基于全壽命周期的綠色建筑優(yōu)選決策模型研究

韓 笑，李百毅，付曉慧

(西南交通大學(xué)建筑學(xué)院，四川成都610031)

20世紀(jì)70年代，發(fā)達(dá)國家的學(xué)者們爭相提出綠色建筑的概念[2］[3］，這是因?yàn)椋G色建筑是我國建筑業(yè)由傳統(tǒng)高消耗型發(fā)展模式向高效生態(tài)型發(fā)展模式轉(zhuǎn)變的必由之路，也是當(dāng)今世界建筑的主導(dǎo)趨勢(shì)[1］。然而，在推進(jìn)綠色建筑的決策過程中因缺乏綠色建筑費(fèi)用－效益的決策分析模型與方法，也無法定量分析出綠色建筑的投入所帶來的增值，為項(xiàng)目開發(fā)新增了不確定因素，以至于出現(xiàn)了目前所存在的“有心，但望而卻步”現(xiàn)狀。要解決這個(gè)問題，急需有關(guān)綠色建筑的費(fèi)用－效益量化信息，政府或投資者則根據(jù)這個(gè)分析決策模型提供的費(fèi)用－效益信息，判斷決策是否采用該項(xiàng)綠色建筑技術(shù)進(jìn)行投資，客戶則可根據(jù)它以便做出是否購買的決定，政府還可以用來綜合評(píng)價(jià)這項(xiàng)采用綠色建筑技術(shù)的項(xiàng)目帶來的社會(huì)效益。

1 綠色建筑優(yōu)選決策模型

(1)根據(jù)《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》中節(jié)地與室外環(huán)境、節(jié)水與水資源利用、節(jié)材與材料利用、節(jié)能與能源利用和室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量，運(yùn)營管理提出相關(guān)的綠色建筑技術(shù)措施，并建立一個(gè)綠色居住建筑費(fèi)用效益的數(shù)據(jù)庫，用以分析、比較綠色建筑和傳統(tǒng)建筑的建設(shè)費(fèi)用差異和效益的差異。

(2)確定綠色建筑費(fèi)用－效益決策方法。

綠色建筑決策模型是以費(fèi)用效益分析為核心，它要求對(duì)建設(shè)項(xiàng)目所帶來的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益進(jìn)行計(jì)算預(yù)測。將綠色建筑的費(fèi)用和效益根據(jù)各自形成的時(shí)間，計(jì)算其現(xiàn)值。用現(xiàn)值進(jìn)行費(fèi)用和效益的比較，根據(jù)結(jié)果分析判斷方案可行性程度。

本文根據(jù)綠色建筑的費(fèi)用效益有些考慮的時(shí)間段很短或時(shí)間因素不很重要，有些需要考慮綠色建筑的整個(gè)壽命周期的特點(diǎn)，確定了靜態(tài)和動(dòng)態(tài)相結(jié)合的費(fèi)用－效益評(píng)價(jià)方法。當(dāng)外部經(jīng)濟(jì)性存在時(shí)，由于社會(huì)分享了綠色建筑產(chǎn)品的外部效益，因而綠色建筑產(chǎn)品的有效供給往往不能滿足社會(huì)的需求，整個(gè)社會(huì)也就不能達(dá)到帕累托最優(yōu)。要使綠色建筑的大力推廣，就必須采取一定措施使外部收益內(nèi)部化。在成本和效益發(fā)生在不同時(shí)間的情況下，本研究引入動(dòng)態(tài)成本和效益的概念來評(píng)價(jià)時(shí)間對(duì)成本和效益的影響。為了使不同時(shí)間發(fā)生的成本和效益具有可比性，本文的處理方式是將成本和效益都折算成現(xiàn)值。效益現(xiàn)值之和大于成本現(xiàn)值之和的項(xiàng)目是可取項(xiàng)目。在對(duì)綠色建筑成本效益進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，分別從開發(fā)商N(yùn)PV1、客戶NPV2和社會(huì)NPV3的角度來分析擬定項(xiàng)目具有的成本項(xiàng)和效益項(xiàng)，具體公式如下。

式中:C1為綠色建筑較之傳統(tǒng)建筑的開發(fā)商所需增量成本;C2為綠色建筑較之傳統(tǒng)建筑的客戶所需增量成本;E1為綠色建筑較之傳統(tǒng)建筑開發(fā)商所節(jié)約的費(fèi)用之和(包括運(yùn)行費(fèi)用、維護(hù)費(fèi)用、管理費(fèi)用等);E2為綠色建筑較之傳統(tǒng)建筑客戶所節(jié)約的費(fèi)用之和(包括運(yùn)行費(fèi)用、維護(hù)費(fèi)用、管理費(fèi)用等);E3為綠色建筑較之傳統(tǒng)建筑所帶來的社會(huì)效益之和(包括節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、固碳、釋氧、污染物減排等);i為折現(xiàn)率;n為綠色建筑的全壽命周期。

傳統(tǒng)建筑與綠色建筑之間屬于互斥方案，NPV＞0，即是方案可行的條件。結(jié)合到本論文來看，不同的綠色建筑方案對(duì)應(yīng)不同的C、E。當(dāng)NPV=0時(shí)，即是綠色建筑成本的最大值，所以綠色建筑的合理增量成本范圍是(Cc，(Cl)Max)，Cc為傳統(tǒng)建筑的成本費(fèi)用。

2 綠色建筑優(yōu)選決策系統(tǒng)

本文己提出對(duì)基于全壽命綠色建筑優(yōu)選決策模型。為了能夠便于決策分析通過綠色建筑優(yōu)選決策系統(tǒng)來計(jì)算全壽命費(fèi)用與效益，來實(shí)現(xiàn)對(duì)綠色建筑設(shè)計(jì)方案綜合評(píng)價(jià)和優(yōu)選，使得結(jié)果簡單明了。綠色建筑優(yōu)選決策系統(tǒng)流程如圖1。

綠色建筑優(yōu)選決策系統(tǒng)運(yùn)行步驟如下:

(1)用戶可參照綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)選定節(jié)地與室外環(huán)境、節(jié)能與能源利用、節(jié)材與材料利用、節(jié)水與水資源利用以及室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量，運(yùn)營管理中相應(yīng)的綠色建筑技術(shù)措施。

(2)用戶根據(jù)所選的綠色建筑技術(shù)措施輸入相應(yīng)的參數(shù)，比如選用了透水型混凝土路面，則需要輸入所鋪設(shè)的面積;選用了地源熱泵系統(tǒng)，則需要輸入空調(diào)面積(圖2)。

圖1 綠色建筑優(yōu)選決策系統(tǒng)流程

圖2 綠色建筑優(yōu)選決策系統(tǒng)輸入?yún)?shù)界面

(3)系統(tǒng)會(huì)根據(jù)用戶輸入的數(shù)據(jù)自動(dòng)和綠色建筑技術(shù)費(fèi)用效益數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配并進(jìn)行計(jì)算(圖3)。

圖3 綠色建筑增量投資費(fèi)用以及效益分析數(shù)據(jù)庫

(4)系統(tǒng)將根據(jù)用戶輸入的參數(shù)在后臺(tái)計(jì)算運(yùn)行得出相應(yīng)綠色建筑技術(shù)方案的費(fèi)用效益信息(圖4)。

(5)根據(jù)得出的費(fèi)用效益信息，可以進(jìn)一步得出對(duì)于不同用戶(開發(fā)商、客戶、政府)的費(fèi)用效益現(xiàn)值比較，得出結(jié)論。用戶可以根據(jù)費(fèi)用效益進(jìn)行不同綠色建筑技術(shù)的組合，經(jīng)過凈現(xiàn)值NPV的比較可以得出最優(yōu)的綠色建筑技術(shù)措施的組合方案(圖5)。

圖4 綠色建筑優(yōu)選決策系統(tǒng)費(fèi)用效益界面

圖5 綠色建筑優(yōu)選決策系統(tǒng)費(fèi)用效益決策分析界面

從開發(fā)商，客戶和社會(huì)角度進(jìn)行費(fèi)用效益分析時(shí)一般會(huì)出現(xiàn)三種情況:

①NPV1＜0，NPV2≥0，NPV3≥0，產(chǎn)生這種情況的原因是建設(shè)綠色建筑的大部分的效益對(duì)開發(fā)商來說是外部效益，主要被使用的客戶和社會(huì)獲得。因此，從客戶和社會(huì)角度進(jìn)行分析推行綠色建筑是可行的，但從開發(fā)商角度分析卻不可行。這也許是政府、客戶和開發(fā)商對(duì)待綠色建筑的態(tài)度和行為不一致的主要原因之一。在這種情況下，要推廣綠色建筑政府應(yīng)該采取一定措施或優(yōu)惠政策對(duì)開發(fā)商進(jìn)行一定的補(bǔ)償，其補(bǔ)償?shù)南薅仁鞘归_發(fā)商的費(fèi)用效益評(píng)分析成為可行，即使NPV1≥0。

②NPV1≥0，NPV2≥0，NPV3≥0，產(chǎn)生這種情況是建設(shè)綠色建筑不僅開發(fā)商可以獲得內(nèi)部收益，而且客戶以及社會(huì)也獲得社會(huì)效益，是一種雙贏的局面，綠色建筑推廣的最佳情況。

③NPV1＜0，NPV2﹤ 0，NPV3＜0，產(chǎn)生這種情況是建設(shè)綠色建筑開發(fā)商、客戶和社會(huì)都沒有獲得收益，此時(shí)綠色建筑沒有推廣的必要。

[1]清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心．中國建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報(bào)告2009[M］．北京:中國建筑工業(yè)出版社，2009.1

[2]Petersen TD．Proceedings of the Third International Conference on Sustainable Building;Sustainable Building 2002．Oslo，Norway，23－25;September 2002

[3]白勝芳．國外綠色建筑對(duì)中國的啟示[J］．綠色中國(理論版)，2005(19)