碳達峰目標下中國綠色建造技術驅動因素的作用機制：基于系統動力學仿真分析

孫國帥，姜德龍，馮 嬌，陳行行

（1.江西財經大學信息管理學院，江西南昌 330032；2.遼寧工業大學經濟管理學院，遼寧錦州 121001；3.中大建設股份有限公司工程管理中心，江西南昌 330095；4.大連海事大學航運經濟與管理學院，遼寧大連 116026）

1 研究背景

促進經濟社會發展的綠色低碳轉型，是深入實施可持續發展戰略的重要組成部分；而2030 年前碳達峰和2060 年前達到碳中和，是我國應對全球氣候變化的莊嚴承諾。作為碳排放的重要領域，建筑業在我國實現“雙碳”目標的進程中扮演著至關重要的角色，因此綠色建造引起了社會的關注。我國綠色建造理念起步較晚，但國家較為重視，已陸續出臺了《國務院辦公廳關于促進建筑業持續健康發展的意見》《國務院辦公廳轉發住房城鄉建設部關于完善質量保障體系提升建筑工程品質指導意見的通知》和《住房和城鄉建設部辦公廳關于印發綠色建造技術導則（試行）的通知》等一系列文件。推廣綠色建造技術是基于我國可持續發展和循環經濟的大背景，具有重要的現實意義［1］。我國幅員遼闊，由于各地區間經濟發展水平不同，間接導致了綠色建造技術在各地區間發展不平衡，例如東部、東南部沿海經濟發達地區的綠色建造技術推廣較好，但與發達國家仍有一定的差距。綠色建造作為新型的建筑經營理念，由于國內市場開發環境和綠色建造技術不夠成熟，相關政策法規不夠完善，且普通大眾對于綠色建造的理解認知不足，從而限制了綠色建造技術在國內的推廣和發展，所以，有必要分析我國綠色建造技術的驅動因素以促進碳達峰目標的實現。

在現有研究中，國內外學者對綠色建造技術的發展應用和推廣等方面開展了相關的研究。在綠色建造技術的應用方面，如王金南等［2］從決策的角度出發，系統地研究了國內重大工程建設項目在應用綠色建造技術時的基本理論，給出了全過程管理的方法，并提出了存在的問題；石曉宇等［3］分析了國內在工程建設領域應用綠色建造技術的原理、應用過程以及所取得的成果；嵇曉雷等［4］針對國內既有建筑改造項目，分析了綠色建造技術的應用情況并進行了實證研究；李遠遠等［5］利用綜合賦權和TOPSIS 方法研究了綠色建造方案的選擇與優化問題，并對這一方法的應用效果進行了評價分析；董娜等［6］利用扎根理論，對國內工程建設項目的綠色建造技術應用情況進行了評價研究，構建了指標體系和面向工程項目的評價模型；Tae 等［7］以韓國的建筑市場為例，通過對綠色建造成本效益分析，為進一步推廣綠色建造技術提供可能；Hwang 等［8］分析了新加坡綠色建造項目的安全績效與關鍵安全問題，并提出了一系列方案；Hamza 等［9］采用描述性統計、探索性因素分析和驗證性因素分析等方法，將與建筑能源效率相關的重要綠色技能引入建筑領域，以實現環境的可持續性；Tavana 等［10］提出了一種綜合的數據包絡分析（DEA）和生命周期評估（LCA）方法，來衡量綠色建筑管理中環保建材的績效；Pham 等［11］研究了綠色整合和環境知識（EK）對建設項目綠色績效的影響，構建了綠色供應鏈集成框架，強調了集成和環境知識對實現綠色項目目標的作用。在綠色建造技術推廣的影響因素方面，如尤完等［12］分析了綠色建造產業鏈上的協同影響因素，并劃分層次進行有針對性的分析；李林漢等［13］構建了四階段DEA 模型，在測算綠色經濟發展效率的基礎上分析了包括建筑業在內的綠色發展影響因素；邢佰英［14］提出綠色建造發展的關鍵是必須將節能低碳、法律保障、建造技術創新和政府的正確引導相結合；胡文發等［15］認為，綠色建造技術的投入是影響我國綠色建筑發展的核心因素，相關政策的激勵是主要的影響因素；陳立文等［16］從內部驅動和外部驅動兩個角度建立分析框架，歸納影響綠色建造技術的各項因素；Song 等［17］以國內282個城市為研究對象，采用負二項回歸模型分析綠色建造技術應用的決定因素；Shurrab 等［18］采用探索性因子分析法確定了7 個綠色建造技術影響因素，并分析其對建筑可持續績效的影響；Khahro 等［19］采用偏最小二乘結構方程建模技術，量化影響建設項目采用綠色采購的因素，結果表明市場因素和技術對綠色采購的接受與采納起著至關重要的作用。

上述文獻雖然在綠色建造技術的應用與推廣方面進行了相關的研究，但對綠色建造技術推廣應用的驅動因素的研究相對較少。通過對相關文獻進行分析可知，在碳達峰目標下推廣綠色建造技術對于我國建筑產業的可持續發展具有重要的意義，綠色建造技術的推廣程度將直接影響產業的轉型升級進程。現有文獻在研究綠色建造技術應用和推廣時，對其驅動因素的研究局限于問卷調查，結合層次分析法、結構模型等方法對因素進行篩選，對系統的完整性考慮不足，并未對驅動因素影響綠色建造發展的具體方式方法進行深入研究。綜上，本研究以綠色建造技術的驅動因素為切入點，在現有理論研究的基礎上，結合已有數據對綠色建造驅動因素構建系統動力學模型并進行仿真分析，依據分析結果提出相關意見和建議，以推動綠色建造技術在我國的推廣和發展，促進碳達峰目標順利實現。

2 綠色建造技術驅動因素界定

為了確定影響綠色建造技術發展的驅動因素，采用Web of Sciences 和中國知網兩大數據庫，以“綠色建造”“綠色建造影響因素”“綠色建造與可持續發展”等為關鍵詞，搜索最近5 年發表的，較為權威、數據較為翔實的文獻（以下簡稱“研究文獻”），并進行系統探究。以文獻資料為基礎，結合問卷調查和專家訪談，最終確定從以下4 個層面分析影響綠色建造技術發展的驅動因素：

（1）綠色建造的市場環境。綠色建造的市場環境主要是指市場的主體結構、市場健全性、供求關系、競爭情況以及相關的技術開發環境等。綠色建造技術的發展需要市場環境的支持與驅動［20］，其中包括開發商等利益直接相關主體的態度［21］，以及綠色技術創新能力和成熟度等因素。

（2）綠色建造發展的經濟價值。綠色建造的經濟價值是指綠色建造所能帶來的經濟收益，即通過縮短綠色建造的投資回收周期、減少綠色建造產品的空置率、降低綠色建造的階段性成本，提升綠色建造的經濟收益，進而促進區域性經濟發展，因此，綠色建造的經濟價值是促進綠色建造技術普及發展的重要因素。

（3）綠色建造的生態價值。綠色建造的生態價值是指綠色建造主體對于周邊自然環境、資源消耗以及使用者的生活質量的整體影響和生態效益體現，主要包括單位面積CO2的減排比例、綠色施工中節水節地節材效率、居住環境舒適度等。驅動綠色建造技術在我國快速、平穩發展的關鍵就是合理有效地體現綠色建造的生態價值。

（4）綠色建造的社會參與程度。綠色建造的社會參與程度包括政府相關法律政策的完善程度、綠色建造的口碑、普通大眾對于綠色建造產品的滿意程度等方面，體現了綠色建造的社會屬性。其中，政策法規的完善程度是綠色建造社會參與程度的關鍵所在。

通過閱讀和整理研究文獻，結合綠色建造自身的特點進行深入分析，參考劉偉等［22］的研究，確定影響綠色建造發展的主要驅動因素，并總結出綠色建造技術驅動因素的影響系數，如表1 所示。這些驅動因素涵蓋了綠色建造發展系統的生態、經濟、社會和市場環境，是分析綠色建造發展的重點，通過優化和提升市場環境、社會參與程度、生態價值和經濟價值維度下各驅動因素發展水平，可以促進綠色建造技術水平提升和綠色建造產業的發展。

表1 綠色建造技術驅動因素及作用水平

表1 （續）

綜上，綠色建造技術驅動因素的系統結構如圖1 所示。

圖1 綠色建造技術驅動因素系統框架

3 綠色建造技術驅動因素的系統動力學模型構建

系統動力學模型是一種根據系統內部各因素相互關聯影響的反饋特點，通過建立仿真模型并加以分析，從系統問題追溯問題本源的方法。其顯著特征為只研究系統內各因素的相互作用，并不考慮系統外干擾或隨機事件帶來的影響，具有較強的實務導向［23］。參考顧明瑞等［24］的研究，綠色建造技術發展系統是一個復雜且相互關聯的系統，其中涉及市場環境、社會參與程度、生態價值和經濟價值四部分內容并相互作用，各驅動因素之間相互關聯，適合采用系統動力學模型進行分析。本研究基于研究文獻調查得到的驅動因素，采用Vensim 軟件構建綠色建造技術驅動模型，導入相應參數進行數據有效性檢驗，對有關驅動因素的影響方式進行研究。經過模型調整和相關檢驗后，最終得到綠色建造技術驅動因素的存量流量圖如圖2 所示。

圖2 綠色建造技術驅動因素存量流量關系

為了使仿真結果較為客觀、真實，需要根據現有的狀態變量、速率變量、輔助變量以及常量來建立合理、完整、科學的方程式，以反映各變量之間的關系，同時對模型中出現的參數進行科學、合理地賦值。模型變量的主要表達式如表2 所示。

表2 綠色建造技術驅動模型主要變量及計算方法

4 綠色建造技術驅動因素的仿真模擬分析

4.1 模型有效性檢驗

首先對本研究所構建的系統動力學模型進行模型檢驗和單位檢驗。由于模型中涉及的變量較多，容易出現單位錯誤以及量綱不一致等問題，通過檢測來修正出現錯誤的變量，確保模型中各變量的計算單位與實際保持一致。經檢驗，模型中所有的變量都通過了單位檢驗。模型檢驗包括運行檢驗和歷史數據檢驗。通過對仿真模擬的時間步長進行調整，確保步長合理并滿足預計要求，驗證了模型的穩定性；然后根據國家統計局、相關部委網站公開的數據資料，整理2015—2020 年我國綠色建筑年施工面積、綠色建造企業注冊數量以及年投資額等方面數據，從綠色建造項目投資、開發商開發意愿兩個方面進行檢驗，得到誤差絕對值均小于10%（見圖3），說明模型真實值與模擬值差距較小，即該系統模型能夠較為真實地反映出我國綠色建造技術發展的趨勢。

圖3 綠色建造技術驅動因素系統仿真模型檢驗

4.2 靈敏度分析

靈敏度分析是指通過改變某一變量的值來觀察單一因素變量對于其他變量的影響方式和影響程度，從而確定該變量的數值改變對于整個模型的影響程度；也可以通過同時改變多個變量的數值來進行多因素的組合分析，為實際工作提供理論依據和數據支持。本研究主要針對綠色建造技術研發程度、政策法律完善程度、綠色建造管理模式、節水節地技術效率進行靈敏度分析。

4.2.1 對綠色建造技術研發程度進行調整

在保持政策法律完善程度、綠色建造管理模式、節水節地技術效率參數不變的情況下，將綠色建造技術研發程度由0.706 分別調整至0.500 和1.000，從而獲得第一、二次調整圖像，分別如圖4 至圖6所示，可知在初始狀態下，綠色建造生產率影響程度和生態價值實現影響程度保持遞增趨勢，綠色建造成本影響程度呈現下降趨勢；隨著綠色建造技術研發程度的參數調整增大，綠色建造生產率影響程度、生態價值實現影響程度和綠色建造成本影響程度的變化明顯。由此可知，綠色建造技術驅動因素系統對于綠色建造技術研發程度有著較高的靈敏度，綠色建造技術研發程度的提高可以有效地提高綠色建造的生產率，減緩了綠色建造成本的增長趨勢，同時也確保綠色建造產品的生態價值得以體現，保證了居民的社區環境生活質量和消費者的室內環境質量，提升了綠色建造的性能和口碑，從而對綠色建造的發展起到了積極的、直接的影響和作用。

圖4 綠色建造技術研發程度對綠色建造成本影響的仿真分析

圖5 綠色建造技術研發程度對生態價值影響的仿真分析

圖6 綠色建造技術研發程度對綠色建造生產率影響的仿真分析

4.2.2 對政策法律完善程度進行調整

在保持綠色建造技術研發程度、綠色建造管理模式和節水節地技術效率參數不變的情況下，將政策、法律完善程度由0.659 分別調整至0.400 和0.800，從而獲得第一、二次調整圖像，分別如圖7 至圖9所示，可知在初始狀態下，生態價值影響程度、綠色建造生產率影響程度呈現遞增態勢，綠色建造成本影響程度呈現下降態勢；隨著對政策、法律完善程度的參數調整增大，生態價值體現程度、綠色建造成本影響程度的圖像變化明顯，相比較而言，綠色建造生產率影響程度曲線變化較小。由此可知，政府可以通過完善相關的法律制度，對采用綠色建造理念和相關技術的企業進行鼓勵性補貼和政策支持，從而對綠色建造產品的生態價值體現以及綠色建造成本產生直接的影響；對于綠色建造生產率，則主要通過政府對綠色建造進行強制性要求，促進相關建造企業采用綠色建造技術并進行綠色建造技術升級和提升技術效率、調整綠色建造管理模式等，進而影響綠色建造的生產率。

圖7 政策法律完善程度對綠色建造成本影響的仿真分析

圖8 政策法律完善程度對生態價值影響的仿真分析

圖9 政策法律完善程度對綠色建造生產率影響的仿真分析

4.2.3 對綠色建造管理模式進行調整

在保持綠色建造技術研發程度、完善政策法律制度和節水節地技術效率參數不變的情況下，將綠色建造管理模式由0.789 分別調整至0.500 和1.000，從而獲得第一、二次調整圖像，分別如圖10 至圖12 所示，可得隨著對綠色建造管理模式的參數調整增加，綠色建造生產率影響程度、生態價值實現影響程度曲線始終保持遞增趨勢，但與綠色建造生產率影響程度曲線的明顯變化相比，生態價值實現影響程度曲線幾乎無變化；同時，綠色建造成本影響程度曲線保持下降趨勢，且變化幅度最為明顯。由此可知，綠色建造技術驅動因素系統對于綠色建造管理模式有著相對較高的靈敏度。因此，企業通過采用和調整綠色建造的管理模式，使員工能夠更加合理有效地使用設備和工具進行施工和建造，從而提高了綠色建造生產率，同時也減少了此前由于施工建造效率低下所帶來的額外成本，進而促進綠色建造的發展。

圖10 綠色建造管理模式對綠色建造成本影響的仿真分析

圖11 綠色建造管理模式對生態價值影響的仿真分析

圖12 綠色建造管理模式對綠色建造生產率影響的仿真分析

4.2.4 對節水節地技術效率進行調整

在保持綠色建造技術研發程度、完善政策法律制度和綠色建造管理模式參數不變的情況下，將節水節地技術效率由0.737 分別調整至0.500 和1.000，從而獲得第一、二次調整圖像，分別如圖13 至圖15所示，可知隨著節水節地技術效率的參數調整增加，綠色建造生產率影響程度、綠色建造成本影響程度、生態價值實現影響程度3 條曲線均與初始狀態保持相同的發展趨勢，但是3 條曲線變化幅度由高到低依次是：綠色建造成本影響程度＞綠色建造生產率影響程度＞生態價值實現影響程度。隨著綠色建造技術的研發，綠色建造技術的節水節地效率逐步提升，從而直接減少由土地、水等資源浪費所產生的成本以及資源損耗，也對施工環境和居民社區生活環境起到了保護的作用；同時，提高節水節地技術效率可以改善施工項目的質量，提升工作效率，也會促進企業對于綠色建造技術的推廣使用和更新迭代，從而有助于綠色建造技術在我國建筑市場中的推廣和發展。

圖13 節水節地技術效率對綠色建造成本影響的仿真分析

圖14 節水節地技術效率對生態價值影響的仿真分析

圖15 節水節地技術效率對綠色建造生產率影響的仿真分析

5 研究結論和建議

目前，我國已開啟實現“雙碳”目標的新征程，而綠色建造技術的普及將是在建筑領域推進碳達峰目標實現的根本路徑。本研究利用系統動力學理論對綠色建造技術的驅動因素進行分析，通過探討各有關影響因素之間直接或間接的作用關系，建立綠色建造技術發展驅動因素模型；并通過仿真模擬，研究綠色建造技術研發程度、政策法律完善程度、綠色建造管理模式、節水節地技術效率對于綠色建造技術發展的影響，得到綠色建造技術驅動因素的作用機制。結果表明：提高綠色建造技術研發程度，綠色建造生產率相應地提高而綠色建造成本降低；綠色建造技術的相關政策和法律法規越完善，綠色建造理念的普及率就越高，綠色建造企業和綠色建造項目將得到實質性的補貼和政策支持，從而綠色建造的生態價值和成本控制目標得以實現；綠色建造管理模式的調整和優化促進了管理、技術和設備工具的改善，提高了綠色建造生產率并降低了建造成本；提升綠色建造技術的節水節地效率改善了建造施工項目的質量并提升了工作效率，同時改善了環境、降低了建造成本。因此，綠色建造技術研發程度、政策法律完善程度、綠色建造管理模式、節水節地技術效率這4 個因素通過同時影響綠色建造生產率、綠色建造成本以及綠色建造的生態價值實現，進而影響綠色建造技術在我國的發展，推進碳達峰目標的實現。

基于以上研究結論，提出以下建議：

（1）完善相關政策和法規。政府發布的強制性條例可以促進企業采用綠色建造技術并對現有的綠色建造技術進行研發和革新；同時，政府的鼓勵性政策可以提高消費者購買綠色建造產品的熱情和信心，進而提高綠色建造企業發展綠色建造技術的積極性，從而直接影響到綠色建造的發展。因此，政府要完善相關的法律法規，以促進企業采用綠色建造理念和發展綠色建造技術，為綠色建造在我國的發展營造一個良好的大環境。

（2）重視綠色建造技術的研發。綠色建造技術會影響到綠色建造企業的生產率和施工質量，對于企業的發展尤為重要。目前我國的綠色建造發展迅速，綠色建造企業要重視綠色建造技術研發并及時更新，加快綠色建造技術的升級，以此提高綠色建造項目的施工效率和施工質量，提高綠色建造的口碑和性能，進而促進綠色建造在我國的發展。

（3）合理采用綠色建造的管理模式。綠色建造的管理模式是伴隨綠色建造技術的發展，結合國內市場環境產生的管理模式，合理采用綠色建造管理模式可以更好地提高綠色建造企業員工的工作效率和施工效率、縮短施工周期。因此，綠色建造企業要結合實際合理地采用綠色建造管理模式，加快綠色建造新技術的實施和推廣，提高綠色建造施工效率和綠色建造產品質量，提高企業生產力。

（4）提高節水節地技術效率。綠色建造企業提高節水節地技術效率有助于降低環境保護成本，充分體現綠色建造節能環保、以人為本的主旨，降低建設成本。因此，綠色建造企業要重視將綠色建造新技術與自身能力相結合，使用新型綠色建造材料、推廣裝配式建造方式，提高節水節地技術效率，從而促進綠色建造在我國的推廣和發展。

推廣和發展綠色建造技術是我國建筑業市場發展的必然趨勢，也是建筑領域為實現“雙碳”目標應作出的貢獻。目前我國綠色建造技術發展處于初級階段，相關法律政策尚未完善，影響綠色建造技術的因素數量多且相互關聯，而本研究運用系統動力學模型對綠色建造技術驅動因素進行仿真分析時并未考慮外部環境因素的影響，同時分析得出的結論還需要與地區和工程實際相結合來進一步分析和驗證，這些方面問題在今后研究中應予以關注和解決。