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基于可持续理念的绿色建筑增量经济效益评价研究
曾小力
(四川良友建设咨询有限公司,四川 成都 610000)
摘 要:在能源问题日益急迫、建筑能耗不断增长的今天,传统建筑业的粗放型发展方式已不可持续,建筑行业可持续发展越来越受到重视,产业的转型升级迫在眉睫。绿色建筑作为建筑产品的重要体现形式,在效率、环保等方面,较传统建筑有明显优势,是推动建筑行业转型升级、实现可持续发展的最佳实践。建立合理适用的经济评价体系对绿色建筑的落地起着至关重要的作用。本文运用理论与案例相结合的方法,构建绿色建筑经济效益评价模型,系统剖析绿色建筑的经济效益,为绿建项目的相关研究提供参考。
关键词:可持续发展;绿色建筑;增量效益;经济评价;
0 引言
随着我国可持续发展战略的推进,占社会能源消耗三分之一的建筑业,成为潜力最大的领域之一。绿色建筑自问世以来,因节能、节水、节材、节地及环境友好的特征,在世界范围内得到了推广,是可持续战略在建筑业的最佳实践。中共中央、国务院及住建部、发改委等先后印发了一系列重磅文件,对推动建设高品质绿色建筑提出了明确要求。截至2022年底,全国获得绿色建筑评价标识的项目累计达到2.5万个,建筑面积超过15亿
。全国省会以上城市的保障性住房、政府投资公益性建筑、大型公共建筑开始全面执行绿色建筑标准,初步实现了绿色转型。
绿色建筑在逐步推进的同时,市场对其经济性评价、成本控制管理等方面尚处于发展阶段。很多绿色示范案例会不约而同地选用高端项目来展示技术的先进和低能耗的优势。因此,伴随远超传统建筑的昂贵造价,导致公众误认为绿色建筑就是“高成本”的代名词。追求先进的绿色技术固然重要,但不考虑经济性会导致技术的堆砌和高昂的初投资,会严重阻碍绿色建筑的普及和推广。
其实,绿色建筑并非意味着昂贵。相较传统建筑而言,绿色建筑在运营后伴随着多样的收益,不仅有节能带来的经济收益,还有环保效益以及社会效益。要加大绿色建筑在我国的普及,实现建筑行业转型升级,就必须在在可持续理念基础上,建立合理的绿色建筑经济效益评价体系,为社会舆论提供正确导向,利用市场机制来引导绿色建筑的推广。
本文以某绿建项目为案例,就该项目绿色成本要点及经济效益进行探究,建立基于经济评判的绿色建筑成本效益测算模型,实现在投资初期对绿色建筑经济效果的判断及成本控制。
1 绿色建筑增量经济效益分析的理论基础
1.1 可持续发展理论
可持续发展的定义很多,典型的定义是“即满足当代人的需要,又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展”,是一个追求经济、社会和环境协调共进的过程。建筑活动不仅会改变自然环境,还会产生大量建筑废料,对环境有深刻影响。因此,在建筑业中实施可持续发展理念,对人类实现保护环境和节约能源有重大意义。绿色建筑就是将可持续发展理念与建筑业发展有机地结合,即满足当代人对生活、工作的需求,也兼顾了生态环境的保护,是建筑界为了实现可持续发展战略所采取的重大举措。
1.2 全寿命周期理论
在《绿色建筑评价标准》(GB/T50378)中,绿色建筑的定义是“在全寿命周期内,节约资源、保护环境、减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,最大限度地实现人与自然和谐共生的高质量建筑”。
绿色建筑的全寿命周期是指绿色建筑从策划、设计、施工、运营一直到拆除的整个过程。相较传统建筑,绿色建筑在建设期由于采用绿色技术,投资会有所增加,但同时会在运营期因为节省能源,减少使用成本,绿色建筑比传统项目需要更多的时间来体现价值。
全寿命周期理论影响着绿色建筑经济评价体系的建立,本文就是基于全寿命周期对绿色建筑进行经济效益的分析,即:
绿色建筑研究周期=项目策划期+建设期+运营期+拆除报废期。
1.3 资金时间价值原理
全寿命周期的评价贯穿绿色建筑的整个生命周期,通常为几十年,时间跨度较大。考虑到资金的时间价值和项目发展的内外部环境随时间发生变化,因此在经济评价计算中采用动态评价。本文取建筑行业参考基准收益率为折算系数,也可结合项目获利目标取企业基准收益率或预期的目标收益率,以求评价模型更加符合实际。
2 绿色建筑增量经济效益分析计算模型
2.1 绿色建筑增量成本分析模型
增量成本是绿色建筑经济分析的基础依据。我国有关绿色建筑增量成本的主流定义都是“为了达到某一水平的绿色建筑标准而可能要在基准成本情况下额外增加的成本投入”,意指“绿色建筑成本”和“基准建筑成本”之间的差价,即:
绿色建筑增量成本=绿色建筑成本-基准建筑成本
其中,绿色建筑成本定义为“建造符合我国《绿色建筑评价标准》(GB/50378)中各项要求的项目成本”。基准建筑成本定义为“在特定市场定位下的建筑需满足当前法定要求(法规、政策、规范)的建筑设计、建造及管理水平的成本”,并且会因产品定位和建造水准要求而有异。
为准确测算绿色建筑的成本增量,需厘清项目各阶段采用的绿色技术,对做法进行明确,测算各项技术的费用,并同时确定满足基准建筑要求的常规技术做法和相应费用,两者的费用差即为该项绿色技术成本增量。将各阶段的增量成本进行详细的梳理及清单化的统计,即能将绿色建筑的增量成本具象化、系统化地表达出来。绿色建筑全寿命周期的增量成本大致内容总结见下图所示。
2.2 绿色建筑增量效益分析
绿色建筑的增量效益,是对比基准建筑,绿色建筑在全寿命周期中节省的费用。绿色建筑需要符合的几个特征可概括为“四节一环保”:节能、节地、节水、节材以及环境保护。各项特征带来的资源节约及正影响,均为绿色建筑的增量效益,即:
绿色建筑增量效益=绿色建筑效益-基准建筑效益
效益可分为直接效益和间接效益。一般来说,直接效益可直接体现出来,且收益主体清晰,比如节约能源、土地、水资源带来的经济性节余。而间接效益一般不易直接体现出来,收益主体多而杂。绿色建筑全寿命周期内的增量效益总结如下表所示。
在上述的的增量效益中,由于能源节省、造价减低带来的经济效益,最受建设单位的关注,属于重点分析部分。而绿色建筑对提升企业品牌的效益研究比较缺乏,政府为支持绿色建筑提供的政策激励会不定期调整,同时要衡量员工的生产力提升和环境保护需要引入经济的外部性理论,故这几方面在本文中作为边界条件不作研究。
叶祖达在分析大量项目的增量效益后提出,绿色建筑的效益分析是“根据绿色建筑项目申报单位提供的技术数据,对每个项目在节能、节水和减低二氧化碳排放三方面的效益作出测算”。各效益分析的计算模型如下。
(1)节能效益分析
单位面积节能量=单位面积每年一次能源节省量
+单位面积每年节电量
+单位面积年节热量
(2)
减排效益分析
二氧化碳(
)减排量=节省一次能源减排量+节电减排量
(3)节水效益
绿色建筑生命周期直接节水效益为
2.3 基于资金时间价值的绿色建筑增量经济效益评价指标计算
本文从建设单位角度出发,预判绿色建筑在项目投资初期的经济效益和财务可行性,因此选用财务分析评价绿色建筑。为配合建设单位对未来收益及投资回报期长短的关注,评价指标主要选择了价值型指标——净现值,时间型指标——动态投资回收期,并结合敏感性分析对影响指标的因素进行定量分析。
2.3.1 增量投资净现值NPV
在评价模型中把策划、建设阶段发生的成本增量视为投资费用,假设在项目建设期内每年均匀流出,在项目开始运营后每年发生的增量经济效益视为现金流入。拆除阶段发生的成本增量视为项目寿命终点的现金流出。计算公式如下:
(CI-CO)t——第t年的净现金流量,即绿色建筑每年的增量收益与增量成本费用的差值
n——项目计算周期
i——折现率
NPV反映了项目的获利能力及经济可行性。当NPV<0时,表示方案产生的增量收益不能带来预期的收益水平,方案在经济上不可行;当NPV≥0时,表示方案产生的增量收益满足或超过预期,在方案经济上可行。当项目具有两种或两种以上互斥方案时,可利用NPV进行方案的比选,在同样的统计口径、计算规则和折现率的前提下,NPV越大,方案的经济性越好。
2.3.2 动态增量投资回收期
增量动态投资回收期是在考虑时间价值的前提下,计算增量投资收回所需要的时间,反映了绿色建筑的回收周转速度。回收期越短,项目的经济效益越好。当投资回收期小于或等于预期的投资回收期,表示该项目经济上可行。计算公式如下:
2.3.3 敏感性分析
绿色建筑经济指标受到多种因素的影响,需要对各种因素进行分析,找到影响绿色建筑经济指标的主要因素,并对敏感程度进行研究,为投资决策提供辅助性参考。
3 案例分析—某绿色建筑增量经济效益评价
3.1 案例项目基本情况介绍
案例位于成都市区,是办公为主体的大型公共建筑,定位为超甲级写字楼,拟申报绿建三星和LEED金级。项目由2栋15层写字楼构成,1-3F为商业裙楼,4F以上为办公区。总建筑面积10.6万㎡,建筑高度68米,地下为三层4.1万㎡车库。项目主要采用框架-剪力墙结构形式,装配率达50%。项目基本建设概况及相关指标如表1所示。
表1 某公建绿色项目基本建设概况及相关指标
3.2 案例项目增量成本计算
围护结构
根据三星级绿色建筑要求,案例项目维护结构需考虑本地气候特点,满足《成都市民用建筑节能设计导则及审查要点(2022)版》中夏热冬冷地区甲类公共建筑规定性指标。同时,围护结构性能参数需符合四川省节能强制性规范的具体要求,并满足《绿色建筑评价标准》相关条例的规定,即在《四川省公共建筑节能设计标准》DBJ51/143-2020基础上围护结构热工性能提高20%的要求。具体构造如下:
透明围护结构选用断热桥铝合金(暖边)Low-E中空玻璃(6三银Low-E+12氩气+6),非透明维护结构选用200mm页岩多孔砖+70mm厚憎水保温岩棉板 ;屋面选用80mm挤塑聚苯保温板并同时设立屋顶花园;底面接触室外空气的架空楼板选用70mm厚保温岩棉板。
节水
案例选用用水计量与智能化装置、节能便器、感应水龙头等卫生器具,景观绿化选用雨水控制利用并辅以节水灌溉系统,同时配备中水系统以达成对水源的重复利用。
电气
案例选用CO浓度监测与通风联动、自动远传计量系统、智能化服务系统、夜景照明光污染控制系统,远程自动监控管理系统,并设置节能设备及C02浓度的空气质量监测系统。
其它:
案例采用屋顶花园集约利用土地、节能型电梯、BIM设计、高标准隔声性能、面积不少于总用地面积的0.5%的室外健身场地,屋面采用采光玻璃并布设光伏板。
在案例运营维护阶段,成本主要是垃圾处理、绿地管理、智能化管理系统等;报废拆除阶段的成本主要是拆除施工,回收材料、设备等。案例中这些维护管理成本和常规成本差异不大,此部分增量成本在案例中不明显,故不做费用统计。
该项目成本增量如表2所示。
表2 某绿建三星公共建筑增量成本分析统计表
综合以上分析,案例的增量成本=采用新技术措施后的成本总额-基准方案成本总额=2834.24-850.49=1983.74万元,单位面积绿色建筑成本增量为187.85元/m2。其中安全玻璃对增量成本的贡献率最高占26%,其次是太阳能光伏发电系统占16%,围护结构热工性能提升占9%。
将案例增量成本按绿色建筑指标归类,节能指标对增量成本的贡献率最高,占48%,室内指标占34%,节地指标和运营指标分别占7%,节水指标和节材指标共占5%。
3.3 案例项目增量经济效益计算
根据GB 50189-2015《公共建筑节能设计标准》4.3.1的节能要求以及《四川省公共建筑节能设计标准》DBJ51/143-2020的要求,案例项目需实现节能50%的基准强制标准。
从基准条件下升级成三星级绿色建筑的能耗对比分析得出,项目在运营后,每年单位面积直接节电30.1 kWh/m2,每年节能设施单位面积节电 0.82 kWh/m2。项目建筑面积为10.56万m2,则每年直接节电3178560kWh,节能设施节电86592 kWh,电价按平时段电价0.66277元/(kWh) 计算,每年的节能效益为S节能=S节电+S节热=(S直接节能+S节能设施)+S太阳能热水=216.40万元。
此外,建筑采用节水设备和中水处理等系统,节省水量为45408T,水价按4.32元/T,每年的节水效益S节水=P水价*Q节水=899×4.32=18.62万元
此外,建筑每年合计可减少CO2排放量1721.28T,CO2处理价格345.5元/T,每年可产生59.47万的环境效益。
由前述分析可知,项目在运营期可以带来的直接经济收益为每年235.02万元。此外还包括每年59.47万元的环境效益。需注意的是,本文是从建设单位切入,分析以业主为收益主体的直接效益。由于我国目前还未全面开始收取碳排放费用,CO2减排产生的效益在此文中视为间接效益暂不参与经济分析。
3.4 案例项目增量经济效益评价指标计算
案例项目建设周期3年,运营周期37年,选取研究周期为40年。
案例折现率(R)假设该项目准基收益率8%为折算系数。
经计算NPV=1063.33万元>0,动态回收期为20.05年<40年。两项指标均说明项目经济上可行,投资具备经济合理性。
案例选取对绿色建筑经济可行性影响较大的四个因素:增量成本、折现率、电价、水价进行探究,选取变化率为±20%、±10%,其变化后取值统计如表3所示。
表3 不确定性因素变化后取值
各项不确定因素对投资增量净现值及动态增量投资回收期的敏感性分析结果表4及表5所示.
表4 各项不确定因素对投资增量净现值的敏感性分析
表5 各项不确定因素对动态增量投资回收期的敏感性分析
敏感度系数反应了增量投资净现值或动态增量投资回收期对各不确定性因素的敏感程度,绝对值越大代表该因素对经济指标的影响越大,敏感度系数为正意味着正影响,反之则为负影响。 如下图所示。
3.5 案例项目增量经济效益结论
结合3.4可以看出,四个因素对项目净现值影响率为:电价>增量成本>折现率>水价,其中净现值对电价和增量成本两个指标的变化最为敏感,折现率和水价的影响则相对较低。在四个敏感性因素中,电价和水价对净现值是正影响,即随着电价和水价的增长,净现值逐渐增大;而折现率和增量成本对净现值是负影响,其值越大,净现值越小。
同样可以看出,四个因素对项目动态增量投资回收期影响率为:电价>增量成本>折现率>水价。与净现值指标分析结果相同的是,电价和增量成本两个指标对动态投资回收期的影响最明显,水价和折现率的影响则相对较低。与净现值分析结果不同之处在于,增量成本和折现率对动态投资回收期是正影响,水价和电价是负影响。
4 总结与建议
本文对绿色建筑的经济效益分析可以总结为:
4.1电费对绿色建筑的经济效益有非常大的影响。节约电费能产生较高的经济效益,建议针对性地采用适合的设计方法与技术。同时,需要各参与方对技术应用的成本和效益有准确把握,否则绿色建筑可以带来的经济回报可能会受到限制。
4.2增量成本对绿色建筑的经济效益有较大的影响。对增量成本有效的成本控制必须始于项目初期,前期策划阶段即应明确项目需达到的星级目标,严格按照使用需求和绿色评价标准合理设计,严控成本,不能不计成本地构建亮点工程,应该在满足使用需求和星级目标的前提下,尽一切可能降低成本。
4.3为快速普及绿色建筑,营造更适宜的建筑环境,政府近年在不断加强引导作用,同时亦在不断完善绿色建筑相关政策。建议结合项目的使用性质,在决策期预判项目全生命周期内征收碳排放费用的可能性,必要时提前部署二氧化碳减排技术。
5 结语与展望
本文通过构建绿色建筑经济效益评价模型,从全生命周期的角度审视绿色建筑,系统剖析了案例项目的成本效益,并针对提高绿色建筑经济效益的措施进行了建议,希望能为参建各方提供参考,打消对绿色建筑高成本的顾虑,为其科学决策提供借鉴。
随着绿色建筑技术进一步成熟,经济评价体系日臻完善,叠加能源成本快速攀升,绿色建筑增量成本将快速下降,经济效益将更加可观,必然会有更多的建设单位选择绿色建筑。相信在不久的将来,在可持续发展战略的推动下,我国建筑产业必将实现顺利转型,跨入新的发展阶段,迎来更加广阔的前景。
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