公共建筑節(jié)能經(jīng)濟性評價方法現(xiàn)狀及在鐵路客站應用的啟示

曹孫喆

（中國鐵道科學研究院集團有限公司 節(jié)能環(huán)保勞衛(wèi)研究所，北京 100081）

0 引言

根據(jù)2021年中國建筑能耗與碳排放報告數(shù)據(jù)，2019年我國建筑全過程能耗總量為22.33億tce，建筑運行階段能耗總量為10.3億tce，其中公共建筑能耗為4.16億tce，占建筑運行總能耗的40%[1]。隨著今后建筑總量的增加，公共建筑能耗總量和占全國終端能耗比例均將呈增長趨勢[2]。我國鐵路運營能耗可分為牽引和非牽引能耗，其中非牽引能耗以鐵路客站耗能設備為主，隨著我國鐵路里程逐年增加和客運服務質量的不斷提高，投入使用的客站數(shù)量及其能耗也逐年上升，能源成本已經(jīng)成為客站的一項重要支出。因此，有必要從節(jié)支降耗的角度對鐵路客站節(jié)能經(jīng)濟性評價方法進行深入研究。

國外一些國家和地區(qū)對公共建筑節(jié)能經(jīng)濟性評價方法編制了相關規(guī)范和標準，如歐盟《建筑能效指令》提出成本最優(yōu)水平比較法，英國頒布的《既有非住宅建筑物的燃料和電力節(jié)約》建筑法規(guī)采用靜態(tài)投資回收期法，美國供暖、制冷和空調工程師協(xié)會編制的《既有建筑節(jié)能標準》考慮了靜態(tài)投資回收期法和全壽命周期成本法。我國《公共建筑節(jié)能改造技術規(guī)范》從分項判定和綜合判定2個方面提出經(jīng)濟可行性評價方法，《建筑項目經(jīng)濟性評價方法與參數(shù)》(第三版)分析了建筑項目財務和經(jīng)濟評價方法。本文通過分析我國鐵路客站節(jié)能評價標準，闡述鐵路客站節(jié)能經(jīng)濟性評價的主要問題，提出鐵路客站節(jié)能經(jīng)濟性評價建議。

1 國外公共建筑節(jié)能經(jīng)濟性評價方法

建筑節(jié)能經(jīng)濟性評價標準/方法是建筑設計者、制造者和使用者的重要節(jié)能指引，有助于實現(xiàn)全壽命成本效益最大化。在公共建筑節(jié)能經(jīng)濟評價方面，歐美國家建筑節(jié)能自20世紀70年代開始研究探索，歐盟制定了《建筑能效指令》，英國頒布實施了《既有非住宅建筑物的燃料和電力節(jié)約》法規(guī)，美國制定了《既有建筑節(jié)能標準》。

1.1 歐盟《建筑能效指令》

歐盟建筑能耗占總能耗的40%，其中公共建筑能耗占總建筑能耗的1/3左右，供暖建筑能耗比重最高，占建筑總能耗的50%[3]。作為歐盟“減碳55(Fit for 55)”一攬子計劃的一部分，2021年12月15日，歐盟委員會通過了立法提案以對《建筑能效指令》(Energy Performance of Building Directive，EPBD)做出重大修訂，該指令是歐洲綠色協(xié)議的核心組成部分，旨在實現(xiàn)歐盟溫室氣體減排的新目標。EPBD修訂提案將加快建筑改造速度，減少溫室氣體排放和能源消耗，并促進建筑中可再生能源的應用，2027年起的所有新建筑和2030年起的所有翻新建筑都將實現(xiàn)零碳排放。

EPBD中對建筑節(jié)能經(jīng)濟性的定義為“成本最優(yōu)水平”，是指在建筑預期壽命周期內實現(xiàn)最低成本的能源性能水平，提高建筑物能源性能的措施應考慮當?shù)貧夂驐l件及成本效益，最低成本的確定考慮了與能源相關的投資成本、維護和運營成本(包括能源成本和節(jié)約、相關建筑類別、能源產(chǎn)生的收益)和處置成本。EPBD提出通過比較方法框架原則，將凈現(xiàn)值計算應用于參考建筑的預期經(jīng)濟壽命周期內能效措施的成本。

1.2 英國既有非住宅建筑節(jié)能法規(guī)

為制定和規(guī)范新建及既有建筑的能源性能，英國頒布實施了《批準文件L第2卷：既有非住宅建筑物的燃料和電力節(jié)約》建筑法規(guī)(最新為2021年版)[4]。該法規(guī)提出經(jīng)濟性評價指標為靜態(tài)投資回收期(指應用節(jié)能措施后收回初始投資所需的時間)，其基本衡量標準不超過15年，計算方法為在不考慮增值稅的情況下，實施一項能效措施的邊際附加成本除以該措施所實現(xiàn)的年節(jié)能量。需要注意的是，材料與人工等邊際附加成本只是企業(yè)為實現(xiàn)節(jié)能所增加的成本，與節(jié)能無關的工程成本不能計算在內。每年可節(jié)約能源量應使用政府核準的第24條規(guī)定下的能源計算工具來估計，并根據(jù)能源和氣候變化部提供的煤氣、電力、燃油、液化天然氣等主要能源種類價格，估算能源節(jié)能費用[5]。此外，對于剩余壽命不滿15年的建筑物，其靜態(tài)投資回收期應在建筑的剩余壽命之內。

1.3 美國既有建筑節(jié)能標準

ASHRAE(美國供暖、制冷和空調工程師協(xié)會)編制了建筑節(jié)能規(guī)范，該規(guī)范已成為美國政府能源政策法案規(guī)定的標準[6]。其中《既有建筑節(jié)能標準》(ANSI/ASHRAE/IES Standard 100-2018)[7]提出節(jié)能改造的基本原則是“在不損壞其他部件的情況下，以最經(jīng)濟、最不浪費的方式利用能量”。評估每項節(jié)能措施，應計算投資成本和年節(jié)能量，同時可采用靜態(tài)投資回收期和全壽命周期成本方法對節(jié)能措施進行排序。靜態(tài)投資回收期適用于投資回收期少于5年的小型建筑，對于大型建筑或投資回收期更長的建筑應進行更復雜詳細的財務分析。全壽命周期成本核算用于評估能效措施的總成本，考慮了諸如金錢的時間價值，能源成本的升高，每年運營維護成本，組件更換成本及設備的使用壽命等因素，其他可能考慮的因素包括建筑物運營的暫時中斷。

2 國內建筑行業(yè)節(jié)能經(jīng)濟性評價方法

2.1 國內公共建筑節(jié)能標準

我國的建筑節(jié)能工作起步于20世紀80年代初，目前國內已經(jīng)建立覆蓋5個氣候區(qū)、建筑全類型、工程建設全過程的節(jié)能標準體系。嚴寒和寒冷地區(qū)建筑節(jié)能設計標準完成了節(jié)能率30%、50%到65%的“三步走”階段，我國建筑節(jié)能的重點從北方采暖地區(qū)居住建筑逐步擴展到公共建筑[8]。目前我國公共建筑能耗標準作為建設大型公共建筑項目核準和備案的強制性內容，大型公共建筑應當實施強制性節(jié)能標準監(jiān)管，開展能耗檢測工作和能耗指標認定，確保新建或改造建筑符合節(jié)能標準[9]。

2.2 公共建筑節(jié)能經(jīng)濟性評價標準

2.2.1 《公共建筑節(jié)能改造技術規(guī)范》(JGJ 176—2009)

公共建筑節(jié)能改造技術方案的可行性需要從技術和經(jīng)濟2個方面進行評價，只有技術先進、經(jīng)濟合理的方案才可以在實踐中得到應用和推廣?！豆步ㄖ?jié)能改造技術規(guī)范》(JGJ 176—2009)[10]中的公共建筑節(jié)能改造經(jīng)濟評價方法采用分項判定法和綜合判定法，通過計算節(jié)能率和靜態(tài)投資回收期分析技術經(jīng)濟性，以此預測公共建筑進行外圍護結構改造、采暖通風空調及生活熱水供應系統(tǒng)改造、節(jié)能燈具改造時的節(jié)能潛力。

在分項判定方法中，該規(guī)范對不同建筑節(jié)能措施的經(jīng)濟性評價指標采用靜態(tài)投資回收期，計算公式為：T=K/M，其中T為靜態(tài)投資回收期；K為節(jié)能改造項目的節(jié)能總投資；M是節(jié)能改造產(chǎn)生的年效益。表1對比分析了分項建筑節(jié)能措施節(jié)能量和靜態(tài)投資回收期的評判要求，其中節(jié)能燈具的節(jié)能率要求較高，靜態(tài)投資回收期最短。

表1 分項判定節(jié)能量和靜態(tài)投資回收期

在綜合判定方法中，為改善公共建筑外圍護結構的熱工性能、提高能耗系統(tǒng)的效率，在保證相同的室內熱環(huán)境參數(shù)前提下，采暖、通風、空調、生活熱水供應、照明系統(tǒng)的全年能耗比采取節(jié)能改造措施前降低30%以上，并且當靜態(tài)投資回收期小于或等于6年，應進行節(jié)能改造[11]。

2.2.2 《建筑項目經(jīng)濟性評價方法與參數(shù)》(第三版)

國家發(fā)展改革委和建設部2006年發(fā)布了《建設項目經(jīng)濟評價方法與參數(shù)》(第三版)[12]，該評價方法規(guī)定建設項目經(jīng)濟評價包括財務分析和經(jīng)濟分析。財務分析通過“有無對比”方式估算財務效益和費用效益，包括融資前和融資后分析，以動態(tài)分析為主、靜態(tài)分析為輔，主要評價指標包括項目內部收益率、財務凈現(xiàn)值、投資回收期、總投資收益率等。經(jīng)濟分析是工程項目生產(chǎn)決策的重要依據(jù)，可評價項目的經(jīng)濟合理性、提高社會資源合理配置的效率，規(guī)避風險。經(jīng)濟費用效益指標一般包括經(jīng)濟凈現(xiàn)值、經(jīng)濟內部收益率和經(jīng)濟效益費用比。在參數(shù)取值上，鐵路客站可參照機場建設數(shù)值，大中型(干線)機場建設項目融資前稅前和資本金稅后財務基準收益率分別為5%和4%[11]。

3 鐵路客站節(jié)能經(jīng)濟性評價方法

3.1 國內外公共建筑節(jié)能經(jīng)濟性評價方法比較

通過梳理歐盟、英國、美國和我國公共建筑節(jié)能經(jīng)濟性評價方法，總結了目前主要評價指標方法和評判具體要求如表2所示。

國外對指標的選取和評價相對國內而言更簡單直接，以靜態(tài)投資回收期為主，對于大型建筑等復雜的節(jié)能技術改造項目，則要求成本效益分析和全壽命周期成本分析方法。國內評價方法和指標相對復雜，對公共建筑節(jié)能技術改造措施實行分項和綜合判定，主要衡量指標為節(jié)能量和靜態(tài)投資回收期；對建筑項目的評價使用財務和經(jīng)濟分析，既包括凈現(xiàn)值、內部收益率等考慮資金時間價值的指標，也包括投資收益率、效益費用比等靜態(tài)指標。

3.2 我國鐵路客站節(jié)能評價現(xiàn)狀

3.2.1 《綠色鐵路客站評價標準》(TB/T 10429—2014)

《綠色鐵路客站評價標準》(TB/T 10429—2014)[13]的制定有助于衡量鐵路客站從設計、施工到運營報廢階段達到節(jié)能環(huán)保目標的程度。該標準建立了適用于不同氣候區(qū)、規(guī)模和自然環(huán)境條件下的綠色鐵路客站評價指標體系和權重體系，主要包括7項節(jié)約利用和環(huán)境管理內容。其中，節(jié)能與能源利用方面，對鐵路客站執(zhí)行節(jié)能設計標準情況，供暖、通風和空調系統(tǒng)，圍護結構，電梯和自動扶梯，綜合顯示系統(tǒng)，供配電系統(tǒng)，可再生能源利用及能源設備計量，監(jiān)測與控制等評價內容做出了具體規(guī)定，明確評分規(guī)則和評價方法。標準5.1.7中提到站房應選擇合理的冷熱源形式，對經(jīng)濟技術分析分為完善的、簡單的和未進行3個層次得分。該標準雖然涉及經(jīng)濟技術分析要求，但并未明確評價指標及如何開展經(jīng)濟技術分析。

表2 國內外建筑節(jié)能經(jīng)濟性評價方法

3.2.2 《鐵路工程節(jié)能設計規(guī)范》(TB 10016—2016)

為貫徹國家節(jié)約能源、節(jié)約資源和保護環(huán)境的要求，規(guī)范鐵路工程建設過程節(jié)能標準，2016年國家鐵路局批準發(fā)布新修訂的《鐵路工程節(jié)能設計規(guī)范》(TB 10016—2016)[14]，其中“站場”和“房屋建筑、暖通空調”2個章節(jié)規(guī)定了建筑節(jié)能規(guī)范，對圍護結構技術、空氣調節(jié)與供暖系統(tǒng)冷熱源、通風、檢測、控制與計量等做出明確要求，規(guī)范4.3.3提出鍋爐選型應根據(jù)當?shù)氐馁Y源條件進行綜合技術經(jīng)濟比較。《鐵路工程節(jié)能設計規(guī)范》雖提出了基本的建筑節(jié)能要求，但并沒有明確節(jié)能率指標和經(jīng)濟性評價指標，缺少能耗定額要求和節(jié)能量衡量標準，需要更精細的評價標準支撐。

3.3 我國鐵路客站節(jié)能經(jīng)濟性評價的不足

（1）能耗定額管理制度仍需健全。測算鐵路客站節(jié)能量的基礎是明確基準能耗，能耗定額是規(guī)范合理用能水平的重要手段，有助于鐵路客站管理機構將能耗控制在合理范圍內?，F(xiàn)有鐵路客站節(jié)能標準以規(guī)范新增建設客運站為主，對節(jié)能改造項目標準涉及少，其中一個原因是能耗定額管理制度有待健全，精細化考核目標數(shù)據(jù)缺乏，不利于推動節(jié)能經(jīng)濟工作。

（2）節(jié)能經(jīng)濟性評價指標缺少。現(xiàn)有鐵路節(jié)能客站標準側重于節(jié)能技術的選取和規(guī)范，未涵蓋不同技術類型的經(jīng)濟性評價指標，不便于開展經(jīng)濟技術分析，難以掌握節(jié)能改造項目的效益和效果。此外，不同氣候區(qū)鐵路客站的單位建筑能耗具有差異性，節(jié)能改造的方式和成本相差較大，對于節(jié)能量、投資回收期等指標量化參數(shù)的選取需依據(jù)情況設定。

（3）鐵路客站節(jié)能經(jīng)濟性評價方法尚需統(tǒng)一。雖然《綠色鐵路客站評價標準》提出對站房的冷熱源形式開展經(jīng)濟技術分析，《鐵路工程節(jié)能設計規(guī)范》要求對鍋爐選型進行綜合技術經(jīng)濟比較，但均未提供經(jīng)濟性評價方法，對于經(jīng)濟性評價指標的應用缺乏指導。當前經(jīng)濟性評價方法較多且各有利弊，方法的選擇對節(jié)能技術產(chǎn)生效果的評價結果不同，應分析適用于鐵路客站節(jié)能改造的統(tǒng)一評價方法。

3.4 我國鐵路客站節(jié)能經(jīng)濟性評價的啟示

我國建筑節(jié)能工作歷經(jīng)40余年的發(fā)展，節(jié)能技術標準不斷更新、升級和細化。鐵路客站工程設計中的節(jié)能標準也在不斷完善，為了從技術經(jīng)濟角度更有效的采取節(jié)能減排措施，依據(jù)國內外建筑行業(yè)節(jié)能經(jīng)濟性評價標準和方法，提出鐵路客站節(jié)能經(jīng)濟性評價建議。

3.4.1 加強鐵路客站能耗定額管理

2022年3月1日，國家機關事務管理局提出的《公共機構能耗定額標準編制通則》(GB/T 40498—2021)正式實施，規(guī)定了能耗定額標準的能耗定額指標及等級、計算方法等，對鐵路客站制定能耗定額標準具有指導意義。建議通過分析鐵路局集團公司及站段能源消耗總量、強度、能耗結構、能源消費成本，分級分類統(tǒng)計鐵路客站能耗，將鐵路客站自身能耗水平與同類型公共機構進行對比，制定客站能耗定額標準，為新建和改建鐵路客站能耗提供標尺。對于新建建筑應提升節(jié)能標準，強制施行綠色建筑星級標準。對于既有鐵路客站，應依據(jù)能耗定額管理制度，深化既有建筑節(jié)能改造，對高能耗客站采取節(jié)能降碳技術措施和手段，優(yōu)化建筑用能結構。

3.4.2 制定鐵路客站節(jié)能經(jīng)濟性評價指標

鐵路客站能耗經(jīng)濟性評價指標是制定評價方法的基石，依據(jù)歐盟、英國和美國建筑行業(yè)能耗經(jīng)濟評價標準和方法，經(jīng)濟評價指標主要選取靜態(tài)投資回收期和凈現(xiàn)值。我國鐵路客站節(jié)能改造技術措施包括圍護結構改造、空氣調節(jié)與供暖系統(tǒng)冷熱源調節(jié)、能源管控系統(tǒng)安裝、節(jié)能照明燈具更換等，不同類型的節(jié)能措施經(jīng)濟評價指標雖相同，但指標參數(shù)設定有差異。我國鐵路客站的能耗經(jīng)濟性評價指標可依據(jù)不同氣候區(qū)劃分客站單位能耗，制定投資回收期、凈現(xiàn)值等動態(tài)或靜態(tài)指標，從而設定差異性量化參數(shù)。

3.4.3 提出鐵路客站節(jié)能經(jīng)濟性評價方法

建筑節(jié)能經(jīng)濟性評價方法通常采用全壽命周期成本法和成本效益分析法[15-17]。全壽命周期成本法將測算節(jié)能技術產(chǎn)生的所有相關成本及效益，根據(jù)一定的折現(xiàn)率折算到經(jīng)濟評價初期以進行對比分析。成本效益分析基于“有無對比”原則，其中“有”是指采用建筑節(jié)能技術的低碳建筑，“無”是指傳統(tǒng)建筑。通過凈現(xiàn)值、凈年值等經(jīng)濟性評價指標將傳統(tǒng)建筑與低碳建筑進行比較，更加直觀、科學反映節(jié)能建筑技術帶來的效益，并通過不斷改進、完善設計方案，提高項目資金的使用效率及經(jīng)濟效益。

4 結束語

公共建筑能耗作為建筑總能耗中的重要組成部分，對節(jié)能的要求日益凸顯，經(jīng)濟性評價方法的作用是為了選擇成本效益最優(yōu)的方案，使投入產(chǎn)出效果最佳。研究歐盟、英國和美國等國外建筑節(jié)能經(jīng)濟性評價指標，以及國內公共建筑節(jié)能標準、評價方法和參數(shù)，對鐵路客站現(xiàn)有節(jié)能標準進行梳理并分析問題，提出鐵路客站節(jié)能經(jīng)濟性評價指標和評價方法建議。