建筑節(jié)能設(shè)計在綠色建筑中的經(jīng)濟評價
——以某學(xué)生宿舍樓為例

黃 波，趙立菊

(1.信陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 信陽 464000；2.南京理工大學(xué)，南京 210094)

建筑節(jié)能設(shè)計在綠色建筑中的經(jīng)濟評價
——以某學(xué)生宿舍樓為例

黃 波1，2，趙立菊1

(1.信陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 信陽 464000；2.南京理工大學(xué)，南京 210094)

隨著國家節(jié)能減排政策的推廣，綠色建筑的出現(xiàn)和發(fā)展成為建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢。首先提出了我國建筑節(jié)能的發(fā)展現(xiàn)狀及綠色建筑的相關(guān)概念，其次結(jié)合實例對建筑節(jié)能設(shè)計在項目中的經(jīng)濟評價進(jìn)行了具體分析，為綠色建筑的發(fā)展起到一定的理論指導(dǎo)。

建筑節(jié)能設(shè)計；綠色建筑；經(jīng)濟評價

引言

我國是能源消耗大國，建筑、工業(yè)、交通是能源消耗的三個主要領(lǐng)域。目前，建筑能耗約占全國總能耗的1/3，節(jié)能工作壓力很大。與氣候條件相近的發(fā)達(dá)國家相比，我國建筑舒適標(biāo)準(zhǔn)比較低，但每平方米采暖能耗約是發(fā)達(dá)國家的3倍。上世紀(jì)80年代，我國就已關(guān)注到建筑節(jié)能的問題，1986年開始試行建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，1999年又把北方地區(qū)建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)納入強制性標(biāo)準(zhǔn)。截至2011年，全國城鎮(zhèn)新建建筑在設(shè)計階段執(zhí)行節(jié)能50%強制性標(biāo)準(zhǔn)的比例已基本達(dá)到100%，施工階段的執(zhí)行比例達(dá)到95.5%?，F(xiàn)階段我國正處于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化和新型農(nóng)村建設(shè)快速發(fā)展中，城鎮(zhèn)化率增長很快，據(jù)預(yù)測，到2020年，我國城鎮(zhèn)化率會提高到60%左右。所以，當(dāng)前必須控制建筑的能耗，以實現(xiàn)綠色建筑的可持續(xù)發(fā)展。

1.綠色建筑的概念

在建筑的全壽命周期內(nèi)，最大限度地節(jié)約資源(節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材)、保護(hù)環(huán)境和減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑。綠色建筑的理念核心是“節(jié)約各種資源、減輕對環(huán)境的影響、創(chuàng)造一個健康、適宜的室內(nèi)環(huán)境”，它所尋求的是一種可持續(xù)發(fā)展的建筑模式。綠色建筑除了和傳統(tǒng)建筑一樣關(guān)注建筑的功能和安全之外，還特別關(guān)注“節(jié)地、節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量、室外環(huán)境保護(hù)”，而且這種關(guān)注體現(xiàn)在建筑從規(guī)劃、設(shè)計、建造到運行、維護(hù)甚至拆除的整個生命期的各個環(huán)節(jié)。綠色建筑突出“因地制宜，技術(shù)整合優(yōu)化設(shè)計，高效運行”的原則。

2. 建筑節(jié)能設(shè)計經(jīng)濟效益評價實例分析

2.1 項目概況

某學(xué)生宿舍樓項目，建筑尺寸：長46.2米，寬15米；建筑面積4158M2，一字型框架結(jié)構(gòu)；六層，層高3.3米；總高19.8米；體形系數(shù)0.22(限值：0.33)；窗墻面積比：東、西：0.20；南：0.30；北：0.29；節(jié)能措施：屋頂?shù)怪檬轿菝?；外墻巖棉板外墻外保溫系統(tǒng)；窗：塑鋼型材6mmlow-e+12A+6mm；周邊地面：30厚擠塑聚苯板。

2.2 項目建筑施工圖

(1)首層平面圖

圖1 首層平面圖

(2)標(biāo)準(zhǔn)層平面圖

圖2 標(biāo)準(zhǔn)層平面圖

(3)屋面排水圖

圖3 屋面排水圖

(4)屋頂排水圖

圖4 屋頂排水圖

2.3 建筑節(jié)能設(shè)計

(1)窗的節(jié)能設(shè)計。塑鋼低輻射中空玻璃窗6+12A+6遮陽型，框面積≤25%，(6mm高透光Low-E+12空氣+6mm透明)，自身遮陽系數(shù)0.62，氣密性為6級，可見光透射比0.72，達(dá)到傳熱系數(shù)2.10W/m2.K。

(2)周邊地面節(jié)能與屋面節(jié)能構(gòu)造，其具體構(gòu)造如下：

圖5 地面節(jié)能構(gòu)造圖

圖6 屋面節(jié)能構(gòu)造圖

圖7 外墻節(jié)能構(gòu)造圖

(3)外墻節(jié)能構(gòu)造(由外向內(nèi))：2.4 建筑節(jié)能計算

(1)指標(biāo)限制和設(shè)計建筑熱工參數(shù)計算結(jié)果如表1所示：

表1 指標(biāo)限制和設(shè)計建筑熱工參數(shù)計算結(jié)果表

表2 各分項指標(biāo)校核情況表

建筑構(gòu)件是否達(dá)標(biāo)體形系數(shù)滿足《河南居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(寒冷地區(qū))(DBJ41/062-2012)第4.1.3條的標(biāo)準(zhǔn)要求√屋頂滿足《河南居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(寒冷地區(qū))(DBJ41/062-2012)第4.2.2條的標(biāo)準(zhǔn)要求√外墻滿足《河南居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(寒冷地區(qū))(DBJ41/062-2012)第4.2.2條的標(biāo)準(zhǔn)要求√地下室外墻滿足《河南居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(寒冷地區(qū))(DBJ41/062-2012)第4.2.2條的標(biāo)準(zhǔn)要求√周邊地面構(gòu)造1形式滿足《河南居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(寒冷地區(qū))(DBJ41/062-2012)第4.2.2條的標(biāo)準(zhǔn)要求√東向窗墻面積比滿足規(guī)范要求√南向窗墻面積比滿足規(guī)范要求√西向窗墻面積比滿足規(guī)范要求√北向窗墻面積比滿足規(guī)范要求√

(3)根據(jù)建筑物各參數(shù)以及《河南省居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(寒冷地區(qū))(DBJ41/062-2012)所提供的參數(shù)，得到該建筑物的年能耗如表3所示：

表3 年能耗表

實際計算能耗指標(biāo)與設(shè)計指標(biāo)限值的對比結(jié)果如表4所示：

表4 對比結(jié)果表

(4)經(jīng)計算，本建筑按照80年代的做法時，單位耗熱量為34.57，所以可以得出現(xiàn)在本建筑在節(jié)能設(shè)計后的節(jié)能率為：1-11.57÷34.57=66.53%。滿足國家的節(jié)能65%的要求，應(yīng)用節(jié)能設(shè)計的本建筑可以稱之為節(jié)能建筑，該節(jié)能方案可行。

2.5 節(jié)能經(jīng)濟效益評價

項目經(jīng)濟性評價(Project Economical Evaluation)是指在做出投資決策之前，采用特定分析方法和經(jīng)濟分析參數(shù)，對項目的經(jīng)濟合理性進(jìn)行計算，分析，論證，考察項目在經(jīng)濟上是否可行，預(yù)計的經(jīng)濟效益如何。當(dāng)可供選擇的方案在一個以上時，還要對各個方案的經(jīng)濟效益進(jìn)行比較和選優(yōu)。本部分對所設(shè)計的住宅進(jìn)行建筑節(jié)能技術(shù)經(jīng)濟評價，以便建筑節(jié)能工作在我國更加快速有效的推廣。

(1) 參數(shù)的確定

1)項目壽命周期。根據(jù)我國建筑設(shè)計的相關(guān)規(guī)定，確定本居住建筑項目的使用年限為50年。

2)節(jié)能材料成本。節(jié)能成本的計算應(yīng)該是算節(jié)能前后的增量成本，即算保溫材料的增量成本，其中外門、窗是按節(jié)能前后材料的差價算的，具體見表5所示：

表5 節(jié)能材料造價表

3)折現(xiàn)率。本項目為居住建筑項目，節(jié)能措施的實際投資者與消費者應(yīng)為住戶，所在地為鄭州，因此折現(xiàn)率應(yīng)取為鄭州地區(qū)家庭年均投資收益率。本方案具體取值為7%。

4)能源價格。本項目所在地為鄭州，鄭州在氣候分區(qū)上屬寒冷B區(qū)，主要能源消耗為冬季采暖耗熱量，為便于分析計算，統(tǒng)一將耗熱量轉(zhuǎn)化為耗煤量，依據(jù)目前鄭州煤價取為900元/噸。

5)節(jié)能方案每年收益。非節(jié)能方案耗煤量指標(biāo)：14.66kg/m2；建筑面積：4158m2；節(jié)能方案耗煤量指標(biāo)：4.91kg/m2；節(jié)約耗煤量：14.66-4.91=9.75kg/m2；標(biāo)準(zhǔn)煤價格：900元/噸；每年收益：9.75×4158×0.9=36486.45元。

(2)節(jié)能方案綜合造價

根據(jù)市場和文獻(xiàn)調(diào)研，節(jié)能方案綜合造價約為節(jié)能材料的1.2～1.5倍，故本文將節(jié)能材料乘以1.2系數(shù)后作為節(jié)能方案的綜合造價，以考慮節(jié)能施工措施費、機械費和人工費等。具體見表6所示：

表6 節(jié)能方案的綜合造價表

現(xiàn)金流量圖如下：

靜態(tài)投資回收期、動態(tài)投資回收期如下：

Pt=(9-1)+12315.08/36486.47=8.34年

Pt1=(13-1)+14869.13/14959.45=12.99年

凈現(xiàn)值NPV=199333.68元

內(nèi)部收益率IRR=11.95%

(3)敏感性分析

影響NPV、IRR的因素很多，在本項目中分析聚苯板成本變化率(x)，巖棉板成本變化率(y)，窗成本變化率(z)對其影響。

設(shè)聚苯板成本造價為X，巖棉板成本造價為Y，窗的成本造價為Z，造價變化率分別為x、y、z，計算結(jié)果如下表7和下圖所示：

表7 x、y、z變化對NPV、IRR的影響對比表

圖8 X、Y、Z的變化對NPV的影響

圖9 X、Y、Z的變化對IRR的影響

敏感性指標(biāo)的計算如下：

1)對NPV的敏感度

擠塑聚苯板X的敏感度=(207519.26-191148.09)÷199333.68÷40%=0.21；巖棉板Y的敏感度=(235768.72-162898.63)÷199333.68÷40%=0.91；窗Z的敏感度=(215010.09-183657.26)÷199333.68÷40%=0.39

2)對IRR的敏感度

擠塑聚苯板X的敏感度=(12.29-11.63)÷11.95÷40%=0.138；巖棉板Y的應(yīng)按度=(13.60-10.64)÷11.95÷40%=0.619；窗Z的敏感度=(12.61-11.35)÷11.95÷40%=0.264綜上所述，不管是NPV還是IRR，其敏感程度均為Y>Z>X，所以說NPV和IRR對巖棉板Y的造價變化的反應(yīng)最為敏感。

2.6 評價結(jié)果

為響應(yīng)國家建筑節(jié)能65%的規(guī)范要求，該方案節(jié)能率達(dá)到66.53%，而且在使用8.34年內(nèi)回收了成本，若考慮折現(xiàn)率，動態(tài)投資回收期為12.99年。其中巖棉板、聚苯板和窗對總造價和回收期影響較大，其中巖棉板最大，建議在巖棉板價格稍微下降時進(jìn)行購買施工，當(dāng)基準(zhǔn)收益率低于11.95%時，NPV>0，可完成超額收益。在使用期限50年內(nèi)，基準(zhǔn)收益率只有7%，該節(jié)能方案還是可行的。

3 結(jié)論

在工程項目管理中，綠色建筑節(jié)能設(shè)計的優(yōu)化和成本控制一直是大家的熱點和難點。本文根據(jù)項目的實際情況，充分考慮影響綠色建筑節(jié)能設(shè)計的各種要素及其重要度，探索建立了一個適合綠色建筑項目節(jié)能的設(shè)計方案。先從設(shè)計階段提高項目投資的經(jīng)濟收益，進(jìn)而從總體上評價整個項目的可行性，為決策者進(jìn)行綠色建筑項目建設(shè)投資提供了客觀、科學(xué)的參考依據(jù)，以指導(dǎo)建筑節(jié)能設(shè)計評價的具體實踐。

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Economic Evaluation of Building Energy Efficiency Design in Green Building—Taking certain student dormitory building as an example

HUANG Bo1,2，ZHAO Li-ju

(1. Xinyang Vocational and Technical College, Xinyang 464000, China;2. Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China)

As the promotion of the national energy saving and emission reduction policies, the emergence of green building and development have become the inevitable trend for the sustainable development of construction industry. At first, this paper puts forward the development status of building energy efficiency in China and the related concepts of green building; secondly illustrates concretely the economic evaluation of building energy efficiency design in the project with an example, providing certain theoretical guidance for the development of green building energy efficiency design.

building energy efficiency design; green building; economic evaluation

2016-12-12

2015年河南省高等學(xué)?！皩I(yè)綜合改革試點”項目；河南省政府決策研究招標(biāo)課題(2012B609)。

黃波(1984- )，男，碩士，信陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，從事建筑與土木工程方面的研究。

TU201.5

A

1671-3974(2017)02-0065-05