第三节 低碳社区评价体系
(一)建立评价指标体系的重要性
低碳社区的建设需要进行量的考核,为此,需要构建一套适合的指标体系,它是由若干个相互联系的统计指标所组成的有机体。指标体系的建立是进行预测或评价低碳社区建设的基础,它将抽象的概念化的低碳社区按照其本质属性和特征的某一方面的标识,分解成为具有行为化、可操作化的结构,并对指标体系中每一构成元素(即指标)赋予相应权重的过程。
构建低碳社区评价指标体系具有以下重要的意义。
(1)低碳社区指标体系的制定,首先需要对被评价社区进行系统分析和辨识,进而确定被评价社区需要解决的关键问题。其实,指标体系中的指标所要判断或度量的问题正是被评价低碳社区的主要方面,指标体系通过其总体效应来刻画被评价社区节能减排的总体状况。
(2)低碳社区指标体系可以使城市政府关注社区建设的关键问题和优先发展领域,同时也使城市政府掌握这些问题的状态和进展情况。
(3)低碳社区指标体系可以引导城市建设和社区发展,以可持续发展为指导思想,充分考虑节能减排。
(4)低碳社区指标体系可以反映城市社区的发展情况和相关政策的实施效果,使城市政府、社区管理者、社区居民随时掌握社区节能减排的各种信息;反过来,这些信息的反馈使城市政府及时地评估政策的正确性和有效性,进而对政策加以改进或调整。
(5)低碳社区指标体系的重要功能之一就是,在建设低碳社区后,应该对它进行过程监测和考核,指出哪些因素具有成长潜力,哪些因素阻碍着低碳社区建设,分析、预测社区节能减排的趋势;同时,通过考核、评价、引导,把低碳社区建设成低碳城市发展的样板区域。
(二)指标体系确立的原则
低碳社区建设指标体系确立应遵循以下原则。
(1)指标的系统性。这是由低碳社区建设本身的要求决定的,它要能够反映低碳社区综合性特点。指标的系统性要求各项指标从不同的侧面支撑社区的节能减排情况,各项指标之间相互联系,形成一个有机整体。
(2)共性指标和个性指标相结合。由于低碳社区建设在不同城市有不同情况,即使同一城市社区的情况也各不相同,考虑到低碳社区具有共同性的特点,同时结合各个社区的特殊性,可以采取共性指标和个性指标相结合的指标体系。
(3)集成性。由于潜在的指标可能无穷无尽,但出于实际考虑,应该选取包含信息最多的指标。它要求每一项指标要有较强的集成能力,这样,仅使用少的指标就可以把可持续发展能力反映出来。
(4)引领性。低碳社区建设的指标体系,能够考核和评价低碳社区建设的成绩,要适当设立一些指标,体现可持续发展研究的最新成果,引领低碳社区未来区域可持续发展的基本走向。当然,任何迅速变化、震荡、发散、无法把握和获得的指标都不宜列入指标体系。
(5)数据的易得性和可靠性。这要求在分析中所使用的统计资料容易得到,考虑到时间和资金的限制,要以合理的成本搜集到高质量的数据,而且数据要真实可靠。
(6)定性指标和定量指标相结合。对低碳社区的考核和评价不能仅仅使用定量指标,有些工作是不能计量的,如果仅仅使用定量指标,就有可能把低碳社区建设的真实过程湮没在一堆杂乱的数字中,所以必须是定性指标和定量指标相结合。
(三)指标体系构建的思路
低碳社区评价指标体系构建分为四个层级:目标层、主题层、表征层、指标层。
(1)目标层。低碳社区指标体系构建的目标是要评价低碳社区,或者说,各个指标最后要从不同的方面和领域支持低碳社区建设的目标。
(2)主题层。它是支撑实现低碳社区建设目标的主题或领域。在低碳社区指标体系中设置了四个主题层:社区居住、社区出行、社区环境、日常生活。
(3)表征层。表征层即子主题层,主要是要说明主题是由哪几个方面表现出来。指标体系中的表征层主要包括以下八个方面。
•社区建筑(表征社区居住)
考虑地理位置,主要以南北向建筑布局为主,鼓励自然通风设计;大量采用遮阳、保温、隔音等环保技术,最大限度提高建筑节能,降低单位建筑能耗。
•社区交通(表征社区出行)
社区建设优化公交线路设置,提高公交设施使用的便利程度,打造环境宜人、便于通达的慢行交通系统,倡导绿色出行方式;建设可再生能源充电(气)站。
•社区土地利用(表征社区环境)
社区建设布局高效紧凑,能最大限度地节约用地,住宅、商业、配套设施混合开发,使公共空间有效结合,基础设施完善,社区配套设施齐全,服务半径合理。
•社区生态绿地(表征社区环境)
社区建设要保护利用自然地貌,提高空气、噪声、地表水质标准,保持良好的自然环境;增大人均公共绿地面积,提升排氧能力和碳汇能力,选用适合本地的绿化物种,以确保社区景观丰富多样。
•社区废弃物处理(表征社区环境)
低碳社区建设应用固体废弃物无害化、减量化、资源化处理技术,建设垃圾真空收集系统,实现垃圾分类收集、资源循环利用和储运无损漏,提高垃圾回收再利用率。
•社区能源利用(表征社区居民日常生活)
结合社区建设的实际情况,积极使用太阳能和地热能,提高可再生能源使用比例,全面使用建筑节能材料和设施,降低单位面积建筑年耗能。
•社区水资源利用(表征社区居民日常生活)
社区建设使用节水管材及器具,统一雨水收集,建设中水回用和净水直供等系统,最大限度提高水循环利用效率,倡导节水生活方式,降低人均淡水消耗量。
•社区低碳行动(表征社区居民日常生活)
低碳社区建设具有引导性,这就是引导社区居民节约、简约,倡导可持续的消费模式。
(4)指标层
根据各个主题的表征或子主题,确立具有较强集成能力的具体评价指标,用指标来表现主题。指标体系构建的基本思路如图1-1所示。
图1-1 指标体系的构建框架
(四)指标体系的内容和解释
根据低碳社区指标体系构建的思路,提出指标体系的基本框架,共包含20个指标(见表1-1)。
表1-1 低碳社区指标体系
对于各个指标,需要做以下说明。
X01:社区新建建筑节能达标率
社区新建建筑节能达标率是指新建建筑符合国家建筑节能设计规范的建筑面积占总建筑面积比例。
X02:社区既有建筑节能改造率
社区既有建筑节能改造率是指对不符合民用建筑节能强制性标准的既有建筑实施节能改造。
X03:可再利用和可循环材料使用率
可再利用和可循环材料使用率是指可重复利用材料、可循环利用材料和再生材料在材料使用中的比率。
可再利用材料,指在不改变所回收物质形态的前提下,进行材料的直接再利用,或经过再组合、再修复后再利用的材料。
可循环材料,指对于已经无法进行再利用的产品,通过改变其物质形态,生产成另一种材料,使其加入物质的多次循环利用过程中的材料。
X04:社区私家车拥有率
在经济迅猛的发展中,私家车拥有率也不断攀升,这是侧面反映居民低碳出行的重要指标。社区私家车拥有率越高,表示低碳出行率越小。
X05:社区公交出行率
社区公交出行率是指居民通过乘坐公交车出行的次数占居民通过所有交通工具出行次数的比例。社区公交出行率越高,表示该社区出行方式越环保,越减少碳排放。
X06:推广使用自行车(定性)
推广使用自行车,主要是定性地描述社区设有自行车停车区,提升社区居民使用环保交通工具的意愿。
X07:推广步行运动(定性)
推广步行运动,主要是定性地描述:社区学生走路上学,增进家长互助,减少开车上学耗能;近距离步行上班。
X08:住宅容积率
住宅容积率是指一个小区的总建筑面积与用地面积的比率,它等于总建筑面积/总用地面积。容积率越低,居民的舒适度越高,反之则舒适度越低。当建筑物层高超过8米,在计算容积率时该层建筑面积加倍计算。
对发展商来说,容积率决定地价成本在房屋价格中占的比例,而对住户来说,容积率直接涉及居住的舒适度。绿地率也是如此。绿地率较高,容积率较低,建筑密度一般也就较低,发展商可用于回收资金的面积就较少,而住户就较舒服。
X09:人均绿地面积
人均绿地面积是指公共绿地与社区人口的比率。公共绿地是满足规定的日照要求、适合于安排游憩活动设施的、供居民共享的游憩绿地,应包括居住区公园、小游园和组团绿地及其他块状带状绿地等。
X10:废弃物分类处置(定性)
废弃物分类处置,主要是定性地描述社区居民配合环卫部门严格执行垃圾分类管理措施,制订资源回收或调剂行动计划,开展废旧物件利用经验交流等。
X11:可回收垃圾再利用率
可回收垃圾再利用率是指社区居民可回收的生活垃圾再利用率,以此来减少运输和处理的费用。
X12: LED节能灯改造比率
LED(light-emitting diode)是发光二极管,主要由支架、银胶、晶片、金线、环氧树脂五种物料组成。LED是一种能够将电能转化为光能的半导体,它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理,而采用电场发光。LED寿命长、光效高、辐射低、功耗低,随着LED散热技术的改进,室外照明灯、投光灯等大功率LED灯具已开始被大量应用。LED节能灯改造就是运用LED改变传统的照明和用能形式。
X13:太阳能热水器普及率
太阳能热水器把太阳光能转化为热能,将水从低温加热到高温,以满足居民在生活、生产中的热水使用。太阳能热水器按结构形式分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器,其中以真空管式太阳能热水器为主。真空管式家用太阳能热水器是由集热管、储水箱及支架等相关附件组成,把太阳能转换成热能主要依靠集热管。集热管利用热水上浮、冷水下沉的原理,使水产生微循环而产生所需热水。
2007年,国家发展和改革委员会、建设部联合发出《关于加快太阳能热水系统推广应用工作的通知》(发改能源〔2007〕 1031号),提出“有条件的医院、学校、饭店、游泳池、公共浴室等热水消耗大户,要优先采用太阳能集中热水系统;新建建筑在设计时,要预设安装太阳能热水系统的位置和管道等构件,尽可能安装太阳能热水系统;对于既有建筑,如具备条件也要支持安装太阳能热水系统;政府机构的建筑和政府投资建设的建筑要带头使用太阳能热水系统;在有条件的农村地区也要积极推广太阳能热水系统及太阳灶等其他经济实用的太阳能热利用技术,把推广应用太阳能热利用技术作为社会主义新农村建设的重要措施予以重视”。
X14:太阳能照明普及率
太阳能照明是以太阳能为能源,通过太阳能电池实现光电转换,白天用蓄电池积蓄、贮存电能,晚上通过控制器对电光源供电,实现所需要的功能性照明。低碳社区建设要推广和普及太阳能照明。
X15:地热取暖入户率
地热取暖是一种新兴的采暖方式,地热取暖采用电热水锅炉、燃气热水锅炉或燃油热水锅炉等热能设备,先将水加热,利用热水循环泵强制循环锅炉和环地板下盘管内的热水,间接加热地板,实现辐射取暖。地热辐射采暖与传统采暖方式相比,具有舒适、节能和环保等诸多特点。低碳社区建设在社区鼓励和推广地热取暖。
X16:城镇燃气普及率
城镇燃煤是重要的污染源。据估计,燃煤造成的污染占烟尘排放的70%、二氧化硫排放的85%、氮氧化物排放的67%以及二氧化碳排放的80%。不仅如此,燃煤导致的大气污染已经成为影响中国公众健康的最主要危险因素之一。因此,低碳社区建设普及城镇燃气非常必要。
住房和城乡建设部发布的《全国城镇燃气发展“十二五”规划》提出,到“十二五”末,城市燃气普及率达到94%以上,县城及小城镇的燃气普及率达到65%以上。
X17:节水器具的使用率
对住宅用户用水来说,节水器具可分为节水便器、节水龙头、废水回收装置和恒温混水阀。社区内使用节水器具的居民越多,表示节水节能率越高。
X18:中水回用率
中水回用率是指经水处理后可回用的总水量与进入水处理总水量的比率。社区中水是指把排放的生活污水回收,经过处理后,达到规定的水质标准,可在一定范围内重复使用的非饮用水。
中水因对应给水、排水的内涵而得名,其水质介于“上水”(饮用的自来水)和“下水”(生活污水和工业废水)之间,故名“中水”。中水虽不可饮用,但水质比较清洁,主要可用于厕所冲洗、园林灌溉、道路保洁、洗车、城市喷泉、景观、冷却设备补充等。
X19:绿色消费(定性)
绿色消费,就是低碳社区建设要树立绿色购物习惯,减少不必要的消费;购买有环保节能标志的产品,不购或少购过度包装和一次性商品。
X20:科学健康饮食(定性)
科学健康饮食,就是低碳社区建设宣传健康饮食,选择有机食品,努力做到低脂、低盐、低糖、低碳饮食。
(五)指标体系的运用
在对低碳社区评价时,需要确定各个指标的权重。方法可以分为主观赋权法和客观赋权法两大类。其中,主观赋权法主要依据专家意见和经验,如专家打分法、层次分析法等,有主观偏好。客观赋权法根据一定的数学方法计算得出,如主成分分析法、均方差法、变异系数法等,计算相对客观,但也有其局限性。如变异系数法确定权重时,若某一指标取值差异越小,则计算出的权重系数也就越小,但并不能因此说明该指标不重要,还要结合实际情况最终确定。为尽量减少权重计算过程中的局限性,采用均方差权值法对城市低碳发展各评价指标进行赋权。采用专家打分法,主要是对低碳城市和低碳社区建设熟悉的专家,给各个指标赋予权重。A为低碳社区,B表示各个表征层。为了确定Bi的权重,构造表1-2的判断矩阵。
表1-2 指标权重专家调查
其中,Bij是对目标层A而言,Bi对Bj的相对重要性的数值表示,通常Bij取1, 3, 5, 7, 9。
Bij=1,表示Bi与Bj一样重要;
Bij=3,表示Bi比Bj重要一点(稍微重要);
Bij=5,表示Bi比Bj重要(明显重要);
Bij=7,表示Bi比Bj重要得多(强烈重要);
Bij=9,表示Bi比Bj极端重要(绝对重要)。
它们之间的数2, 4, 6, 8及各数的倒数具有相应的类似意义。
判断矩阵满足:Bij·Bji=1, Bii=1,仅需要对15个元素给出数值即可。
对于判断矩阵B,计算满足BW=λmaxW的特征根与特征向量,式中λmax为B的最大特征根,W为对应于λmax的正规化特征向量,W的分量Wi即是相应因素单排序的权值。为了检验矩阵的一致性,需要计算它的一致性指标CI,定义。显然,当判断矩阵具有完全一致性时,CI=0。λmax-n越大,CI越大,矩阵的一致性越差。为了检验判断矩阵是否具有满意的一致性,需要将CI与平均随机一致性指标RI进行比较。对于1~9阶矩阵,RI分别如表1-3所示。
表1-3 1~9阶矩阵平均随机一致性指标
对于1阶、2阶判断矩阵,RI只是形式上的,按照我们对判断矩阵所下的定义,1阶、2阶判断矩阵总是完全一致的。当阶数大于2时,判断矩阵的一致性指标CI,与同阶平均随机一致性的指标RI之比称为判断矩阵的随机一致性比例,记为CR,当CR =CI/RI <0.10时,判断矩阵具有满意的一致性,否则就需要对判断矩阵进行调整。具体的计算方法如下。
(1)假设:待评价的区域范围共包含p个区域单元,一级评价指标集合 Ui中的第 j 个指标 Uij(i =1, 2, 3, 4, 5, 6; j =1, 2, …, n; n=1, 2, 3, 5, 6)在第s个区域单元上的实测值(统计或调查数据)为
记
如果Uij是越大越优型的,令
如果Uij是越小越优型的,令
显然,就是对评价指标Uij而言,第s个区域单元从属于“低碳”的隶属度。这样,就可以得到如下隶属度矩阵。
在一级评价指标集合Ui中,做如下变换
(4)式中,Wi=(wi1, wi2, …, win),为Ui中各评价指标的权重分配;显然,就是对第一评价指标集合Ui而言,第s个区域单元从属于“低碳”的隶属度。令
在评价指标体系U中,做如下变换
(6)式中,W=(w1, w2, …, w6),为各一级评价指标集合的权重分配;显然,v(s)(s=1,2, …, p)就是综合评价结果,即对整个评价指标体系U而言,第s个区域单元从属于“低碳”的隶属度。将v(s)(s=1,2, …, p)从大到小排序,便得到待评价的低碳社区评价的优劣顺序。
在上述评价模型中,对于各级评价指标的权重分配(包括Wi和W),一般先用AHP方法求得,然后再用信息熵对其进行修正。
(2)权重确定:利用指标权重专家调查表,以AHP为分析工具,计算得出。
(3)二级指标权重的确定:按照其对于相对应的一级指标同等重要的原则确定。
(4)对原始数据的标准化处理:由于各个指标代表不同的量,其度量单位往往不一样,数值大小也往往相差很大,各变量的作用也常难以比较,因此,为了克服这一点,常先对各基础值指标进行标准化变化。标准化公式为
其中,max、min为低碳社区相应指标的最大值和最小值。
通过标准化,就把原始数据标准化为介于0~100的无单位数值。