金國輝 姬晨輝

(內(nèi)蒙古科技大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院 內(nèi)蒙古包頭 014010)

引 言

內(nèi)蒙古地區(qū)屬于我國嚴(yán)寒地區(qū)，采暖期較長，一般為五到七個月，居住建筑的采暖能耗大，因此，要對內(nèi)蒙古地區(qū)的低能耗居住建筑進行重點關(guān)注[1]。低能耗居住建筑的初期投資比較大，投資回收期比較長，低能耗居住建筑的經(jīng)濟性問題越來越突出，費用效益分析也變得越來越重要。

本文采用全壽命周期成本理論研究低能耗居住建筑的費用和經(jīng)濟效益，并以內(nèi)蒙古包頭市某高校低能耗學(xué)生公寓為例，對內(nèi)蒙古嚴(yán)寒區(qū)低能耗居住建筑費用效益問題進行分析。

1 低能耗居住建筑全壽命周期費用效益分析方法

低能耗居住建筑全壽命周期是指低能耗居住建筑從開始實施，到建成投產(chǎn)、運行，再到報廢拆除，所經(jīng)歷的時間。結(jié)合實際情況，考慮到目前我國節(jié)能改造設(shè)計施工技術(shù)、節(jié)能產(chǎn)品質(zhì)量等因素影響，本文把低能耗居住建筑的壽命周期設(shè)定為50年[2]。

1.1 低能耗居住建筑費用分析

低能耗居住建筑費用為在居住建筑建造的過程中初始建造費用和所采用的節(jié)能技術(shù)費用總和，包括:初始化投資費用，運行費用，拆除費用。初始化投資費用包括:決策費用，設(shè)計費用，施工費用[3]。

IC——為初始化投資費用

MC——為運行費用

DC——為拆除費用

1.2 低能耗居住建筑效益分析

根據(jù)全壽命周期成本理論，低能耗居住建筑效益是指低能耗居住建筑在其壽命周期內(nèi)進行了節(jié)能技術(shù)措施，減少了其資金、社會、環(huán)境三部分的成本及取得的經(jīng)濟收益。圍護結(jié)構(gòu)對低能耗居住建筑的節(jié)能起著至關(guān)重要的作用，需要分別計算出低能耗居住建筑的能耗量和非節(jié)能居住建筑的能耗量，則圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能量為:

Ql——為非節(jié)能居住建筑能耗量

Qf——為低能耗居住建筑能耗量

1.3 低能耗居住建筑費用效益分析指標(biāo)

本文主要是從低能耗居住建筑的費用和經(jīng)濟效益入手，運用費用效益分析方法對低能耗居住建筑做經(jīng)濟效益分析，選取凈現(xiàn)值、動態(tài)投資回收期、收益和費用比率作為費用效益分析指標(biāo)。

(1)凈現(xiàn)值

凈現(xiàn)值在全壽命周期建筑項目中，即為低能耗居住建筑的效益和費用的差值，是分析低能耗居住建筑是否盈利的指標(biāo)。

凈現(xiàn)值計算公式:

式中:NPV——凈現(xiàn)值

CI——增量效益

CO——增量費用

ic——折現(xiàn)率

n——使用年份

凈現(xiàn)值大于零的方案是可以考慮接受的，用凈現(xiàn)值可以將節(jié)能建筑全壽命周期內(nèi)的成本費用和經(jīng)濟效益以現(xiàn)值的形式直觀表現(xiàn)出來。

(2)動態(tài)投資回收期

動態(tài)投資回收期考慮了資金的時間價值，為低能耗居住建筑節(jié)能效益回收成本的時間。需要與凈現(xiàn)值結(jié)合使用。計算公式:

T——動態(tài)投資回收期

計算公式:

(3)收益和費用比率

低能耗居住建筑的收益和費用比率定義為低能耗居住建筑中總的經(jīng)濟效益現(xiàn)值與費用現(xiàn)值的比值。計算公式:

R——收益和費用效益比

R＞1時，其方案可行，反之不可行。收益和費用比率高的方案更優(yōu)。

2 內(nèi)蒙古嚴(yán)寒區(qū)低能耗居住建筑實例

2.1 工程實例

本文以內(nèi)蒙古包頭市某高校低能耗學(xué)生公寓為例，建筑總面積為147433 m2，學(xué)生公寓層數(shù)一般為五層或六層，體型系數(shù)0.28;非節(jié)能居住建筑以包頭市1980-1981年住宅通用設(shè)計、4個單元6層樓，體型系數(shù)為0.3的建筑物為標(biāo)準(zhǔn)，外墻一般為粘土實心磚或空心磚建成，室內(nèi)舒適度比較差，圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能也比較差。非節(jié)能與低能耗居住建筑圍護結(jié)構(gòu)方案如(表1)所示。

表1 圍護結(jié)構(gòu)方案

低能耗居住建筑和非節(jié)能居住建筑圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)如(表2)所示，低能耗居住建筑圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能參數(shù)達(dá)到《嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ26-2010)的要求。

表2 非節(jié)能與低能耗居住建筑圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)

2.2 采暖能耗分析

根據(jù)此高校低能耗學(xué)生公寓和非節(jié)能學(xué)生公寓的建筑面積和建筑面積的平米熱價，能夠得到學(xué)生公寓采暖費，并且根據(jù)內(nèi)蒙古自治區(qū)各年的煤炭能源價格，能夠計算出學(xué)生公寓每年的煤炭能源消耗量。如(表3)所示。

表3 某高校學(xué)生公寓能源消耗狀況

由(表3)可以看出某高校低能耗學(xué)生公寓，平均年節(jié)約能耗量達(dá)3444.41t。節(jié)能率達(dá)53%，節(jié)能效益非常顯著，滿足《嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ26-2010)圍護結(jié)構(gòu)承擔(dān)45%的要求。

3 經(jīng)濟效益分析

3.1 經(jīng)濟參數(shù)確定

(1)低能耗居住建筑的全壽命周期

本文把低能耗居住建筑的全壽命周期取為50年。

(2)折現(xiàn)率

本文取折現(xiàn)率為6%。

(3)能源價格增長率

該高校學(xué)生公寓所用的采暖能源主要為煤炭，根據(jù)秦皇島海運煤炭交易市場發(fā)布的環(huán)渤海動力煤價格指數(shù)，取630元/噸，能源價格增長率為6%[4]。

(4)實際節(jié)能效率

本文初步按照100%的實際節(jié)能率考慮，實際節(jié)能率會隨著使用年份的增加而降低。

(5)維修費用

根據(jù)《住宅專項維修基金管理辦法》，低能耗居住建筑維修費用約為建筑安裝工程費的5%-8%，本文假設(shè)在全壽命周期中每十年維修一次，維修費用為初始費用的 5%[5]。

3.2 結(jié)果分析

本文將低能耗居住建筑與非節(jié)能居住建筑主要圍護結(jié)構(gòu)的費用進行對比，非節(jié)能居住建筑的圍護結(jié)構(gòu)費用要比低能耗居住建筑的圍護結(jié)構(gòu)費用少1561.8萬元。選取凈現(xiàn)值、動態(tài)投資回收期、收益和費用比率三個經(jīng)濟指標(biāo)對低能耗居住建筑進行分析?，F(xiàn)金流出為低能耗居住建筑圍護結(jié)構(gòu)的費用，現(xiàn)金流入為每年節(jié)省的能源費用。詳細(xì)計算如(表4)所示。

表4 低能耗居住建筑全壽命周期現(xiàn)金流量表

由上表計算得，低能耗居住建筑圍護結(jié)構(gòu)的凈現(xiàn)值NPV為8393.4萬元，即全壽命周期內(nèi)可以產(chǎn)生8393.4萬元的凈收益，大于0。計算動態(tài)投資回收期:

低能耗居住建筑圍護結(jié)構(gòu)動態(tài)投資回收期為7.6年，滿足基本投資回收期小于10年的要求，可以短期收回并產(chǎn)生收益。

計算收益和費用比率:

低能耗居住建筑圍護結(jié)構(gòu)的收益和費用比率為6.4，其方案可行，有較好的經(jīng)濟效益。

4 全壽命周期費用分析

4.1 非節(jié)能居住建筑全壽命周期費用分析

(1)初始投資

該非節(jié)能居住建筑總面積為147433 m2，前期建造費用共計:12089.5萬元。

(2)運行費用

該非節(jié)能居住建筑運行費用為每年的采暖費用(考慮煤炭能源價格每年6%的增長率)。

(3)殘值費用

殘值費用為居住建筑初始投資的4%，殘值費用為:12089.5*4%=483.58萬元。

假設(shè)非節(jié)能居住建筑的壽命周期為50年，以6%的折現(xiàn)率進行折現(xiàn)，則非節(jié)能居住建筑的全壽命周期費用為:

4.2 低能耗居住建筑全壽命周期費用分析

(1)初始投資

低能耗居住建筑比非節(jié)能居住建筑在建造時增加投資1561.8萬元，所以低能耗居住建筑的初始投資為13651.3萬元。

(2)運行費用

該非節(jié)能居住建筑運行費用為每年的采暖費用(考慮煤炭能源價格每年6%的增長率)。

(3)維修費用

維修費用與上述中一樣為初始改造費用的5%，為78.1*4=312.4萬元。

(4)殘值費用

殘值費用為:13651.3*4%=546.1萬元。

假設(shè)低能耗居住建筑的壽命周期為50年，以6%的折現(xiàn)率進行折現(xiàn)，則非節(jié)能居住建筑的全壽命周期費用為

4.3 全壽命周期費用對比分析

以上計算的非節(jié)能居住建筑與低能耗居住建筑的全壽命周期是在假設(shè)50年的前提下求得的，如果周期發(fā)生變化，其費用也會相應(yīng)的改變，下面假設(shè)非節(jié)能居住建筑與低能耗居住建筑的全壽命周期分別為30年、40 年、60 年，來對此進行分析[6]。如(表5)所示。

表5 不同壽命周期非節(jié)能與低能耗居住建筑全壽命周期費用對比

從表中可以看出隨著周期的延長，費用降低幅度越大，節(jié)能效果就越明顯。從全壽命周期的角度可以看出，低能耗居住建筑的經(jīng)濟效益比較明顯，在經(jīng)濟上有一定的優(yōu)越性，低能耗居住建筑更具有推廣的價值和意義。

5 結(jié)束語

本文運用全壽命周期費用原理分析了內(nèi)蒙古寒冷區(qū)低能耗居住建筑費用效益的構(gòu)成。選取內(nèi)蒙古寒冷區(qū)某高校低能耗學(xué)生公寓實例進行采暖能耗分析以及經(jīng)濟效益分析，計算分析了低能耗居住建筑的圍護結(jié)構(gòu)各經(jīng)濟指標(biāo)，最后通過對比非節(jié)能居住建筑，進行全壽命周期費用分析。結(jié)果表明:低能耗居住建筑圍護結(jié)構(gòu)的費用可以在短期內(nèi)收回并產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益，在全壽命周期費用分析中，全壽命周期費用會隨著周期的延長而增長，降低幅度也會隨之變大，可以看到低能耗居住建筑的經(jīng)濟效益明顯，在經(jīng)濟上有一定的優(yōu)越性。

[1]仇紅濤.內(nèi)蒙古地區(qū)居住建筑節(jié)能綜合評價研究[D].包頭:內(nèi)蒙古科技大學(xué)，2012.

[2]劉玉明.基于LCCA的既有居住建筑節(jié)能改造成本效益分析[J].土木工程學(xué)報，2011(44):44-10.

[3]周志宇，董聰.居住建筑節(jié)能改造的成本效益分析[J].建筑經(jīng)濟，2014(5):92-95.

[4]殷顯煥.大連地區(qū)節(jié)能住宅全壽命經(jīng)濟效益評價研究[D].大連:大連理工大學(xué)，2009.

[5]武寶偉.節(jié)能建筑全壽命周期綜合經(jīng)濟分析研究[D].西安:西安科技大學(xué)，2014.

[6]孫帥.基于全壽命周期理論的寒冷地區(qū)節(jié)能住宅經(jīng)濟效益評價[D].濟南:山東建筑大學(xué)，2011.