綠色建筑經濟的評價與例證研究

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綠色建筑經濟的評價與例證研究

1我國建筑業和建筑能耗現狀

2009年我國國內生產總值為335353億元,是2001年的3.4957倍;2009年全社會固定資產投資224846億元,是2001年的6.0937倍。研究預測我國2001~2020年GDP將翻兩番,總體城鎮化平均年增速1%,年新增住房3億~4億平方米,新增建設用地1800平方公里,生活用水14億立方米,建筑耗能64億千瓦?時,土地開發資金2700億~3600億元。我國歷年國內生產總值和全社會固定資產投資狀況見圖1。

建筑業隨著城市化的加速而迅速發展。2000年底城市房屋建筑面積達376億平方米,2002年底全國城鄉建筑面積為388億平方米,2020年底預計達686億平方米。2009年我國房地產投資額為36232億元,該年房屋施工面積319650萬平方米,新開工面積115385萬平方米,竣工面積70219萬平方米。

建筑能耗、工業能耗和交通能耗是社會能源消費的三大構成,全世界建筑能耗約占能源總消費量的30%左右[1]。

我國2008年能源消費總量28.5億噸標準煤,鋼材消費量5.4億噸;水泥消費量13.7億噸。2009年能源消費總量比上年增長6.3%。鋼材消費量增長22.4%;水泥消費量增長17.0%。建筑能耗對全國能耗的“貢獻率”很高。目前我國單位面積能耗是發達國家的2~3倍,外墻為4~5倍,屋頂為2.5~5.5倍,外窗為1.5~2.2倍[2]。降低建筑能耗是降低全國總能耗、建設節能型社會的重要保障,而建設節能建筑又成了降低建筑能耗的重要保障,大力發展綠色節能建筑勢在必行。

2問題的提出

節能建筑是對建筑生命周期每個階段的能耗進行合理數據來源:國家統計局歷年年度統計公報。

圖1我國歷年國內生產總值和社會固定資產投資狀況配置以達到全壽命周期能耗最低的建筑。建筑能耗的合理評估應從建筑物全壽命出發,將節能建筑設計所涉及的所有問題整合到從材料生產、設計、施工、運行、資源利用、垃圾處理、拆除直至自然資源再循環的整個過程中來。節能建筑不是消極意義上的節省,而是積極意義上的能源使用效率的提高[3]。

建筑節能在推廣中舉步維艱的原因是主要是對其經濟問題的認識和研究不夠。主要表現在:開發商對節能建筑的投入產出的具體數據不清楚;住宅產業的開發商和用戶非一人,開發商只關心一次性基建投資而無視長期運行的能源消耗;我國缺乏完善的建筑節能市場體系[4]。

本文擬從節能建筑經濟分析出發,運用現金流量分析方法考慮建筑全壽命費用,建立建筑經濟效益分析模型。并選擇適當的實證研究對象,運用造價和建筑經濟原理計算節能投入及采用節能技術前后建筑物的費用變化情況,實例說明節能建筑的經濟評價相關問題,為政府制訂住宅產業化改革方案提供量化的依據。

3節能建筑壽命周期成本評估

節能建筑壽命周期成本是指建筑物從搖籃到墳墓(決策、設計、施工、直至竣工驗收、使用運行、建筑物拆除等)一系列投資活動所支付的全部費用,見表1。建筑過程節能一是采取措施使建筑物使用成本降低,二是使得廢棄拆除時建筑材料和建筑構件能夠得到最大限度的循環利用等。要降低建筑物全壽命周期成本就要大力推廣節能建筑。減少施工對環境的影響,妥善處理好建筑垃圾,鼓勵和提倡綠色施工。

(3)建筑使用階段。建筑物的壽命長,所以運行能耗成本占壽命周期能耗的比例大,通過設計方案的比選優化和方案招投標,在質量、成本和性能指標基本相同的情況下,選擇運行能耗成本低的方案。建筑運行能耗成本的改進與優化是節能建筑的重要任務。

(4)建筑拆除階段。爆破拆除是目前解體和破碎鋼筋砼結構的主要方法,但這種拆除方法能利用的舊建材少。拆除方式直接影響拆除費用和舊建材利用,結合實際選擇適用的拆除方式是壽命周期成本的關鍵點之一。

(5)廢舊建材處置階段。目前我國每年因拆除廢舊建筑物產生的建筑垃圾有1360萬噸,新建筑施工所產生的建筑垃圾有4000萬噸。實現建筑廢棄物的資源化是未來的發展趨勢。

3.2全壽命周期建筑成本模型

建筑能耗成本模型將總成本分為前期準備階段成本、建筑建造階段成本、建筑使用階段成本、建筑拆除階段成本和廢舊建材處置階段成本等。

全壽命周期成本=準備成本+建造成本+運行維護成本+拆除成本+舊建材處置成本-拆除后殘值+其他應計成本考慮到資金的時間價值,壽命周期現值為:其中:PCLF為建筑物全壽命周期成本現值;CZC為前期準備成本;CJC為建筑建造成本;CSC為運行維護成本;CCC為建筑拆除成本;CFC為舊建材處置成本;CCZ為建筑物殘值;CQC為其他應計成本;n為建設項目的壽命(年);n1為項目建設期(年);i為折現率。

4工程案例

浙江省某新建項目計劃投資53268.21萬元,其中建設投資50245萬元,建設期利息3023.21萬元。項目所在地杭州夏季濕潤炎熱、冬季寒冷干燥。夏季極端高溫39.9℃,冬季平均氣溫比同緯度其他地區低8℃~10℃。經評估后確定的年使用成本為1581萬元。拆除階段費用為拆除及建筑垃圾處理費與回收可利用建材費用之差,可回收利用費用為建設投資的5%,拆除費用為建設投資的1%。拆除及建筑垃圾處理費為502.45萬元,可回收利用費用為2512.25萬元。拆除階段費用為2009.8萬元。

序號成本費用

1固定資產投資

1.1設備及工器具購置費用

1.2建筑安裝工程費用

1.3工程建設其他費用

1.4預備費

1.5建設期貸款利息

1.6固定資產投資方向調節稅

2流動資產投資

3運行使用階段費用

4拆除及建筑垃圾處理費-回收利用建材費用

表1全壽命周期成本構成

3.1節能建筑壽命周期

建筑的生命周期包括建材準備階段、建筑建造階段、建筑使用階段、建筑拆除階段和廢舊建材處置階段等幾個階段。

(1)建材準備階段。建材準備階段進行方案必選時不但要考慮建筑運行能耗,還要考慮建筑材料生產、材料運輸、建造過程中消耗的能量成本。

(2)建筑建造階段。施工企業通過使用環境工程技術、能源技術、材料技術、管理科學及行業的成果經驗,制訂技術先進、經濟合理的施工方法;合理使用能源、資源;4.1項目壽命周期費用現值該項目壽命周期費用現值為:

PCLF=53268.21+1581.00(P/A,i,n-3)-2009.80(P/F,i,n)

若建筑物壽命期n分別按30年和50年,折現率i分別按8%、10%、12%考慮。則該項目壽命周期現值計算結果見圖2所示。

圖2不同情況下建筑物壽命周期現值

4.2現值法比選建筑壽命周期成本

保溫隔熱和氣密性是影響建筑能耗的主要內在因素,在傳熱熱損失中,外墻約占25%,窗戶約占24%,屋面約占9%[5]。我國240黏土實心磚墻傳熱系數為1.95W/(m2?K);鋼筋砼屋面傳熱系數為1.45W/(m2?K);單玻金屬外窗傳熱系數為6.40W/(m2?K)。浙江省《居住建筑節能設計標準》(DB33/1015-2003)規定:屋頂的傳熱系數≤1.0W/(m2?K);外墻的平均傳熱系數≤1.5W/(m2?K);外窗的傳熱系數≤3.2W/(m2?K)。加強圍護結構的保溫是減少建筑能耗的重要環節。以外窗為例,斷橋隔熱型鋁合金LOW-E中空玻璃窗的隔熱系數為2.2~2.6,節能效果為66%~59%。

本例若采取表2所示外圍護結構節能構造,采用節能措施將使得單方造價增加94.05元/m2,建筑工程造價增加669萬元,但其使用成本由于外圍護結構的節能而將隨之降低。據測算,考慮節能措施后該項目年平均使用成本為948.60元。以折現率i=10%,壽命n=30年為例來考慮該項目的壽命周期成本現值結果見圖3所示。非節能建筑成本現值為67757.08萬元(其中,準備成本和建造成本現值和為53268.21萬元,運行成本現值為14604.05萬元),節能建筑成本現值為62864.21萬元(其中,準備成本和建設成本現值和為53937.21萬元,運行成本現值為8762.43萬元)。兩種方案的計算結果見圖3所示。節能建筑比非節能建筑壽命周期成本現值反而降低了7.22%。雖然由于采取節能措施增加了建筑工程費用669萬元,但節約了建筑物運行維護費用,建筑物壽命周期成本反而降低。節能與不節能兩種方案的比選結果是選擇前者。

5結語

大力發展節能建筑是促進我國經濟社會可持續發展的必然選擇,降低建筑能耗是降低全國總能耗、建設節能型社會的重要保障,建設節能建筑又成了降低建筑能耗的重要保障,節能建筑不是消極意義上的節省,而是積極意義上的能源使用效率的提高。本文運用現金流量分析方法考慮建筑全壽命費用,建立起全壽命周期建筑成本估價模型,結合具體的工程案例得到不同情況下的項目壽命周期費用現值,采用現值法比選節能與不節能建筑壽命周期成本。計算結果表明:由于外圍護結構采用節能構造使得建筑工程造價增加669圖3兩種方案各階段費用現值萬元,但其使用成本的節約使得節能建筑總費用現值比非節能建筑壽命周期成本現值反而降低了7.22%。