绿色建筑的增量投资与经济效益分析

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  【摘 要】 近年来,全球遭受着严重的资源短缺和环境污染,温室效应、土地荒漠化、物种濒临灭绝等问题日益凸显,世界各国对降低温室气体排放空前重视,绿色建筑也越来越成为人们关注的焦点。在我国,建筑业有着高污染、高耗能的特点,这与可持续发展思想是相悖的。随着节能减排绿色建筑是可持续发展的体现,是建设节约型社会的必然选择,是建筑业的最终发展方向。为了对绿色建筑做出准确而全面的评估,加快绿色建筑的发展进程,文章从全生命周期的角度出发,对绿色建筑的增量成本与增量效益进行了阐述。
  【关键词】 绿色建筑;增量成本;增量效益
  一、绿色建筑的定义
  根据《绿色建筑评价标准》(GB/T50378-2006)的定义,绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内,最大程度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。绿色建筑的人文理念是一个复杂的体系,涉及价值观、审美观、经济观、技术观等多个方面,其基本理念是“天人和谐、持续发展;安全健康、经济适用:地域适应、节约高效;以人为本、诗意安居”
  二、绿色建筑全生命周期经济性评价的意义
  目前我国对绿色建筑经济性的研究尚处于起步阶段,且大多研究集中在项目的建设过程,而对项目立项前的可行性研究以及建筑设施在移交后的运营和维护成本考虑不足。然而事实上,成本与效益等经济因素是阻碍绿色建筑发展的最关键部分。因此,将研究目光集中于绿色建筑的全寿命周期经济性评价,可以为投资者、消费者以及相关单位提供决策参考与技术导向,从而推动绿色建筑的发展,并带动整个建筑产业的可持续进程。
  三、全生命周期增量成本与效益模型
  1、增量成本的概念
  增量成本是由产量增加引起的总成本的变化量,它等于生产增量之后的总成本减去生产前的总成本。这里的“增量成本”可以是增量总成本、增量单位成本和增量边际成本,图1为增量成本的表现形式:
  绿色建筑增量成本是指为实现特定的绿色目标,采用与基准建筑不同的绿色建造措施而带来项目规划设计、建造运输、运营管理的投资变化,强调因实施绿色方案而增加的成本部分,等于绿色建筑的成本减去基准建筑的成本。也就是说只有采取绿色技术措施所增加的成本才能计入绿色建筑的增量成本。
  图1 增量成本的表现形式
  2、前期增量成本
  我国绿色建筑增量成本包括绿色建筑咨询成本、认证成本和绿色建筑技术增量成本。其中绿色建筑咨询成本、认证成本属于前期增量成本。绿色建筑咨询成本包括绿色建筑方案设计费用、模拟费用、申报材料费用等。模拟费用是指利用计算机模拟技术,在设计阶段对绿色建筑的光环境、风环境、声环境、热环境及其他可能造成重要影响的关键技术进行模拟而产生的费用。认证成本按住房和城乡建设部统一规定收取,目前项目注册费用为1000元,设计标识为5万元,运营标识为15万元,共计20.1万元,这部分费用主要用于专家评审。
  3、节地与室外环境增量成本
  1)室外透水地面增量成本。绿色建筑室外透水地面是满足人类活动和大地透水功能的双赢设计,包括自然裸露地面、公共绿地、绿化地面和镂空地面面积大于等于40%的镂空地面,如植草砖、卵石与绿地景观相结合等。透水地面能够增强地面的透水能力,降低热岛效应,增加地下场地雨水与地下水涵养,改善生态环境,降低排水系统的负荷。
  2)场地改造和提高土地利用率。绿色建筑选址不乏污染、废弃场所,节地项目通过优化设计达到土地使用效率提高的目的,如地下空间的开发和利用是节地的主要手段,如将文体设施、设备用房、车库等建在地面以下,也会带来一定的增量成本。
  4、节能与能源利用增量成本
  1)外围护结构增量成本。外围护结构是建筑节能设计最主要的内容。外围护结构节能措施是指在屋面、外墙、门窗等方面采取保温隔热有效措施,热工计算准确完整,增强外围护结构抗气候变化的综合物理性能,形成完善的节能构造体系。
  2)照明系统增量成本。建筑耗能中,照明耗能所占比例较大。为了节省电能消耗,绿色建筑通常采用高效的新型节能灯具,公共区域的照明采用高效光源、高效灯具和延时或声控开关,同时应注意自然采光部位的节能措施。
  3)高效用能设备增量成本。除节能灯具外,节能措施还包括设置节能电梯、暖通空调、室温调节器、能量回收系统等高效用能设备和系统,这些节能措施的使用也需要增量成本投资。设置集中采暖或空调系统的建筑可以安装新风系统对能量加以回收利用,从而取得相对客观的经济效益和环境效益。
  4)可再生能源增量成本。可再生能源是指能够重复产生的自然能源,包括太阳能、风能、水能、地热能、海洋能、潮汐能、生物质能等,是一种符合可持续发展战略的新型非燃料型能源系统。绿色建筑利用的可再生能源通常是太阳能和地热能,两者为最易获取的再生能源。
  5、节水与水资源利用增量成本。节水项目应该制定水系统规划方案,综合利用各种水源。水系统规划方案包括用水定额的确定、用水量估算及水量平衡、给排水平衡、给排水系统设计、节水器具、污水处理、再生水利用等内容。节水措施增量成本主要包括节水器具的使用、非传统水源利用和节水型喷灌技术三部分成本。
  1)节水器具和设备成本
  节水项目应遵循因地制宜原则,但所有的地区均应考虑采用节水器具和设备。节水器具和设备成本用C节水器具表示。表1为常用的节水器具和设备。
  表1 常用节水器具和設备一览表
  2)非传统水源利用。非传统水源利用是节水措施的重要组成部分,主要包含中水回收,雨水的收集利用和江河水处理循环利用,其节水措施应综合考虑当地的降雨量和水资源情况。中水可作为冲厕用水、洗车用水、绿地用水、景观用水、消防用水和空调冷却用水。从屋顶收集的雨水和地表处理过的雨水通常用于景观和绿化用水。江河处理水作为景观水、种植水和游泳池水使用。景观用水不应采用市政供水,应设置循环水设备以便循环利用。   四、实证研究
  1、工程概况。浙江某公寓住宅别墅。该工程计划新建23栋住宅楼,总投资约2亿元,分两期开发,总建筑面积约144000平方米。本项目秉承“高舒适科技型住宅”的产品特点,整合应用了22项绿色建筑技术,打造了一个宜居、绿色、低碳的现代型建筑。
  一期工程用地面积为26204平方米,建筑面积为72104平方米,总投资为10014.44万元。本工程为10幢住宅楼及地下车库组成的建筑群,共386户,按平均每户3.2人计算,估计居住人口为1236人。于2010年3月开始施工,工期为32个月,预计于2012年12月竣工。
  2、建筑绿色技术特征
  2.1节地与室外环境
  1)场地的规划设计。本工程场地的原始土壤为盐碱地,选址范围内无文物、基本农田、森林和保护区等需要特别保护的目标。由于本项目为已平整完成的土地,无可利用的旧建筑:人均居住用地指標为21.2m2,通过计算满足标准要求。
  2)室外风环境。冬季建筑周围人行区距地1.5m高处风速3.3m/s,室外风环境有利于冬季室外行走,夏季、过渡季距地1.5m高处室外风环境均小于5m/s,有利于自然通风。本项目采用计算机模拟技术优化小区风环境和声环境,其开发的健康新风系统、楼层隔音系统、声环境系统优化、风环境优化等前沿科技,均为生态城独有。
  3)绿化种植。场地周边绿带内种植高大乔木,吸收、隔离部分交通噪声;本项目栽种云杉、银杏、白蜡、国槐等乡土树种,并采用乔、灌、草结合构成多层次的植物群落。
  4)高效空间利用。本项目利用地下空间作为设备用房(消防储水池)停车库等功能空间。
  5)透水地面铺装。本项目室外透水地面面积为1492m2,主要由绿地和镂空面积大于40%的植草砖组成,透水地面的铺装率达到70%,能够保障雨水回渗地下,补充涵养地下水资源。
  2.2节能与能源利用
  1)外围护结构节能。本项目住宅建筑围护结构外墙采用挤塑聚苯板或聚苯板外保温,多层外窗选用三玻二中空断热铝合金窗,构造设计上对阳台、雨篷、女儿墙等易产生热桥处均做了保温处理;住宅设计明厨明卫,各主要功能房间外窗可开启面积占所在房间地面面积的比值均在8%以上,自然通风效果良好。住宅朝向基本为南北向,均满足大寒日2小时的日照标准。住宅居住空间均在南北向开窗,住宅的客厅、卧室、厨房等功能房间的窗地比均大于国家《建筑采光设计标准》GB/T50033-2001的相关规定,自然采光效果良好。
  2)建筑智能节能。热力站内选择高效率循环水泵,并设置气候补偿装置,智能感应室外气温变化,通过供热的变流量、“质调节”节省小区供热运行费用。
  3)节能照明与节能电梯。公共部位的照明采用高效光源、高效节能灯具,节能措施包括:电梯间、楼梯间采用节能灯,车库、机房等地下公共区采用T8节能灯,并配有电子镇流器或节能电感镇流器。电梯间与室外联通,利用自然采光,住宅电梯厅、走道、楼梯间公共照明采用声光控灯。高层住宅地下自行车库开设天井,直接利用自然采光,照明采用声光控灯。地下停车库设置照明自控系统。
  4)可再生能源利用。本小区住宅设集中太阳能热水系统,采用“集中集热一分户贮水一分户使用”的方式,太阳能集热板集中放置于屋顶上。
  2.3节水与水资源利用
  1)节水器具。本项目卫生间安装的水龙头、洁具洗脸盆、淋浴器和坐便器等均为节水型器具,坐便器采用两档水位,一次冲水量不大于4.5L,水龙头采用陶瓷片密封水嘴,淋浴选用节水型花洒。所有节水器具的节水率均大于8%,节水器具使用率100%。
  2)非传统水源利用。小区生活给水泵房、中水泵房均设在地下车库设备用房内。给水水源为市政给水,供水压力为0.20MPa,中水用于冲厕、绿化、景观等。
  3、绿色建筑技术增量成本分析:
  通过对本项绿色建筑技术特征的分析,得到了绿色建筑技术增量成本分析,见表2。
  表2 绿色建筑技术增量成本分析表
  从上表可以看出,该项目的绿色技术增量成本185.39元/m2,则绿色技术总增量成本为1336.74万元,占总投资的13.35%。其中节能围护结构的增量成本最多,为68.12元/m2,智能节能装置增量成本最少,为1.2元/m2。本项目的绿色技术和增量成本贡献率如图2、图3所示。
  将项目各项绿色建筑技术按绿色建筑二级指标进行归类,增量成本情况如下图所示。可以看出,本项目节能分项引起的绿色建筑技术增量成本最多,占48.54%,其次是室内分项,占32.15%,节水和运营分项对增量成本的贡献率相对较小,分别为10.96%和7.14%,最后是节地项目,占1.20%。
  图2 项目的绿色技术和增量成本贡献率图3各一级指标增量成本贡献率
  该项目全生命期的增量成本为:
  LCC=C前期+C绿色技术=20.1+1336.74=1356.84万元
  4、增量效益评估
  4.1前期效益。为了支持中新天津生态城建立,政府采取了一定的激励措施,天津市政府返还地税,生态城管理委员会建立了专项财政资金,并且可以通过生态申请国家专项资金。根据天津市实施《中华人民共和国城镇土地使用税暂行条例》第四条规定,天津市土地使用税分为七个等级,各等级土地使用税每平米年税额不同。根据《土地管理法》和《土地管理法实施条例相关规定》,天津汉沽区的土地等级为七级,税额为1元/m2,年。则每年节省的税收为S税收=2.62万元。
  4.2节地项目经济效益。该项目选址于盐碱荒滩,土地盐渍化、水质遭受污染、淡水水源缺乏.在条件如此之差的地区实施项目,突破了常规的选址思路,这是在资源约束的条件下,解决城市用地问题的一次全新的尝试,节省了土地成本,提高的土地的利用率。该项目建筑用地为26204m2,节省的土地购置费即为直接节地效益:S土地购置=384*26204/13300=756.57万元   4.3节能项目经济效益
  1)外围护结构节能。本工程外围护结构节能达75%,与天津市住宅建筑节能65%的标准对比:每平方米节约2.36kg标准煤/每年,整个小区每年节约123吨标准煤,相当于37.1万度电。
  2)热回收和新风系统节能。设置带全热回收的墙式新风换气机和自然通风器,按照全热回收效率60%,每平米空调能耗每年节约1.8度电。整个小区每年节约9.43万度电。
  3)太阳能节能。太阳能热水系统采用集中设置集热板、分户设置储热水箱及辅助电加热的系统,太阳能系统集热器总面积为472.56m2;太阳能系统提供的总热水量:34299L/d。每户每年节约1500度电,整个小区每年节约58万度电。使用太阳能庭院灯和风光互补路燈,每个太阳能庭院灯节电182.5度(共50个),每个风光互补路灯节电365度(共10个),共计每年节约12775度电。
  4)地下车库光导管节能
  地下车库设置光导管,每个光导管节电584度(共13个),每年节约7592度电。
  5)直接节能经济效益
  合计:天津某住宅项目(一期)每年约节电量为:
  Q节电=37.1+9.43+58+0.7592+1.2775=106.57万度
  生活用电每度电的价格P电价,为0.49元,根据公式求得每年直接节能经济效益为:
  S直接节能=P电价×Q节电=0.49×106.57=52.22万元
  6)节省的空调和变压器设施费
  在该项目中,外围护结构降低了空调和采暖负荷,从而减少了空调装机容量;节能灯具、节能电梯和太阳能热水系统减少了变压器的容量,减少了初始投资设施费。效益为节省的空调和变压器设施费,估算为15万元。S节能设施=P空调×Q空调+P变压器=15万元
  5、全生命周期增量效益
  通过对本项目全生命周期增量效益的分析和计算,得到了项目全生命周期增量效益,见表3。
  6、项目分析结论
  1)成本合理性分析。该项目的绿色技术增量成本185.39元/m2,增量成本低于三星级平均水平182元/m2;该项目绿色技术总增量成木为1336.74万元,占总投资的13.35%,增量比例低于品牌推广型建筑的平均水平15.9%,说明该项目成本合理。
  2)增量成本效益分析。在本文的分析中,假设理想状况为水价和电价不发生变化,考虑资金时间价值,取行业基准折现率i=12%T=50年,计算项目的增量成本和增量效益现值和年值,对项目进行成本效益分析。根据公计算得到项目全生命周期的增量经济效益、环境效益和社会效益和综合效益分别为:
  S经济=756.57+15+152.16+171.25+(52.22+21.06+1.8+2.62)
  (P/A,i,50)=1704.39万元
  S环境=1.98+(51.07+174.84)(P/A,i,50)=1878.05万元
  S社会=(0.902+9.42+11.19+377.94+2.25)(P/A,i,50)=3150.55万元
  S增量效益=S经济+S环境+S社会=6732.99万元
  根据公式
  式中,SE—绿色建筑全生命周期的综合效益(元)
  LCC—绿色建筑全生命周期的增量成本(元)
  NPVS增量效益—绿色建筑全生命周期的增量效益现值(元)
  NPVLCC—绿色建筑全生命周期的增量成本现值(元)
  VE—绿色建筑全生命周期的增量成本效益比
  (绿色建筑的“经济”包括两个方面的内涵:一是在实现绿色建筑目标的前提下,自然资源和社会资源投入的最小化;二是经济效益、社会效益和环境效益最佳。如果绿色建筑项目全生命周期的增量成本效益比CE>1,SE>0,说明该绿色建筑项目经济可行。反之,在经济上不可行。得到项目的效益费用比为:VE=SE/LCC=3.96。该绿色建筑项目的效益费用比远远大于1,其经济效益、环境效益、社会效益非常可观,说明该绿色建筑项目经济可行。
  本文在考虑了现阶段有关绿色建筑的研究后,对绿色建筑全寿命周期增量成本进行分析研究,首先对绿色建筑全寿命周期增量成本含义进行界定,提出了绿色建筑全寿命周期增量成本的测算原则、步骤、方法和测算内容,并运用实证对绿色建筑全寿命周期增量成本进行分析,为绿色建筑全寿命周期增量成本的测算提供了依据。
  参考文献:
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