节能住宅全寿命周期费用和经济效益分析

吴蓉蓉

摘 要：引入全寿命周期费用（LCC）理论，结合节能住宅全寿命周期不同阶段的划分，对节能住宅在全生命周期中费用的组织结构和费用的计算方法进行了探讨，通过不断的总结论证，最后提出了将估算模型

关键词：节能住宅 全寿命周期费用 经济效益

中图分类号：F293 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）12（a）-0000-00

1 全寿命周期费用的含义

英格兰的一个著名的建筑经济学家John Kelly根据自己大量的研究提出了自己对建筑产品全寿命周期费用的理解：项目投资者在投资之前要充分考虑好资金的时间价值的影响，在建筑项目的全寿命周期内，一些相关的项目开支和费用，尤其是用来做经济评估时的费用就是建筑产品的LCC，该费用的范围比较广泛，包括：建设投资费用，非能源的其他运营费用，项目的能源费用，项目使用后的维护费用，报废项目的处置、拆卸费用。

每个国家包括个人对同一概念的理解都是有差异的，与美国的理解不同的是我国专家将建筑的LCC理解则比较简单：工程项目从刚开始的立项，到后来的设计规划，后续的施工建设，以及最后的运营维护，直到报废这一工程中发生的全部费用。

全寿命周期的不同阶段所发生的的费用，将各个阶段费用累加便是建筑产品全寿命周期费用。建筑产品全寿命周期各个阶段对应产生的费用分别是：前期（包括立项阶段、可行性研究阶段、勘察设计阶段以及建设准备阶段）准备费用、中期的建造费用（包括工程施工阶段和竣工验收阶段）、中后期（包括运营准备和投入使用阶段）的使用费用和后期的拆除费用。

2 全寿命周期费用分析的含义

全寿命周期费用分析，是指为了有效地利用稀缺资源，对每个方案进行多方面的考察，层层分析，层层筛选，最总选择出一个最满意的方案，这选择的过程本身就是对方案进行系统分析的过程，所以这一过程我们又称之为LCC的评价

从20世纪80年代开始，建筑领域就开始全寿命周期费用分析应用。人们开始研究如何从成本的角度改进项目管理，如何进行建设项目全寿命周期费用优化，提出一些新的思想和方法对全寿命周期进行新的管理，选择最优的LCC方案。尤其是在最开始的设计阶段，要对各种方案从各种可能的角度做出经济预算并进行多范围多层次的比较，对工程的“全寿命”负责，避免出现现在虽然不采用节能措施和节能材料导致节省了投资，却带来日后的使用环节中消耗了大量的能源二发生更多经济损失现象的发生。

3 节能住宅Life Cycle Cost的计算

3.1 节能住宅全寿命周期费用构成

节能住宅在从开始一开始的立项，到后来的设计阶段、建造施工阶段、以及最后的运营使用以及拆除过程的的整个过程内所产生的各种各样的包括能源在内的消耗，就是资金或者能源耗费的总和，同时考慮资金时间价值，就是节能住宅的全寿命周期费用。

节能建筑住宅全寿命周期费用的组成，包括前期准备费（土地购置费、可行性研究费、地质勘查费、工程监理费、工程招标费、规划设计费等），建造费用（建筑安装工程费、其他费用），运行费用（采暖费用、生活用水费用、照明、空调及其它家用电器费用、物业管理费等），维修及替换费用及残值费用。

3.2 节能住宅LCC各阶段估算

（l）前期准备费用

正如上文所说，由于节能住宅所在的地区是存在各种各样的差异的，所以他们的前期准备费用不可避免的会呈现出相应的不同或者差异。各省、市各地方根据地区的不同的情况规定了一些相应的不同的取费方法以及标准。

（2）建造费用

尽管每个项目都是会存在差异的，但往往每个项目的建设程序还是基本一致的，第一个阶段是决策阶段，包括项目建议书与可行性研究阶段、第二个阶段是设计阶段，包括初步设计和施工图阶段，技术复杂的工程还要进行技术设计、第三个阶段招标投标阶段，这一阶段可以业主自行招标或者是请招标代理协助招标、第四个阶段是施工阶段，这一阶段主要是三控三管一协调、第五个阶段竣工验收阶段和最后一个阶段是交付使用以及后期的维护。随着每个建设程序所处的阶段不同，其建设工程费用也会相应的产生很大的而差异，如图3.2所示，。

①投资估算。指在整个投资决策过程中，依据现有的资料和一定的方法，对建设项目的投资额（包括工程造价和流动资金）进行的估计。投资估算总额是指从筹建、施工直至建成投产的全部建设费用，其包括的内容应视项目的性质和范围而定编制投资，投资估算的阶段有第一个是投资机会研究或项目建议书阶段，第二阶段是初步可行性研究阶段，第三阶段是详细可行性研究阶段

②设计概算、修正概算。设计概算，是在初步设计或扩大初步设计阶段，在投资估算的控制下，根据初步设计或扩大初步设计图纸和有关规定，依据概算定额或者概算指标及费用定额，依据现行市场的价格大概粗略的计算下拟建工程从立项开始到交付使用为止全过程所发生的全部费用的经济文件。修正概算是设计单位在技术设计阶段，随着对初步内容的深化，对建设规模结构性质。设备类型等方面进行必要的修改和变动。

③施工图预算。工程开工前，依据工程量清单计价规范、预算定额或国家发布的其他计价文件，根据已批准的施工图纸和施工方案编制的工程造价文件从理论上来说跟施工图预算是差不多的。但是施工图预算有着自己明显的优点，就是计算出的结果大部分都是比较详细的，而这一点是投资估算、设计概算、修正概算等其他计算无法比拟的，但有一点需要说明的是施工图预算受前面几种造价的控制。

④合同价。合同价是指在工程招投标阶段，承发包双方根据合同条款及有关规定，并通过签订工程承包合同所计算和确定的拟建工程造价总额。合同价属于市场价格的范畴，不同于工程的实际造价。按计价方法的不同，可分为固定合同价、可调合同价和工程成本加酬金合同价。这三种类型，各有其优缺点，适用于不同情况的工程项目。

3.3 节能住宅全寿命周期费用估算模型

关于LCC的估算方法，世界上各国的专家学者对此进行了坚持不懈的努力和长久不断的研究，并且建立了各种各样的LCC估算模型。许多专家的研究发现：由于他们对费用单元的划分有着各自不同的标准，由此带来的问题就是他们的研究成果：LCC估算模型在表现形式也是千差万别的，但万变不离其中，这些LCC的估算模型的基本原则还是大差不差的，都是先将LCC进行复杂的划分，这样划分出来的小单元就比较容易计算，然后再那些被划分出来的容易计算的小单于的计算结果进行逐层相加求和，与此同时都深入注意到了资金的时间价值，最终形成了LCC用是各阶段费用现值的累加的结论。

借鉴前人的研究成果，可以建立适合我国节能住宅的全寿命周期费用估算模型：LCCpv =Ip+Ce+Cu+Cm+Cr+……+N-V。

LCCPv —— 节能住宅LCC的折现值

Ip ———— 节能住宅刚开始投资的折现值；

Ce ———— 采暖所消耗的费用的折现值；

Cu ———— 使用消耗能的源费用的折现值；

Cm ———— 物业管理所发生费用的折现值；

Cr ———— 维修及替换费用的折现值；

N ——住宅在最后阶段报废所发生的费用的折现值；

V ——节能住宅在报废后剩余价值的折现值；

…… ——根据研究对象的具体情况和未来发展趋势增加或者减少相应的费用单元。

节能住宅的全生命周期的费用系统是一个相对来说比较开放的系统，上述公式中相关费用单元也不是固定不变的，都可根据实际情况进行改变，因此费用估计的数学模型同样具有开放性。

4 节能住宅全寿命经济效益评价模型

4.1 建模思路

要想建立节能住宅全寿命周期（life cycle）经济效益评价模型，我们必须要经历一下三个步骤：

（l）节能方案的描述。

节能方案的特性有很多种，我们抽象的从经济的角度抽象将节能方案的特性描述出来，一共有四个主要的因素： 其中第一个是工程量、第二个是节能措施、第三个也是最后一个就是建筑构件和造价。

①建筑构件。主要是指整个工程中，可能为建筑的节能效果来带实质帮助的构建，如外墙的材料、屋顶保温材料、外窗的厚度等。

②节能措施。主要指在施工措施中，是否采用了有利于建筑节能的施工措施，或者是否制定了有助于建筑节能的施工方案指。常见的节能措施有外墙的外保温措施，外窗运用镀膜玻璃技术等。

③工程量。这个比较容易理解，主要是指采取不同的节能措施后带来的工程施工数量数量。

④造价。也就是采取先进的节能材料和运用节能施工方案带来的成本的变化。

（2）建筑能源消耗量成本的计算和节能收益数量的最后确定。

（3）进行经济角度的相关分析与综合评价。

4.2 模型构建

（l）节能投资

节能投资大概含义就是非节能住宅和节能住宅两者之间的比较，在建造期，节能住宅因使用一些特别先进的节能材料后者因为采取节能措施而增加的成本。

（4.1）

式中：I0 ——节能措施的实施而产生投资；

N ——被利用的节能措施的构件编号，n=1，2，……，N；

Mn ——节能住宅中，非节能住宅中第n个构件与采取节能措施的该构件的单价差

Fn ——节能住宅中，第n个构件采取节能措施的的工程量（如：平方米。立方米等）。

（2）住宅在使用过程中的能耗成本

我国采暖地区的采暖耗能主要是靠燃煤来提供，通过统计和大量的研究调查发现：在冬季人们用来取暖的能源消耗是整个建筑能耗的大头，所以人们在住到住宅的过程中，采暖耗煤量指标可以用来估算能源使用消耗所需要的成本。根据国家的相关部门的法律法规以及行业的标准和规定，采暖需要消耗煤的数量指标的计算公式为（单位为：千克每平方米）

（4.2）

式中：Z ——需要煤采暖的时间，单位为天；

qH ——每个建筑物所需要消耗的热量的指标；

He ——标准煤的燃烧热值；

η1 ——室外管网在输送过程中的工作效率；

η2 ——锅炉在工作过程中发挥的效率。

假设节能住宅和非节能住宅的耗热量指标分别为qH，和qH，，室外的管网输送效率分别为η1，和η1，锅炉运行效率分别为η2，和η2，标准煤热值为He，采暖天数假设均为Z，建筑面积的大小我们通过假设都定为A，住宅刚开始入住时的市场煤炭价格尚为P0，假设由于经济的展煤炭的年上涨率为η，一直到第t年的煤炭价格涨到了pt。则可以计算非节能住宅使用第t年的采暖燃料费用为：

（4.3）

节能住宅使用第t年的采暖燃料费用计算为：

（4.4）

（3）年节能收益

与不是节能住宅的能源消耗量相比较可以算出节能住宅每年的节能效果带来的收益：

第t年采用节能措施的住宅的节能收益：It=α（Et- Et，） （4.5）

α为真正的节能效率，而不是理论上的节能效率。

（4）差额净现值

差额净现值与净现值的差别不是很大，甚至可以说原理都是相同的，只不过将节能住宅与非节能住宅两者进行全面的深入的比较，在节能建筑的使用过程中，每年因为采取先进材料或者节能措施而带来的节能收益额，按预先选定或者专家都比较认可的的折现率进行算，折算到建筑的到建造期初，将上述家算出来的所得的净现值减去因为采取先进材料或者采取节能措施而造成除建造陈本投资所得的差额。计算的公式如下所示：

（4.6）

式中：

T ——节能住宅从开始到报废使用的全寿命周期；

——节能住宅建造期间随着时间和市场的而变化而造成的的成本变动率。

（5）投资回收期

节能住宅在运行期间，其总节能收益用来抵偿建造期的节能投资，所需要的时间，就该节能投资的投资回收期。

（4.7）

式中：m为累计计算的折现值开始出现正值的年份。

本模型是对节能住宅的经济效益进行分析，主要是通过大量的调查和研究，然后对取得的结果进行充分的论证，从项目的全生命周期出发，将节能住宅和非节能住宅在每个不同阶段的建造期费用以及最后试用阶段的运行期费用进行对比，所以选择将建造期开始的时间定为分析基期。

5 结论

目前，本文对节能住宅的经济效益只是做了初步研究，還有更多深层的问题需要去探究。文章虽采用了全寿命周期理论，但只是对节能住宅的经济效益作了研究，为以后的环境、社会、生态等更广泛的效益评价研究提供了基础。只有得出了每一部分的效益研究成果，才能进一步对节能技术的综合评价提供桥梁。因此，企业必须建立良好的信息交流和观察平台，将各种节能投资涉及到的数据信息化，对于后期的研究会产生很大影响。

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