基于節(jié)能技術(shù)的建筑生命周期成本討論

解皓，李洋，崔俏 （東北大學(xué)江河建筑學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110169）

生命周期成本（Life Cycle Cost，LCC）可以被定義為在一個(gè)項(xiàng)目的生命時(shí)期里所有費(fèi)用發(fā)生的總和，如獲得和擁有成本的合計(jì)[1]。初始成本是許多企業(yè)和政府機(jī)構(gòu)在做出采購(gòu)決定時(shí)所需考慮的重要事項(xiàng)，然而對(duì)于LCC這種所謂“從搖籃到墳?zāi)埂钡目剂浚谶^(guò)去的幾十年間變得愈發(fā)的重要，并逐步在大部分工業(yè)部門中獲得了廣泛的應(yīng)用。

1965年由美國(guó)后勤管理研究所撰寫并遞交至美國(guó)國(guó)防部一份名為《設(shè)備采購(gòu)中的生命周期成本計(jì)算》的報(bào)告中，LCC這個(gè)概念第一次被提出[2]。在這之后的1970年～1973年，美國(guó)國(guó)防部基于這份報(bào)告又陸續(xù)出版了《生命周期成本計(jì)算采購(gòu)指南(中期)》、《設(shè)備采購(gòu)中的生命周期成本計(jì)算-案例手冊(cè)》和《系統(tǒng)購(gòu)置生命周期成本計(jì)算指南(中期)》等三份指導(dǎo)性文件[3～5]。1971年美國(guó)國(guó)防部在所發(fā)布的《主要防御系統(tǒng)的購(gòu)置》中以部分篇幅對(duì)LCC問(wèn)題加以論述[6]。

在美國(guó)之外的國(guó)家中，英國(guó)皇家特許測(cè)量師學(xué)會(huì)于1971年引入了一種收集有關(guān)建筑物運(yùn)行成本數(shù)據(jù)的方法，并在1977年由英國(guó)工業(yè)部發(fā)表了《資產(chǎn)管理中的生命周期成本計(jì)算》[7]。但在建筑領(lǐng)域，美國(guó)是世界上最早將LCC與建筑兩者用法律形式緊密結(jié)合的國(guó)家。美國(guó)1978年公布的《國(guó)家節(jié)能政策法案》提出聯(lián)邦政府有責(zé)任促進(jìn)節(jié)能技術(shù)在建筑中的使用，建立可以估算和比較建筑LCC的方法，并且所有的建筑都應(yīng)展示使用LCC方法的信息[8]。在此之后，建筑LCC的理論和方法逐步被更多的國(guó)家重視和認(rèn)可。

1 建筑LCC與節(jié)能技術(shù)的關(guān)系

如果從較長(zhǎng)的一段時(shí)期來(lái)看，僅憑借節(jié)能技術(shù)和設(shè)備的普及運(yùn)用是否能夠真正地降低建筑能源消耗總量實(shí)際上是存在疑問(wèn)的。圖1展示了美國(guó)能源信息管理署所提供的從1980年～2020年美國(guó)住宅用戶的能源消耗情況[9]。盡管這40年間每年的能源消耗情況均有所區(qū)別，但整體趨勢(shì)是不斷增加的。圖2展示了自2010年起經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development，OECD）國(guó)家和非OECE國(guó)家的電能消耗情況及至2050年的預(yù)測(cè)[10]。從圖中可以清晰地觀察到，居住建筑用電和商業(yè)建筑用電消費(fèi)在兩個(gè)國(guó)家群體中均不斷上升，其中非OECE國(guó)家的上升趨勢(shì)更為明顯，兩圖中所展示的現(xiàn)象可以從多方面來(lái)解釋。例如，隨著人口的不斷增多，人類需要更多的建筑物來(lái)居住；或者隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的不斷發(fā)展，人類有能力去建造更多的商業(yè)建筑等。

圖1 美國(guó)住宅部門每年能源消耗情況（1980-2020）

隨著時(shí)代的發(fā)展，人們對(duì)建筑物所能提供的舒適環(huán)境要求越來(lái)越高，建筑物的質(zhì)量和科技含量也在不斷地增加。然而，圖1和圖2中的數(shù)據(jù)在某種程度揭示了建筑節(jié)能技術(shù)的發(fā)展和運(yùn)用，并不能阻止或者抵消建筑能耗的整體增長(zhǎng)。特別是在建筑自身要求提供更高的舒適環(huán)境水準(zhǔn)的時(shí)候，采用先進(jìn)建筑節(jié)能技術(shù)和設(shè)備未必能夠抵消由于該水準(zhǔn)提高而帶來(lái)的能源消耗。這就需要政府和社會(huì)公眾從多個(gè)角度來(lái)考慮建筑節(jié)能問(wèn)題，盡量避免僅從技術(shù)的角度來(lái)思考。

圖2 建筑電能消耗（2010-2050）

盡管部分建筑節(jié)能技術(shù)本身并不會(huì)直接導(dǎo)致建筑成本的上升，但如果從整體上觀察建筑成本的上升和采用建筑節(jié)能技術(shù)的程度與范圍是相關(guān)的。經(jīng)濟(jì)因素方面的考慮在很多情況下往往制約著建筑節(jié)能技術(shù)的推廣和應(yīng)用。然而，建筑物通常都是具有一定長(zhǎng)度的使用壽命，如果決策者在考慮是否選擇某建筑節(jié)能技術(shù)的時(shí)候，能夠了解到其所關(guān)注時(shí)間段內(nèi)應(yīng)用該技術(shù)所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)方面影響，這將有助于決策者進(jìn)行理性決策。此外，合適的經(jīng)濟(jì)分析方法還可以幫助政府提高整個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)資源的應(yīng)用效率，而這種效率的提高在適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)下將有助于提高其他類型資源的應(yīng)用效率。

2 建筑LCC研究目的和意義

就建筑領(lǐng)域而言，LCC理論和方法可以幫助使用者從經(jīng)濟(jì)方面針對(duì)某個(gè)項(xiàng)目來(lái)進(jìn)行理性決策。對(duì)LCC進(jìn)行計(jì)算和分析的目的在于保持計(jì)劃內(nèi)所要求質(zhì)量和功能性的前提下，對(duì)可選擇方案進(jìn)行總體的費(fèi)用評(píng)估，進(jìn)而選擇對(duì)所有者成本最低的方案。LCC最重要的任務(wù)就是確認(rèn)某建筑項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)影響；其次，要將這些經(jīng)濟(jì)影響以貨幣的方式進(jìn)行表達(dá)。

LCC理論和方法對(duì)推廣建筑節(jié)能技術(shù)、降低建筑能源消耗有著積極的意義。在建筑項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)和建設(shè)過(guò)程中，成本是一個(gè)非常重要的問(wèn)題?，F(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)表明，在某個(gè)建筑的生命周期中，運(yùn)營(yíng)和維護(hù)的成本可能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)初始成本。通常來(lái)說(shuō)，建筑項(xiàng)目采取節(jié)能設(shè)計(jì)往往會(huì)導(dǎo)致初始成本的增加。出于經(jīng)濟(jì)方面的考慮，以建筑商或投資者等為代表的建筑項(xiàng)目利益相關(guān)者，在考慮導(dǎo)致初始成本增加的方案時(shí)經(jīng)常持消極態(tài)度。然而，如果建筑師在建筑的初始設(shè)計(jì)階段即運(yùn)用LCC方法，可以在預(yù)算允許范圍內(nèi)將合適的建筑節(jié)能技術(shù)融入到設(shè)計(jì)方案之中，并且建筑師有能力將采用該方案所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)成本和收益狀況向前述利益相關(guān)者進(jìn)行合理的說(shuō)明。在這種情況下，盡管建筑初始成本有可能增加，但出于長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)效益的考慮，可以根據(jù)自身的實(shí)際情況來(lái)決定是否選擇此方案。從此方面看，LCC理論和方法可以促進(jìn)建筑節(jié)能技術(shù)的推廣。

3 建筑LCC的作用與限制

LCC是一個(gè)決策的工具、一個(gè)管理的工具和一個(gè)維護(hù)的指引，之所以稱為決策的工具是因?yàn)槠淠軌虮挥脕?lái)在不同的項(xiàng)目、設(shè)計(jì)或者建筑材料中做出選擇；稱其為管理的工具是因?yàn)槟軌虮挥脕?lái)評(píng)估一個(gè)建筑物在生命期內(nèi)運(yùn)行的費(fèi)用；稱其為維護(hù)的指引是因?yàn)槟軌虮挥脕?lái)預(yù)測(cè)一個(gè)建筑物在生命期內(nèi)每一年所需要的維護(hù)和運(yùn)營(yíng)任務(wù)[11]。

建筑業(yè)是自然資源的主要消耗者之一，如果不能夠?qū)ㄖ锏奈磥?lái)表現(xiàn)進(jìn)行可靠的預(yù)測(cè)將導(dǎo)致資源和經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)，而LCC的出現(xiàn)可以幫助解決該問(wèn)題，并可以預(yù)測(cè)建筑物在生命周期內(nèi)的表現(xiàn)且可對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化[12]。LCC概念在建筑領(lǐng)域中已經(jīng)變得越來(lái)越重要，但到目前為止該方法的應(yīng)用有兩個(gè)主要的限制：首先是有關(guān)LCC數(shù)據(jù)的缺乏；其次是該技術(shù)本身的復(fù)雜性[13]。

LCC技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)有著過(guò)多的依賴，而這些數(shù)據(jù)的精確性經(jīng)常會(huì)受到質(zhì)疑，政府應(yīng)通過(guò)法律法規(guī)強(qiáng)制性地要求建筑項(xiàng)目執(zhí)行LCC分析，要求所有的參與者提高相關(guān)數(shù)據(jù)的收集水平，并必須將這些數(shù)據(jù)向內(nèi)部或外部的公眾公開(kāi)[14]。LCC方法不能夠去處理那些不可逆的決策，同時(shí)會(huì)忽視兩種情況：①該建筑的所有者仍屬于未知；②目前的所有者不考慮未來(lái)的費(fèi)用產(chǎn)生情況[15]。

LCC技術(shù)在建筑的初始設(shè)計(jì)過(guò)程中并未得到充分的應(yīng)用?？蛻魧?duì)建筑的初始成本的關(guān)注程度、建筑設(shè)計(jì)軟件的復(fù)雜性以及相關(guān)數(shù)據(jù)獲得的局限性等可被視為影響LCC技術(shù)應(yīng)用的部分原因[16]。盡管LCC技術(shù)對(duì)計(jì)算某建筑項(xiàng)目在不同階段的復(fù)雜成本狀況是非常有效的，并且該技術(shù)已經(jīng)變得越發(fā)的重要，但理解并掌握LCC方法的專業(yè)人士，缺乏使其應(yīng)用受到明顯的限制[17]。此外，計(jì)算LCC的過(guò)程當(dāng)中還應(yīng)考慮一些外部的不確定性因素的影響（例如，建筑物功能性的改變或技術(shù)的改變等）[18]。

4 我國(guó)建筑LCC研究存在的問(wèn)題

我國(guó)建筑領(lǐng)域的科研人員對(duì)LCC的研究盡管在最近十余年不斷發(fā)展，并取得了一定的成果，但與國(guó)外的同類研究相比，從整體上仍處于起步階段，屬于少數(shù)人的研究。我國(guó)的部分學(xué)者對(duì)建筑LCC的理論和方法有一定了解，可較為系統(tǒng)和深入的研究較少。這種研究質(zhì)量上的差距主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

4.1 缺乏對(duì)建筑LCC相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)或者其他國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的了解

自國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的ISO15686-5在2006年正式公布之后，國(guó)外對(duì)建筑LCC進(jìn)行研究的學(xué)者大都對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)有一定程度的了解，并將其作為在建筑領(lǐng)域研究LCC理論和方法所必備的基礎(chǔ)性文獻(xiàn)之一。部分國(guó)外的學(xué)者對(duì)不同國(guó)家針對(duì)建筑LCC所制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也有較好的掌握（例如，挪威3454標(biāo)準(zhǔn)等）。相比較而言，我國(guó)很多進(jìn)行相關(guān)領(lǐng)域研究的學(xué)者對(duì)此問(wèn)題并未加以重視。所發(fā)表的文獻(xiàn)中較少有關(guān)于ISO15686-5或其他類似標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容。盡管偶見(jiàn)某些國(guó)內(nèi)學(xué)者談及ISO15686-5等標(biāo)準(zhǔn)與LCC之間的關(guān)系，但是少有學(xué)者能夠較為正確地對(duì)二者之間的聯(lián)系進(jìn)行討論和分析。

4.2 不清楚建筑LCC和全生命成本（W-hole Life Cost,WLC）的區(qū)別和聯(lián)系

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，國(guó)際上有關(guān)建筑LCC的研究已經(jīng)將各種成本進(jìn)行了更為細(xì)致的歸類。ISO15686-5標(biāo)準(zhǔn)中將LCC和WLC之間的聯(lián)系和區(qū)別進(jìn)行了較為清晰的說(shuō)明和解釋。相比較而言，WLC所包含的成本范圍要較LCC更加廣泛。國(guó)外大部分此研究領(lǐng)域的學(xué)者對(duì)LCC和WLC之間的關(guān)系有著較為清楚的認(rèn)識(shí)。然而我國(guó)相當(dāng)一部分學(xué)者將LCC和WLC術(shù)語(yǔ)或概念混淆使用，并不了解各自的實(shí)際內(nèi)涵，對(duì)計(jì)算LCC和WLC所需的成本組成要素范圍和數(shù)量往往因個(gè)人的理解或意愿的差異而不同，進(jìn)而失去比較的基礎(chǔ)。

4.3 混淆LCC和生命周期評(píng)價(jià)（Life Cycle Assessment,LCA）的概念

雖然LCC和LCA方法均可對(duì)某建筑項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)測(cè)，但LCC和LCA所關(guān)心的側(cè)重點(diǎn)存在差異。LCC的著重點(diǎn)主要在于所研究對(duì)象經(jīng)濟(jì)成本方面的問(wèn)題，而LCA所關(guān)注的是研究對(duì)象的環(huán)境表現(xiàn)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織所公布的ISO 14040和ISO 14044可以被視為研究LCA的基礎(chǔ)性文獻(xiàn)。我國(guó)建筑領(lǐng)域的學(xué)者對(duì)LCA的研究比對(duì)LCC的研究要深入一些，但仍有部分文獻(xiàn)內(nèi)容顯示出其對(duì)LCC和LCA在基本概念上的差別并無(wú)清晰的認(rèn)識(shí)。

4.4 對(duì)建筑LCC的經(jīng)濟(jì)評(píng)估方法和分析步驟缺乏了解

建筑LCC的經(jīng)濟(jì)評(píng)估方法實(shí)際上有多種，每一種經(jīng)濟(jì)評(píng)估方法都對(duì)應(yīng)著一定的應(yīng)用范圍。同時(shí)，每種方法實(shí)際上都具有各自優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。我國(guó)學(xué)者對(duì)建筑LCC的經(jīng)濟(jì)評(píng)估方法通常都集中在回收期方法和凈現(xiàn)值方法，較少有對(duì)其他類型的經(jīng)濟(jì)評(píng)估方法進(jìn)行研究和應(yīng)用。相關(guān)文獻(xiàn)內(nèi)容中較難看到對(duì)計(jì)算LCC所涉及的諸如實(shí)際成本、名義成本、折現(xiàn)成本和現(xiàn)值等變量的分析和說(shuō)明。對(duì)LCC分析步驟的認(rèn)識(shí)也是較為模糊。此外，對(duì)LCC計(jì)算和分析過(guò)程當(dāng)中所涉及的不確定性和風(fēng)險(xiǎn)的處理問(wèn)題在國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)中也較少被提及。

4.5 與建筑LCC相關(guān)的數(shù)據(jù)分類和處理方法未充分掌握

在計(jì)算建筑LCC的過(guò)程當(dāng)中，數(shù)據(jù)的收集和確認(rèn)無(wú)疑是不可或缺的基礎(chǔ)性環(huán)節(jié)。但我國(guó)學(xué)者對(duì)該問(wèn)題較少有深入的認(rèn)識(shí)。例如，LCC中的分析期應(yīng)如何確認(rèn)、如何對(duì)某建筑部件進(jìn)行壽命預(yù)測(cè)、如何尋找和定義LCC成本數(shù)據(jù)的來(lái)源和層次、各類LCC成本數(shù)據(jù)變量究竟應(yīng)該包括哪些內(nèi)容等，前述研究建筑LCC所需的基本問(wèn)題很難在我國(guó)學(xué)者的文獻(xiàn)中尋找到合適的答案。

5 結(jié)語(yǔ)

在能源消耗總量不斷增加的背景下，建筑業(yè)的能源消耗問(wèn)題不容忽視。降低建筑能源消耗總量不應(yīng)僅憑借建筑節(jié)能技術(shù)自身的發(fā)展，政府和社會(huì)公眾應(yīng)從多個(gè)角度出發(fā)來(lái)考慮建筑節(jié)能問(wèn)題。就建筑領(lǐng)域而言，LCC理論和方法可以幫助人們從經(jīng)濟(jì)方面針對(duì)某個(gè)項(xiàng)目來(lái)進(jìn)行理性的決策。此外，其對(duì)推廣建筑節(jié)能技術(shù)、降低建筑能源消耗也有著積極的意義。

LCC在建筑項(xiàng)目決策、管理、維護(hù)和運(yùn)營(yíng)方面的作用愈發(fā)受到重視。數(shù)據(jù)獲取困難、技術(shù)方法復(fù)雜以及專業(yè)人士缺乏等問(wèn)題是LCC在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中所面臨的主要難點(diǎn)。我國(guó)建筑LCC研究存在的問(wèn)題在于：缺乏對(duì)建筑LCC相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)或者其他國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的了解；不清楚建筑LCC和WLC的區(qū)別和聯(lián)系；混淆LCC和LCA的概念；對(duì)建筑LCC的經(jīng)濟(jì)評(píng)估方法和分析步驟缺乏了解；與建筑LCC相關(guān)的數(shù)據(jù)分類和處理方法未充分掌握。在未來(lái)的研究中可關(guān)注以上幾方面問(wèn)題，并結(jié)合實(shí)際案例進(jìn)行分析。