摘要:随着各种极端气候和灾害的频发,在城市化发展过程当中,绿色环保观念也变得日益深入人心,相应的,绿色建筑工程项目对社会生活质量的影响也变得越来越重要。研究绿色建筑工程项目问题也便具备了显著的现实意义。基于此,本文先针对全寿命周期理论在绿色建筑工程项目中的应用问题进行相关概念梳理。而后进一步论述全寿命周期理论在绿色建筑工程项目决策阶段、设计阶段、施工阶段、运营阶段以及回收/报废阶段的应用问题。

关键词:全寿命周期理论;绿色建筑;工程项目;应用分析

在社会经济日益发展、城市化进程日益推进的今天,各种极端气候和环境灾害事件对人们生活、生存的影响变得日益严峻。迫使人们意识到了绿色环保的重要价值和不重视环境保护的深渊性后果。而绿色建筑则是人们践行绿色环保观念的重要措施[1]。但在绿色建筑项目的实际实施过程当中,因为涉及到方方面面的问题,并且相关问题还可能会对绿色建筑项目的实施质量产生不同程度的影响[2]。鉴于这些,本文则主要基于全寿命周期理论,来分别对绿色建筑工程项目的决策阶段、设计阶段、施工阶段、运营阶段以及回收/报废阶段进行系统性分析,以期相关分析可以对绿色建筑项目的实施起到科学的指导性作用。

绿色建筑技术在中国城乡发展中的应用

绿色建筑指的是建筑物的整个生命周期中都能够做到最大限度的体现节约能源、节约用水、节约土地、节约材料、减少污染、保护环境。而要想最终高质量建成绿色建筑,则需要必要的绿色建筑技术的投入。目前,围绕绿色建筑建设,相关技术发展也已经相对成熟,诸如海绵城市技术、绿色建筑信息化技术(BIM技术)、装配式建筑技术以及被动式节能技术等。伴随着相关技术的成熟,我国城乡绿色建筑数量在近些年也出现了井喷式增长,城乡环境也得到了持续性改善,绿色环保理念也变得更加深入人心。但是在绿色建筑技术的实施过程当中,其不仅涉及到各项具体技术问题,同时也会涉及到科学管理策略制定方面的问题,只有科学的管理,才能够将各项绿色建筑技术进行合理化统筹,从而最终使城乡绿色建筑发展形势持续向好。  

绿色建筑的建造特点包括对建筑的地理条件有明确的要求,土壤中不存在有毒、有害物质,地温适宜,地下水纯净,地磁适中。绿色建筑应尽量采用无毒无害的绿色材料。建筑中采用的木材、树皮、竹材、石块、石灰、油漆等,要经过检验处理,确保对人体无害。绿色建筑还需根据地理条件,合理的设置太阳能采暖、制热水及发电装置、风力发电装置、水地源热泵,以充分利用环境提供的天然可再生能源。

随着全球气候的变暖,世界各国对建筑节能的关注程度正日益增加。人们越来越清楚地认识到,建筑使用的能源所产生的CO2是造成气候变暖的主要来源之一。节能建筑成为建筑发展的必然趋势,绿色建筑也应运而生。  

绿色建筑希望达的三个目标:  

第一,减少建筑物在使用维护中的耗能,缓解能源危机;实现建设项目寿命周期成本持续改进。  

第二,减少耗能的同时,提供舒适、环保的工作或居住环境;实现“技术、经济、社会、生态”的协调统一,实现“经济—生态”的协调均衡。  

第三,减少城市发展对地球生态的影响,如二氧化碳的排放和城市热岛效应。”  

据有关学者测算,2020年,中国城市人口将占到全部人口的70%,建筑规模达到10.89亿吨标准煤,为2000年的3倍以上。到2050年全球城市人口将占到全部人口的70%,就中国而言,城镇化率每提高1%,就要新增城市用水17亿立方米,消耗标准煤6000万吨,仅住宅每年增量将超过10亿平方米,如果全面执行建筑节能设计标准,每年可节约4200亿度电和2.6亿吨标准煤,减少CO2等温室气体排放8.46亿吨。因此,中国建筑节能与绿色建筑的发展,对中国乃至世界的可持续发展将产生重大的影响。

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全寿命周期理论概述

基于可持续循环发展的要求,从环境观点出发,从可持续产品的研制、开发、生产直至消费为研究对象的产品寿命周期理论,是指以“满足当代人需要而又不损害未来各代人需要”的可持续发展观为指导,以环境与生态保护为基准,应用产业生态学或生态经济学的系统方法来覆盖产品寿命周期及其能量和物质的代谢系统(再生系统)的内涵和运行过程。最早源于英国学者A.Gordon所提出的“全寿命周期成本管理”理论,最初,该理论仅仅被运用于成本管理方面的工作,而随着理论研究成果的不断发展,该理论的运用范围也变得更加广泛,并且在建筑工程管理工作也具有很好的运用。循环经济的思想萌芽也可以追溯到环境保护兴起的20世纪60年代。“循环经济”一词,首先由美国经济学家K·波尔丁提出,循环经济本质上是一种生态经济,倡导的是一种与环境和谐的经济发展模式,遵循“减量化、再利用、资源化”的原则,采用全过程管理模式,以达到减少进入生产流程的物质量,以不同方式多次反复使用某种物品,实现废弃物资源化的目的,是一个“资源—产品—再生资源”的闭环反馈式循环过程,实现从“排除废物”到“净化废物”再到“利用废物”的过程,达到“最佳生产,最适消费,最少废弃”。循环经济是建设项目全寿命周期成本控制的理论基础,建设项目全寿命周期成本控制是循环经济理论的实践体现,强调在建设项目寿命周期的资源、能源的节约,从而实现向循环经济模式的转变。

全寿命周期理论要想对建筑工程项目的实施过程产生指导性作用,首先需要将一个完整的建筑工程项目进行全寿命分阶段处理。通常,基于全寿命周期理论,可以将建筑工程项目具体分为“四寿命、五阶段”即:依据建设项目从其寿命开始到寿命结束的时间周期界定为:物理寿命、功能寿命、法律寿命和经济寿命四种,从建设项目决策阶段到由于物理损坏而导致基本功能无法满足用户的正常使用的整段时间,被称为物理寿命。项目的物理寿命难以准确地界定,因为其受到自然灾害、社会灾难、施工质量等各个方面的影响;功能寿命就是建设项目在其决策、实施、投入使用之后到其功能不能满足业主需要之间的期限。

建设项目功能丧失主要是物理消耗、技术消耗、业主需求的变化等原因导致的;法律寿命就是法律上规定的建设项目的合理使用年限,如:(1)临时性结构,设计使用年限为5年;(2)易于替换的结构构件,设计使用年限为25年;(3)普通房屋和构筑物,设计使用年限为50年;(4)纪念性建筑和特别重要的建筑结构(桥梁等),设计使用年限为100年。若建设单位提出更高要求,也可按建设单位的要求确定;经济寿命是指建设项目从其开始,到继续使用在经济上不合理而被更新所经历的时间。它是由运行和维护费用的提高和使用价值的降低决定的。建设项目使用年限越长,所分摊的年资产消耗成本越少。但是随着建设项目使用年限的增加,一方面需要更多的运行和维修费维持原有功能;另一方面建设项目能源消耗费也会增加。一般来说,经济寿命一般短于法律寿命;不考虑意外情况的前提下,由于科技的发展、施工质量、设计水平的提高,建筑物的物理寿命一般长于法律寿命,但是其具有不确定性;功能寿命受业主发展要求、技术更新速度、施工质量等影响,因此与物理寿命一样也具有不确定性。

按项目从构思到拆除的主要组成部分,分为项目决策阶段,项目设计阶段,项目施工阶段,项目使用/维护阶段和项目回收/报废等五个阶段。在ISO14000环境管理标准中认为,从寿命周期的角度探讨成本的组成,一般包括设计成本、制造成本、销售成本、环境成本、维修成本、使用成本和回收报废成本。Alting·L认为如果从整个社会的角度看,产品寿命周期成本是由公司成本、用户成本和社会成本共同组成。其对寿命周期成本的分解如下表。

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全寿命周期理论在绿色建筑工程项目中的应用

3.1全寿命周期理论在项目决策阶段的应用分析

在项目决策阶段,决策阶段的主要工作是明确需求、项目识别、项目构思、确立目标、可行性研究和风险分析,并提出合理可行的方案。强调建设项目是系统工程,必须用系统的观点、全面的观点、全过程的观点看待事物和问题。建设项目全寿命周期系统包括目标系统、主体系统、要素系统和寿命系统。对建设项目的全寿命周期成本进行控制要结合系统工程的思想和方法,才能从根本上实现建设项目全寿命周期成本控制的目标。

需要对项目实施方案进行评价分析,并充分考虑到项目实施工程中所可能会遭遇到的各方面问题,并对方案作出调整,使其更加科学合理。在项目决策阶段,会对方案的制定产生影响性作用的因素较多,诸如项目规模、项目建设地点以及项目施工过程中设备的选用等。要想使得项目实施过程中各种资源都能够得到最有效的利用,在绿色建筑项目方案制定中需要充分考虑如下三个方面问题:

其一,在项目决策规划阶段,需要同时对多套方案进行对比分析,一边能够优选出更符合绿色建筑项目实际的方案。并在此基础之上,运用理性设计思维来对项目方案的各个环节进行审核,以确保所选择方案的科学性,并保方案能够严格遵循绿色建筑的设计规范;

其二,需要充分运用项目方案设计团队成员的经验和知识,并基于相对广泛的信息源(政治、经济、文化因素),来对项目的科学性展开进行深入的论证,以便最终能够有效提升绿色建筑的社会效益、经济效益以及环境效益。

其三,必须运用最新科技成果,工业化生产、机械化装配、高标准定位、实现建设项目寿命周期内全社会成本最低。

3.2全寿命周期理论在项目设计阶段的应用分析

通常,绿色建筑项目设计是一项相对复杂、综合性较强的工作,在项目设计阶段,需要设计人员充分考虑项目质量以及项目成本等多方面因素,以便能够最终充分满足项目实施者的综合性要求。设计阶段的主要内容是项目最终产品的范围界定、项目实施方案研究、项目计划的制定、项目的工作结构分解(WBS)和风险评估,确认项目有效性,提出项目实施报告。具体而言,在绿色建筑项目设计阶段,其需要重点考虑的问题主要包括如下方面:

其一,减少室外环境污染:在绿色建筑项目实施过程中,需要设计这能够将绿色环保理念贯彻实施到项目的各个方面。基于此,如何降低室外环境对建筑内部环境污染便是项目设计实施所需要重点考虑的问题。为了达成目的,首先需要项目设计实施者能够尽量降低项目全生命周期各个环节中各种污染物的排放,其次应该提前规划建设好绿色建筑项目垃圾分类处理及回收处理的基础设施,最后需要针对绿色建筑的化粪池以及厕所等做好防渗漏处理,防治造成化境及水体污染。实现“技术、经济、社会、生态”的协调统一,实现“经济—生态”的协调均衡。

其二,节约各种资源的利用:为了保证绿色建筑的环保性,则需要充分考虑各方面因素,建立必要的资源节约机制,诸如可以考虑选择采用新型给排水系统、雨水回收利用系统,充分做好对可循环利用施工设备的维护,科学合理的规划好对土地资源的利用,让各方面资源的价值都能够得到最大程度的发挥。

3.3全寿命周期理论在项目施工阶段的应用分析

项目施工阶段是对项目决策及设计阶段工作成果的实践和检验,同时,在施工过程中,也应该充分做好项目施工人员的组织协调以及物料的合理分配等方面工作。项目管理是指“在项目活动中运用专门的知识、技能、工具和方法,使项目能够实现或超过项目关系人的需要和期望。”这一定义不仅仅是强调使用专门的知识和技能,还强调项目管理中各参与人的重要性。具体,在项目施工人员的组织协调方面,需要建立一定的管理层次,统一指挥,明确各方责任确保施工人员的健康与安全,采用先进的管理方法和策略。物料的合理分配方面,需要管理人员做好统筹规划,根据绿色建筑工程项目的进度,来将项目所需要的物料资源针对性进行配给,既不要出现物料的短缺,影响工程进度。也要保证不出现物料供给的过剩,造成资源的浪费。项目实施阶段的主要内容是建立项目组织、建立项目工作包、细化各项技术需求、建立项目信息控制系统和执行WBS的各项工作,并对项目实施过程中范围、质量、进度、成本和安全进行指导、监督、预测和控制。

在项目实施过程中,全体管理层和作业层员工,突出把 “满足当代人需要而又不损害未来各代人需要”的可持续发展观为指导,以环境与生态保护为基准,应用产业生态学或生态经济学的系统方法来覆盖产品寿命周期及其能量和物质的代谢系统(再生系统)的内涵,在政策和法律手段的导向下,纳入政府或公司的采购规定。落实到每一个工序的施工过程中,做精品工程。

3.4全寿命周期理论在项目运营阶段的应用分析

在绿色建筑项目的运营阶段,需要针对项目使用各方(包括物业管理方、项目管理方、开发管理方、运营方以及业主方等)采用集成化管理,让各方均拥有整个项目生命周期组织、管理、经济、合同、技术等方面的知识和经验,为全寿命周期目标实现奠定了基础,以资源环境和经济效益作为共同目标,实现和谐的管理,在价值观统一的情况下,力求以资源的最优配置实现工程项目目标,达到工程项目管理全寿命周期的最优化。突出强调:让运行维护的物业管理方,参与到决策和设计阶段中,预审核一些不能实现的空头理论,预学习一些高新技术,缩短工程接管过程,提高维护的效率。

3.5全寿命周期理论在回收/报废阶段的应用分析

建筑材料和全装家居的寿命周期,数量惊人的老旧建筑物拆除回收,和材料的再生利用,是个巨大的社会难题,新建项目在项目决策阶段就应该明确的向社会承诺,满足公共发展指标。如钢结构几乎可以全部回收,而混凝土品部件的再生利用以及家居回收、报废就要加大科研和社会支持力度,以求实现材料再生利用。随着建筑结构向大跨度、高层发展,轻质、高强、高耐久性建筑材料是可持续性发展建筑材料的一个重要的发展方向。

回收、报废阶段更加强调通过适度的改造与更新、并赋予新的功能,使原建筑物的生命周期本质上得到循环和延续,而非单纯意义上的保存或拆除重建。

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4.结语

全寿命周期理论作为一种科学的管理理论,其对诸多领域的工作都具备科学的制度性意义。而在本文中则结合实际情况,来对全寿命周期理论在绿色建筑工程项目中的应用问题进行了分析。具体,基于全寿命周期理论,可以将建筑工程项目具体分为项目决策阶段、设计阶段、施工阶段、运营阶段、回收报废阶段等五个环节,在各个环节中都需要项目管理人员来根据实际问题,制定出针对性的工作方面只有保证项目实施各个环节的科学性及环保性,也才能够最终保证整个项目的质量。

参考文献

[1]刘怀义. 基于全寿命周期的轨道交通绿色建筑应用研究[J]. 建筑节能, 2019,339(05):96-99.

[2]韩颖. 绿色建筑全寿命周期建设工程管理方法分析[J]. 中国高新区, 2019,000(009):242.

[3]田海涛. 绿色建筑全寿命周期经济效益与风险分析[J]. 建筑节能, 2019,047(007):132-137.

作者介绍:

曹明松,普仁科技成都有限公司总经理,成都建工第九建筑工程有限公司一级注册建造师,成都文理学院客座副教授。从业20多年,拥有超高层、高层建筑、大跨度工业和民用建筑、市政工程、园林工程建筑规划、施工、房地产开发全过程等业态的综合管理技能。曾被评为四川省建设科技及绿色建材标识评价专家。主持参与项目包括:包头稀土铝电一体化工业项目的综合运营管理;高端精品住宅“仁和春天大道”的规划设计、单体、总坪、园林景观的深化设计与建造。