，包括“三废”排放量及处理率、绿化覆盖率、噪声污染程度等。地下建筑被土层包围，对环境影响较小，其评价指标比重较低。

表5 工程环境生态影响范围

2.2.2经济管理指标

经济管理层面总体涵盖了3类指标，分别为科技创新、安全管理和项目管理。

1)科技创新

创新在绿色建筑和绿色交通的规定内容中描述不多，而《国家级绿色矿山基本条件》明确将技术创新列为基本条件之一，这是因为技术创新和科技投入能够帮助攻克矿山工程的关键技术难题，直接关系到绿色矿山建设能否顺利实现。绿色矿山技术指标涵盖了生产设备先进程度、高新技术占环境友好型技术的比重、技术创新投入占矿山建设总投资的比重及技术人员比重等。与此类似，由于地质条件的不确定性和复杂性，地下建筑在设计和施工中仍存在大量技术难题，需要通过加强科研和技术创新来解决。绿色建筑和绿色公路的评价指标体系并没有额外强调技术创新和科研投入指标，主要由于二者的建造技术相对矿山和地下建筑而言已较为成熟。

2)安全管理

绿色建筑对防火抗震等并未特别提出要求，仅对施工组织安全管理方面提出少量要求。建筑的安全是建筑最基本的功能，在设计施工等各阶段都有相应的法律及规范保障，而绿色建筑评价体系则偏向于满足使用功能基础上的更高要求。绿色矿山的安全评价指标更强调依法办矿和规范管理，这是矿山进行安全生产、避免重大事故的基础，必须依靠国家法律和行业规范确保。与交通运输系统发达的西方国家相比，我国道路交通安全状况存在较大差距，绿色公路对安全提出了较高的要求，评价指标体系涵盖了安全设施、交通组织、智能交通系统3个方面。地下建筑具有密闭性好、通风照明差的特点，若发生火灾则危害重大，故绿色地下建筑必须拥有比地上建筑更高的防火安全等级和内部消防自救能力。其安全指标主要包括火灾的预防、感知、控制及疏散救援。

3)项目管理

绿色建筑、绿色矿山及绿色公路工程项目管理指标权重分别为0.20，0.16，0.16。良好的项目运营管理对实现全寿命周期绿色工程至关重要，故高效科学的项目管理在绿色工程建设过程中均有偏重。

2.2.3社会人文指标

1)使用者舒适度

绿色建筑对个体层面的评价指标权重占0.15，绿色公路和矿山对个体的关注则较少。绿色建筑及绿色地下空间更强调室内环境与建筑使用者的和谐，个体的舒适健康是衡量绿色建筑友好程度的重要指标。而公路属于交通系统的一部分，本身为开放式工程，矿山属于采矿业，二者个体层面指标权重较低。

2)对社会的影响

绿色矿山及绿色公路的社会评价指标权重均为0.14，远高于绿色建筑相关指标。建筑属于点式工程，对当地社区团体和社会的影响有限。地下建筑与地上建筑类似。但地下空间整体的社会影响则远大于地下单体建筑。绿色矿山身为能源产业，为面状工程，影响范围较大，需关注该矿山产业对周围地区居民和经济发展水平的影响，包括基础设施完善程度、直接间接就业率及公益事业捐赠等。公路属于基础市政设施建设，属于线状工程，目标是给人民出行带来方便，所以服务效果也被作为绿色公路评价的重要指标，包括人性化服务、绿色景观设施和景观优化等。

3)企业

绿色公路评价体系的企业层面指标权重为0.08，在企业绿色理念及战略宣传上得以体现。包括精神文化建设和政治建设，要求符合社会主义核心价值观，强调统筹协调、科学发展、和谐构建、以人为本 ，以及物质文化建设，包含高速公路各种设施、建筑、站容站貌、职工工作娱乐设施等。

3 国内外绿色建筑评价体系对比

3.1 整体比较

由于国内外经济发展水平、政府政策以及人的认知不同，导致国内外绿色建筑指标存在不同。现行主要国内外绿色建筑标准如表6[40-43]所示。总结国内外现行绿色建筑的评估体系，共同点是：每种评价指标都包含了建筑的能源性能、水资源、建筑的场点，以及场点的污染、雨水处理、建筑材料的利用、室内环境质量和建筑的功能性与管理等内容。从指标内容看，各种标准的主体内容基本相同，在一些特殊的规定指标和具体的表述和分类上存在区别。参考王祎等[44]研究成果，总结国内外现行绿色建筑标准指标内容如表7所示。

表6 国内外主要现行绿色建筑标准

表7 国内外现行绿色建筑标准指标内容对比[43]

从表7对比结果可以看出，在工程技术方面，各国的绿色建筑评价体系均有涉及，主要不同点体现在经济管理和社会人文方面，其中美国LEED指标体系独有创新设计指标项，加拿大和德国的指标体系中还考虑了全寿命周期考察项。中国的绿色建筑指标在社会经济管理和人文方面还存在缺失，特别是从建筑使用者舒适性的角度看，中国还没有对应的指标项，而其余国家已经有相应内容。

国内外绿色建筑评价系统的指标大部分都可以分为控制项与可选项两类，其中控制项多是本地规范和标准的衍生物，普通的项目均可满足。可选项的设置是为了激发各建设单位在建造过程中，充分利用现有技术并不断创新，开拓一种更加绿色的建造。

我国的绿色工程评价体系目前尚未将工程对推动行业发展的作用作为考核指标之一。2018年度《绿色建筑与工业化——国家重点研发任务建议》指出，建筑工业化是实现绿色建筑的重要途径之一，是促进建筑业由粗放向精细发展、提升建筑工程质量和安全、实现建筑业节约资源能源和环保的必然选择，同时也是实现建筑产业转型升级和建筑产业现代化的主要途径和手段。我国发展绿色建筑及工业化将有效带动新型建材、新能源等产业发展。同时该建议指出绿色建筑行业研究方向包括节材及高性能结构体系优化方法、绿色建筑相关基础数据库、建筑工业化标准、现代信息技术(BIM)应用、复合材料应用技术、3D打印技术等。这对构建其他绿色工程评价体系可以带来一定启发。

我国绿色工程评价体系同样尚未将工程经济性考虑在内。比如《绿色建筑评价标准》没有将能源使用的经济成本作为关注点，而侧重在资源的使用量上。但能源消耗量的单位具有不确定性，使之测评结果不够科学。此外，经济成本效益分析将有利于建筑市场发展。国内外的研究人员对建筑全寿命周期成本管理进行了相关研究，通过对建筑项目各种财务数据和经济资料进行统计并做出分析预测，得出建筑项目方案的经济效益分析以及评价，一定程度上能够保证绿色建筑项目的科学合理决策。德国DGNB体系就在经济层面提出了建筑物寿命周期成本、灵活性与适应性及市场可能性3项指标，较适合德国的建筑市场体制。

3.2 中德绿色建筑评价体系比较

德国可持续建筑委员会和德国政府于2006年提出的DGNB评价体系(deutsche gesellschaft für nachhaltiges bauen)代表了欧美国家的先进水平。DGNB基于以美英为代表的第一代评价体系，针对第一代评价体系的不足进行改进，提出了适应本国建筑行业发展的第二代绿色建筑评价体系[45-46]，引进先进的绿色生态理念及德国前沿的工业技术系统，涵盖了经济质量、生态质量、功能和社会质量、技术质量、基地质量。德国DGNB及中国《绿色建筑评价标准》的指标权重如表8所示，评价指标的纵向对比如图2所示，直观表现出我国绿色建筑评价体系与国际先进水平存在的差距。

表8 中德绿色建筑评价体系指标权重

图2 中德绿色建筑评价体系指标权重玫瑰图

德国DGNB体系在工程技术、经济管理及社会人文上的指标更为均衡，分别占22.5%，55.0%，22.5%。该体系评价指标范围更广，是一套适合于欧洲发达国家的严格的工业标准体系，整体性较强，在技术应用之外，提出了“社会文化与健康”同可持续发展的密切关系及建筑经济性等新理念。由此可见，欧洲发达国家对绿色内涵的认识更为深刻和广泛，更符合高度工业化国家对绿色建筑的要求。

《绿色建筑评价标准》要求绿色建筑在全寿命周期内最大限度地节地、节能、节材、节水和保护环境，并同时满足建筑物功能需要。其在工程技术、经济管理及社会人文上的指标分别占65.0%，15.0%，20.0%，主要偏向于工程技术评价，基于中国国情，通过在水资源、土地资源、能源和建材方面制定建造规范，提高能源使用效率，强调全生命周期过程控制。

将德国DGNB与我国《绿色建筑评价标准》进行对比，能反映出我国与德国对绿色建筑内涵及外延上的认知差异，尤其体现在经济管理方面。DGNB在项目认证初期就为业主提供经济成本效益分析，通过指导设计，使建筑物获得最大经济效益。在我国的标准中，经济效益体现在综合效益中，包括经济效益、社会效益和环境效益，占总评分的6%，对经济性较好的绿色建筑未能给予足够的鼓励。德国以市场经济为导向，经济成本效益好的绿色建筑更容易受到青睐。我国绿色建筑及其他绿色工程评价体系可以据此在经济评价及全寿命周期考察方面进行提升。

4 结语

通过对国内外现行绿色建筑、绿色矿山及绿色公路3类绿色工程评价系统的梳理分析可知，绿色工程的基本理念可分为工程技术、经济管理和社会人文3个方面，绿色工程理念的内核是和谐，绿色工程不仅要达到工程和资源环境及经济发展的和谐，也需要达到与社会的和谐、与人的和谐。在工程技术方面，最大限度地节约资源，保护环境和减少污染；在经济管理方面，运用现有绿色技术并不断创新，以实现全生命周期内达到经济效益和环境效益和谐、可持续发展；在社会人文方面，达到工程项目与行业发展及人文社会的和谐。

绿色工程评价体系方面，国内外的绿色工程建设均在可持续发展原则指导下进行，评价体系的基本分类和内容较为相似，在具体实施的侧重点上略有不同。随着工程行业不断发展，国内外对绿色工程内涵概念的研究已经逐渐从单一的节能环保发展到更为宽广的层面。

与德国DGNB标准对比，我国绿色建筑评价指标在经济管理和社会人文方面还存在缺失，特别是从建筑使用者舒适性的角度看，中国还没有对应的指标项。在这方面还需展开更深入的研究，以进一步完善绿色工程的评估指标体系。在经济管理方面，我国绿色建筑评价体系还需要在经济评价及全寿命周期考察方面有所提升。