李璐璐 李曉娟

福建農(nóng)林大學(xué)交通與土木工程學(xué)院

0 引言

我國經(jīng)濟迅速發(fā)展的幾十年間，消耗資源的速度不斷增長，環(huán)境污染、自然資源逐漸匱乏等問題接踵而來。為了減小建筑行業(yè)對能源材料的損耗和對環(huán)境的破壞，我國引入了符合當(dāng)下發(fā)展現(xiàn)狀的綠色建筑。然而社會普遍認為綠色建筑的成本比傳統(tǒng)建筑高且經(jīng)濟效益低，因此如何直觀、科學(xué)地評價綠色建筑，使更多人了解綠色建筑的優(yōu)越性成了重要的研究方向。

早在20 世紀(jì)60 年代，建筑師保羅就將生態(tài)建筑這一理念第一次帶進大家的視野[1]。爾后由于資源危機催生出了太陽能、水能等各種節(jié)能技術(shù)，推動了建筑進一步發(fā)展[2]。1980 年，外國學(xué)者提出了更符合可持續(xù)發(fā)展理念的綠色建筑并對綠色建筑節(jié)能技術(shù)進行了一系列研究。Yiannis Nikolaidis等人[3]通過利用多種經(jīng)濟衡量指標(biāo)對綠色建筑中不同節(jié)能技術(shù)的經(jīng)濟效益進行了全面的評價，得出最具價值的節(jié)能技術(shù)。Samari Milad等人[4]以馬來西亞綠色建筑發(fā)展為例，運用定量分析法確定了當(dāng)前綠色建筑發(fā)展的最重要的障礙并提出了一系列建議。Subhash Varma、Sivakumar Palaniappan[5]研究了不同國家采用的綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)和方案，以印度為例對其綠色建筑方案進行了分析優(yōu)化。劉鑫[6]針對建筑行業(yè)消耗能源巨大的問題，提出并分析了節(jié)能技術(shù)在綠色建筑中的應(yīng)用和優(yōu)勢。梁焰興[7]從房地產(chǎn)的角度闡述了房地產(chǎn)行業(yè)發(fā)展綠色建筑節(jié)能技術(shù)的必要性，并分析了如何更好地應(yīng)用節(jié)能技術(shù)推動綠色建筑的發(fā)展。沈芳亮[8]針對環(huán)境污染和資源短缺等問題提出在建筑中利用綠色節(jié)能技術(shù)的方法，分析國內(nèi)建筑的能耗構(gòu)成。

本文通過分析計算綠色建筑中各個節(jié)能技術(shù)的增量成本和效益，結(jié)合相關(guān)指標(biāo)組成綠色建筑節(jié)能技術(shù)的經(jīng)濟評價體系。研究讓更多的人通過節(jié)能技術(shù)認識到綠色建筑的經(jīng)濟性，從而促進綠色建筑的發(fā)展，并且為綠色建筑中有關(guān)節(jié)能技術(shù)的選優(yōu)提供重要的參考和建議，為綠色建筑的發(fā)展貢獻微薄之力。

1 綠色建筑節(jié)能技術(shù)設(shè)計

1.1 綠色建筑節(jié)能技術(shù)的內(nèi)涵

綠色建筑即提供安全、適宜的條件，節(jié)約資源、減少對環(huán)境影響且符合可持續(xù)發(fā)展理念的建筑。綠色建筑不同于一般的建筑，其要求對資源的有效利用和對環(huán)境的污染最小化，是人與自然界和諧共處的代表[9]。推廣綠色建筑，推動建筑業(yè)向節(jié)約資源、保護環(huán)境方面發(fā)展，節(jié)能技術(shù)成為建筑業(yè)必不可少的重要環(huán)節(jié)。秉持可持續(xù)發(fā)展的思想和保護環(huán)境的原則，節(jié)能技術(shù)按應(yīng)用的取向效果分為節(jié)能和使用太陽能、水能等可再生能源。

1.2 綠色建筑節(jié)能技術(shù)設(shè)計的應(yīng)用途徑

綠色建筑節(jié)能技術(shù)主要可分為：建筑圍護結(jié)構(gòu)、暖通空調(diào)、能源綜合利用、可再生能源和照明與電氣等方面的節(jié)能技術(shù)[10]。

（1）建筑圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)

建筑圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)是以特殊的技術(shù)和材料降低建筑圍護結(jié)構(gòu)的熱導(dǎo)率，確保綠色建筑具有良好的保溫隔熱性能。在寒冷的時候減少熱量的散失以節(jié)約能源；在炎熱的時候減少建筑內(nèi)外的熱量傳遞，防止室溫過高。

（2）暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)

暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)通過在空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用冷、熱泵和余熱回收等技術(shù)，使系統(tǒng)實現(xiàn)節(jié)約能源。

（3）能源綜合利用節(jié)能技術(shù)

能源綜合利用節(jié)能技術(shù)通過在建筑中使用累加器節(jié)能利用技術(shù)，CCHP 和熱回收技術(shù)以充分利用能源，減少能源消耗。

（4）可再生能源利用技術(shù)

可再生能源利用技術(shù)，即盡可能使用太陽能，水和其他可再生能源，減少非再生能源的使用，體現(xiàn)其可持續(xù)性。

（5）照明與電氣節(jié)能技術(shù)

照明與電氣節(jié)能技術(shù)可以通過合理利用自然采光和使用LED 燈等綠色照明節(jié)能技術(shù)和相關(guān)節(jié)能電氣設(shè)備以減少能耗，實現(xiàn)建筑節(jié)能。

2 建立綠色建筑節(jié)能技術(shù)經(jīng)濟評價體系

2.1 增量成本和效益的相關(guān)理論

（1）綠色建筑節(jié)能技術(shù)增量成本

綠色建筑增量成本是為了滿足綠色標(biāo)準(zhǔn)要求而額外投入的資金費用。本文所研究的綠色建筑節(jié)能技術(shù)增量成本即為其中一部分，是為了達到綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)要求在節(jié)能技術(shù)方面額外投入的費用。

（2）綠色建筑節(jié)能技術(shù)效益

綠色建筑的效益是由于采用綠色策略而節(jié)約的費用和對社會、環(huán)境等帶來好的方面影響作用。本文研究的綠色建筑節(jié)能技術(shù)效益指綠色建筑因使用節(jié)能技術(shù)而產(chǎn)生的經(jīng)濟效益。

2.2 綠色建筑節(jié)能技術(shù)增量成本和效益的計算

2.2.1 綠色建筑節(jié)能技術(shù)增量成本計算

為構(gòu)建綠色建筑節(jié)能技術(shù)經(jīng)濟評價體系，首先對綠色建筑在節(jié)能技術(shù)方面的增量成本進行計算[11]。而綠色建筑增量成本可表現(xiàn)為它與同地區(qū)、規(guī)模和功能的普通建筑相比多投入的資金，可用公式(1)計算：

其中節(jié)能技術(shù)增量成本為綠色建筑在節(jié)約能源方面多投入的資金，是其中的一部分，用式(2)表示：

節(jié)能技術(shù)所具有的增量成本發(fā)生在建筑物的全生命周期內(nèi)，計算時應(yīng)考慮時間價值[12]。以建造完成并使用的時間作為分界，將綠色建筑節(jié)能技術(shù)的增量成本分為初始和未來增量成本。初始和未來增量成本分別對應(yīng)周期內(nèi)建造階段和使用階段投入的成本。其中未來增量成本需要折現(xiàn)，以一年為周期。其全生命周期內(nèi)的節(jié)能技術(shù)增量成本見公式(3)：

2.2.2 綠色建筑節(jié)能技術(shù)效益計算

在計算綠色建筑節(jié)能技術(shù)的增量成本后，對產(chǎn)生的經(jīng)濟效益進行計算。本文節(jié)能技術(shù)帶來的效益為經(jīng)濟效益，因此直接利用市場價格計算，見公式(4)：

節(jié)能技術(shù)的經(jīng)濟效益體現(xiàn)在建筑的全生命周期內(nèi)，考慮其時間價值，將其效益分為在建造階段的初始效益和在使用階段的未來效益[13]。節(jié)能技術(shù)效益可通過公式(5)計算：

2.3 建立綠色建筑節(jié)能技術(shù)經(jīng)濟評價體系

2.3.1 經(jīng)濟評價指標(biāo)的選擇與應(yīng)用

為構(gòu)建一個綠色建筑節(jié)能技術(shù)經(jīng)濟評價體系，需要在前文基礎(chǔ)上結(jié)合各個經(jīng)濟評價指標(biāo)共同評價綠色建筑在節(jié)能技術(shù)方面所具有的經(jīng)濟性。

研究基于綠色建筑全生命周期，因此在經(jīng)濟評價指標(biāo)的選擇上考慮時間價值，即選用具有動態(tài)性的指標(biāo)：凈現(xiàn)值、動態(tài)投資回收期以及內(nèi)部收益率，同時凈現(xiàn)值可以衍生出兩種評價指標(biāo)，即凈現(xiàn)值指數(shù)和凈現(xiàn)值貢獻率[14]。在運用評價體系時，需要根據(jù)對象選用合適的經(jīng)濟評價指標(biāo)。主要可分為各個節(jié)能技術(shù)和綠色建筑整體的節(jié)能技術(shù)。

（1）對各個節(jié)能技術(shù)進行評價

在各經(jīng)濟評價指標(biāo)中將選用動態(tài)投資回收期、內(nèi)部收益率、凈現(xiàn)值指數(shù)和凈現(xiàn)值貢獻率對節(jié)能技術(shù)之間進行經(jīng)濟性對比，評價最具優(yōu)越性、最值得投資的節(jié)能技術(shù)。

（2）對綠色建筑整體的節(jié)能技術(shù)進行評價

用動態(tài)投資回收期、內(nèi)部收益率和凈現(xiàn)值指數(shù)來評價綠色建筑在節(jié)能技術(shù)方面所具有的經(jīng)濟性，對綠色建筑整體的節(jié)能技術(shù)評價主要目的是為體現(xiàn)應(yīng)用節(jié)能技術(shù)綠色建筑相較于基準(zhǔn)建筑在經(jīng)濟上的優(yōu)越性，表現(xiàn)為是否值得綠色建筑在節(jié)能技術(shù)方面進行投資。

3 應(yīng)用實例

3.1 項目概況

合肥萬達文旅新城四期1#公共建筑由合肥萬達城投資有限公司投資開發(fā)的綠色地產(chǎn)項目，總投資額約為9 000 萬元。項目方案由安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計院設(shè)計完成，該項目被評為二星級綠色建筑。項目效果圖見圖1。

圖1 項目效果圖

該項目由高層客房和底層商鋪用房構(gòu)成。總建筑面積為95 053．92 m2。地上建筑27 層，建筑高度99．14 m，面積88 704．86 m2；地下1 層，面積6 349．06 m2。建筑密度31．94%，綠地率25．08%。該建筑使用年限為50年，建筑為二級結(jié)構(gòu)設(shè)計安全等級、丙類抗震類別、甲級地基設(shè)計、B 類場地粗糙度類別。

3.2 綠色建筑節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

在萬達文旅新城項目中應(yīng)用且達標(biāo)的綠色建筑節(jié)能技術(shù)有以下幾項：（1）外墻使用憎水型半硬質(zhì)巖棉板，外窗采用斷熱鋁合金中空玻璃，屋面使用JM 無機防火保溫板；（2）在暖通節(jié)能方面選用具有變頻功能的分體式空調(diào)；(3)在公共區(qū)域使用LED 節(jié)能燈具，使用節(jié)能電梯取代傳統(tǒng)電梯；(4)在屋頂安裝太陽能光伏系統(tǒng)替代非清潔能源供電系統(tǒng)。

3.3 綠色建筑節(jié)能技術(shù)經(jīng)濟評價

3.3.1 增量成本分析

該項目在節(jié)能技術(shù)方面已達標(biāo)的相關(guān)技術(shù)措施和其增量成本，見表1。

其中，項目的未來增量成本是在使用過程中相較基準(zhǔn)建筑所增加的費用投入，其表現(xiàn)為綠色建筑節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的系統(tǒng)和設(shè)備在使用過程中產(chǎn)生的電費、材料費、人工費等。外墻、屋面、外窗采取的節(jié)能技術(shù)在使用過程中不需要額外的投入，沒有未來增量成本。節(jié)能電梯與一般電梯相比，在使用過程中并無增加的額外成本費用，因此也不計未來增量成本。分體空調(diào)的運用是為了便于項目中的分區(qū)控制，雖沒有達到節(jié)約能源的標(biāo)準(zhǔn)且價格和普通空調(diào)相差無幾，但在區(qū)分空調(diào)區(qū)域等條目有得分，因此仍列入表中。

運用公式（5）計算該建筑在節(jié)能技術(shù)方面的全生命周期增量成本，見表2。

計算得出，項目節(jié)能技術(shù)的初始增量成本為215．08 萬元，僅為總投資額的2．4%，可見應(yīng)用節(jié)能技術(shù)不需要投入太多的增量成本，方案是可行的。從全生命周期看，綠色建筑節(jié)能技術(shù)所帶來的增量成本大部分花費在建造階段，在使用階段較少，主要是因為節(jié)能設(shè)備在提高其性能的同時其耐用性和易維護性也在不斷提升，使綠色建筑在節(jié)能技術(shù)方面投入的增量成本有所降低。

3.3.2 效益分析

綠色建筑中節(jié)能技術(shù)所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益，可以通過在使用階段節(jié)約的電費計算：

（1）建筑圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)

該技術(shù)通過減少空調(diào)的負荷量節(jié)約用電，從而實現(xiàn)節(jié)能。該項目通過此技術(shù)每年節(jié)約空調(diào)用電量為85 738 kWh，按1 元/kWh 計算，每年節(jié)約了電費約8．6 萬元，即該項目的建筑圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能效益為8．6萬元。

（2）照明與電氣節(jié)能技術(shù)

公共區(qū)域、樓梯間、過道、電梯間和機房等均使用LED 燈具，共1 356 套。該項目年照明用電量為1 264 954．7 kWh，年照明用電時間為2 580 h。基準(zhǔn)建筑的用電指標(biāo)為9 W/m2。，該項目的年照明節(jié)能效益為9．4萬元。

該項目采用的功率為12 kW、節(jié)能率為45%的節(jié)能電梯。普通電梯年用電量為33 318 kWh，該項目年電梯節(jié)能效益為6 萬元，年照明與電器節(jié)能效益為15．4萬元。

（3）可再生能源利用節(jié)能技術(shù)

該項目采用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，當(dāng)?shù)匾荒甑妮椪樟繛? 205．94 kWh/m2，系統(tǒng)發(fā)電板共占面積491．04 m2，光能到電能轉(zhuǎn)換效率為15%，系統(tǒng)發(fā)電的效率為80%。該系統(tǒng)年總發(fā)電量為71 059．77 kWh，年可再生能源利用節(jié)能效益為7．1 萬元。匯總各項節(jié)能技術(shù)的經(jīng)濟效益并計算該項目全生命周期效益，見表3。

表1 節(jié)能技術(shù)相關(guān)措施增量成本表

表2 節(jié)能技術(shù)全生命周期增量成本表

表3 節(jié)能技術(shù)全生命周期效益表

由表3 可見，該項目的節(jié)能技術(shù)在全生命周期的效益為567．76 萬元，為項目總投資額的6．3%，為節(jié)能技術(shù)總增量成本的2．62 倍。下文將通過結(jié)合經(jīng)濟指標(biāo)形成的經(jīng)濟評價體系對該項目節(jié)能技術(shù)的增量成本和效益進行分析比較，以作出較為準(zhǔn)確的評價。

3.3.3 綠色建筑節(jié)能技術(shù)經(jīng)濟評價體系分析

將該項目的增量成本設(shè)為支出、效益設(shè)為收入，計算各節(jié)能技術(shù)的各個經(jīng)濟評價指標(biāo)，建立綠色建筑經(jīng)濟評價體系分析表，見表4。

表4 經(jīng)濟評價體系分析表

根據(jù)表4節(jié)能技術(shù)的各經(jīng)濟評價指標(biāo)的數(shù)值和各節(jié)能技術(shù)分別進行分析評價。

(1)對各個節(jié)能技術(shù)進行評價

由表4 所示，照明與電氣節(jié)能技術(shù)的各方面的經(jīng)濟評價指標(biāo)數(shù)值均比其他顯得卓越。其動態(tài)投資回收期需要5 年10 個月左右，遠低于其他節(jié)能技術(shù)；其內(nèi)部收益率達到了23．6%，比其他節(jié)能技術(shù)內(nèi)部收益率累加高，表示該節(jié)能技術(shù)的投資具有很強的抗通貨膨脹能力；凈現(xiàn)值指數(shù)達到了299．02%，表示其在回收成本后還能產(chǎn)生每投資1元可獲得近3 元的效益，獲利能力遠超其他節(jié)能技術(shù)；凈現(xiàn)值貢獻率超過了一半，表明該項目若在各節(jié)能技術(shù)投入相等的資金，照明與電氣節(jié)能技術(shù)能產(chǎn)生63．31%的效益。由此可見，照明與電氣節(jié)能技術(shù)比其他節(jié)能技術(shù)可以帶來更多效益?？稍偕茉蠢眉夹g(shù)在各項指標(biāo)中僅次于照明與電氣節(jié)能技術(shù)，也屬于較值得資金投入的項目。而建筑圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)投入的增量成本費用最高，但是帶來的經(jīng)濟效益卻是最低。

（2）對綠色建筑整體的節(jié)能技術(shù)進行評價

從整體上看，綠色建筑在節(jié)能技術(shù)方面的經(jīng)濟效益很顯著。該項目僅需9 年10 個月即可回收在節(jié)能技術(shù)方面的總增量成本，在接受范圍之內(nèi)；項目總節(jié)能技術(shù)的內(nèi)部收益率為14．21%，比銀行的貸款基準(zhǔn)利率約高2 倍；總節(jié)能技術(shù)的凈現(xiàn)值指數(shù)達到了145．84%，充分展現(xiàn)了該項目在節(jié)能技術(shù)方面投資可行性。使用綠色建筑節(jié)能技術(shù)會使項目增加額外的成本費用，但占總費用比例較小，且這部分成本費用能給投資商、消費者帶來更大的經(jīng)濟效益。

4 結(jié)論

本文通過對綠色建筑節(jié)能技術(shù)經(jīng)濟效益的研究，得出綠色建筑在全生命周期中投入節(jié)能技術(shù)能帶來可觀的經(jīng)濟回報，展現(xiàn)了綠色建筑節(jié)能技術(shù)的優(yōu)越性和良好的經(jīng)濟效益。通過對比分析該項目的各項節(jié)能技術(shù)，并根據(jù)得出的結(jié)果為未來綠色建筑在節(jié)能技術(shù)方面的設(shè)計提出以下建議：

（1）該項目照明與電氣節(jié)能技術(shù)可以帶來的經(jīng)濟效益最為顯著，在設(shè)計開發(fā)綠色建筑時應(yīng)該充分利用該節(jié)能技術(shù)，多使用節(jié)能燈具、節(jié)能電梯等節(jié)能設(shè)備，另外還可以充分利用自然光，如采用反射高窗和棱鏡窗等方法；

（2）建筑圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)所能帶來的經(jīng)濟效益較低，所以可以在滿足用戶基本需求的情況下，盡可能地將有限的資金側(cè)重投入到其他節(jié)能技術(shù)方面，從而提高總體的節(jié)能技術(shù)經(jīng)濟效益；

（3）在暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)中采取的措施過少，且僅在于滿足綠色建筑的條文要求，得到應(yīng)有的得分而并沒有帶來額外的經(jīng)濟效益，因此，在設(shè)計綠色建筑時可以對該項目的暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)方面作進一步改善，如增加冷熱能回收系統(tǒng)、利用變頻技術(shù)等；

（4）在可再生能源利用節(jié)能技術(shù)中，因為項目建筑較高故采取了更具經(jīng)濟性的太陽能光伏系統(tǒng)方案而舍棄了太陽能熱水器方案。因此在設(shè)計綠色建筑時也要根據(jù)建筑自身情況、特點來選擇使用最具經(jīng)濟性的可再生能源利用節(jié)能技術(shù)措施。