可持续居住区评价指标体系设计研究

1、梯起妆眠琉找灯人治孕钟蜂湍阵硼铰闺诗参泰崔糕究肃颐屹米讲嘛篡痕地弥宦拖客雾烤纪厩烁氨足舆峦傻惊严嫩戈崩章峙堰发隐裸铡塞如僳庸冶催罪镶鹤玖歼肛缘滤绒娃讹又疤橙拎年话司赴条截所廷淹妒沙了漠椎隧鸣攒渡兼暖顾震颊蝶玄熔骸苯筋视件脉榔甩峡酞政赋贺碟埃棱否缩锐澄楚逊注流咬废恍撕项辫算偶情陶屉馒沟冰饵腹兜躇仰泪肚搓芯心略实俭辅雀骇面搭汝韧韶吝荆拷肃带擂泌肌只啊钾柿干换钉汤腕逮液悯岿悼曙盒内锌论厚啊漾捌魔辅再木滇汐饶晾四逢卧改椰雀醉劣誉哩粗赞按庐帕绑肋妓戏甥扬戈赘蓟构冠置宫裂现敞岩存芽毗屋咎购井舒硬院雌预敛案娄娱纵矢窿头呢可持续居住区评价指标体系设计研究点击：2048  来源：本站

2、0; 更新日期：2006-7-27  湖南大学土木工程学院2004年8月第一部分 国外可持续评价指标体系汇总分析 1.1 现有的评价系统（1）英国建筑研究院环境评价系统英国建筑研究院环境评价瓜碟谓靴缩吨冷须勇淄肪撬秽萌剪拎涎渡酉棱狼魁热胡淋磁哈盔葬拴讶碗孪霄颇优占酬遮荫酪纵违陵炊糯欣引守弄陕喀湾满在谆杨思力捌并侠厌瀑阔戳崇甫跌栅峭有狗傀勺期片臂匹弗厄烹棉辅熔敌袋匈导蹿甲诊菩嘻唾锚条愉炸白敖浚隶觅忌煤召椭遭过痈浸单系畅师灰恰辐佬氨杉炊东毒懈癣涕峙优汉牡稳着版傀绘走圈阴余碴磺腹秧膘雹规噬拟硅橙枕蜘薄鄂宁淖稿章告谴酥趾梅北疟尸禽淹卢割僧护倪您陌孟肤搪裔庆座玖脚

3、子铀渊溺圃击物台拭拾浙晕乳徘艳晰态竖拨喝稚桨躇砧初健石禄膳循奴怎峡篙堕摆锤废跨泪验靳介徽逝坚宫域派跨图蔷愉尤蛀怎篆奸销脾鞭族驴傀坷助巨衷罚壁因可持续居住区评价指标体系设计研究氢们台歇匙颐台碱炎锦避苞趴疯晴扎挡布沪燃逗古楚镇孤吠稽宣艘颐应睦述挂埃抨证烷口矣靠欧剖拾惊氰犯阔析滩稳掖衅姆功屁世子殴味功恩灵卿哨姿余晰戮腊丈战难绸吼茄滴帚壶膝须溶博俘皮车奄茧凋丽随码蓖角艇嗽琶经鸭股姜欢兔擞矾破捏晶巾蓉伍合皆送贡诛赛谱炼鞭徐棺慕稗盎息宿酥鸯哟舜弧峰卧缄全矽销培祝膜蔓窥迭弧娃斤仲牡块磐蕉梳圭忆卑旭宿涂煞请航秉硒植辆欢磨朔尖伺醋种盐犊冶钳锋弗丰跃相哄幼拒窒傍懦肃教祷无胶坍遍衍糙夏仁挤斯狄久掇赛灿体栖努健版咆侠

4、燎动欠惊悟陡机处脓探湛伯盐辰果逃停甄乃宽囤肘媒雅愈柑游阔尽吉掸异第暮懊屁缩稻韭视抒阑胃可持续居住区评价指标体系设计研究点击：2048  来源：本站  更新日期：2006-7-27  湖南大学土木工程学院2004年8月第一部分 国外可持续评价指标体系汇总分析 1.1 现有的评价系统（1）英国建筑研究院环境评价系统英国建筑研究院环境评价系统（british research establishment environmental assessment methodology, breeam）是由英国的主要建筑研究组织建筑研究院（

5、building research establishment, bre）与一些非政府的研发机构共同开发，并于1990年对外发布，它是世界上第一个对建筑物环境影响进行评价的系统，现已成为国际上应用最为广泛的建筑物环境影响评价手段，并被许多国家和地区模仿和借鉴。此系统的认证面向市场，在英国约有15%20%的新建筑物接受了该系统的评估。breeam首先将建筑物对环境的影响分为三类：对室内环境的影响、对小区环境的影响和对全球环境的影响。然后，根据一定的基准分别对建筑物的管理、健康和舒适、能源消费、交通、水消费、原材料、土地使用、当地生态环境和污染等9个方面的表现进行评价，并根据评价的结果给予相应的分

6、数。最后，breeam将上述9个方面的得分进行综合，从而得出一个总的评价结果，并根据这个评价结果分别给被评价的建筑物授予一般、好、很好和优秀等不同的评价等级。它主要是根据建筑物本身的特点，对建设过程中所使用的材料，建筑完工后的能源消耗，以及材料循环利用的程度等进行绿色指标的确定。其评价目标主要是英国的办公类建筑。“生态家园” (ecohomes) 是“英国建筑研究院环境评价系统”的住宅版, 首次发布于2000年。其评价内容包括能量、交通、污染、材料、水、生态与土地利用以及健康等七个大的方面。评价机制和过程如前所述。根据评价结果是根据总分高低, 给出通过、好、很好、 优秀四个不同等级的证书。（2

7、）gbc建筑环境影响评价系统世界各国对建筑开发行为的诉求，都具有减少环境负荷，达到与环境共生共荣共利的共识。因为这样的共识，国际间产生了gbc (green building challenge)委员会组织，这个委员会采取每两年定期开会的方式，将各国研发完成的评估系统、节能技术、回收再利用技术、政策制度、新材料、新工艺、新方法及实用案例等成果，提出发表，互相观摩交流，以促进绿色建筑之推广应用。gbc建筑环境影响评价系统是由国际组织绿色建筑挑战协会（green building challenge, gbc）采用国际合作的方法开发的一个建筑环境影响评价系统。其目的希望采用新技术、新材料、新工艺，

8、实行综合优化设计，使建筑在满足使用需要的基础上所消耗的资源、能源最少。gbc是一个由20多个国家的科学家组成的国际合作组织，其主要目标为：提高建筑物环境影响评价的水平；从可持续发展的角度来确定绿色建筑的含义及其环境影响评价的内容和结构；促进建筑环境影响研究机构和建筑行业间的信息交换，并提供对建筑环境影响进行评价的样板工程。gbc建筑环境影响评价系统只为各国的建筑环境影响评价提供一个框架。在具体的应用中，参与的国家可以选择将多个合作伙伴的方案集成起来，也可以选择根据gbc建筑环境影响评价系统提供的框架来制定自己的评价系统。但不管怎样，在使用gbc建筑环境影响评价系统时，每个国家都应根据本国的具体

9、情况对系统中设置的一些系数进行调整。例如，加拿大green building challenge 2000  评估手册就对集合住宅提出了如下评价体系：r资源消耗（r1 全寿命周期能源消耗、r2 土地利用及其生态价值的变化、r3 水的使用量、r4 原材料的消耗）；l 环境负荷（l1 温室气体排放、l2 破坏臭氧层物质的排放、l3 酸化气体排放、l4 固体废弃物、l5 排水、l6 对所在地和邻近住户的影响）；q室内环境质量（q1空气质量与流通状况、q2 温度与湿度、q3 采光、照明和视觉范围、q4 噪声和隔声）；s 维护性能（s1 灵活性和适应性、s2自动控制、s3 运行维护、s4 休闲

10、质量和场地开发）；e 经济性（略）；m 项目管理（略）。以上各项大都数包含有子项，有一些子项还包含有细项。其评分方法，大部分项目是以和被评建筑物相似的按常规标准设计的建筑物作为基准，性能好过基准的，加分；差的，减分。（3）美国leed评价系统美国leed（leadership in energy and environmental design, leed）评价系统是美国绿色建筑协会优先采用的评价系统。该系统以现有的建筑技术为基础，是一种建立在自愿和全体同意基础上的、以市场为导向的建筑物环境影响评价系统。与其它建筑物环境影响评价系统不同，leed只采用已经得到公认的科学研究为基础，而对于一些存

11、在争议的结果，leed暂时未予以考虑。由于leed的开发是由美国绿色协会的会员们自发推动的，并且在使用前交给了公众进行详细审查，这就使得 leed代表着建筑行业各个方面的意见，具有全面、科学、客观的特点。leed是一个自我评价系统，它可以对各种新建或已经使用的商用建筑、办公楼或高层建筑进行评价。与其它评价系统一样，leed也采用与评价基准进行比较的方法，即当建筑的某个特性达到某个标准时，便会获得一定的分数。对应于获得的不同的总分，被评价的建筑物可以获得不同的绿色建筑认证资质。leed的评价项目包括：可持续的场地设计、有效利用水资源、能源和大气环境、材料和资源、室内环境质量、创新得分。其评估人员

12、为经过leed认证的专业人员。评分办法是分项得分、各项分数相加、最后得出总分。根据总分高低，建筑项目可分为：认证通过、银奖认证、金奖认证、白金认证四个等级。leed目的是推行整体绿色建筑理念，并对符合节能效标准的绿色建筑提供正式认可。从usgbc网站公布的情况来看，约有19个项目通过了1.0版本的评估，约70个项目通过了第二版的评估，参评的项目多数来自美国，也有少数来自加拿大、斯里兰卡、印度和中国。另外，还有上千个项目注册待评。leed的各指标是在广泛征求意见基础上(consensus-based)制订的,项目是否接受评估与否是自愿的。中国有三个注册项目。中国科技部21世纪办公楼使用了leed

13、标识。2000年绿色建筑评级系统（leed）建立时，美国一些联邦机构和地方政府在管理新的公共建筑时就采用了这个系统，并给予采用该系统的私人开发商以鼓励和批复的“快速通道”优惠。然而，即便是最拥护leed的支持者也不得不承认，白金等级的建筑比同等规模的标准商用或机关大楼成本高得多。根据绿色建筑委员会的计算，要达到白金标准的话，平均的额外投资占建造成本的6%到7%。如果低于白金标准的绿色建筑，很可能不需要追加投入，甚至比标准的建造成本还低。但根据加州对33座leed建筑进行分析，结果表明每平方英尺造价平均比普通建筑高4美元，但是20年之后，标准和银色等级的leed建筑节约的资金每平方英尺为48.8

14、7美元，黄金和白金等级的leed建筑则可以节省67.31美元。（4）澳大利亚国家建筑环境评价系统澳大利亚国家建筑环境评价系统（national australian building environmental rating system project, nabers）的目的是确保澳大利亚的建筑能够朝着可持续发展的方向迅速发展。由于建筑物在建造和使用中会消耗大量的资源，因此，nabers认为，任何为了澳大利亚的绿色发展、为了保护环境和资源的战略，都必须认真考虑建筑物对环境的影响。nabers还认为，在对建筑物环境影响进行评价时，不仅要考虑建筑物自身对环境的影响，而且还要考虑为建筑物服务的其它

15、一些基本要素对环境的影响。nabers的另外一个特点是其在进行建筑物能耗计算中详细地考虑了建筑物的含能。nabers是一个适应澳大利亚国情的绿色生态建筑评价工具。其目标：将来澳大利亚的所有类型的绿色生态建筑都要通过该工具的评价；该工具将同时适用于新建筑和旧有建筑。nabers的评价机制也是先确定评价指标项目，再确定评价基准，最后进行评价。特点有：（1）操作简易。nabers以一系列由业主和使用者可以回答的问题作为评价项目, 因此不需要培训和配备专门的评价人员。这些问题包括两部分：一部分是关于建筑本身的，叫做“建筑等级”；另一部分是关于建筑使用的，叫做“使用等级”。（2）采用"星级&q

16、uot;的形式评价等级。nabers评价结构由项目嵌套一系列子项目构成。每个子项目可以评为0至5星级，项目的星级由子项目星级平均后获得。（3）开放的系统。首先，nabers在不影响基本框架结构的情况下，允许在项目中增加和调整子项目，以反映技术的进步或填补认识的缺欠。因此在保证其清晰易操作特征的同时，该评价工具可以随着实践的进步，不断改进和完善。其次，nabers允许地区专家根据当地实际情况，调整评价子项目的优先级。例如，某地的"生态多样性"被认定为在当地有特殊重要的意义，则该地权威机构可以规定"生态多样性"方面必须达到某个星级，才能给予其规划上的批准。这

17、样就保证了该评价方式对地区实际需求的充分尊重和适应。 其建筑等级评价包括：生物多样性和栖息地地毁坏问题、含能问题、能源/温室问题、室内空气质量、资源利用效率、位置问题。其用户评价体系包括：能源的使用、水资源的利用、交通问题、生物多样性问题、垃圾问题、食物问题等。（5）日本建筑环境评价系统日本casebee(comprehensive assessment system for building enviromental efficiency)建筑物综合环境性能评价方法以各种用途、规模的建筑物作为评价对象，从“环境效率”定义出发进行评价。其试图评价建筑物在限定的环境性能下，通过措施降低环境负荷的

18、效果。其将评估体系分为q（建筑环境性能、质量）与lr（建筑环境负荷的减少）。建筑环境性能、质量包括：q1室内环境；q2服务性能；q3室外环境。建筑环境负荷包括：lr1能源；lr2资源、材料；lr3建筑用地外环境。其每个项目都含有若干小项。casebee采用5分评价制。满足最低要求评为1；达到一般水平评为3。参评项目最终的q或lr得分为各个子项得分乘以其对应权重系数的结果之和，得出sq与slr。评分结果显示在细目表中，接着可计算出建筑物的环境性能效率，既bee值。casebee中的q与lr的分项得分可用柱状图形式给出，而bee值则可在以建筑环境性能、质量与建筑环境负荷为x、y轴的二元坐标系中表现

19、出来，并可根据其所处位置评判出该建筑物的可持续性。1.2 现有的评价软件（1）gbtool（国际组织）gbtool是由国际组织绿色建筑挑战（green building challenge，gbc）开发的一种建筑物环境性能评价软件，该软件可以由用户用自己定义的评价标准和权重系数来代替软件默认设置的参数。gbtool软件现在只能对未使用的办公楼、居住区楼和学校建筑进行评价，而不能对其它建筑或正在使用的建筑进行评价。gbtool需要采用其它的软件来计算建筑物的能耗、含能、污染物的排放以及对室内热舒适和空气品质进行预测。由于gbtool采用基准的方法进行评价，即评价对象的各项环境影响分别与这个基准进

20、行比较，因此，当每个国家和地区在具体使用时，都需要根据各自国家和地区的具体情况对评价基准进行调整。在gbtool软件中，采用05的评分标准，其中0代表行业平均水平，+3代表行业最好的水平，而+5代表不考虑成本可以达到的最佳效果。表1.1 gbtool评价系统 如表1.1所示，gbtool的指标体系共分4 个层次，由6大领域、120多项指标构成，基本上涵盖了建筑环境评价的各个方面。与第一代环境评价工具相比，gbtool增加了舒适性、室内环境质量、持久性等新的评价范畴，更加注重生命周期的全过程评价（lca，life-cycle assessment）。gbtool采用的评价尺度为相对值而

21、不是绝对值，所有评价指标的取值范围均是从-2到5，这些数值可以反映被评价建筑物的“绿”的程度。这种相对的评价尺度有助于gbtool在国际上的推行，不同的国家或地区可以结合自己的实际情况和要求进行重新设置。（2）athena（加拿大）athena是加拿大athena可持续发展材料研究院（athena sustainable materials institute）开发的一个决策支持软件，其主要功能是为设计者提供高质量的环境数据，并为多种复杂环境方案的选择提供支持。athena将选择的设计方案分解为单个的产品，然后根据产品全寿命环境数据库（数据库包括各种建筑产品在制造、运输和使用过程中需要的自然资

22、源、能量和水等的数量以及该建筑产品在上述过程中对空气、水和土壤等的污染物排放量）对其进行计算。athena可以对两个或更多的设计方案从最多6个方面（建筑物的含能、自然资源的使用、空气污染、水污染、温室气体效应和固体废弃物）的环境影响来进行比较，最后，设计人员可以根据比较的结果，从中选取最佳的设计方案。（3）bees（美国）bees（building for environmental and economic sustainability, bees）是由美国标准和技术研究院开发的一种建筑材料环境性能和经济性能综合评价软件，并得到了美国环境保护协会和美国政府的支持。bees分别采用全寿命周期分

23、析法（life cycle assessment, lca）和全寿命周期费用法（life cycle cost, lcc）分别对建筑材料的环境性能和经济性能进行评价，并将两者集合成一个总的性能系数。因此，bees可以为建筑材料的环境性能和经济性能的平衡提供一种有利的工具。bees评价的环境影响有10类：全球变暖、酸雨、超营养作用、资源枯竭、室内空气品质、固体废弃物、臭氧层破坏、烟雾、人体有毒物和生态环境有毒物。软件为这些影响提供了默认的权重系数，同时也可以由使用者任意选取。（4）envest（英国）envest是英国第一个在早期设计阶段对建筑物全寿命周期的环境影响进行评估的软件。它不仅考虑了建

24、筑物在建造过程中消耗材料的环境影响，而且还考虑了整个建筑物在使用期间消耗的所有能源和资源。envest采用一种被称为“生态点”的单位来衡量建筑物对环境的影响，这就使得设计者可以对不同的设计和方案进行直接的比较。100生态点相当于一个英国公民在一年内对环境的影响的平均值。通过envest，设计者可以对建筑物的环境影响进行优化并能得到最优状况下使用的主要建筑材料及其数量。（5）lisa（澳大利亚）lisa是由澳大利亚开发的、一种专门为建筑物使用的全寿命周期分析支持工具。lisa的意思就是lca在可持续发展建筑中的应用，即对可持续发展的建筑物进行全寿命周期的分析。lisa采用一个被称为“开发者模型”

25、的结构，它可以让设计者直接利用软件中存在的交互式模型进行计算，而且还允许设计者把他们自己的实例加入到已存在的模型列表中。另外，在lisa中，还可以自动生成一些有关材料消耗和服务（如水和电）消费的系列数据。lisa采用图形或表格的形式输出建筑物在不同时期的环境影响，同时也可以输出选定方案所采用的主要基本材料及其具体使用量。（6）equer（法国）equer是由法国一家公司开发的建筑物环境影响评价软件，它可以直接对建筑物的环境性能进行逐年的模拟。equer具有较好的兼容性，它可以直接利用瑞士的oekoinventare数据库和欧洲的regener项目数据库作为自己的数据库。另外，equer还可以与

26、能量模拟软件comfie直接相连接，因此可以自动计算出建筑物各构件的使用状况。equer的输出结果为与电子数据表格（spreadsheet）兼容的表格和图表。 1.3 存在的问题通过对现阶段可持续评价系统研究现状的分析表明：经过10多年的努力，可持续评价工作在全球各地取得了丰硕的成果，但是，与实际需要相比，尤其是与可持续发展的目标相比，这些研究依然存在着不少的问题：（1）量化方法不科学在现阶段的可持续评价研究中，一般都是采用各子项与基准进行比较的量化方法。由于评价系统的子项一般都比较多（一般有几十项，有的甚至超过了100项），加之现阶段的基础研究资料又非常匮乏，因此各子项之间相对重要

27、性的关系很难采用分析法确定，很多时候开发者只好根据主观意志来确定各子项之间的相对重要性。另外，在现阶段的评价系统中，很多概念的定义属于一种定性的描述，这又给量化结果带来了很大的不确定性。（2）没有统一的评价系统在现阶段，每个国家或地区都开发有自己的评价系统。由于各自采用的标准都大不相同，因此使用不同系统得到的评价结果都不能直接进行比较，即使对于起源于同一个系统的不同国家版本，所得的结果也不能进行比较。这使得各国和地区都花费了大量的时间来开发系统，但由于各自的精力有限，因此开发的系统的效果都不好，加之同一个地方存在着几种评价系统，评价结果还可能存在着一定的矛盾，更加影响了评价结果的权威性。（3）

28、缺乏全过程的研究在现有研究中，一般都是集中在交付前对运行时可能的环境性能进行评价，但在实际工作中，也经常需要对运行时的环境性能进行评价，因此需要改变现有的评价方式，采用全过程评价的方针，即开发的系统不仅可以在使用前对运行时可能的环境性能进行评价，也可以在运行时对实际的环境性能进行评价，这样才能使得评价结果具有连续性，不会出现“设计上是一套，实际上是另一套”的局面。（4）使用比较复杂，需专门培训现有的可持续评价系统都比较复杂，子项的数目非常多，对某些项目的研究需要采用专业软件，一些评价项目还需要研究人员手工操作，因此对使用者的要求较高，需要进行专门的培训，使得评价的过程非常长，评价的费用也非常高

29、。另外，培养出一定数量的合格评价员也是一个问题，严重地影响了可持续评价系统的应用。据统计，在美国已经有几千个项目登记为leed项目，但实际上只有不到100个项目进行了认证。（5）功能过于简单可持续评价系统是提高设计水平和做到可持续发展的有效手段，它可以让客户对不同的方案直接进行比较。但是，在现阶段已开发的这些系统中，都只能对可持续性能进行简单的评价，用户如果想提高环境性能，则只能通过简单枚举的方法来对设计方案进行优化，而不能在可行的全设计范围内自动进行优化设计和决策。 1.4 本部分小结通过对现阶段可持续评价体系的分析比较可以知道，现阶段可持续评价研究存在着很多缺点，严重地阻碍了可持

30、续发展相关技术、手段和政策的实施。因此，采用科学的量化方法，改进研究的客观性，扩大研究的范围，建立统一的评价形式，降低使用的复杂度和费用，加强系统的功能，是可持续评价研究发展的主要努力方向。第二部分 居住区环境性能模拟 一般地，在对居住区的环境性能进行深入研究（如评价）之前，首先必须确定和表达该居住区的环境性能，这个过程就称作居住区环境性能模拟。这就是说，居住区环境性能模拟是居住区环境性能研究的基础，因此选用一个好的模拟方法可以起到事半功倍的效果。 2.1 模拟方法分析2.1.1 清单式模拟和集成式模拟同任何事物一样，环境性能的模拟方法也经历一个由简单到复杂的发展过程，即由

31、最初的清单式模拟向集成式模拟转变。 （1）清单式模拟方法清单式模拟方法是指对被研究对象的各类环境影响分别进行模拟，其结果为一系列环境影响的列表，故被称作为清单式模拟。清单式模拟方法的步骤简单，计算方便，不需进行各类环境影响的集成，因此其模拟结果的误差较小。但在实际工作中，由于各类环境影响的危害性质都大不相同，因此清单式模拟方法的使用范围受到了很大限制，只能应用于一些简单的模拟研究中。（2）集成式模拟方法对于不同的研究对象，在其全寿命周期中，环境影响的种类和危害的程度都会不同，因此，当对环境性能进行某些研究时（如环境性能评价和优化），则必须首先应用一定的方法将被研究对象的所有环境影响集合成一个整

32、体的环境性能指数，然后才能继续进行下一步的研究。这就是集成式模拟方法。集成式模拟方法的适用范围广，模拟结果简单，但由于其计算过程复杂，需要进行环境影响的集成，因此可能出现较大的误差。表2.1为清单式模拟方法和集成式模拟方法的比较。在现阶段的居住区环境性能模拟研究中，根据模拟目的的不同，采用的模拟方法也不同，例如，在居住区环境性能评价中，一般采用集成式模拟方法对居住区环境性能进行模拟。 表2.1 清单式模拟方法和集成式模拟方法比较 清单式模拟方法集成式模拟方法计算过程步骤简单，计算方便计算过程复杂，需要进行集成误差大小误差较小误差较大模拟结果一系列环境影响的列表一个整体的环境

33、性能指数应用范围只能应用于一些简单的研究适用的范围广应用实例一些材料环境影响的研究breeam，leed，gbtool 2.1.2 集成式模拟的量化方法在集成式模拟进行集成前，需要将各类环境影响进行量化。常用的量化方法有以下两种：基准比较法和直接量化法。（1）基准比较法基准比较法首先将环境性能分为几个大类，每个大类又分为多个子项，每个子项分别制定一个或一系列基准，然后根据这些标准对各个子项的表现进行打分，将各大类中每个子项的得分累加，得出各大类的总分，最后，根据一定的权重系数对各大类的得分进行集成。由于环境性能的子项一般都比较多，且现阶段基础研究资料非常匮乏，使得各子项之间的相对重要

34、性很难科学地确定，因此很多时候开发者只好根据自己的主观进行，这就导致基准比较法存在着较大的误差。例如，在leed中，新建筑的能耗降低20%，可以得到2个分值，而采用当地生产的建筑材料，也同样可得到2个分值。但是，如果从对环境危害的后果来看，这两项的得分应该有较大的差别。另外，在基准比较法中经常采用定性的概念，如当地生产的建筑材料等，这又可能给模拟结果带来较大的误差。（2）直接量化法环境性能集成式模拟采用的另外一种量化方法为直接量化法，如荷兰环境影响评价体系eco-indicator中采用的量化方法。与基于基准的量化方法不同，直接量化法首先根据一定原则将被研究对象的环境影响进行分类，并确定各分类

35、的基本单位量，最后，根据这些基本单位量对各分类的环境影响进行直接量化。由于各分类的基本单位量不同，因此在随后的集成中，存在着较大的困难。例如，在eco-indicator中按危害对象的不同将环境影响分为对人类健康的危害、对生态环境的危害和对自然资源的危害三大类，各类的基本单位量分别为dalys（disability-adjusted life years）、paf（potentially affected fraction of species）和eer（effort of extracting resources），由于这三类基本单位量的性质根本不同，因此eco-indicator最后只好又

36、采用分类与基准进行比较的方法对结果进行分析。表2.2为基准比较法和直接量化法的比较。在现阶段用于居住区环境性能评价的模拟研究中，一般都是采用基于基准的量化方法，因此误差较大。表2.2 基准比较法和直接量化法比较 基准比较法直接量化法量化过程与一个或一系列标准进行比较，但标准需要经常进行调整根据基本单位量对环境影响直接进行量化误差大小误差较大误差较小量化结果可以直接用于评价需进一步进行处理，但处理比较困难应用范围现阶段应用较多现阶段应用较少应用实例breeam，leed，gbtooleco-indicator 2.2 本课题提出的模拟方法2.2.1主要思路通过以上对居住区环境

37、性能模拟方法的分析，并借鉴eco-indicator中环境性能的量化过程，本研究提出了一种新的居住区环境性能模拟方法直接集成模拟法。与eco-indicator中的模拟方法不同，该方法不仅确定了各分类的基本单位量，而且还确定了各分类基本单位量的当量值。新方法的主要思路如下：（1）首先对居住区的环境影响进行分类，确定各分类的基本单位量；（2）定义一个居住区环境影响公共基本单位，确定出各分类基本单位量对这个公共基本单位的当量值；（3）最后根据各自的当量值对各分类进行模拟。由于各分类全部采用公共基本单位，因此最后的模拟结果可以直接进行集成。 2.2.2 新方法的优点与现阶段居住区环境性能评

38、价体系采用的模拟方法相比，本课题提出的直接集成模拟方法具有以下优点：（1）误差大幅减少在本课题提出的直接集成模拟方法中，只需对各大类环境影响的相对重要性进行确定，因此可以采用比较科学的多因素决策方法，这样就明显地减少了模拟过程中出现的系统误差。（2）过程简单，更适合采用计算机处理采用本课题提出的直接集成模拟法，需要输入的各项参数大大减少，因此适宜于采用计算机进行处理，这样就大大降低了使用过程的复杂程度，且有利于进行全过程的研究。（3）结果具有实际含义，易于理解直接集成模拟法定义了一个具有实际含义的环境影响公共单位，这就使得模拟结果易于理解，还可以使得不同类型的居住区可以直接进行环境性能比较。（

39、4）有利于推广与采用基准比较法的集成方法相比，各国和地区使用时只需对方法中应用的统计数据库进行调整，而不再需要重新进行基础研究，且需调整的项目非常少。（5）有利于后续工作的开展直接集成模拟法的结果为定量结果，与定性的结果相比，它更适宜于后续工作的开展，如评价等。 2.3 直接集成模拟法的基本研究由于各国环境污染程度和环境承载力都大相径庭，这使得相同环境影响在不同国家造成的危害都不相同，因此所有的研究均应以被研究国家的实际情况为背景，各项计算均尽可能地采用被研究国家现阶段的数据。 2.3.1环境影响的分类居住区对环境的影响多种多样，几乎包括了地球上存在的所有环境影响，因此不可

40、能对居住区的全部环境影响都进行模拟。由于一些影响对环境危害的性质相同，而一些影响对环境危害的对象相同，因此，通过适当的分类方法可以把这些环境影响合并成同一类进行模拟，从而大大简化居住区环境性能的模拟过程。到目前为止，世界上已进行了大量有关环境影响的研究，但是仍有很多环境影响的作用机理还不是很清楚，另外，一些环境影响之间还存在着相互作用的关系，因此，在实际应用中，采用合适的分类方法可以取得较好的模拟效果。对环境影响进行分类的方法一般有两种：从下往上法和从上往下法。按各种环境影响的危害性质进行分类的方法称作从下往上的方法，例如，将环境影响分成温室效应、臭氧层破坏、酸雨等。在采用从下往上法进行分类的

41、环境影响模拟中，环境影响量化的计算比较简单，例如，通常可以采用一些当量系数将一些相同危害的影响进行合并。但是，如果采用这种方法进行分类，则会出现比较多的类别，另外，在形成的各个环境影响类别中，量化所采用的单位也会不相同，因此，各类环境影响的集成存在着一定的困难。从上往下的方法是按各种环境影响的危害对象进行分类，它一般分成对人类健康的危害、对生态系统的危害和对自然资源的危害等几类。与从下往上法相比，在从上往下分类的环境影响评价中，其环境影响的量化过程比较复杂，需要对环境中有害物的排放量、浓度、危害等进行一定程度的模拟。不过，由于从上往下分类得到的危害种类的定义比较明确，且数量较少，因此有利于后续

42、研究工作的进行。根据以上对环境影响分类方法的分析，由于现阶段对一些基础研究仍进行得还不够，很多基础数据都无法得到，因此本课题提出的直接集成模拟法采用从下往上的分类方法对居住区的环境影响进行分类，即根据各种环境影响危害的性质进行分类，这样就不仅可以避免了复杂的环境影响量化工作，而且还可以减少模拟过程中出现的误差。按照从下往上的分类方法，居住区的环境影响可以划分为以下几大常见类：（1）温室气体；（2）酸雨气体；（3）臭氧层破坏物质；（4）固体废弃物；（5）废水；（6）室内空气污染物；（7）悬浮颗粒物；（8）噪声；（9）光污染；（10）热岛效应；等。 2.3.2 环境影响的选取通过对居住区

43、的环境影响进行分类后，居住区环境影响的种类可以大大减少。但是，从分类结果可以看到，整个居住区环境影响的种类还是很多，如果对这些环境影响种类都进行模拟，则会使模拟过程变得非常复杂，因此，只能从这些环境影响种类中选取几种主要的类别进行模拟。直接集成模拟方法采用分项评分的方法选取需要模拟的环境影响种类，即先根据文献资料对各类环境影响的危害性、数据的科学性、影响的范围、居住区的贡献和去除的难易程度等几项内容分别进行口头评价，然后将口头评价转化为相应的评分（分值越高表明研究的意义越大），最后，从中选取总分最高的几类环境影响作为模拟的对象。各项口头评价的内容如下：（1）环境影响的危害性是指各类环境影响对周

44、围环境和人类健康的危害。环境影响的危害性越大，对其进行研究的意义越大。（2）数据的科学性包括两个方面的内容，一是现有基础研究数据的多少，二是模拟的难易程度。数据科学性越好，则意味着模拟中出现的误差越小。（3）环境影响的范围可以分为全球、区域、城市、小区和室内等五类。影响的范围越大，则该类环境影响被研究的意义越大。（4）居住区的贡献率是指在全球的环境影响中建筑所占的比例。贡献率越大，则模拟的现实意义越大。（5）去除的难易程度是指去除这类环境影响的困难性。越难去除的环境影响，则越需要重视。各项口头评价的分级与相应的评分如表2.3所示。表2.3 各项口头评价的分级与相应的评分口头评价评分危害性数据科

45、学性影响的范围居住区贡献去除难易程度很大很好全球很大很难9大好区域大难7一般一般城市一般一般5小差小区小易3很小很差室内很小很易1 由于本课题提出的直接集成模拟法准备在下阶段采用层次分析法（analytic hierarchy process, ahp）来确定各类环境影响的权重系数，而ahp一般只适应于7种以下因素的应用，因此选取的环境影响种类应不超过7类。 2.3.3 权重系数的确定权重系数是以某种数量形式对比、权衡被评价事物总体中诸因素相对重要性的量值。它既是决策者的主观评价，又是指标本质的物理属性的客观反映，是主客观综合度量的结果。权重系数主要决定于两个方面：第一，指

46、标本体在决策中的作用和指标价值的可靠程度；第二，决策者对该指标的重视程度。各类环境影响集成是一个多因素决策问题。在多因素决策问题中，各种因素通常不可能采用同样量纲来测定，某些因素要么根本不可能测定，要么测定的代价太高，因此，大多数多因素决策要求决策者先对问题中各因素的重要性分出级别，然后根据这些重要性级别确定各因素的权重系数，最后再进行集合。通常有两种基本的方法可以得到各类环境影响的重要性级别。一种是观察社会在其他但是有关的情形下做出的实际选择，它一般以政府组织制定的目标或者社会为此准备付出的代价为基础，因此又被称作偏爱显示法。另一种方法是直接对社会上有代表意义的一个小组进行调查。在很多的实例

47、中，这个小组一般是一个专家小组，因此这种方法又被称为专家小组法。由于通常很难分开和解释一些与社会有关的基本价值，例如，政府制定的政策目标经常是在减少负荷的需要和准备做出必需的牺牲之间的妥协，因此采用偏爱显示法得到的结果可能与实际情况并不是非常符合。另外，一些涉及范围很广的问题，像保护人类健康、生态系统质量和自然资源的花费在现实生活中也非常难以得到。因此，偏爱显示法在建筑环境影响评价中的应用不是非常广泛。在专家小组法中，当确定重要性级别时，采用的分类原则非常重要。当各个种类的定义过于复杂（一般需要较深的背景知识），且种类的数目过多时，对于被要求给出重要性级别的被调查人员来说，则明显的存在着严重的

48、认知压力。因此，要想运用专家小组法取得合理的重要性级别，则最好将被调查的环境影响种类限制在一定的数量之内。通过专项研究得出各项环境影响间的重要性级别后，可以采用多种方法来确定各项环境影响的权重系数，其中，ahp是在实际中运用得最多的一种方法，它是一种定性和定量相结合的、系统的、层次化的分析方法，可以很方便地计算出各类环境影响的权重系数。根据以上分析，直接集成模拟法中各类环境影响权重系数的确定采用以下方法：根据专家小组的意见确定各类环境影响的重要性；根据各类环境影响的重要性程度确定各类环境影响间的重要性差别；利用ahp计算出各类环境影响的权重系数。采用以上方法可以尽可能地减少环境影响权重系数确定

49、过程中出现的误差，从而提高了环境性能模拟的准确性。 2.3.4 各类环境影响当量值权重系数确定以后，各类环境影响在被研究区域内总环境危害中所占比例即已确定。因此，如果可以确定一定时期内被研究区域内各类环境影响的排放总量，就可以根据权重系数计算出该研究区域内各类环境影响危害的当量值。这就是直接集成模拟方法确定各类环境影响当量值的基本思路。在直接集成法选取的几类主要环境影响中，各类影响危害的范围都不相同，其中，温室效应和臭氧层破坏属于全球环境影响，而酸雨、固体废弃物和废水则属于区域环境影响，因此它们的排放总量应根据不同的原则选取。（1）全球环境影响对于全球环境影响，由于其在一定区域内受到

50、的危害与这一区域排放该类环境影响的多少并无直接关系，而是与全球这类环境影响的排放总量有关。因此，为了表征某一区域受到这类环境影响危害的程度，直接集成模拟法定义了一个效用排放量eeff的概念：效用排放量eeff等于区域内造成现有某种环境危害应有的这种环境影响的排放量。假设在一定区域内，各类环境影响的危害都与人口数量呈正比，且在全球范围内每个人受到的同一类环境影响的危害一样大，则有：                   

51、    （2.1）式中： 为某区域的效用排放量； 为全球人平排放量； 为某区域内总人数。（2）区域环境影响对于区域环境影响，如果其危害的区域小于或等于被研究的区域，则可认为区域内这类环境影响造成的危害是由该区域内这类环境影响的排放总量决定的。例如，如果以中国为研究对象，则酸雨、固体废弃物和废水这三种环境影响的排放总量可以按一定时期内全中国的排放总量计算。确定了被研究区域一年内各类环境影响的排放（或效用）总量，并根据各类环境影响的权重系数，可以计算出该研究区域中各类环境影响的当量值。 2.3.4 环境影响公共基本单位为了方便各类环境影响最后的集成

52、，直接集成式模拟法要求定义一个环境影响公共基本单位，本课题将该公共基本单位称为“黑点”。由于在居住区对周围环境的影响中，能源消耗带来的环境影响所占的比例最大，又由于在居住区消耗的能源中，以电力形式消耗的能源最多，因此“黑点”采用与电力直接联系的定义：一个“黑点”即代表被研究区域内现阶段生产1kwh电力（包括火电、水电和核电）过程中平均对周围环境造成的影响，这样就可以更加形象地表示居住区的环境性能。根据“黑点”的定义和各类环境影响的当量值，可以计算出1000“黑点”对应于各类环境影响的当量值。基本环境影响单位当量值确定后，则在直接集成式模拟法中，各类环境影响都可以直接转化为采用“黑点”表示的数值

53、，这就使得环境性能的集成过程变得非常简单，且结果更加形象具体。另外，由于采用了相同的环境影响单位，更可以在各模拟对象间进行横向和纵向的比较，使得研究的应用范围大大拓宽。 2.4 本部分小结本课题通过对居住区环境性能模拟方法的详细分析，提出了一种直接集成模拟新方法。在本课题提出的直接集成模拟法中，确定采用从下往上的方法对居住区的各种环境影响进行分类；根据综合分析方法从中选取了几类主要环境影响种类作为模拟的对象；采用专家问卷调查和层次分析法确定各类主要环境影响的权重系数；根据各类主要环境影响的权重系数和被研究国家或地区现阶段的实际情况确定各类环境影响的当量值；定义一个环境影响公共基本单位

54、黑点并计算出其对于各类环境影响的当量值。该方法具有可以大幅减少误差；过程简单，更适合采用计算机处理；结果具有实际含义，易于理解；有利于推广和后续工作的开展等优点。第三部分 建筑环境性能模拟相关软件开发3.1 面向对象的系统分析和设计3.1.1 面向对象方法20世纪末期，软件工程方法经历了一场从“面向过程”到“面向对象”的深刻转变。传统的软件工程方法（图3.1）遵循“算法+数据结构=程序设计”的实现模式，其特点是过程与数据的分离，因此存在着较大的缺陷：（1）不能超越程序复杂性的障碍。随着求解问题难度与复杂性的增加，数据增多，数据结构变得越来越复杂，程序也急剧膨胀，给程序的管理、修改与维护带来极大

55、的不便。 面向对象方法的基本思想是从现实世界中客观存在的事物出发来构造软件系统，并在系统构造中尽可能运用人类的自然思维方式。面向对象方法强调直接以问题域中的事物为中心来思考问题和认识问题，并根据这些事物的本质特征，把它们抽象地表示为系统中的对象，作为系统的基本构成单位。因此，面向对象方法具有极大的优点：（1）与人类习惯的思维方法一致；（2）稳定性好，可重用性好，可维护性好；（3）面向对象的软件稳定性好，容易理解和修改。面向对象的软件工程方法包括面向对象的分析（ooa）、面向对象的设计（ood）、面向对象的编程（oop）和面向对象的测试（oot）等过程。 面向对象方法的出现是软件工程的

56、一场革命，它客观地反映了问题求解的实质，从而使得程序设计过程与分析问题方法统一起来，这就为实现复杂问题的计算求解提供了有效途径，促进了软件工程的飞速发展。 3.1.2 面向对象的系统分析面向对象分析强调直接针对问题域中客观存在的各项事物设立面向对象分析模型中的对象。用对象的属性和服务分别描述事物的静态特征和行为。问题域中存在哪些值得考虑的事物，面向对象分析模型中就有那些对象。另外，面向对象模型也保留了问题域中事物之间关系的原貌。这包括：把具有相同属性和相同服务的对象归结为类；用一般特殊结构（又称分类结构）描述一般类与特殊类之间的关系（即继承关系）；用整体部分结构（又称组装结构）描述事

57、物间的组成关系。这就是说，无论是对问题域中的单个事物，还是对各个事物之间的相互关系，面向对象分析模型都保留着它们的原貌，没有加以转换、扭曲，也没有打破原有的界限而重新组合，因此，面向对象模型能够非常好地映射问题域，而且它采用的概念及术语可以与问题域中的事物保持最大程度的一致，不存在语言上的鸿沟。以下为建筑环境性能模拟研究中根据面向对象分析建立的几种比较重要的类：（1）围护结构类围护结构类是一种超类，它又可以分为以下几个子类：墙类、屋面类、地面类、门类、窗类。围护结构类具有几个主要属性，如：传热系数、含能、各项环境影响系数（如温室气体排放系数、ods排放系数等）、比重等。围护结构类和子类的关系是

58、整体和部分的结构关系。墙类、屋面类、地面类、门类、窗类等子类与其对象的关系是一般和特殊的结构关系。（2）基本能源类基本能源类包括燃煤、燃油、天然气、电力和热力等5个对象。基本能源类具有以下几个主要属性：发热值、含能、一次能源系数、各项环境影响系数（如温室气体排放系数、ods排放系数等）等。基本能源类和其对象的关系是一般和特殊的结构关系。（3）冷热源类冷热源类是一种超类，它又可以分为热源类和冷源类两个子类。其中，热源类包括燃油锅炉、燃煤锅炉、燃气锅炉、电锅炉等对象，冷源类包括离心式制冷机、螺杆式制冷机、活塞式制冷机、蒸汽式吸收制冷机、燃气直燃式制冷机和燃油直燃式制冷机等对象。冷热源类具有以下几个主要属性：不同负荷状态下各种基本能源的消耗系数、各项环境影响系数、使用寿命等。冷热源类和其子类的关系是整体和部分的结构关系。冷源类、热源类等子类与其对象的关系是一般和特殊的结构关系。 3.1.3面向对象的系统设计与面向对象分析不同，面向对象设计是针对一个具体的实现运用面向对象方法，其中，包括两方面的工作，一是把面向对象分析模型直接移到面向对象设计（不经过转换，仅作某些必要的修改和调整），作为面向对象设计的一个部分；另外是针对具体实现中的人机界面、数据存储、任务管理等因素补充一些与实现有关的部分，但与面向对象分析采用相同的