CC BY
185
Методы анализа значимости критериев в рамках систем оценки экологического строительства
П.М.Жук
К основным системам оценки экологического строительства, применяемым в зарубежной практике, относятся руководство по энергоэффективному и экологическому проектированию LEED США, метод оценки экологической эффективности зданий BREEAM Великобритании, система оценки устойчивости зданий DGNB Германии, стандарт высокого качества окружающей среды HQE Франции, всесторонняя система оценки эффективности искусственной среды CASBEE Японии. В России им соответствуют стандарт СТО НОСТРОЙ 2.35.4-2011 «Зеленое строительство. Здания жилые и общественные. Рейтинговая система оценки устойчивости среды обитания» и ГОСТ Р 54954 2012 «Оценка соответствия. Экологические требования к объектам недвижимости». Названные системы предполагают рейтинговую оценку экологических параметров с определением значимости групп критериев.
Одной из самых актуальных проблем в совершенствовании систем оценки экологического строительства специалисты считают повышение адекватности и точности оценки на основе разработки весовых коэффициентов к предлагаемым системой критериям [1]. При этом следует учитывать:
- цель каждого из критериев (какие конкретные задачи решаются при помощи этого критерия);
- характер критерия (его структуру, количество индикаторов, экспертные или расчетные методы определения);
- сферу, определяющую необходимость введения того или иного весового коэффициента;
- характер взвешивания критериев (научные исследования, региональную специфику, необходимость сравнения с другими системами).
К сферам, определяющим необходимость и возможность введения весовых коэффициентов, относятся политическая значимость, общественный интерес к конкретному вопросу, характер использования оценочных данных и др.
В целом группы критериев (так называемые базовые категории) практически во всех системах оценки экологического строительства схожи. В качестве подтверждения можно привести исследования специалистов из Института международной документации по архитектуре в Мюнхене, а также Института строительного и инфраструктурного менеджмента Высшей школы Швейцарской конфедерации в Цюрихе [2, 3]. Сравнение систем с учетом их мнения приведено в таблице 1.
Несмотря на сходство критериев оценки, следует отметить расхождение в их значимости и подходах к применению. Например, национальный российский стандарт СТО НОСТРОЙ 2.35.4-2011 предусматривает следующие параметры весо-
мости категорий устойчивости среды обитания: комфорт и качество внешней среды - 10,8%, качество архитектуры и планировки объекта - 9,2 %, комфорт и экология внутренней среды - 13,3%, качество санитарной защиты и утилизация отходов - 3,9%, рациональное водопользование - 6,1%, энергосбережение и энергоэффективность - 18,5%, применение альтернативной и возобновляемой энергии - 9,2%, экология создания, эксплуатации и утилизации объекта - 9,8%, экономическая эффективность - 10%, качество подготовки и управление проектом - 9,2% [4]. В то же время в системе оценки устойчивого строительства BNB (Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen), применяемой для федеральных объектов в Германии, предлагается другая раскладка по группам критериев: экологическое качество - 22,5%, экономическое качество - 22,5%, социокультурное и функциональное качество - 22,5%, техническое качество - 22,5%, качество процесса проектирования и строительства - 10%, параметры местоположения (вне общей оценки, как дополнительный параметр) - 0%. При этом каждый конкретный критерий внутри групп имеет весомость в общей оценке, определяемую с точностью до тысячных долей процента, например: визуальный комфорт - 2,411%, безбарьерная среда - 1,607%, а комфорт для велосипедистов - 0,804%. Существует также проблема различной масштабности групп критериев в рамках одной системы, то есть имеются критерии глобальные и локального характера. Например, к группе критериев «материалы» можно отнести огромное количество проблем, связанных с жизненным циклом материалов, а можно лишь отдельные аспекты их эксплуатации. В одних системах критерии эмиссии объединяют с критериями материалов, в других выделяют их в отдельную группу. В связи с этим в таблице 2 проведено обобщение различных критериев оценки и подходов к определению их весомости в рамках различных систем.
Упомянутые системы оценки используют рейтинговый подход и опираются на экспертные мнения. В то же время для формирования мнения экспертов или для экологических изысканий по конкретным показателям необходимы натурные измерения. Поэтому анализ значимости критериев требует использования современных методов обработки результатов натурных исследований и экспертных оценок. В качестве методической базы могут использоваться, например, теория рисков и квалиметрический анализ, часто опирающиеся на экспертные оценки. Некоторые из методов квалиметрии приведены в таблице 3.
Таблица 1
Сравнение систем оценки экологического строительства по наличию групп критериев на основе анализа источника [3] и ГОСТ Р 54954-2012 «Оценка соответствия. Экологические требования к объектам недвижимости»
Группа критериев Критерии оценки Системы оценки
БОШ ЬЕЕБ ВКЕБАМ Mmergie-Есо Зеленые стандарты
Экологические Нагрузки на окружающую среду/ загрязнения + + + + +
Материалы/ ресурсы + + + + +
Отходы + + + + +
Вода + + + + +
Экономические Затраты по жизненному циклу + +
Стабильность стоимости +
Социокультурные Безопасность + +
Безбарьерность среды + +
Региональные и социальные аспекты +
«Энергия» Эмиссии СО2 + + + +
Энергоэффективность + + + + +
Возобновляемая энергия + + + + +
Энергоэффективная оболочка здания + + + + +
Инженерное оборудование здания + + + +
Мониторинг энергопотребления + + + +
Промежуточные измерения + + +
Электрооборудование здания + + + +
«Комфортность и здоровье» Термический комфорт + + + + +
Качество воздуха в помещениях + + + + +
Акустический комфорт + + + +
Визуальный комфорт + + + + +
Учет потребностей пользователя + + + +
Функциональные Эффективность использования площади + +
Возможности перепрофилирования + +
Технические Пожарная безопасность + +
Срок службы + + +
Пригодность к ремонту и очистке +
Устойчивость к воздействиям окружающей среды + + +
«Проектирование/ инновации» Архитектура + +
Искусство строительства +
Инновации + +
Таблица 2
Критерии и их весомость в различных системах оценки экологического строительства
«Процессы/ управление» Процесс проектирования + + +
Строительные процессы + + + + +
Приемка в эксплуатацию + + +
Эксплуатация + + +
«Место расположения» Локальная оценка места + + + +
Транспортное сообщение + + + +
Комфорт для велосипедистов + + + +
Система оценки экологического строительства Количество критериев Весомость критериев
DGNB 43 общих + 6 отдельной оценки экологическое качество - 22,5%, экономическое качество - 22,5%, социокультурное и функциональное качество - 22,5%, техническое качество - 2,5%, качество процесса - 10%, качество места расположения (дополнительный критерий)
LEED 54 общих + 10 бонусных пунктов участок, удовлетворяющий требованиям устойчивости, - 26 пунктов, эффективность водопользования - 10 пунктов, энергия и атмосфера - 35 пунктов, материалы и ресурсы -14 пунктов, микроклимат в помещениях - 15 пунктов, инновации и дизайн - 6 бонусных пунктов, региональные преимущества - 4 бонусных пункта
BREEAM 61 общих + 10 дополнительных критериев для уникальных случаев управление - 12%, здоровье и комфорт - 15%, энергия - 19%, вода - 6%, материалы - 12,5%, отходы - 7,5%, использование земли и экология - 10%, эмиссии - 10%, транспорт - 8%, инновации -10% (дополнительный критерий для уникальных случаев)
Minergie 73 общих + 13 исключений система Мшег^е оперирует двумя группами критериев -«Комфорт» и «Энергоэффективность», а Мшег^е-Есо - критериями «Здоровье» и «Строительная экология»
Российский ГОСТ 50 общих критериев метод соответствия проектных показателей установленным требованиям сочетается с методами инструментального подтверждения параметров. Определение значимости критериев является прерогативой сертификационной системы, зарегистрированной Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии
Можно сделать вывод, что современные методы квали-метрии в значительной степени связаны с оценкой рисков, при этом часто происходит их объединение. Специалисты в области экологии и охраны окружающей среды отмечают наилучшие перспективы вероятностных методов [5]. Важной современной тенденцией является использование вероятностных методов с учетом экспертных оценок, как, например, методов оценки рисков Файна-Кинни и Элмери.
Метод Файна-Кинни был разработан У.Т.Файном в лаборатории морской артиллерии США в 1971 году под названием «математические оценки для контроля опасностей», в 1976
году он был усовершенствован группой исследователей Калифорнийского центра морских вооружений под руководством Дж. Ф. Кинни и переименован в «практический анализ рисков для управления безопасностью». Сущность метода состоит в том, что риск оценивается как комбинация подверженности воздействию вредного фактора, вероятности возникновения угрозы и последствий для здоровья жителей или окружающей среды. В системе оценки критериев устойчивого строительства можно трактовать параметр подверженности как частоту возникновения неблагоприятных ситуаций, связанных с отсутствием реализации требований
в той или иной области (например, превышение среднего уровня энергопотребления или акустический дискомфорт ввиду превышения уровня шума). При экспертных оценках подверженность может варьироваться от оценки «никогда» до «постоянно». Промежуточными вариантами могут являться «очень редко», «редко», «иногда» и т.д. Подверженности может быть присвоена адекватная периодичность (ежедневно, еженедельно, ежемесячно, ежегодно и т.д.). Вероятность при оценке весомости критериев по методу Файна-Кинни определяется непосредственным влиянием на жителя или
пользователя невыполнения требований определенного критерия (сложность с удалением отходов, превышающие усредненные по сезону показатели затрат на коммунальные услуги и т.д.). Последствия выражать легче всего, поскольку они могут быть преобразованы в реальный финансовый эквивалент. Можно применять метод категорирования рисков и затем ввести в систему рейтинговой оценки коэффициенты весомости критериев по принципу наибольших значений коэффициентов для более высоких категорий рисков и наименьших - для категорий малых и умеренных рисков. Такой
Таблица 3
Квалиметрические методы для определения значимости критериев экологического строительства
Методы Краткая характеристика метода Особенности применения для систем оценки экологического строительства
Стоимостные Оценка свойств (критериев) в стоимостном, или денежном, эквиваленте Преимущества: возможность применения на стадии проектирования объекта, надежность при определении параметров энергоэффективности. Недостатки: сложность корреляции между стоимостными и экологическими параметрами и выражения многих критериев в стоимостных единицах
Дельфи Опрос групп экспертов в несколько туров с количественными ответами на поставленные вопросы Преимущества: возможность приходить к консенсусу по результатам опроса большого количества экспертов, стратегический характер выводов. Недостатки: неразвитость в отечественной практике, вероятность упущения правильного варианта из-за поддержки его меньшинством
Вероятностные Оценка риска возникновения аварийной ситуации на основе увязки значений критериев системы с показателями здоровья человека или состояния окружающей среды Преимущества: обеспечение безопасности объекта, прогностический эффект. Недостатки: сложность математической обработки результатов из-за возможных погрешностей ввиду многофакторности исследований; сложность работы в удаленной от аварийной ситуации зоне значений факторов
Критерий Значение риска по методу Файна-Кинни Характеристика риска Предлагаемая весомость в рамках категории оценки
Термический комфорт 90 существенный (70-200) 23%
Качество воздуха в помещениях 120 существенный (70-200) 31%
Акустический комфорт 135 существенный (70-200) 35%
Визуальный комфорт 30 умеренный (20-70) 8%
Учет потребностей пользователя 15 малый (0-20) 3%
Таблица 4
Анализ значимости критериев систем экологического строительства
метод позволяет легко переходить к числовым показателям как экспертным в случае условной оценки специалистами и вероятностным в случае применения математического расчетного аппарата. При расчете вероятности методами статистического анализа используют как гауссовы модели, так и модели генерализованные линейные. Подходят для таких расчетов и модели байесовской статистики, которые не требуют цифровой обработки данных для вычисления последующих распределений. В таблице 4 приведен пример экспертной оценки весомости в рамках категории «комфортность и здоровье» для конкретного жилого здания в России.
Метод Элмери заключается в определении индекса, представляющего собой отношение показателей, значения которых характеризуются как «плохие» в сравнении с нормативными или фактическими, к общему количеству проанализированных критериев. Умножая результат на 100%, можно сделать вывод о величине риска. Усовершенствование метода связано с дополнительным ранжированием показателей в числителе при помощи коэффициентов.
Оценку рисков для определения значимости критериев следует производить в соответствии с общепринятыми алгоритмами, сформулированными, например, для оценки безопасности работников [6]. В качестве этапов стоит рекомендовать, например, следующие: 1) инвентаризация возможных воздействий на окружающую среду; 2) определение объектов потенциального воздействия (пользователи, компоненты среды); 3) оценка рисков в количественном виде (экспертными и расчетными методами); 4) включение результатов оценки рисков в систему оценки строительства и готовых зданий. В ходе инвентаризации возможных воздействий на стадии проектирования рекомендуется привлекать экспертов из таких областей, как социология, архитектура, различные аспекты инженерного дела, экономика, экология
и др. В качестве объектов воздействия необходимо рассматривать как категории пользователей (жители, прохожие, владельцы автомобилей, велосипедисты, люди с различной мобильностью), так и компоненты среды (биота, почва и геологическая среда, атмосфера, гидросфера и т.д.) Интересные результаты дали исследования профессора И.Балдеряна из Потсдамского университета об использовании теории рисков для оценки проблем окружающей среды. В этих исследованиях предлагались следующие группы критериев: глобальные изменения климата; атомная энергика; генная инженерия; использование промышленного оборудования, создающего проблемы для окружающей среды; производство лекарственных препаратов; использование материалов, создающих нагрузки на окружающую среду; генетически измененные продукты питания; вождение автомобиля. Экспертная оценка критериев проводилась в трех приближениях, что позволило распределить значимость предложенных параметров.
Экспертные методы, как известно, активно и успешно применяются и в квалиметрии, в частности для оценки эффективности использования строительных материалов [8, 9]. Согласованность мнений экспертов вполне рационально предлагается рассчитывать с помощью коэффициента Кен-далла, который применяется в рамках непараметрических корреляций для увязки количественных и качественных показателей. Также успешно может использоваться коэффициент Спирмена (табл. 5).
В целях оценки степени связи базовых категорий (критериев) и их весомости в предлагаемой системе экологической сертификации можно использовать ранговую корреляцию. Под ранговой корреляцией понимают меру зависимости между рассматриваемыми параметрами с учетом того, что определить зависимость количественно сложно. Ранговая корреляция определяется с помощью коэффициентов Спир-
Таблица 5
Вариант данных для расчета коэффициентов ранговой корреляции
Критерий Значение критерия Ранги d Квадраты разности S+ S-
I (по порядку) II (по значению) рангов
Комфорт и экология внутренней среды 13 1 1 0 0 3 0
Качество архитектуры и планировки объекта 9 2 3 - 1 1 1 1
Комфорт и качество внешней среды 10 3 2 1 1 1 0
Качество санитарной защиты и утилизация отходов 4 4 4 0 0 0 0
Сумма 2 5 1
мена и Кендалла и дает следующие результаты. Коэффициент Спирмена (р) определяется через разность между рангами в зависимости от размера выборки: р = 1 - 6 х х2/ 4 х (42 - 1) = 0,8. Коэффициент Кендалла определяется с учетом прямого и обратного порядка рангов и S-): т = (5 - 1)/ 0,5 х 4 (4 - 1) = 0,66. Полученные результаты подтверждают возможность использования коэффициентов корреляции для изучения взаимосвязей и весомости экологических критериев. При этом конечной целью исследования взаимосвязей является прогнозная оценка развития процесса оценки.
Относительно использования экспертных методов важно не только уметь обрабатывать полученные результаты и ранжировать показатели, но и постоянно пересматривать актуальность и весомость важнейших критериев. При этом объективность оценки будет расти с увеличением количества независимых друг от друга критериев. Важно при использовании систем оценки устойчивости строительства учитывать возможность получения близких к порогу значений. Если при инструментальной оценке это решается путем вычисления погрешности, то в случае экспертной оценки на первое место выходит коэффициент весомости.
Все представленные подходы могут быть вполне успешно применены и при необходимости адаптированы для определения значимости весомости критериев в рамках систем оценки экологического строительства, что является важным шагом в направлении повышения ее адекватности. Как видно из приведенных таблиц 1 и 2, данные всех систем близки, поэтому результаты оценки в случае необходимости могут быть приведены к единому стандарту. Однако формирование такого стандарта вряд ли является делом ближайшего будущего, в частности из-за коммерческой конкуренции систем на рынке. Тем не менее, если задаться целью получить сравнимые показатели в рамках рейтинговой оценки, что было бы интересно при анализе строительства крупных комплексов для мероприятий мирового уровня (например, Олимпийских игр или первенства мира по футболу), можно определить некоторые пути адаптации. Так, для международной адаптации и достижения сравнимых результатов различных систем оценки экологического строительства придется выполнить следующий алгоритм.
Во-первых, разработать концепцию адаптации (установить цели, наметить пути их достижения, определить различие в единицах измерения и возможности сравнения тех или иных показателей). Региональные различия в масштабах одной страны или между странами могут сказаться на геологических, климатических условиях, особенностях функционирования природных и природно-техногенных систем. Возможность использования возобновляемых источников энергии и особенности инженерной инфраструктуры также играют важную роль при рассмотрении разных систем оценки экологического строительства. Кроме того, при разработке адаптационной концепции не стоит пренебрегать
культурными и социальными особенностями региона, а также различиями в экономическом развитии и структуре финансирования проектов.
Во-вторых, использовать национальную доказательную базу на уровне законодательства и нормативных правовых документов. Пример, связанный с разработкой национального стандарта ГОСТ Р 54954-2012 «Оценка соответствия. Экологические требования к объектам недвижимости». Его доказательная база, определяемая слишком конкретными значениями из санитарных правил и норм, а также отсутствием достаточно полной нормативной правовой документации для некоторых из показателей, может привести к недостаточной эффективности в использовании этого стандарта. В процессе учета национальной доказательной базы необходима кодификация системы нормативных правовых актов в соответствующей области с подразделением требований на не входящие в число критериев, но относящиеся к тематике оценки; требования, на которые распространяются международные стандарты или иные нормативные правовые документы, и требования, содержащиеся в законодательстве государства, для которого проводится адаптация системы.
В-третьих, ориентироваться на национальную специфику процесса проектирования и строительства, а также особенности инфраструктуры. Особую роль при этом играют правила проведения тендеров, распределения заказов и требования к приемке объектов в эксплуатацию. Кроме того, в условиях функционирования в России саморегулируемых организаций важны требования к квалификации работников подрядных организаций, служб заказчика и т.д. К особенностям инфраструктуры относятся ресурсная база строительства (ее расположение, доступность информации о безопасности продукции и т.п.), специфика систем энергообеспечения, водоснабжения и водоотведения, а также порядок управления строительными и бытовыми отходами.
Наконец, в-четвертых, принципиально важно при адаптации систем оценки на международном уровне устанавливать граничные значения и параметры для различных индикаторов. Граничные значения по группам критериев должны, с одной стороны, учитывать региональную (или национальную) специфику, с другой - обеспечивать сравнимость результатов оценки.
Для реализации четвертого шага алгоритма особую роль может играть выбор методов определения коэффициентов весомости отдельных критериев. Для этого подходят рассмотренные выше методы из области оценки рисков и оценки качества, при использовании которых надо принимать во внимание: 1) необходимость учета региональной специфики (например, природно-климатических особенностей); 2) возможность двухсторонних позитивных эффектов в системе «объект - среда»; 3) «эффект рикошета» при анализе энергоэффективности, в частности принципы использования энергии жителями. Так, позитивное влияние объектов на среду можно оценивать по критерию биоразнообразия или
иными биоиндикационными методами. При этом будет рассматриваться, например, состояние древесно-кустарниковой растительности с использованием как визуальных методов, так и методов химического анализа (в частности, для фиксации выделяемых деревьями веществ).
Таким образом, можно сделать вывод, что предлагаемые методы позволят не только сделать оценку зданий более эффективной, но и успешнее использовать экологические критерии при выборе территории и при проектировании объектов строительства. Это в значительной степени может повысить качество проектируемых объектов с точки зрения их безопасности и комфортности для человека.
Литература
1. RudolphiA. NachhaLtigkeitsstandards in Deutschland und internationale Adaption // Konferenz «Green Building - nachhaltig und innovativ Bauen». Berlin, März 2012.
2. Ebert T., Essig N., Hauser G. Zertifizierungssysteme für Gebäude: Nachhaltigkeit bewerten, Internationaler Systemvergleich, Zertifizierung und Ökonomie. Institut für internationale Architektur-Dokumentation. München, 2010.
3. Wallbaum H., Hardziewski R. Minergie und die anderen -Vergleich von vier Labels // TEC21 47/2011. S. 32-39.
4. Табунщиков Ю.А., Наумов А.Л., Миллер Ю.В. Критерии энергоэффективности в «зеленом» строительстве // Энергосбережение. 2012. №1.
5. СтурманВ.И. Экологическое картографирование: учеб. пособие. М.: Аспект-Пресс, 2003.
6. Тойниссен К. Применение оценки рисков в сфере здоровья и безопасности работников. Сближение нормативной правовой базы по охране труда и безопасности // EuropeAid/119764/C/SV/RU. М., 2006.
7. Balderjahn I. Bedeutung von Risikokriterien bei der Bewertung von Umweltproblemen // Forschungsbericht. 1999. Nr. 10.
8. БариноваЛ.С. Критерии оценки эффективности применения строительных материалов // Строительные материалы. 2005. №6. С. 5-9.
9. Гусева Т.В., Молчанова Я.П., Панкина Г.В., Петросян Е.Р. Зеленые стандарты: современные методы экологического менеджмента в строительстве // Компетентность. 2012. №8 (99). С. 22-28.
Literatura
4. Tabunshchikov Yu.A., Naumov A.L., Miller Yu.V. Kriterii energoeffektivnosti v «zelyonom» stroitelstve // Energosbe-rezhenie. 2012. №1.
5. Sturman V.I. Ekologicheskoe kartografirovanie: ucheb. posobie. M.: Aspekt-Press, 2003.
6. Toynissen K. Primenenie otsenki riskov v sfere zdorovya i bezopasnosti rabotnikov. Sblizhenie normativnoy pravovoy bazy po okhrane truda i bezopasnosti // EuropeAid/119764/С/ SV/RU. М., 2006.
8. Barinova L.S. Kriterii otsenki effektivnosti primeneniya
stroitelnykh materialov // Stroitelnye materially. 2005. №6. S. 5-9.
9. Guseva T.V., Molchanova Ya.P., Pankina G.V., Petrosyan E.R. Zelenye standarty: sovremennye metody ekologicheskogo menedzhmenta v stroitelstve // Kompetentnost. 2012. №8 (99). S. 22-28.
Methods of Analysis of Importance of Criteria
within Systems of Assessment of Ecological Building.
By P.M.Zhuk
Systems of assessment of ecological building and ecological certification of buildings gain popularity in different countries, and also at the international level. Due to the rating character of offered systems at an important point at their development, improvement and application is justification of the importance of each of criterion. The analysis of some methods which can be used for justification of ponderability of separate criteria or their groups that will allow to increase the adequacy of the assessment is provided in the article. Introduction of methods has to be done with parallel research of the received results that demands a significant amount of considered objects.
Ключевые слова: система оценки экологического строительства, экологические требования к объектам недвижимости, методы оценки рисков, квалиметрия, значимость критериев (базовых категорий).
Key words: system of assessment of ecological building, ecological requirements to real estate objects, methods of risk assessment, quality measurement, importance of criteria (basic categories).
