節(jié)能住宅全壽命周期費(fèi)用和經(jīng)濟(jì)效益分析

吳蓉蓉

摘 要：引入全壽命周期費(fèi)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(duì)節(jié)能住宅在全生命周期中費(fèi)用的組織結(jié)構(gòu)和費(fèi)用的計(jì)算方法進(jìn)行了探討，通過(guò)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(fèi)用 經(jīng)濟(jì)效益

中圖分類(lèi)號(hào)：F293 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）12（a）-0000-00

1 全壽命周期費(fèi)用的含義

英格蘭的一個(gè)著名的建筑經(jīng)濟(jì)學(xué)家John Kelly根據(jù)自己大量的研究提出了自己對(duì)建筑產(chǎn)品全壽命周期費(fèi)用的理解：項(xiàng)目投資者在投資之前要充分考慮好資金的時(shí)間價(jià)值的影響，在建筑項(xiàng)目的全壽命周期內(nèi)，一些相關(guān)的項(xiàng)目開(kāi)支和費(fèi)用，尤其是用來(lái)做經(jīng)濟(jì)評(píng)估時(shí)的費(fèi)用就是建筑產(chǎn)品的LCC，該費(fèi)用的范圍比較廣泛，包括：建設(shè)投資費(fèi)用，非能源的其他運(yùn)營(yíng)費(fèi)用，項(xiàng)目的能源費(fèi)用，項(xiàng)目使用后的維護(hù)費(fèi)用，報(bào)廢項(xiàng)目的處置、拆卸費(fèi)用。

每個(gè)國(guó)家包括個(gè)人對(duì)同一概念的理解都是有差異的，與美國(guó)的理解不同的是我國(guó)專(zhuān)家將建筑的LCC理解則比較簡(jiǎn)單：工程項(xiàng)目從剛開(kāi)始的立項(xiàng)，到后來(lái)的設(shè)計(jì)規(guī)劃，后續(xù)的施工建設(shè)，以及最后的運(yùn)營(yíng)維護(hù)，直到報(bào)廢這一工程中發(fā)生的全部費(fèi)用。

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

2 全壽命周期費(fèi)用分析的含義

全壽命周期費(fèi)用分析，是指為了有效地利用稀缺資源，對(duì)每個(gè)方案進(jìn)行多方面的考察，層層分析，層層篩選，最總選擇出一個(gè)最滿(mǎn)意的方案，這選擇的過(guò)程本身就是對(duì)方案進(jìn)行系統(tǒng)分析的過(guò)程，所以這一過(guò)程我們又稱(chēng)之為L(zhǎng)CC的評(píng)價(jià)

從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，建筑領(lǐng)域就開(kāi)始全壽命周期費(fèi)用分析應(yīng)用。人們開(kāi)始研究如何從成本的角度改進(jìn)項(xiàng)目管理，如何進(jìn)行建設(shè)項(xiàng)目全壽命周期費(fèi)用優(yōu)化，提出一些新的思想和方法對(duì)全壽命周期進(jìn)行新的管理，選擇最優(yōu)的LCC方案。尤其是在最開(kāi)始的設(shè)計(jì)階段，要對(duì)各種方案從各種可能的角度做出經(jīng)濟(jì)預(yù)算并進(jìn)行多范圍多層次的比較，對(duì)工程的“全壽命”負(fù)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(lái)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(jì)損失現(xiàn)象的發(fā)生。

3 節(jié)能住宅Life Cycle Cost的計(jì)算

3.1 節(jié)能住宅全壽命周期費(fèi)用構(gòu)成

節(jié)能住宅在從開(kāi)始一開(kāi)始的立項(xiàng)，到后來(lái)的設(shè)計(jì)階段、建造施工階段、以及最后的運(yùn)營(yíng)使用以及拆除過(guò)程的的整個(gè)過(guò)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(fèi)的總和，同時(shí)考慮資金時(shí)間價(jià)值，就是節(jié)能住宅的全壽命周期費(fèi)用。

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

3.2 節(jié)能住宅LCC各階段估算

（l）前期準(zhǔn)備費(fèi)用

正如上文所說(shuō)，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(fèi)用不可避免的會(huì)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(fèi)方法以及標(biāo)準(zhǔn)。

（2）建造費(fèi)用

盡管每個(gè)項(xiàng)目都是會(huì)存在差異的，但往往每個(gè)項(xiàng)目的建設(shè)程序還是基本一致的，第一個(gè)階段是決策階段，包括項(xiàng)目建議書(shū)與可行性研究階段、第二個(gè)階段是設(shè)計(jì)階段，包括初步設(shè)計(jì)和施工圖階段，技術(shù)復(fù)雜的工程還要進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)、第三個(gè)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(qǐng)招標(biāo)代理協(xié)助招標(biāo)、第四個(gè)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(gè)階段竣工驗(yàn)收階段和最后一個(gè)階段是交付使用以及后期的維護(hù)。隨著每個(gè)建設(shè)程序所處的階段不同，其建設(shè)工程費(fèi)用也會(huì)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(gè)投資決策過(guò)程中，依據(jù)現(xiàn)有的資料和一定的方法，對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的投資額（包括工程造價(jià)和流動(dòng)資金）進(jìn)行的估計(jì)。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(fèi)用，其包括的內(nèi)容應(yīng)視項(xiàng)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(gè)是投資機(jī)會(huì)研究或項(xiàng)目建議書(shū)階段，第二階段是初步可行性研究階段，第三階段是詳細(xì)可行性研究階段

②設(shè)計(jì)概算、修正概算。設(shè)計(jì)概算，是在初步設(shè)計(jì)或擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)階段，在投資估算的控制下，根據(jù)初步設(shè)計(jì)或擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)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(fèi)用定額，依據(jù)現(xiàn)行市場(chǎng)的價(jià)格大概粗略的計(jì)算下擬建工程從立項(xiàng)開(kāi)始到交付使用為止全過(guò)程所發(fā)生的全部費(fèi)用的經(jīng)濟(jì)文件。修正概算是設(shè)計(jì)單位在技術(shù)設(shè)計(jì)階段，隨著對(duì)初步內(nèi)容的深化，對(duì)建設(shè)規(guī)模結(jié)構(gòu)性質(zhì)。設(shè)備類(lèi)型等方面進(jìn)行必要的修改和變動(dòng)。

③施工圖預(yù)算。工程開(kāi)工前，依據(jù)工程量清單計(jì)價(jià)規(guī)范、預(yù)算定額或國(guó)家發(fā)布的其他計(jì)價(jià)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(jià)文件從理論上來(lái)說(shuō)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(diǎn)，就是計(jì)算出的結(jié)果大部分都是比較詳細(xì)的，而這一點(diǎn)是投資估算、設(shè)計(jì)概算、修正概算等其他計(jì)算無(wú)法比擬的，但有一點(diǎn)需要說(shuō)明的是施工圖預(yù)算受前面幾種造價(jià)的控制。

④合同價(jià)。合同價(jià)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(guò)簽訂工程承包合同所計(jì)算和確定的擬建工程造價(jià)總額。合同價(jià)屬于市場(chǎng)價(jià)格的范疇，不同于工程的實(shí)際造價(jià)。按計(jì)價(jià)方法的不同，可分為固定合同價(jià)、可調(diào)合同價(jià)和工程成本加酬金合同價(jià)。這三種類(lèi)型，各有其優(yōu)缺點(diǎn)，適用于不同情況的工程項(xiàng)目。

3.3 節(jié)能住宅全壽命周期費(fèi)用估算模型

關(guān)于LCC的估算方法，世界上各國(guó)的專(zhuān)家學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了堅(jiān)持不懈的努力和長(zhǎng)久不斷的研究，并且建立了各種各樣的LCC估算模型。許多專(zhuān)家的研究發(fā)現(xiàn)：由于他們對(duì)費(fèi)用單元的劃分有著各自不同的標(biāo)準(zhǔn)，由此帶來(lái)的問(wèn)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(wàn)別的，但萬(wàn)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(jìn)行復(fù)雜的劃分，這樣劃分出來(lái)的小單元就比較容易計(jì)算，然后再那些被劃分出來(lái)的容易計(jì)算的小單于的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行逐層相加求和，與此同時(shí)都深入注意到了資金的時(shí)間價(jià)值，最終形成了LCC用是各階段費(fèi)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(guó)節(jié)能住宅的全壽命周期費(fèi)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(kāi)始投資的折現(xiàn)值；

Ce ———— 采暖所消耗的費(fèi)用的折現(xiàn)值；

Cu ———— 使用消耗能的源費(fèi)用的折現(xiàn)值；

Cm ———— 物業(yè)管理所發(fā)生費(fèi)用的折現(xiàn)值；

Cr ———— 維修及替換費(fèi)用的折現(xiàn)值；

N ——住宅在最后階段報(bào)廢所發(fā)生的費(fèi)用的折現(xiàn)值；

V ——節(jié)能住宅在報(bào)廢后剩余價(jià)值的折現(xiàn)值；

…… ——根據(jù)研究對(duì)象的具體情況和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)增加或者減少相應(yīng)的費(fèi)用單元。

節(jié)能住宅的全生命周期的費(fèi)用系統(tǒng)是一個(gè)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較開(kāi)放的系統(tǒng)，上述公式中相關(guān)費(fèi)用單元也不是固定不變的，都可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行改變，因此費(fèi)用估計(jì)的數(shù)學(xué)模型同樣具有開(kāi)放性。

4 節(jié)能住宅全壽命經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)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(jì)效益評(píng)價(jià)模型，我們必須要經(jīng)歷一下三個(gè)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(jì)的角度抽象將節(jié)能方案的特性描述出來(lái)，一共有四個(gè)主要的因素： 其中第一個(gè)是工程量、第二個(gè)是節(jié)能措施、第三個(gè)也是最后一個(gè)就是建筑構(gòu)件和造價(jià)。

①建筑構(gòu)件。主要是指整個(gè)工程中，可能為建筑的節(jié)能效果來(lái)帶實(shí)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(jiàn)的節(jié)能措施有外墻的外保溫措施，外窗運(yùn)用鍍膜玻璃技術(shù)等。

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

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

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

（3）進(jìn)行經(jīng)濟(jì)角度的相關(guān)分析與綜合評(píng)價(jià)。

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(jìn)的節(jié)能材料后者因?yàn)椴扇」?jié)能措施而增加的成本。

（4.1）

式中：I0 ——節(jié)能措施的實(shí)施而產(chǎn)生投資；

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

Mn ——節(jié)能住宅中，非節(jié)能住宅中第n個(gè)構(gòu)件與采取節(jié)能措施的該構(gòu)件的單價(jià)差

Fn ——節(jié)能住宅中，第n個(gè)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(guò)程中的能耗成本

我國(guó)采暖地區(qū)的采暖耗能主要是靠燃煤來(lái)提供，通過(guò)統(tǒng)計(jì)和大量的研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)：在冬季人們用來(lái)取暖的能源消耗是整個(gè)建筑能耗的大頭，所以人們?cè)谧〉阶≌倪^(guò)程中，采暖耗煤量指標(biāo)可以用來(lái)估算能源使用消耗所需要的成本。根據(jù)國(guó)家的相關(guān)部門(mén)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(jì)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(shí)間，單位為天；

qH ——每個(gè)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(guò)程中的工作效率；

η2 ——鍋爐在工作過(guò)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(yùn)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(guò)假設(shè)都定為A，住宅剛開(kāi)始入住時(shí)的市場(chǎng)煤炭?jī)r(jià)格尚為P0，假設(shè)由于經(jīng)濟(jì)的展煤炭的年上漲率為η，一直到第t年的煤炭?jī)r(jià)格漲到了pt。則可以計(jì)算非節(jié)能住宅使用第t年的采暖燃料費(fèi)用為：

（4.3）

節(jié)能住宅使用第t年的采暖燃料費(fèi)用計(jì)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(lái)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(shuō)原理都是相同的，只不過(guò)將節(jié)能住宅與非節(jié)能住宅兩者進(jìn)行全面的深入的比較，在節(jié)能建筑的使用過(guò)程中，每年因?yàn)椴扇∠冗M(jìn)材料或者節(jié)能措施而帶來(lái)的節(jié)能收益額，按預(yù)先選定或者專(zhuān)家都比較認(rèn)可的的折現(xiàn)率進(jìn)行算，折算到建筑的到建造期初，將上述家算出來(lái)的所得的凈現(xiàn)值減去因?yàn)椴扇∠冗M(jìn)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(jì)算的公式如下所示：

（4.6）

式中：

T ——節(jié)能住宅從開(kāi)始到報(bào)廢使用的全壽命周期；

——節(jié)能住宅建造期間隨著時(shí)間和市場(chǎng)的而變化而造成的的成本變動(dòng)率。

（5）投資回收期

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

（4.7）

式中：m為累計(jì)計(jì)算的折現(xiàn)值開(kāi)始出現(xiàn)正值的年份。

本模型是對(duì)節(jié)能住宅的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分析，主要是通過(guò)大量的調(diào)查和研究，然后對(duì)取得的結(jié)果進(jìn)行充分的論證，從項(xiàng)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(gè)不同階段的建造期費(fèi)用以及最后試用階段的運(yùn)行期費(fèi)用進(jìn)行對(duì)比，所以選擇將建造期開(kāi)始的時(shí)間定為分析基期。

5 結(jié)論

目前，本文對(duì)節(jié)能住宅的經(jīng)濟(jì)效益只是做了初步研究，還有更多深層的問(wèn)題需要去探究。文章雖采用了全壽命周期理論，但只是對(duì)節(jié)能住宅的經(jīng)濟(jì)效益作了研究，為以后的環(huán)境、社會(huì)、生態(tài)等更廣泛的效益評(píng)價(jià)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(jìn)一步對(duì)節(jié)能技術(shù)的綜合評(píng)價(jià)提供橋梁。因此，企業(yè)必須建立良好的信息交流和觀(guān)察平臺(tái)，將各種節(jié)能投資涉及到的數(shù)據(jù)信息化，對(duì)于后期的研究會(huì)產(chǎn)生很大影響。

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