內(nèi)蒙古地區(qū)低能耗居住建筑費(fèi)用效益分析

金國(guó)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(guó)嚴(yán)寒地區(qū)，采暖期較長(zhǎng)，一般為五到七個(gè)月，居住建筑的采暖能耗大，因此，要對(duì)內(nèi)蒙古地區(qū)的低能耗居住建筑進(jìn)行重點(diǎn)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(zhǎng)，低能耗居住建筑的經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題越來(lái)越突出，費(fèi)用效益分析也變得越來(lái)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(fèi)用和經(jīng)濟(jì)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(duì)內(nèi)蒙古嚴(yán)寒區(qū)低能耗居住建筑費(fèi)用效益問(wèn)題進(jìn)行分析。

1 低能耗居住建筑全壽命周期費(fèi)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(kāi)始實(shí)施，到建成投產(chǎn)、運(yùn)行，再到報(bào)廢拆除，所經(jīng)歷的時(shí)間。結(jié)合實(shí)際情況，考慮到目前我國(guó)節(jié)能改造設(shè)計(jì)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(fèi)用分析

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

IC——為初始化投資費(fèi)用

MC——為運(yùn)行費(fèi)用

DC——為拆除費(fèi)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(jìn)行了節(jié)能技術(shù)措施，減少了其資金、社會(huì)、環(huán)境三部分的成本及取得的經(jīng)濟(jì)收益。圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)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(jì)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(hù)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(fèi)用效益分析指標(biāo)

本文主要是從低能耗居住建筑的費(fèi)用和經(jīng)濟(jì)效益入手，運(yùn)用費(fèi)用效益分析方法對(duì)低能耗居住建筑做經(jīng)濟(jì)效益分析，選取凈現(xiàn)值、動(dòng)態(tài)投資回收期、收益和費(fèi)用比率作為費(fèi)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(xiàng)目中，即為低能耗居住建筑的效益和費(fèi)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(jì)算公式:

式中:NPV——凈現(xiàn)值

CI——增量效益

CO——增量費(fèi)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(fèi)用和經(jīng)濟(jì)效益以現(xiàn)值的形式直觀表現(xiàn)出來(lái)。

(2)動(dòng)態(tài)投資回收期

動(dòng)態(tài)投資回收期考慮了資金的時(shí)間價(jià)值，為低能耗居住建筑節(jié)能效益回收成本的時(shí)間。需要與凈現(xiàn)值結(jié)合使用。計(jì)算公式:

T——?jiǎng)討B(tài)投資回收期

計(jì)算公式:

(3)收益和費(fèi)用比率

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

R——收益和費(fèi)用效益比

R＞1時(shí)，其方案可行，反之不可行。收益和費(fèi)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(shí)例

2.1 工程實(shí)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(jì)、4個(gè)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(shí)心磚或空心磚建成，室內(nèi)舒適度比較差，圍護(hù)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(hù)結(jié)構(gòu)方案如(表1)所示。

表1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案

低能耗居住建筑和非節(jié)能居住建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)如(表2)所示，低能耗居住建筑圍護(hù)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(jì)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(hù)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(jià)，能夠得到學(xué)生公寓采暖費(fèi)，并且根據(jù)內(nèi)蒙古自治區(qū)各年的煤炭能源價(jià)格，能夠計(jì)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(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ26-2010)圍護(hù)結(jié)構(gòu)承擔(dān)45%的要求。

3 經(jīng)濟(jì)效益分析

3.1 經(jīng)濟(jì)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(jià)格增長(zhǎng)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(yùn)煤炭交易市場(chǎng)發(fā)布的環(huán)渤海動(dòng)力煤價(jià)格指數(shù)，取630元/噸，能源價(jià)格增長(zhǎng)率為6%[4]。

(4)實(shí)際節(jié)能效率

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

(5)維修費(fèi)用

根據(jù)《住宅專項(xiàng)維修基金管理辦法》，低能耗居住建筑維修費(fèi)用約為建筑安裝工程費(fèi)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(fèi)用為初始費(fèi)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(hù)結(jié)構(gòu)的費(fèi)用進(jìn)行對(duì)比，非節(jié)能居住建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)費(fèi)用要比低能耗居住建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)費(fèi)用少1561.8萬(wàn)元。選取凈現(xiàn)值、動(dòng)態(tài)投資回收期、收益和費(fèi)用比率三個(gè)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)低能耗居住建筑進(jìn)行分析?，F(xiàn)金流出為低能耗居住建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的費(fèi)用，現(xiàn)金流入為每年節(jié)省的能源費(fèi)用。詳細(xì)計(jì)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(jì)算得，低能耗居住建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的凈現(xiàn)值NPV為8393.4萬(wàn)元，即全壽命周期內(nèi)可以產(chǎn)生8393.4萬(wàn)元的凈收益，大于0。計(jì)算動(dòng)態(tài)投資回收期:

低能耗居住建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)動(dòng)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(jì)算收益和費(fèi)用比率:

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

4 全壽命周期費(fèi)用分析

4.1 非節(jié)能居住建筑全壽命周期費(fèi)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(fèi)用共計(jì):12089.5萬(wàn)元。

(2)運(yùn)行費(fèi)用

該非節(jié)能居住建筑運(yùn)行費(fèi)用為每年的采暖費(fèi)用(考慮煤炭能源價(jià)格每年6%的增長(zhǎng)率)。

(3)殘值費(fèi)用

殘值費(fèi)用為居住建筑初始投資的4%，殘值費(fèi)用為:12089.5*4%=483.58萬(wàn)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(jìn)行折現(xiàn)，則非節(jié)能居住建筑的全壽命周期費(fèi)用為:

4.2 低能耗居住建筑全壽命周期費(fèi)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(shí)增加投資1561.8萬(wàn)元，所以低能耗居住建筑的初始投資為13651.3萬(wàn)元。

(2)運(yùn)行費(fèi)用

該非節(jié)能居住建筑運(yùn)行費(fèi)用為每年的采暖費(fèi)用(考慮煤炭能源價(jià)格每年6%的增長(zhǎng)率)。

(3)維修費(fèi)用

維修費(fèi)用與上述中一樣為初始改造費(fèi)用的5%，為78.1*4=312.4萬(wàn)元。

(4)殘值費(fèi)用

殘值費(fèi)用為:13651.3*4%=546.1萬(wàn)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(jìn)行折現(xiàn)，則非節(jié)能居住建筑的全壽命周期費(fèi)用為

4.3 全壽命周期費(fèi)用對(duì)比分析

以上計(jì)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(fèi)用也會(huì)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(lái)對(duì)此進(jìn)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(fèi)用對(duì)比

從表中可以看出隨著周期的延長(zhǎng)，費(fèi)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(jì)效益比較明顯，在經(jīng)濟(jì)上有一定的優(yōu)越性，低能耗居住建筑更具有推廣的價(jià)值和意義。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文運(yùn)用全壽命周期費(fèi)用原理分析了內(nèi)蒙古寒冷區(qū)低能耗居住建筑費(fèi)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(shí)例進(jìn)行采暖能耗分析以及經(jīng)濟(jì)效益分析，計(jì)算分析了低能耗居住建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)各經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，最后通過(guò)對(duì)比非節(jié)能居住建筑，進(jìn)行全壽命周期費(fèi)用分析。結(jié)果表明:低能耗居住建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的費(fèi)用可以在短期內(nèi)收回并產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益，在全壽命周期費(fèi)用分析中，全壽命周期費(fèi)用會(huì)隨著周期的延長(zhǎng)而增長(zhǎng)，降低幅度也會(huì)隨之變大，可以看到低能耗居住建筑的經(jīng)濟(jì)效益明顯，在經(jīng)濟(jì)上有一定的優(yōu)越性。

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