1.上海建科建设监理咨询有限公司 上海 200032；
2.上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院 上海 200030
摘 要: 文以提高人们对生态建筑经济性的关注为目的，从全寿命周期角度出发，为一系列经济指标建立评价模型，并辅以对环境、社会等领域影响的综合评估，为今后发展推广生态建筑提供一种技术经济评价方法。
关键词: 生态建筑；建筑节能；技术经济评价
1 引言
可持续发展成为世界上许多国家的发展战略以及生态学、社会学等学科向建筑学领域的逐渐扩展，生态建筑的观念应运而生。生态建筑在实践过程中遵循3R 原则，即Reuse（再利用、重复利用）、Reduce（减少消耗和污染）、Recycle（循环使用），研究开发生态建筑技术和产品,目前采取的有节能环保措施，保温隔热墙体降低室内空调能耗；特殊结构设计达到自然通风、采光效果，减少室内照明；利用工业废渣制成的绿色建材减少水泥用量等。生态建筑的环境效益和社会效益毋庸置疑是有利于社会可持续发展的，但由于其初始投资成本高，通常不被投资商所看好。若期望企业能够自愿投资建设生态建筑，那么就必须将从全寿命周期的角度出发，检验各项生态技术带来的效果，包括对其在使用过程中运行费用的降低、节能效益，甚至对人体健康、社会可持续发展影响，做出全面、客观评估。因此，本文拟对生态建筑通过建立建筑全寿命周期内各项经济指标（比如：净现值、投资增额回收期等）的评价模型，结合生态建筑所特有的建设、经济和技术要求，从而达到分析各项生态、环保技术以及生态建筑的经济可行性的目的。本文着重对评价方法和评价模型进行研究和探讨。
2 生态建筑技术经济评价的基本原则
生态建筑的技术经济评价采用全寿命周期现值成本法。该方法中项目的成本支出并不片面考虑初始投资，而是大量收集建筑物全寿命周期内，包括运行、维修等后期费用的信息，均列入成本计算范围，将其折现到评价初期，根据实际需要选择评价指标，做出评估。
生态建筑是由各项节能、环保的关键技术与建筑融合在一起，从而达到与生态环境相协调的效果。单一强调项目的总体评价，不足以体现技术经济评价的全面性，因此各项关键技术的经济性评价也是必不可少的。一方面，这些关键技术是生态建筑的核心所在，可行性势必与总体的经济合理性息息相关；另一方面，各项技术的效果参差不齐，通过比较，为投资者技术的选取提供参考依据。
生态建筑的评价不同于常规项目。这是由于生态建筑的优势或者说是节能效益，只有通过与传统建筑的对比，才得以显现。多项评价指标，比如说差额净现值、投资增额回收期等，均建立在对比差值的基础上。相互对比的思路贯穿于评价过程始终。
评价过程中指标与参数的选择，根据项目的实际情况，结合相关的建筑行业规范和经济评价的国家标准，充分考虑社会各个层次上的利益追求，并且参考国内外多项案例的实际操作，从而在此基础上进行合理的确定。
3 生态建筑技术经济评价指标方法
生态建筑的技术经济评价主要被分为项目关键技术评价、项目总体评价以及综合效益评价三个部分，前两者是建立在与传统建筑对比的基础上，运用一系列指标进行具体评价。后者是综合生态建筑对各方面的影响程度而进行的等级评定。详细描述如下：
3.1 项目关键技术经济评价
一幢生态建筑往往综合运用了多项生态、节能技术，各项关键技术的效果，对于整体建筑的作用都是评价过程中不可或缺的内容。同时，关键技术评价更可以为投资者在技术方案的选择上提供科学的参考依据。
1. 净现值
它是以节约的能耗支出作为节能收益，将其与后期费用以某一折现率折现到评价初期，和初始投资求差值，由此来判断此项关键技术是否具有经济合理性。
其中：
F——关键技术产品的年产值效益值，如Q1-Q2、Q 和V 等
Q1-Q2——采用节能技术后年耗能量与通常情况下年耗能量的差额，即节约年耗能量
Q——新能源技术的年产量，如太阳能屋面的年发电量
V——可再生能源技术的年产量，如中水回收的年回收水量
p——关键技术能耗单价
I——初始投资
f1——日常运行、维修费用
f0——每次大修费用
n——关键技术的寿命期
m——大修年限，m<n
S——残值
i——基准折现率
由于折现率i 是反映资金随时间变化的增值率或报酬率，是衡量资金时间价值的相对尺度，在很大程度上影响到了NPV 的值，相关值的确定尚待进一步研究，可考虑在技术经济评价中采用以下几种值分别计算，并进行综合分析：
⑴ 会折现率i1——表示社会可接受的最低投资收益率的限度。
⑵ 准收益率i2——某行业基本建设所达到的最低投资效果。
⑶ 期望投资收益率i3——投资者根据企业需求而确定的最低收益率。
一般情况下，净现值函数NPV（i）是单调递减函数，随着i 的增大，同一现金流量的NPV 可能将会由正值递减到负值，通常i1≤i2≤i3，在NPV 指标的评价过程中可能将会出现以下4 种情况：
⑴NPV（i3）≥0——说明该项技术具有较强的经济合理性，易于被投资者接受。
⑵NPV（i2）≥0，NPV（i3）<0——说明该项技术的经济性达到行业标准，但离投资者的期望值有距离，政府可以采取一系列对策来吸引投资者的参与。
⑶NPV（i1）≥0，NPV（i2）<0——说明该项技术虽然无法达到行业标准，但对社会的贡献仍然不可或缺。
⑷NPV（i1）<0——该项目在经济上不具备合理性。
2. 生态技术投资增额回收期
它是以生态关键技术在运行过程中的节约的能源支出抵偿建筑物采用该项技术的投资增额所需的时间。由于尽快地收回投资、减小投资成本是投资者极为关注的问题，回收期法简单直观、易于理解，与现值法一起使用，帮助决策者做出合理的投资决策。
计算公式：
其中：
Pd(k)——某项关键技术的投资增额回收期
n——累计净现金流量出现正值的年份数
NCFn——第n 年净现金流量
净现金流量——该年某项关键技术节约能耗费用与所增加投资成本的差值
投资增额回收期越小，说明此项关键技术用节约能耗的收益来弥补所增加投资成本的时间越短，在此之后节约的能耗费用作为相较于传统建筑的节能净经济效益。我国《民用建筑节能设计标准》中规定节能投资回收期不超过10 年，可作为其评价指标，但对不同产品的投资回收期应分别进行研究确定，以达到合理的评价和衡量。
3. 节约单位能源的增额成本现值
它是关键技术节能效益的评价指标，由某项节能、环保技术所增加的初始成本和后期费用折现所得的成本差额现值与寿命周期内能耗节省两比值所决定的。
其中：
n——关键技术的寿命期
ΔIp——有无采用节能、环保技术的差额成本现值
在各项关键技术的平行比较中，ΔC（k）值越小，该项技术的节能效率相对也就越高。
综上所述，在对各项关键技术的评价过程中，净现值NPV 是各项技术自身的经济性的评判指标；投资增额回收期针对有无采用生态关键技术做出比较，由此反映资金的获利能力和回收速度；节约单位能源的增额成本现值这一指标更是对生态技术资金使用效率的评定。此部分的评价着眼于多个角度，全方位测算，为投资者技术项的选择提供参考依据。
3.2 项目总体技术经济评价
生态建筑总体技术经济评价主要分为三部分，一是对生态建筑与传统建筑在造价方面进行对比，第二部分是运用差额比较法对项目的净现值和投资回收期两项指标进行估算，第三部分是关键技术选取的多方案评价与选择。
据资料介绍，在英国生态建筑的初始成本（即造价）要比传统建筑高5%～10%。在我国目前这些生态节能技术尚在推广期产品价格偏高。但考虑到这些技术今后在国内广泛推广之后，成本会降低。因此不仅要在现行价格下进行造价对比，而且要以远期价格再次对比，为推广生态建筑更添说服力。
差额比较法是指主要经济指标均采用差值。在生态建筑中所谓的节能收益，实质上是节能措施有无的情况下能耗支出的差值。既然能耗支出使用差额指标，遵循评价指标的可比性原则，初始投资额以及运行过程中的其他费用支出也相应采用与传统建筑相比的差额。在此基础上，制定一套评价方案。
1. 差额净现值
差额净现值反映生态建筑在生命周期内节能收益能力的动态评价指标，它的计算是依据生态节能措施实现后的年实际节能收益额与后期费用差额，按选定的折现率，折现到评价期的现值，与初始投资增额求差额。
其中：
Qa-Qb——生态建筑与传统建筑年耗能量的差值
p——能源单价
Ia-Ib——生态建筑较传统建筑的初始投资增额
i——基准折现率
N——建筑寿命期，《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ134-2001）中规定建筑的设计基准期为50 年
Pb（k）——生态建筑中某项关键技术后期费用的现值，计算公式如下：
其中：
f1——日常运行、维修费用
i——基准折现率
n——某项关键技术的寿命期，n<N
f0——每次大修费用
m——大修年限，m<n
S——残值
I0——更换投资额
Pa（k）——传统建筑中某项关键技术后期费用的现值计算方式同Pb（k）
ΔNPV ≥0，说明生态建筑具有经济合理性。ΔNPV 越大，说明生态建筑的经济净收益越高。
在建筑寿命周期过程中，需支付的费用主要分为两部分：一部分是为了建造建筑而支付的金额，另一部分是为了使用和运行而支付的金额。前者被称为建设成本，后者被称为运行成本，建筑全寿命周期费用应该是这两者之和，而其与建筑的技术功能更为密不可分。
生态建筑初始投资与所有关键技术后期费用的净现值之和可以被认为是某一特定的功能水平下的全寿命周期费用。如图1 所示，在一般情况下，建设成本随技术功能水平的提高而上升，运行成本随技术功能水平的提高而下降，寿命周期成本就随技术功能水平的变化而呈开口向上的抛物线型变化。
总体经济分析的目的是通过科学的分析研究确定生态建筑在一个适当的功能水平下，该建筑的寿命周期费用最低，即寻求建筑节能、环保效果与投资成本的最佳契合点（如图1）。
2. 投资增额回收期
它是以生态建筑使用过程中的总体节能收益抵偿生态建筑物总投资增额所需的时间。总体节能收益是通过具有相同节能效果的各项技术节能收益的分类叠加，再汇集各类产生不同节能效果技术的总和。除了所取数据不同,其计算方法与关键技术评价中该项指标的计算方法基本一致,其研究的关键是生态项目整体投资增额基准回收期的确定。
3．综合项目多方案的评价
⑴ 在投资资金无限制的情况下，技术的采纳与否，只取决于技术自身的经济效果如何。投资者可以选择所有符合NPV(k)≥0 要求的关键技术，进行方案组合。
⑵ 在有明确资金限制的情况下，即受投资资金总量的约束，不可能采用所有经济上合理的技术，即不得不放弃一些技术。可以采用以下方法来确定方案的最优组合。首先计算各项关键技术节约单位能源的成本现值C（k），公式如下：
其中：
n——关键技术的寿命期
Ip——成本现值，计算公式如下：
按照C（k）值的大小依次排序，排序规则为C（k）值越大，序号越小，根据序号的次序选取方案，直至所选方案组合的投资成本总额最大限度地接近或等于投资限额内所能获得的节能效益也就越大。
项目的总体技术经济评价通过对生态建筑的差额净现值ΔNPV 与投资增额回收期两个指标进行测算，从而判定项目总体的经济合理性。多方案的评价更为投资者在关键技术选取与组合上提供了选择方法。除此之外，还就传统建筑和生态建筑的造价成本以现行价格和远期价格分别进行对比。在肯定生态建筑的优越性同时，也不忽视其自身劣势，客观、辨证地对整个项目进行评定。
3.3 项目综合效益评价
1．评价目标
生态建筑的重要意义在于资源利用最佳、能源消耗最少、环境负荷最小、经济合理。因此应充分考虑生态建筑对经济、社会、生态环境等诸多领域的影响程度，综合评价其等级水平，为大力推广生态建筑提供科学依据。
2．评价指标和标准
指标集E={建筑功能的满足，全寿命费用，经济效益，资源合理利用，能源节约，环境保护，健康影响}等级集F={优良水平，中等水平，基本合理，不合理}
3．指标权重的确定
在整个评价系统中，各个指标的重要性程度不一样，需要通过加权加以修正，对较重要的指标，赋予较大的权重，相对次要的指标赋予较小的权重。可以采用层次分析法确定指标权重向量W（W1，W2，⋯，W7）。层次分析法（The Analytic Hierarchy Process 简称AHP 法）是一种能有效地处理复杂问题的方法，是美国运筹学家T.L.Satty 于70 世纪中期提出的,被广泛地应用于确定指标的权重，大致可分为四个步骤，分述如下：
⑴建立递阶层次结构（见图2）
⑵ 构造两两比较判断矩阵
通过两两比较指标的相对重要性，给出相应的比例标度（见表2），构造判断矩阵A
其中判断矩阵A 必须符合以下性质：①aij>0；②aij=1/a；③aii=1；
⑶ 计算指标的相对权重
采用排序权向量计算的特征根方法。在精度要求不高的情况下，可以用近似方法计算，常用求根法。步骤如下：
Ⅰ.将A 的元素按行相乘；
Ⅱ.所得的乘积分别开n 次方；
Ⅲ.将方根向量归一化后得排序权向量W。
⑷ 判断矩阵A 一致性的检验
在AHP 法中A 须为一致性矩阵，即aij ﹒ ajk = aik 。但由于客观事物的复杂性和人的认识的多样性，要求判断矩阵具有完全的一致性是不可能的。特别是当比较的指标较多时更是如此。因此要求具有大体的一致性，只要判断没有偏离一致性过大，排序权向量计算结果还是具有一定意义。在这种情况下，必须进行一致性检验。
检验指标为: 
其中n——判断矩阵阶数 
一般当C.I.≤0.10 时，判断矩阵A 有满意的一致性，计算所得的W 可以接受。
4．评价方法的选择
采用模糊综合评价法，进行综合评价时可综合考虑指标体系中各因素对建筑的综合影响。但在指标权重及评价矩阵的确定上存在许多主观的因素，评价时一般采用群决策的方法并配合必要的数学处理。
5．综合评价
⑴ 组织多位专家对各指标的等级进行评定，评定结果经统计后记作隶属度矩阵R（7 行4 列），且对矩阵作归一化处理，符合
式中rij 为指标Ei 的评价对等级Fj 的隶属度，即从指标Ei 来看生态建筑被评为Fj 的可能程度。
⑵ 求出向量W 与矩阵R 的合成
其中矩阵的合成S 的计算方式类似于普通矩阵的乘积，但略有不同，被称为模糊运算法，计算原则为相乘换为“取小”，相加换为“取大”。
计算结果作归一化处理后得 S = (S1 S2 S3 S4)
⑶ 根据最大隶属性原则，在S 中确定生态建筑的等级，以及今后发展的对策。
等级描述：
优良水平——对各个领域的正面影响程度大，社会认同度高，易于大力推广；
中等水平——利大于弊，大力推广难度不小，需政府配套措施协助；
基本合理——基本符合推广要求，但仍需进一步改进；
不 合 理——不适宜推广。
生态建筑的推广是一项系统工程，除了技术、经济之外，仍有许多因素不容忽视的，比如：资源合理利用、环境保护、人体健康等。综合评价在充分考虑这些因素的基础上，通过专家评分，运用一系列数学处理，确定生态建筑的等级水平，从而为今后的发展提供有利依据。
4 结束语
本文旨在介绍生态建筑技术经济评价方法以及评价模型的建立，由于项目的多样性，在具体评估时，可以结合实际需要，完成对生态建筑实际技术的经济分析。根据本文的方法对上海生态建筑样板房工程所采用的节能门窗生态技术进行了实例计算和分析，获得了业主和产品开发商的认可。
本文在模型建立的过程中，在考虑了包括全寿命周期成本等多项影响因素，将生态建筑的技术经济评价作为一种从专项的生态、环保技术拓展到融入各项技术的建筑总体，与传统技术的对比分析和综合评价，对生态可持续发展的综合效益评价做了些有益的探索。
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新闻来源:TopEnergy绿色建筑论坛:BBS.TopENergy.org 阅读次数:2428 
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