節(jié)能住宅全壽命周期費用和經(jīng)濟效益分析

吳蓉蓉

摘 要：引入全壽命周期費用（LCC）理論，結(jié)合節(jié)能住宅全壽命周期不同階段的劃分，對節(jié)能住宅在全生命周期中費用的組織結(jié)構(gòu)和費用的計算方法進行了探討，通過不斷的總結(jié)論證，最后提出了將估算模型

關(guān)鍵詞：節(jié)能住宅 全壽命周期費用 經(jīng)濟效益

中圖分類號：F293 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）12（a）-0000-00

1 全壽命周期費用的含義

英格蘭的一個著名的建筑經(jīng)濟學(xué)家John Kelly根據(jù)自己大量的研究提出了自己對建筑產(chǎn)品全壽命周期費用的理解：項目投資者在投資之前要充分考慮好資金的時間價值的影響，在建筑項目的全壽命周期內(nèi)，一些相關(guān)的項目開支和費用，尤其是用來做經(jīng)濟評估時的費用就是建筑產(chǎn)品的LCC，該費用的范圍比較廣泛，包括：建設(shè)投資費用，非能源的其他運營費用，項目的能源費用，項目使用后的維護費用，報廢項目的處置、拆卸費用。

每個國家包括個人對同一概念的理解都是有差異的，與美國的理解不同的是我國專家將建筑的LCC理解則比較簡單：工程項目從剛開始的立項，到后來的設(shè)計規(guī)劃，后續(xù)的施工建設(shè)，以及最后的運營維護，直到報廢這一工程中發(fā)生的全部費用。

全壽命周期的不同階段所發(fā)生的的費用，將各個階段費用累加便是建筑產(chǎn)品全壽命周期費用。建筑產(chǎn)品全壽命周期各個階段對應(yīng)產(chǎn)生的費用分別是：前期（包括立項階段、可行性研究階段、勘察設(shè)計階段以及建設(shè)準(zhǔn)備階段）準(zhǔn)備費用、中期的建造費用（包括工程施工階段和竣工驗收階段）、中后期（包括運營準(zhǔn)備和投入使用階段）的使用費用和后期的拆除費用。

2 全壽命周期費用分析的含義

全壽命周期費用分析，是指為了有效地利用稀缺資源，對每個方案進行多方面的考察，層層分析，層層篩選，最總選擇出一個最滿意的方案，這選擇的過程本身就是對方案進行系統(tǒng)分析的過程，所以這一過程我們又稱之為LCC的評價

從20世紀80年代開始，建筑領(lǐng)域就開始全壽命周期費用分析應(yīng)用。人們開始研究如何從成本的角度改進項目管理，如何進行建設(shè)項目全壽命周期費用優(yōu)化，提出一些新的思想和方法對全壽命周期進行新的管理，選擇最優(yōu)的LCC方案。尤其是在最開始的設(shè)計階段，要對各種方案從各種可能的角度做出經(jīng)濟預(yù)算并進行多范圍多層次的比較，對工程的“全壽命”負責(zé)，避免出現(xiàn)現(xiàn)在雖然不采用節(jié)能措施和節(jié)能材料導(dǎo)致節(jié)省了投資，卻帶來日后的使用環(huán)節(jié)中消耗了大量的能源二發(fā)生更多經(jīng)濟損失現(xiàn)象的發(fā)生。

3 節(jié)能住宅Life Cycle Cost的計算

3.1 節(jié)能住宅全壽命周期費用構(gòu)成

節(jié)能住宅在從開始一開始的立項，到后來的設(shè)計階段、建造施工階段、以及最后的運營使用以及拆除過程的的整個過程內(nèi)所產(chǎn)生的各種各樣的包括能源在內(nèi)的消耗，就是資金或者能源耗費的總和，同時考慮資金時間價值，就是節(jié)能住宅的全壽命周期費用。

節(jié)能建筑住宅全壽命周期費用的組成，包括前期準(zhǔn)備費（土地購置費、可行性研究費、地質(zhì)勘查費、工程監(jiān)理費、工程招標(biāo)費、規(guī)劃設(shè)計費等），建造費用（建筑安裝工程費、其他費用），運行費用（采暖費用、生活用水費用、照明、空調(diào)及其它家用電器費用、物業(yè)管理費等），維修及替換費用及殘值費用。

3.2 節(jié)能住宅LCC各階段估算

（l）前期準(zhǔn)備費用

正如上文所說，由于節(jié)能住宅所在的地區(qū)是存在各種各樣的差異的，所以他們的前期準(zhǔn)備費用不可避免的會呈現(xiàn)出相應(yīng)的不同或者差異。各省、市各地方根據(jù)地區(qū)的不同的情況規(guī)定了一些相應(yīng)的不同的取費方法以及標(biāo)準(zhǔn)。

（2）建造費用

盡管每個項目都是會存在差異的，但往往每個項目的建設(shè)程序還是基本一致的，第一個階段是決策階段，包括項目建議書與可行性研究階段、第二個階段是設(shè)計階段，包括初步設(shè)計和施工圖階段，技術(shù)復(fù)雜的工程還要進行技術(shù)設(shè)計、第三個階段招標(biāo)投標(biāo)階段，這一階段可以業(yè)主自行招標(biāo)或者是請招標(biāo)代理協(xié)助招標(biāo)、第四個階段是施工階段，這一階段主要是三控三管一協(xié)調(diào)、第五個階段竣工驗收階段和最后一個階段是交付使用以及后期的維護。隨著每個建設(shè)程序所處的階段不同，其建設(shè)工程費用也會相應(yīng)的產(chǎn)生很大的而差異，如圖3.2所示，。

①投資估算。指在整個投資決策過程中，依據(jù)現(xiàn)有的資料和一定的方法，對建設(shè)項目的投資額（包括工程造價和流動資金）進行的估計。投資估算總額是指從籌建、施工直至建成投產(chǎn)的全部建設(shè)費用，其包括的內(nèi)容應(yīng)視項目的性質(zhì)和范圍而定編制投資，投資估算的階段有第一個是投資機會研究或項目建議書階段，第二階段是初步可行性研究階段，第三階段是詳細可行性研究階段

②設(shè)計概算、修正概算。設(shè)計概算，是在初步設(shè)計或擴大初步設(shè)計階段，在投資估算的控制下，根據(jù)初步設(shè)計或擴大初步設(shè)計圖紙和有關(guān)規(guī)定，依據(jù)概算定額或者概算指標(biāo)及費用定額，依據(jù)現(xiàn)行市場的價格大概粗略的計算下擬建工程從立項開始到交付使用為止全過程所發(fā)生的全部費用的經(jīng)濟文件。修正概算是設(shè)計單位在技術(shù)設(shè)計階段，隨著對初步內(nèi)容的深化，對建設(shè)規(guī)模結(jié)構(gòu)性質(zhì)。設(shè)備類型等方面進行必要的修改和變動。

③施工圖預(yù)算。工程開工前，依據(jù)工程量清單計價規(guī)范、預(yù)算定額或國家發(fā)布的其他計價文件，根據(jù)已批準(zhǔn)的施工圖紙和施工方案編制的工程造價文件從理論上來說跟施工圖預(yù)算是差不多的。但是施工圖預(yù)算有著自己明顯的優(yōu)點，就是計算出的結(jié)果大部分都是比較詳細的，而這一點是投資估算、設(shè)計概算、修正概算等其他計算無法比擬的，但有一點需要說明的是施工圖預(yù)算受前面幾種造價的控制。

④合同價。合同價是指在工程招投標(biāo)階段，承發(fā)包雙方根據(jù)合同條款及有關(guān)規(guī)定，并通過簽訂工程承包合同所計算和確定的擬建工程造價總額。合同價屬于市場價格的范疇，不同于工程的實際造價。按計價方法的不同，可分為固定合同價、可調(diào)合同價和工程成本加酬金合同價。這三種類型，各有其優(yōu)缺點，適用于不同情況的工程項目。

3.3 節(jié)能住宅全壽命周期費用估算模型

關(guān)于LCC的估算方法，世界上各國的專家學(xué)者對此進行了堅持不懈的努力和長久不斷的研究，并且建立了各種各樣的LCC估算模型。許多專家的研究發(fā)現(xiàn)：由于他們對費用單元的劃分有著各自不同的標(biāo)準(zhǔn)，由此帶來的問題就是他們的研究成果：LCC估算模型在表現(xiàn)形式也是千差萬別的，但萬變不離其中，這些LCC的估算模型的基本原則還是大差不差的，都是先將LCC進行復(fù)雜的劃分，這樣劃分出來的小單元就比較容易計算，然后再那些被劃分出來的容易計算的小單于的計算結(jié)果進行逐層相加求和，與此同時都深入注意到了資金的時間價值，最終形成了LCC用是各階段費用現(xiàn)值的累加的結(jié)論。

借鑒前人的研究成果，可以建立適合我國節(jié)能住宅的全壽命周期費用估算模型：LCCpv =Ip+Ce+Cu+Cm+Cr+……+N-V。

LCCPv —— 節(jié)能住宅LCC的折現(xiàn)值

Ip ———— 節(jié)能住宅剛開始投資的折現(xiàn)值；

Ce ———— 采暖所消耗的費用的折現(xiàn)值；

Cu ———— 使用消耗能的源費用的折現(xiàn)值；

Cm ———— 物業(yè)管理所發(fā)生費用的折現(xiàn)值；

Cr ———— 維修及替換費用的折現(xiàn)值；

N ——住宅在最后階段報廢所發(fā)生的費用的折現(xiàn)值；

V ——節(jié)能住宅在報廢后剩余價值的折現(xiàn)值；

…… ——根據(jù)研究對象的具體情況和未來發(fā)展趨勢增加或者減少相應(yīng)的費用單元。

節(jié)能住宅的全生命周期的費用系統(tǒng)是一個相對來說比較開放的系統(tǒng)，上述公式中相關(guān)費用單元也不是固定不變的，都可根據(jù)實際情況進行改變，因此費用估計的數(shù)學(xué)模型同樣具有開放性。

4 節(jié)能住宅全壽命經(jīng)濟效益評價模型

4.1 建模思路

要想建立節(jié)能住宅全壽命周期（life cycle）經(jīng)濟效益評價模型，我們必須要經(jīng)歷一下三個步驟：

（l）節(jié)能方案的描述。

節(jié)能方案的特性有很多種，我們抽象的從經(jīng)濟的角度抽象將節(jié)能方案的特性描述出來，一共有四個主要的因素： 其中第一個是工程量、第二個是節(jié)能措施、第三個也是最后一個就是建筑構(gòu)件和造價。

①建筑構(gòu)件。主要是指整個工程中，可能為建筑的節(jié)能效果來帶實質(zhì)幫助的構(gòu)建，如外墻的材料、屋頂保溫材料、外窗的厚度等。

②節(jié)能措施。主要指在施工措施中，是否采用了有利于建筑節(jié)能的施工措施，或者是否制定了有助于建筑節(jié)能的施工方案指。常見的節(jié)能措施有外墻的外保溫措施，外窗運用鍍膜玻璃技術(shù)等。

③工程量。這個比較容易理解，主要是指采取不同的節(jié)能措施后帶來的工程施工數(shù)量數(shù)量。

④造價。也就是采取先進的節(jié)能材料和運用節(jié)能施工方案帶來的成本的變化。

（2）建筑能源消耗量成本的計算和節(jié)能收益數(shù)量的最后確定。

（3）進行經(jīng)濟角度的相關(guān)分析與綜合評價。

4.2 模型構(gòu)建

（l）節(jié)能投資

節(jié)能投資大概含義就是非節(jié)能住宅和節(jié)能住宅兩者之間的比較，在建造期，節(jié)能住宅因使用一些特別先進的節(jié)能材料后者因為采取節(jié)能措施而增加的成本。

（4.1）

式中：I0 ——節(jié)能措施的實施而產(chǎn)生投資；

N ——被利用的節(jié)能措施的構(gòu)件編號，n=1，2，……，N；

Mn ——節(jié)能住宅中，非節(jié)能住宅中第n個構(gòu)件與采取節(jié)能措施的該構(gòu)件的單價差

Fn ——節(jié)能住宅中，第n個構(gòu)件采取節(jié)能措施的的工程量（如：平方米。立方米等）。

（2）住宅在使用過程中的能耗成本

我國采暖地區(qū)的采暖耗能主要是靠燃煤來提供，通過統(tǒng)計和大量的研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)：在冬季人們用來取暖的能源消耗是整個建筑能耗的大頭，所以人們在住到住宅的過程中，采暖耗煤量指標(biāo)可以用來估算能源使用消耗所需要的成本。根據(jù)國家的相關(guān)部門的法律法規(guī)以及行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，采暖需要消耗煤的數(shù)量指標(biāo)的計算公式為（單位為：千克每平方米）

（4.2）

式中：Z ——需要煤采暖的時間，單位為天；

qH ——每個建筑物所需要消耗的熱量的指標(biāo)；

He ——標(biāo)準(zhǔn)煤的燃燒熱值；

η1 ——室外管網(wǎng)在輸送過程中的工作效率；

η2 ——鍋爐在工作過程中發(fā)揮的效率。

假設(shè)節(jié)能住宅和非節(jié)能住宅的耗熱量指標(biāo)分別為qH，和qH，，室外的管網(wǎng)輸送效率分別為η1，和η1，鍋爐運行效率分別為η2，和η2，標(biāo)準(zhǔn)煤熱值為He，采暖天數(shù)假設(shè)均為Z，建筑面積的大小我們通過假設(shè)都定為A，住宅剛開始入住時的市場煤炭價格尚為P0，假設(shè)由于經(jīng)濟的展煤炭的年上漲率為η，一直到第t年的煤炭價格漲到了pt。則可以計算非節(jié)能住宅使用第t年的采暖燃料費用為：

（4.3）

節(jié)能住宅使用第t年的采暖燃料費用計算為：

（4.4）

（3）年節(jié)能收益

與不是節(jié)能住宅的能源消耗量相比較可以算出節(jié)能住宅每年的節(jié)能效果帶來的收益：

第t年采用節(jié)能措施的住宅的節(jié)能收益：It=α（Et- Et，） （4.5）

α為真正的節(jié)能效率，而不是理論上的節(jié)能效率。

（4）差額凈現(xiàn)值

差額凈現(xiàn)值與凈現(xiàn)值的差別不是很大，甚至可以說原理都是相同的，只不過將節(jié)能住宅與非節(jié)能住宅兩者進行全面的深入的比較，在節(jié)能建筑的使用過程中，每年因為采取先進材料或者節(jié)能措施而帶來的節(jié)能收益額，按預(yù)先選定或者專家都比較認可的的折現(xiàn)率進行算，折算到建筑的到建造期初，將上述家算出來的所得的凈現(xiàn)值減去因為采取先進材料或者采取節(jié)能措施而造成除建造陳本投資所得的差額。計算的公式如下所示：

（4.6）

式中：

T ——節(jié)能住宅從開始到報廢使用的全壽命周期；

——節(jié)能住宅建造期間隨著時間和市場的而變化而造成的的成本變動率。

（5）投資回收期

節(jié)能住宅在運行期間，其總節(jié)能收益用來抵償建造期的節(jié)能投資，所需要的時間，就該節(jié)能投資的投資回收期。

（4.7）

式中：m為累計計算的折現(xiàn)值開始出現(xiàn)正值的年份。

本模型是對節(jié)能住宅的經(jīng)濟效益進行分析，主要是通過大量的調(diào)查和研究，然后對取得的結(jié)果進行充分的論證，從項目的全生命周期出發(fā)，將節(jié)能住宅和非節(jié)能住宅在每個不同階段的建造期費用以及最后試用階段的運行期費用進行對比，所以選擇將建造期開始的時間定為分析基期。

5 結(jié)論

目前，本文對節(jié)能住宅的經(jīng)濟效益只是做了初步研究，還有更多深層的問題需要去探究。文章雖采用了全壽命周期理論，但只是對節(jié)能住宅的經(jīng)濟效益作了研究，為以后的環(huán)境、社會、生態(tài)等更廣泛的效益評價研究提供了基礎(chǔ)。只有得出了每一部分的效益研究成果，才能進一步對節(jié)能技術(shù)的綜合評價提供橋梁。因此，企業(yè)必須建立良好的信息交流和觀察平臺，將各種節(jié)能投資涉及到的數(shù)據(jù)信息化，對于后期的研究會產(chǎn)生很大影響。

參考文獻：

[1]曹小琳，王巨朋.節(jié)能住宅全壽命期經(jīng)濟效益及實證分析[J].建筑經(jīng)濟，2008（11）：100-103

[2]王恩茂，劉永輝，鮑學(xué)英，劉永強.基于全壽命周期費用的節(jié)能住宅投資決策研究[J]，建筑經(jīng)濟，2010（5）：31-33

[3]王恩茂.基于全壽命周期費用的節(jié)能住宅投資決策研究[D].西安：西安建筑科技大學(xué)，2008

[4]劉玉明，劉長濱.基于全壽命周期成本理論的既有建筑節(jié)能經(jīng)濟效益評價[J].建筑經(jīng)濟，2009（3）：58-61

[5] 錢征.低碳建筑全生命周期的成本效益研究 沈陽建筑大學(xué) 2014.11

[6] 武寶偉. 節(jié)能建筑全壽命周期綜合經(jīng)濟分析研究 西安科技大學(xué) 2014.6