基于全壽命周期的節(jié)能住宅成本估算與評價研究

張曉丹,肖躍軍

（1江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇徐州 221008；2中國礦業(yè)大學(xué)，江蘇徐州 221008）

0 引言

經(jīng)過30多年較為系統(tǒng)和深入的研究，我國的建筑節(jié)能工作有了巨大的成績。各個省、市陸續(xù)研究出適合本地區(qū)的節(jié)能成套技術(shù)，同時，還開發(fā)出了相關(guān)的建筑節(jié)能產(chǎn)品，包括新型節(jié)能墻體、門窗、制冷設(shè)備、照明設(shè)施等，有力地推動了節(jié)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

但是目前節(jié)能住宅的推廣建設(shè)情況并不樂觀，每年新建建筑95%以上仍是高能耗建筑。分析其中原因，開發(fā)商和消費者沒有運用全壽命周期成本理論對節(jié)能住宅的投入和產(chǎn)出進行分析。節(jié)能住宅雖然投入較高，但卻換來了運營維護費用的大幅度降低，從全壽命周期看，其總成本必然低于非節(jié)能住宅，節(jié)能效益肯定會大于節(jié)能投入。因此，建立節(jié)能住宅全壽命周期成本(LCC)模型可以更直觀地表達建造費用、運營維護費用及二者之間的關(guān)系，更有助于尋找一個節(jié)能投入與節(jié)能效益均令人滿意的經(jīng)濟最優(yōu)點，以期最終達到節(jié)能住宅全壽命周期成本最小化的目的。

1 節(jié)能住宅全壽命周期成本模型

1.1 節(jié)能住宅全壽命周期成本含義

節(jié)能住宅全壽命周期成本是在考慮資金時間價值的情況下，從決策立項、設(shè)計、建造、使用、維修和報廢等過程中發(fā)生的所有費用，不僅包括資金意義上的成本，還包括環(huán)境成本和社會成本。在計量環(huán)境成本和社會成本時，必須借助于其他技術(shù)手段將其影響貨幣化。

根據(jù)我國基本建設(shè)程序和住宅項目建設(shè)的特點，節(jié)能住宅的全壽命周期可劃分為：前期準(zhǔn)備階段、建造階段、運營維護階段、拆除回收階段。由此，可以將鋼結(jié)構(gòu)住宅全壽命周期費用分為：前期費用、建造費用、運營維護費用、拆除回收費用［1］。

本文為了便于成本分析、建模，從用戶角度把鋼結(jié)構(gòu)住宅全壽命周期成本劃分為初始投資費用、運營維護費用、拆除回收費用。

1.2 節(jié)能住宅全壽命周期成本模型

根據(jù)對節(jié)能住宅全壽命周期成本構(gòu)成的分析，對每一階段的成本進行分解，以商品房為例，構(gòu)建全壽命周期成本模型如下：

LCC=C+M+S

其中：

LCC—全壽命周期成本；

C—初始投資；

M—運營維護成本；

S—拆除廢棄成本。

初始投資主要包括立項、勘察、設(shè)計、招投標(biāo)等前期準(zhǔn)備費用與建造費用等。其中，前期準(zhǔn)備費用由立項費、土地相關(guān)費用、七通一平費、勘察測繪費、規(guī)劃設(shè)計費、造價咨詢費、招標(biāo)相關(guān)費用、行政性收費組成；建造費用根據(jù)我國現(xiàn)行工程造價構(gòu)成的有關(guān)規(guī)定，由建筑安裝工程費、小區(qū)內(nèi)公共配套、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)費、工程監(jiān)理費組成。

運營維護費用由用戶使用費用、維護費用組成。用戶使用費用由水費、電費、采暖費組成；維護費用由物業(yè)管理費用、專項維修費用、用戶日常維護和修理費用、替換更新費用組成。

拆除廢棄費用由拆除費用和廢棄費用組成。

節(jié)能住宅全壽命周期成本分解為各個成本單元后，需要對每個成本單元的要素加以確認，從而確定各個階段成本的關(guān)系及它們對全壽命周期成本的影響。各成本要素可以根據(jù)我國現(xiàn)行工程造價相關(guān)規(guī)定或?qū)嶋H發(fā)生的費用進行估算。

2 全壽命期成本估算

2.1 項目概況

徐州地區(qū)屬寒冷地區(qū)，是采暖區(qū)。該地區(qū)氣候特征是冬季較長且寒冷干燥，四季分明，年日平均氣溫低于或等于5℃的天數(shù)占全年的25%～40%，一般都在90天以上，年最高溫度高于或等于35℃的天數(shù)占全年的22%。建筑節(jié)能設(shè)計的要求應(yīng)滿足冬季保溫要求，兼顧夏季防熱。

牛頭山居住小區(qū)建于2000年末。該小區(qū)三面環(huán)山，位于泉山自然保護區(qū)東麓，雙山南坡，牛頭山北面。居住用地36660 m2，建筑面積42000m2，容積率1.14，建筑密度0.22，綠化率0.45。整個小區(qū)依山而建，順自然高差階梯上升，太陽照度較為充足。小區(qū)內(nèi)樓臺水榭相映，噴泉、曲廊優(yōu)雅別致。

2.2 節(jié)能住宅的設(shè)計要點

根據(jù)江蘇省民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和江蘇省節(jié)能建筑專項驗收評分項目標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合小區(qū)的實際地形，確定了該小區(qū)的節(jié)能設(shè)計要點[2]。

2.2.1 規(guī)劃設(shè)計

（1）小區(qū)建在避免冬季主導(dǎo)風(fēng)向的地段，在雙山南坡向陽方向，因地制宜，利用坡地，分層筑臺，臺上建屋；

（2） 朝向定為南偏東15°；

（3）保證冬季日照不小于1.2 h的住宅間距；

（4）綠化率為0.45，除住宅樓間設(shè)置綠地外，另設(shè)有中心綠地，降低容積率。

2.2.2 外圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計

（1）體形系數(shù)在0.28以下；

（2）東西外墻設(shè)置遮陽，遮陽采用與建筑造型相協(xié)調(diào)的活動遮陽篷，遮陽率為80%；

（3）屋面、墻體的傳熱系數(shù)符合節(jié)能要求；

（4）門窗注意南北向區(qū)別.適當(dāng)加大南窗面積，窗墻面積比小于0.35，以獲得太陽能；北窗墻面積比為0.2，滿足采光需要；

（5）北向設(shè)封閉樓梯間和采光窗。窗墻面積比、傳熱性能均符合要求。

2.2.3 采暖設(shè)計

住宅采用雙管分戶計量、分室調(diào)節(jié)技術(shù)。

2.2.4 太陽能利用

在廚房（或衛(wèi)生間）設(shè)置Φ110的UPVC套管，作為太陽能熱水器穿管用。太陽能熱水供洗滌、沐浴用。

2.3 圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能措施

2.3.1 節(jié)能屋頂

按照寒冷地區(qū)屋頂保溫要求，采用復(fù)合屋面結(jié)構(gòu)，具體做法如圖1所示。

圖1 節(jié)能屋頂做法

2.3.2 節(jié)能外墻

外墻采用復(fù)合式保溫外墻。具體做法如圖2所示。

圖2 節(jié)能外墻做法

2.3.3 節(jié)能窗

徐州采暖期為94d，采用PVC塑鋼單層窗可以滿足隔熱保溫及氣密性要求。

經(jīng)計算，屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為0.565 W/(m2·K)，外墻傳熱系數(shù)為1.321W/(m2·K)， 塑鋼單層窗傳熱系數(shù)為4.7W/(m2·K)， 均符合《民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》中對采暖居住建筑各部分圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)限值的規(guī)定。

牛頭山居住小區(qū)按采暖住宅節(jié)能設(shè)計要求進行施工。小區(qū)建成后，經(jīng)測試，各項指標(biāo)均滿足國家2005年要達到節(jié)能50%的要求。

2.4 全壽命周期成本分析

對節(jié)能住宅和非節(jié)能住宅進行全壽命周期成本分析，需要收集住宅項目全壽命周期各個階段的費用數(shù)據(jù)，因此，數(shù)據(jù)收集的工作量非常大。目前由于全壽命周期成本分析方法仍然沒有得到建設(shè)項目各利益主體的足夠重視，也很少有單位建立了全壽命周期成本數(shù)據(jù)庫。雖然前期準(zhǔn)備階段、建造階段的相關(guān)費用數(shù)據(jù)有記錄，但有時不夠詳細，運營和維護階段的數(shù)據(jù)則非常缺乏。因此，這使得筆者在收集數(shù)據(jù)的過程中，遇到了很多困難。但是筆者相信，隨著人們對全壽命周期成本分析方法的重視，全壽命周期各階段數(shù)據(jù)的收集積累會更完善，數(shù)據(jù)的處理也會更規(guī)范。

運用前面建立的節(jié)能住宅全壽命周期成本模型，對12號樓（節(jié)能住宅）和2號樓（非節(jié)能住宅）進行全壽命周期成本分析[3-7]。

作如下假設(shè)：

（1）兩棟樓生命周期為50年；

（2）名義折現(xiàn)率取8%；

（3）殘值率取5%；

（4）通貨膨脹率在2000～2008年間取平均值為3.91%，2009年及以后預(yù)測為3.91%。根據(jù)公式(4-2)和2001～2008年我國通貨膨脹率，可以計算出實際折現(xiàn)率，見表1、表2。

表1 2001～2008年我國通貨膨脹率、實際折現(xiàn)率

說明：（1）12號樓、2號樓均為24戶，建筑面積分別是2845m2、1664m2。

（2）用水量、用電量、采暖費用均為調(diào)查統(tǒng)計獲得。結(jié)果如下：

用水量：12號樓每戶6噸/月，按1.2元/噸計算，2號樓用水量假定與之相同。用電量：12號樓每戶93度/月，2號樓每戶80度/月，按0.56元/度計算。

（3）為了方便比較，購置費假定相同，未列出，不影響計算結(jié)果。物業(yè)管理費按每年0.5元/m2·月，專項維修費按30元/m2·年。

表2 兩棟樓全壽命周期成本對比表

（4）電費里包括了空調(diào)、照明、設(shè)備等耗電的費用。

（5）用戶日常維修和修理費用和替換更新費用不予考慮。12號樓（節(jié)能住宅）比2號樓多投入667－622=45元/m2，每年卻可以節(jié)省使用費20+7.75－14.5－5.27=7.98元/m2。

將2014年末7.98元/m2相當(dāng)于2001年末：

具體分析見表3。

表3 現(xiàn)金流量表

12號樓（節(jié)能住宅）比2號樓（節(jié)能住宅）多投入：

很明顯，12號樓采取文中提及的節(jié)能技術(shù)措施從經(jīng)濟角度考慮是可行的。雖然節(jié)能住宅比非節(jié)能住宅多投入了6.75%，但是通過使用過程中節(jié)約能源，節(jié)省費用，這些多投入的資金12.93年可以收回。

3 結(jié)論

文章運用全壽命周期成本模型，對節(jié)能住宅和非節(jié)能住宅進行了分析評價。經(jīng)過分析證明，節(jié)能住宅的初始投資比非節(jié)能住宅多6.75%，但這些成本可以在13年內(nèi)全部收回，并且達到節(jié)能50%的目標(biāo)。由此得出了如下結(jié)論：雖然節(jié)能住宅一次性初始投資比非節(jié)能住宅高，但是整個壽命期的成本卻比非節(jié)能住宅小。可以看出，節(jié)能住宅不但有利于節(jié)約能源，而且有利于投資者和用戶節(jié)約全壽命周期成本。

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