基于SEM的公共建筑運營階段碳減排驅(qū)動因素研究

李明柱 王軍超 譚潔瑩

吉林建筑大學(xué)經(jīng)濟與管理學(xué)院

0 引言

在碳排放量劇增、全球變暖等環(huán)境問題日益嚴(yán)峻的形勢下，為控制CO2的排放，實現(xiàn)我國經(jīng)濟社會綠色可持續(xù)發(fā)展，各行各業(yè)面臨的節(jié)能減排任務(wù)迫在眉睫。就我國而言，建筑業(yè)的碳排放占到了全行業(yè)碳排放總量的51%（圖1 所示）［1］，而且建筑業(yè)的碳排放主要集中在公共建筑領(lǐng)域，占比達到了38%（圖2 所示）［1］。從全生命周期的碳排放量看，運營階段占全生命周期碳排放量的79%［2］，其余各階段占比如圖3 所示，可以得出運營階段是公共建筑碳排放量最多的階段，因此促進公共建筑碳減排關(guān)鍵在于減少運營階段的碳排放量。此外，隨著近幾年公共建筑的總建筑面積在新建建筑中的比例持續(xù)增長，且建筑節(jié)能技術(shù)應(yīng)用尚不成熟，加之公共建筑的本身體量大，內(nèi)部分區(qū)多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點［3］，使得公共建筑碳減排的任務(wù)變得更加復(fù)雜嚴(yán)峻。因此，明確關(guān)鍵驅(qū)動因素，系統(tǒng)分析公共建筑碳減排的驅(qū)動機理，提出關(guān)鍵的驅(qū)動措施成為亟需解決的問題。

圖1 我國建筑業(yè)碳排放量占全行業(yè)比重

圖2 不同建筑類型的碳排放比例

圖3 公共建筑各階段碳排放量占比

為此，國內(nèi)外學(xué)者針對公共建筑領(lǐng)域碳排放的相關(guān)問題展開了研究。姜興坤等［4］通過LMDI 因素分解法找出影響我國大型公共建筑碳排放變化的主要影響因素，進而得出通過政策支撐，創(chuàng)新節(jié)能技術(shù)，以及節(jié)能意識的提高來促進大型公共建筑碳減排。佘潔卿［5］［6］等基于LCA 視角，建立碳排放評價模型，對夏熱冬暖地區(qū)公共建筑的碳排放特征進行研究，進而針對性地提出了公共建筑使用階段的減排策略、建筑材料的減排策略以及施工與拆除的減排策略。劉沅亮［7］等運用系統(tǒng)動力學(xué)分析了公共建筑碳減排的潛力，最后得出碳交易權(quán)機制可完善傳統(tǒng)公共建筑碳減排方法的不足。崔瑩［8］等對公共建筑的碳排放特征進行了研究，構(gòu)建了碳排放分析模型，從而找到公共建筑的碳排放源頭，進一步提出更有針對性的碳減排舉措。Guo［9］利用AHP 和FCE 的耦合，建立了公共建筑運行能效評價模型，對公共建筑的碳減排具有參考作用。

綜上所述，國內(nèi)外對于公共建筑碳減排的研究多集中于減排潛力、碳排放預(yù)測以及影響其碳排放的因素。除此，對公共建筑運營階段碳減排驅(qū)動因素的研究也有利于節(jié)能減排，所以該項研究實有必要。

1 公共建筑運營階段碳減排驅(qū)動因素界定

驅(qū)動因素即能夠驅(qū)使某一事物向前發(fā)展的因素。在本文中具體指能夠推動公共建筑運營階段碳排放減少的因素。根據(jù)驅(qū)動因素作用方式的區(qū)別又可以將其細(xì)分為內(nèi)部驅(qū)動因素、外部驅(qū)動因素。內(nèi)部驅(qū)動因素即出于自愿原則，允許受益方因吸引力而產(chǎn)生利益的因素，包括人類福祉、生態(tài)環(huán)境舒適度等，是一種非強制的興趣。外部驅(qū)動因素即不受自身控制，來自政府政策方針，相應(yīng)法律法規(guī)及激勵制度等被動影響的因素，是一種強制選擇［10］。碳減排就是通過管理措施和節(jié)能技術(shù)等手段促使CO2，CH4，SF6、HFCS、PFC、N2O等溫室氣體的排放量減少的過程［11］。通過文獻分析及實地調(diào)研，總結(jié)出公共建筑碳減排的驅(qū)動因素主要集中在以下五個方面。

1.1 政策因素

政府出臺的大政方針的支持和指導(dǎo)是促成公共建筑碳減排達成既定目標(biāo)的必由之路。健全的法律法規(guī)是促使碳減排過程中秩序正常運轉(zhuǎn)的重要保障。獎勵政策和激勵制度是促使公共建筑各方參與碳減排過程的動力來源。國務(wù)院印發(fā)《“十四五”節(jié)能減排綜合工作方案》中提到，國家對各省（自治區(qū)、直轄市）“十四五”能耗強度降低實行基本目標(biāo)和激勵目標(biāo)雙目標(biāo)管理,經(jīng)濟增速超過預(yù)期目標(biāo)的地區(qū)可相應(yīng)調(diào)整能源消費總量目標(biāo)，對能耗強度降低達到國家下達的激勵目標(biāo)的地區(qū)，其能源消費總量在當(dāng)期能耗雙控考核中免予考核，政策的頒布充分發(fā)揮了政府的引導(dǎo)作用。此外，還包括政府對于節(jié)能減排的宣傳力度，使公眾對政策的施行形成基本的認(rèn)知。因此，政策驅(qū)動因素是促進公共建筑運營階段碳減排的外部重要驅(qū)動因素。

1.2 經(jīng)濟效益因素

經(jīng)濟效益是表征碳減排過程中對于利益主體所產(chǎn)生的經(jīng)濟價值。通過這個過程可降低公共建筑單位面積運營成本，碳排放量減少后，碳排放權(quán)交易機制中給定的初始分配額尚有余量，不用繳納額外碳稅的同時轉(zhuǎn)而通過該機制交易剩余碳排放權(quán)獲得收益。另外，運營成本降低的同時也會縮短投資回收期來提高投資收益，與區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展良性互補［12］。因此，經(jīng)濟效益因素也是促進公共建筑運營階段碳減排的重要驅(qū)動因素。

1.3 生態(tài)價值因素

生態(tài)價值主要是表征公共建筑在運營過程中的碳減排對區(qū)域自然環(huán)境及人們生活質(zhì)量的整體效用和影響價值，主要包括區(qū)域自然環(huán)境的改善及資源負(fù)荷的減輕、建筑內(nèi)環(huán)境健康舒適度、單位面積節(jié)能比例、綠色環(huán)保材料的使用比例［13］。

1.4 社會環(huán)境因素

社會環(huán)境主要表征公共建筑運營階段碳減排的社會屬性，主要包括各利益主體參與程度、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的完善程度、社會民眾對公共建筑碳減排的認(rèn)知［14］。社會環(huán)境的認(rèn)可才可以更好地推進碳減排過程的進行，因此社會環(huán)境也是重要的驅(qū)動因素之一。

1.5 技術(shù)因素

技術(shù)因素也是驅(qū)動公共建筑運營階段碳減排順利進行的重要支撐，科技作為驅(qū)動的原動力，重要性不言而喻。沒有技術(shù)和人才，就無法完成相關(guān)技術(shù)性工作任務(wù)。因此技術(shù)因素也是一個重要的驅(qū)動因素，主要包括節(jié)能新技術(shù)的運用程度、專利技術(shù)與專業(yè)人才的利用率［15］。

通過以上系統(tǒng)分析，將15個公共建筑運營階段碳減排驅(qū)動因素歸納為政策、經(jīng)濟效益、生態(tài)價值、社會環(huán)境、技術(shù)5個層面，列出公共建筑運營階段碳減排的驅(qū)動變量列表（如表1）。

表1 公共建筑運營階段碳減排的驅(qū)動變量列表

表2 模型信度分析結(jié)果

2 公共建筑運營階段碳減排的驅(qū)動模型構(gòu)建

結(jié)構(gòu)方程模型（Structural Equation Modeling，SEM）屬于多變量統(tǒng)計的一種方法，是綜合運用因素分析、路徑分析及驗證性因子分析方法而形成的統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析工具［16］［17］。在公共建筑運營階段碳減排的研究當(dāng)中，一方面潛在驅(qū)動因素繁多，另一方面政策，生態(tài)價值等因素不能準(zhǔn)確而直接測量，引入其對應(yīng)的觀測變量再進行下一步的研究較為方便，所以結(jié)構(gòu)方程模型適用于對公共建筑運營階段碳減排的驅(qū)動因素研究。

2.1 模型假設(shè)

基于前文的分析，公共建筑運營階段碳減排受到政策、經(jīng)濟效益、生態(tài)價值、社會環(huán)境、技術(shù)等多角度驅(qū)動因素的影響，每一個驅(qū)動因素及其所涵蓋的觀測變量多且主觀性強，因此通過該模型將定性問題轉(zhuǎn)化為定量問題后，可量化變量間相互作用關(guān)系，提出如下先驗假設(shè)，且假設(shè)五個一級驅(qū)動因素間互不影響。

政策因素對公共建筑運營階段碳減排有正向作用，H1。

經(jīng)濟效益因素對公共建筑運營階段碳減排有正向作用，H2。

生態(tài)價值因素對公共建筑運營階段碳減排有正向作用，H3。

社會環(huán)境因素對公共建筑運營階段碳減排有正向作用，H4。

技術(shù)因素對公共建筑運營階段碳減排有正向作用，H5。

2.2 模型構(gòu)建

基于上述假設(shè)以及驅(qū)動因素分析構(gòu)建公共建筑碳減排的驅(qū)動結(jié)構(gòu)方程模型（見圖4）。

圖4 公共建筑碳減排的驅(qū)動初始結(jié)構(gòu)方程模型

2.3 模型檢驗

2.3.1 問卷設(shè)計與樣本數(shù)據(jù)收集

結(jié)合表1，編制網(wǎng)絡(luò)調(diào)查問卷，問卷由驅(qū)動因素和其它建議兩部分組成，問卷中涵蓋16 道題，分別是15 個驅(qū)動因素之于公共建筑運營階段碳減排重要程度的打分及其它建議，打分根據(jù)李克特五級量表，按“非常不重要”“不重要”“一般”“重要”“非常重要”五個等級，分別賦值1～5 分，分?jǐn)?shù)越高，重要程度越高。 最后將設(shè)置好的問卷發(fā)放給正在從事或者有過相關(guān)工作經(jīng)歷的專家填寫。

本次共發(fā)放問卷209份，得到有效問卷200份，有效回收率為96%。

2.3.2 信度、效度分析

基于收集到的200份有效問卷，采用SPSS22.0軟件開展信度和效度檢驗，結(jié)果顯示整個問卷的Cronbach's alpha 為0.976（四個層面的模型信度見表2），表明整個問卷是滿足信度要求的。

利用SPSS22.0繼續(xù)進行效度檢驗。

1）KMO和Bartlett球形檢驗

由表3 可知，KMO 值為0.904，大于0.5。巴特利特球形檢驗近似卡方值為1970.947，自由度為91，p值為0.000，小于0.05，通過了顯著性水平為1%的檢驗，由此可知此次關(guān)于公共建筑運營階段碳減排驅(qū)動因素的問卷數(shù)據(jù)適合進行因子分析。

表3 KMO 和巴特利特檢驗

2）因子負(fù)荷矩陣與方差貢獻率

對樣本數(shù)據(jù)進行探索性因子分析（EFA），通過主成分分析法提取因子，累計方差貢獻率達到了83.652%（管理學(xué)研究當(dāng)中該指標(biāo)大于60%即滿足要求），說明能夠較為充分地反應(yīng)原始數(shù)據(jù)。通過正交旋轉(zhuǎn)法提取的共同因子，最終提取到5個共同因子（初始特征值大于1）如表4。因子組成與模型中的假設(shè)提出是一致的，說明其具有較好的結(jié)構(gòu)效度。

表4 總方差解釋

表5 適配度檢驗結(jié)果

2.4 模型結(jié)果分析

基于前文當(dāng)中模型假設(shè)和15個二級驅(qū)動因素，運用Amos24.0 軟件構(gòu)建驅(qū)動模型，導(dǎo)入經(jīng)SPSS22.0處理過的200份網(wǎng)絡(luò)調(diào)查問卷數(shù)據(jù)，然后對模型進行參數(shù)估計，最終得到公共建筑碳減排驅(qū)動模型及其內(nèi)部各個變量之間的標(biāo)準(zhǔn)化路徑系數(shù)（見圖5）。

2.5 模型驗證

2.5.1 模型擬合指標(biāo)驗證

AMOS24.0 軟件當(dāng)中含有多種模型的擬合方法，在進行檢驗時，一般不需要滿足所有指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)，選取部分指標(biāo)滿足即可。通過AMOS24.0軟件對于結(jié)構(gòu)方程模型的驗證，根據(jù)模型擬合度指標(biāo)的結(jié)果，各個指標(biāo)都在適配標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，且模型的顯著性水平p＜0.001,說明模型具有較好的擬合度，可以接受。具體擬合結(jié)果見表5。

2.5.2 模型假設(shè)驗證

根據(jù)結(jié)構(gòu)方程模型的參數(shù)估計和顯著性檢驗結(jié)果（見表6），判斷驅(qū)動因素間的假設(shè)是否成立，標(biāo)準(zhǔn)為顯著性水平p＜0.05。

表6 模型假設(shè)驗證結(jié)果(標(biāo)準(zhǔn)化)

3 結(jié)構(gòu)方程模型結(jié)果分析及對策

根據(jù)公共建筑碳減排的驅(qū)動結(jié)構(gòu)方程模型（圖5）及模型路徑分析需達到的標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)化因子載荷量需大于0.6，達到0.7 以上較為理想；測量模型的題目信度（SMC）需大于0.36但不能超過0.9。從圖4中可以看到公共建筑碳減排的6個潛變量之間的標(biāo)準(zhǔn)化因子載荷量均大于0.6，符合要求。五個測量模型的SMC也滿足要求，且第一個和第三個潛變量的標(biāo)準(zhǔn)化因子載荷量(即路徑系數(shù))最高，分別為0.82、0.83。表明在公共建筑碳減排這五個維度的驅(qū)動因素中，政策層面、生態(tài)價值層面為促進公共建筑碳減排的關(guān)鍵驅(qū)動因素。因此，基于模型分析的結(jié)果，有效解決存在的問題，需從這兩個關(guān)鍵驅(qū)動因素層面提出對策：

圖5 公共建筑碳減排的驅(qū)動結(jié)構(gòu)方程模型（標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)）

1）政策層面

（1）基于政府戰(zhàn)略方針及相關(guān)法律法規(guī)、獎勵政策及激勵制度、節(jié)能減排宣傳力度提出該層面對策。通過宏觀調(diào)控完善公共建筑運營階段碳減排政策以及相關(guān)法律法規(guī)，實行差異化的激勵制度等，如碳排放權(quán)交易機制的推廣和完善，通過發(fā)放財政補貼、實施優(yōu)惠政策等措施激勵相關(guān)利益主體，充分調(diào)動其參與減碳的積極性。

（2）通過開展公益教育或者建筑節(jié)能宣傳周等方式對節(jié)能減排相關(guān)的內(nèi)容進行宣傳，提高廣大群眾對于公共建筑碳減排的認(rèn)知程度，從而有效促進政策因素與社會環(huán)境因素在節(jié)能減排過程中的相互作用，從而達到驅(qū)動公共建筑運營階段碳減排的目的。

2）生態(tài)價值層面

（1）基于區(qū)域自然環(huán)境的改善及資源負(fù)荷的減輕、建筑內(nèi)環(huán)境健康舒適度、單位面積節(jié)能比例、綠色環(huán)保功能材料使用比例4個關(guān)鍵因素提出該層面對策。提高公共建筑運營階段節(jié)能減排技術(shù)集成運用到實踐中的比率，提升公共建筑在運營過程中綠色環(huán)保功能材料的使用比例，滿足公共建筑必要功能的同時，增大建筑內(nèi)綠化率（如屋頂綠化的設(shè)計，空中花園的建設(shè)等），從而改善周邊自然環(huán)境。

（2）通過減少資源使用時的過度浪費，規(guī)范公共建筑運營過程中個人用電用能的行為等手段來提高單位面積節(jié)能比例，從而達到節(jié)能減排，綠色生態(tài)的目標(biāo)。

4 結(jié)論

本文通過文獻分析，選取了政策因素、經(jīng)濟效益因素、生態(tài)價值因素、社會環(huán)境因素、技術(shù)因素5個層面的驅(qū)動因素，構(gòu)建了擬合度良好的公共建筑碳減排的結(jié)構(gòu)方程模型，通過模型的結(jié)果顯示，表明公共建筑碳減排的關(guān)鍵驅(qū)動因素為政策因素和生態(tài)價值因素。在政策驅(qū)動因素中，尤其要加強獎勵政策及激勵制度的實施。在生態(tài)價值驅(qū)動因素中，建筑內(nèi)環(huán)境健康舒適度為最重要的驅(qū)動因素，因此要通過增大建筑內(nèi)綠化率、提高減排技術(shù)的集成應(yīng)用比率等手段來提高舒適度，實現(xiàn)技術(shù)驅(qū)動因素與生態(tài)價值驅(qū)動因素的相互作用，從而為我國公共建筑碳減排提供模型依據(jù)。