“双碳”目标下超低能耗建筑市场发展建模及仿真研究

常人龙，滕佳颖

（吉林建筑大学 经济与管理学院，吉林 长春 130118）

0 引言

随着城市化水平的提高和人民生活质量的不断改善，我国城市建设已由大规模增量建设转为存量改造和增量结构调整并重的形式，建筑业将面临新的发展难题与机遇。根据相关研究，我国建筑业全过程资源消耗所排放的CO2占全国CO2排放量的比例高达51.3%[1]，“双碳”目标是当下推动我国建筑业向低碳、低能耗、绿色可持续发展转型的重大机遇。在2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和目标下，2021年10月21日中共中央办公厅、国务院印发了《关于推动城乡建设绿色发展的意见》，提出要转变城乡建设发展方式，实施建筑领域碳达峰、碳中和行动，大力推广超低能耗建筑，推动高质量绿色建筑规模化发展。超低能耗建筑的发展应用可有效降低碳负荷，改变建筑业运行使用阶段高能耗、高排放的发展模式，从消费端减少碳排放助力建筑业早日完成“双碳”目标[2]。

我国学者对超低能耗建筑已进行大量研究，其研究主要集中于超低能耗建筑关键技术应用[3-5]、节能潜力[6-8]、增量成本[9-10]以及实际工程案例能耗分析[11-12]等方面，但在超低能耗建筑大面积推广发展方面的研究较少。为此，本文通过查阅国内外相关文献，探析影响超低能耗建筑发展的主要因素，并构建系统动力学模型，研究推动超低能耗建筑发展的关键因素，为超低能耗建筑的进一步推广提供参考。

1 超低能耗建筑的发展现状及影响因素

1.1 超低能耗建筑的发展现状

欧洲作为超低能耗建筑发展最早的地区之一，已经建立起完整的产业体系。PHI作为国际上著名的被动式建筑检验与认证机构，通过对PHI的数据库分析可以发现（见图1），截止到2022年7月，在1838个经PHI认证项目中，德国、法国、西班牙、英国和奥地利5个国家认证数量居于前列，占全部认证数量的70%左右，我国仅有37个，占2%左右。

1.2 超低能耗建筑发展的影响因素

超低能耗建筑的推广发展需从供、需两端进行分析，以政府、开发商、消费者、施工单位为主体，关注政策、市场、技术、人口、经济等方面的相关因素。通过查阅国内外相关文献发现，阻碍超低能耗建筑推广发展的因素如图2所示。

（1）认证评价体系不够完善，缺乏超低能耗建筑评价体系。德国建立了完整的PHI认证，瑞士也已经建立了Minergie认证标识，而国内目前还未建立起符合我国国情发展、适合各气候区不同指标要求、国家层面的超低能耗建筑认证评价体系及标识体系[13-15]。

（2）政策支持力度有待加强。现阶段大部分地方政府多以政策文件的形式对超低能耗建筑进行支持，仅有个别省市出台鼓励政策对示范项目给予资金补助，尚未对购买超低能耗建筑的消费者提供相应的优惠政策。相较于开发超低能耗建筑的增量成本，政府的补贴仅能小幅降低开发单位的增量成本，并不能从根本上提高开发商的积极性[16-18]。

（3）行业法规标准不够健全。国家层面的标准、规范还相对较少，现行标准实施主要以各省市地方政府制定的标准为主，以国家标准、行业及各社会团体制定的规范为辅同步实施。现行标准以设计标准为主，关于项目技术、管理、验收及后评价的标准相对缺乏。相较于其他建筑，超低能耗建筑运维阶段的评估检查更为重要，因此建立相关的后评价标准至关重要[17-19]。

（4）宣传推广工作不到位，消费者认知不足。一方面，超低能耗建筑的优势宣传不到位，导致消费者认知不足；另一方面，国民环保意识不强，对节能减排，低碳环保的绿色可持续发展道路意识模糊。现阶段消费者购置房产还以价格、地段、周边配套作为标准，能耗问题并未引起消费者的关注[18-19]。

（5）相关配套产业链不完善。超低能耗建筑的性能优化设计以体型系数、外墙保温、被动式门窗、高气密性优化为主，其发展依赖于高性能保温材料、门窗、玻璃等应用，相关材料的研发利用及低成本生产将直接影响到超低能耗建筑的大面积推广，因此相关产业链的发展至关重要。

（6）建筑企业面临转型难题。面对被动式建筑精细化设计、精益化施工、对节点处理及施工管理工作提出更高要求。建筑施工企业能否改变传统的粗放式施工方式、落后的管理模式，适应新形势下高标准、高要求的施工管理模式[20-21]。

（7）规模化程度不够。现阶段超低能耗建筑以示范类项目为主，规模化程度不够。投资超低能耗建筑及从事相关产业链上的工作，短时间内并不能给企业带来相应的经济效益，一定程度上影响超低能耗建筑的规模化发展[19，22]。

（8）缺少相关专业技术人员。面对新的技术、施工工艺要求，相关专业的设计、施工、管理人员及监督人员面临严重的不足[18，20]。

（9）运行维护要求高。面对消费者不同的个性需求，装修阶段的拆、砸、改、钉均会破坏结构的节能性。对消费者而言，使用阶段的设备维护技术及成本要求也很高[21]。

（10）缺少足够成熟可借鉴的经验。我国现有超低能耗建筑项目以北方地区小规模示范类为主，针对全国大面积推广过程中居民生活习惯适应性难题及建造过程中的管理、风险、法律法规及相关政策的研究不足。虽然欧洲国家已有成熟的推广体系，但相对于我国庞大的国土面积，复杂的地域气候，以及南北方不同居民生活习惯的差异，其他国家的建设经验并不完全适用于我国的实际情况[18，23]。

（11）增量成本过高，短期效益不显著。现阶段开发超低能耗建筑的增量成本相对而言还是偏高，短期开发商看不到经济效益。如果溢价销售，消费者难以接受；如果平价销售，开发商将承受损失，降低了开发商的开发意愿[20-22]。

（12）金融体系不完善。我国正从追求经济增长速度向经济高质量可持续发展方向转变，现阶段还未建立完善的绿色可持续发展金融服务体系。相比于国外成熟的绿色建筑信贷、绿色抵押贷款及成熟的碳交易市场，我国才刚刚建立全国范围的碳交易市场，纳入碳交易的也仅有电力行业。我国的绿色、低碳金融体系还需要进一步发展完善[17，24]。

（13）用能强度的差异。我国当前低舒适、低能耗的普通运行模式能耗相较欧美国家全时间、全空间的超低能耗模式更低。如果按照欧美的运行模式，反而会导致我国建筑能耗的升高[21，23]。

（14）人均住房面积增量变小。现阶段我国人均住房面积40 m2左右，已经达到部分发达国家水平。人均住房面积需求的减缓阻碍了超低能耗建筑的发展[22]。

2 超低能耗建筑发展影响因素因果分析

基于关键要素，构建驱动因素间因果关系图，重点分析内部的逻辑关系，开展超低能耗建筑发展驱动因素间因果关系的研究。本文利用系统动力学Vensim及各要素内在逻辑关系，构建超低能耗建筑市场发展系统的因果关系图（见图3），通过因果回路图构建相关存量流量模型（见图4）。

3 超低能耗建筑发展影响因素数值仿真

通过查阅大量资料，调研相关专家对模型参数进行赋值，并从供给端和需求端对超低能耗发展影响因素进行对比分析，明确各因素对超低能耗建筑发展的影响，以此为超低能耗建筑快速发展提供理论依据。

3.1 供给端分析

（1）政策方面

本文分别对“超低能耗建筑的认证”“宣传引导”“相关法规标准的完善程度”进行增加50%的变化调整，探讨政策因素的影响，结果见图5。

由图5可知，随着相关法规标准完善程度的增加，超低能耗建筑市场规模变化不明显；宣传引导增加50%也未明显带动超低能耗建筑的市场规模；超低能耗建筑认证增加50%，可有效推动超低能耗建筑市场规模。因此，超低能耗建筑的认证制度越完善，其市场推广越轻松，越有利于扩大超低能耗建筑的市场规模，而相关法规标准的完善程度和政府宣传引导对超低能耗建筑推广影响不显著。

（2）技术方面

随着我国科学技术的不断发展，建筑业的建造能力和水平突飞猛进，使得建筑技术不断成熟和进步。在智能建造与建筑工业化协同发展的背景下，本文分别对“被动式技术成熟度”“施工人员的技术水平”“设计师的技术水平”进行提高50%的变化调整，探讨技术方面改变对超低能耗建筑规模的影响，结果见图6。

由图6可知，被动式技术成熟度、施工人员的技术水平和设计师的技术水平分别提高50%，超低能耗建筑市场规模均未发生明显扩张。因此，技术因素对超低能耗建筑的规模影响相对较小。

（3）金融方面

本文分别对“金融机构的优惠力度”和“金融机构的支持力度”进行增加50%的变化调整，探讨金融机构对消费者、开发商进行金融支持的影响，结果见图7。

由图7可知，随着金融机构给予开发单位金融支持的增加，超低能耗建筑市场规模不断扩大；金融机构给予消费者金融优惠增加，对超低能耗建筑市场规模扩张产生一定影响，但其影响明显弱于金融支持。因此，金融机构给予开发单位金融支持比给予消费者金融优惠更能推动超低能耗建筑市场规模的发展。

（4）成本方面

作为超低能耗建筑推广的首要考虑因素，成本的高低直接决定超低能耗建筑的发展。本文分别对“政府补贴”进行增加50%、“增量成本”进行降低50%的调整，探析成本对超低能耗建筑发展的影响，结果见图8。

由图8可知，超低能耗建筑发展的增量成本降低50%，可明显扩大超低能耗建筑的市场规模；政府补贴增加50%，也可扩大超低能耗建筑的市场规模，但效果稍弱于增量成本的降低。因此，超低能耗建筑增量成本的降低比政府补贴的增加更能扩大超低能耗建筑的市场规模。

（5）供给端综合分析

通过对以上各方面的分析，选取因素敏感性较大的“增量成本”“超低能耗建筑的认证”“被动式技术成熟度”和“金融机构的支持力度”进行综合分析，结果如图9所示。

由图9可知，增量成本降低的发展趋势显著优于建筑认证、技术成熟度及金融支持增加的发展趋势。因此，增量成本的降低对超低能耗建筑的推广效果最好，即成本方面的管控力度能最大程度刺激超低能耗建筑的发展；金融方面及政策方面的力度次之；技术方面的影响相对较小。

3.2 需求端分析

通过供给端的因素变化可知，各因素虽能刺激超低能耗建筑规模的发展，但其效果并不理想。因此，在上面模型保持不变的基础上改变“人均住房面积”。通过增加需求，分析超低能耗建筑规模的发展变化。为此本文将“期望人均住房面积”由41 m2增加到43 m2，结果如图10所示。

由图10可知，期望人均住房面积增加2 m2，超低能耗建筑市场规模扩大约50%。因此，增加房屋需求端的量能效果比供给端更好，可见现阶段房屋需求量降低是阻碍超低能耗建筑发展的重要影响因素。

4 超低能耗建筑发展提升策略

针对超低能耗建筑发展现存的问题，本文从两方面入手，一方面，进行增量结构调整，扩大超低能耗建筑在新建项目中的比例；另一方面进行存量改造，推动既有建筑节能改造，将规模庞大的普通建筑改造成超低能耗建筑，增加超低能耗建筑的市场占有率。

（1）增量结构调整

城市保障性住房，以政府投资为主的办公楼、医院、学校、文化体育设施等，严格按照超低能耗建筑标准规划、建设和运行。在农村合村并居项目推广超低能耗建筑，扩大超低能耗建筑在农村地区的应用推广，以点带面迅速形成超低能耗建筑规模化推广格局。鼓励开发商扩大超低能耗建筑在新建项目中的比例，对新建超低能耗建筑给予专项补贴资金，完善超低能耗建筑低息贷款制度，对符合超低能耗建筑标准的在一定期间内下调贷款利率。引导资金流向超低能耗建筑，推动普通建筑向超低能耗建筑方向发展。

（2）存量改造

在经济发展及人口红利消退的当下，房屋需求量减缓，而普通建筑存量巨大，市场难以消化，对存量建筑进行改造，提高建筑节能效率才是大趋势。首先对存量建筑开展房屋节能效率评定工作，全面了解建筑的能耗水平、能耗结构、用能模式，构建建筑能耗数据库。其次，简化节能改造审批流程，完善既有建筑物节能改造验收体系，对高能耗建筑进行节能改造，推动既有建筑向超低能耗建筑方向转变。

此外，要以降低超低能耗建筑的增量成本为主要目标。加大绿色信贷、绿色债券、绿色基金等金融产品在建筑节能改造、建筑材料研发项目上的应用[24]，大力推广新材料、新技术、新工艺的应用，将绿色低能耗建材、超低能耗建筑纳入碳交易体系，降低增量成本。完善各地区，各气候区域条件下超低能耗建筑技术应用研究，建立适应我国气候条件的，全方位、多角度超低能耗建筑技术库。加大超低能耗建筑节能宣传推广力度，培养公众的环保意识，有效推动绿色节能环保技术的推广普及。

5 结语

本文基于全生命周期视角，从超低能耗建筑的供需两端进行分析，以政府、开发商、消费者、施工单位为研究主体。通过建立相应的系统动力学模型，供给端从金融、技术、政策、成本等4个方面分析了影响超低能耗建筑发展的主要因素：金融机构给予开发商相关金融方面的支持比给予消费者支持效果更好；简化超低能耗建筑认证的复杂度，降低超低能耗建筑的认证难度，能很好地促进超低能耗建筑的推广；直接降低超低能耗建筑的增量成本比政府给予相应补贴更能刺激超低能耗建筑的发展。

通过对金融、技术、政策、成本的综合分析发现，成本方面的因素对超低能耗建筑发展的影响最大；金融及政策方面的影响次之；技术方面影响相对较小。从需求端进行对比分析，发现需求端的量能变化更能刺激超低能耗建筑发展。可见现阶段房屋需求量降低是阻碍超低能耗建筑发展的重要影响因素，并从存量改造和增量结构调整两方面提出推广了策略。

后续研究可进一步拓宽模型量化的数据样本，实现动态预测超低能耗绿色建筑的发展趋势，并为其发展决策提供理论依据。