绿色建筑全生命周期增量成本与效益研究_李静

第25卷 第5期 工 程 管 理 学 报 Vol. 25 No. 5 2011年10月 Journal of Engineering Management Oct. 2011

绿色建筑全生命周期增量成本与效益研究

李 静，田 哲

（大连理工大学 工程管理研究所，辽宁 大连 116024，E-mail：[email protected]）

摘 要：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，结合绿色建筑评价标准，从节地、节能、节水、节材、室内、运营六个方面对绿色建筑的增量成本与增量效益进行研究，构建了绿色建筑全生命周期增量成本与效益模型，对模型中的经济参数做了深入分析，运用层次分析法和模糊综合评价方法对增量间接效益进行了量化，使得模型客观合理，并通过实例验证了模型的可行性。 关键词：绿色建筑；增量成本；全生命周期；增量成本效益模型

中图分类号：TU18 文献标识码：A 文章编号：1674-8859（2011）05-487-06

Incremental Cost-benefit of Life Cycle Green Buildings

LI Jing，TIAN Zhe

（Institute of Construction Management，Dalian University of Technology，Dalian 116024，China，

E-mail：[email protected]）

Abstract：In order to promote the development of green buildings，ncremental cost–benefits of life cycle green buildings is

discussed from six aspects of green buildings assessment standards. A incremental cost-benefit model is established and parameters are determined. Indirect benefits are quantified through AHP and Fuzzy comprehensive evaluation. The model is validated by a practical case.

Keywords：green building；incremental cost；whole life cycle；incremental cost-benefit model

随着“可持续发展”理念深入人心，全球掀起了“绿色建筑”浪潮。英国绿色建筑的研究和实践都处于世界的前列，谢菲尔德大学的建筑系现阶段重点研究可持续领域内的建筑环境协调和节能设计[1][2]。近年来，我国绿色建筑工作获得了较快的开展，绿色建筑技术体系不断完善，2001年，“绿色建筑关键技术研究”被列入国家“十五科技攻关项目”，国务院发展研究中心于2003年初组织“国截止2010年，家综合能源战略及政策研究”课题[3]。我国绿获得绿色建筑评价标识的项目已达83个[4]。色建筑已走过“浅绿”阶段，正从“泛绿”阶段迈入“深绿”阶段[5]，但是，由于对绿色建筑增量成本认识模糊，对建筑增量成本的构成没有统一的理解[6]，从全生命周期的角度分析其增量成本与增量效益的研究几乎处于空白。

全生命周期是指从事物的产生至消亡的过程所经历的时间。绿色建筑方案往往在初期需要增加成本投入，但在长期使用过程中因持续产生资源节约效益而降低了运营成本，减少了对环境的破坏，并且健康舒适。因此，要从全生命周期角度来分析绿色建筑的增量成本和增量效益，构建绿色建筑全生命周期角度增量成本效益模型，对绿色建筑做出准确而全面的评估，为消费者购买绿色住宅和政府导向提供依据，从而推动绿色建筑的发展进程。

1 绿色建筑全生命期增量成本

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[7]。基准建筑是指在满足国家及项目建设所在地强制节能标

收稿日期：2011-08-28．

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准基础的同规模、同功能建筑，其相应的规划设计、施工建造、设备安装和运营管理等投资成本。

绿色建筑的增量成本是指绿色建筑成本与基准建筑成本之间的差价，分为咨询成本、认证成本和绿色技术增量成本三个部分。其中，咨询成本与认证成本又称为前期增量成本。

绿色建筑全生命周期增量成本的计算公式为：

LCC = C前期 + C绿色技术绿色建筑的成本变化既有相对基准建筑增加的投资，也有因技术带来的投资减少。经研习《绿色建筑评价标准》（GB/T50378-2006）相关条文，除优选项外，控制项和一般项中部分条文均为国家已有法规标准限定，故满足此类条文的绿色建筑策略，均不应计入增量成本[6]。

1.1 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。认证成本按住房和城乡建设部统一规定收取，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，主要用于专家评审[8]。

1.2 绿色技术增量成本

从《绿色建筑评价标准》（GB/T50378-2006）中节地、节能、节水、节材、室内环境和运营管理六大方面进行计算。

（1）节地与室外环境项目的增量成本。包括：室外透水地面增量成本、地下空间开发成本、对污染、废弃场地改造建设成本。

（2）节能与能用利用项目增量成本。包括：（保湿、隔热）围护结构增量成本，照明系统（主要指节能灯具）增量成本，利用可再生资源（如太阳能、地热能）引起的增量成本，遮阳设施成本、高效用能设备和系统的成本（如绿色采暖和制冷）、其他（如能量回收系统和室温调节设施等）。

（3）节水与水资源利用项目的增量成本。主要包括：非传统水源利用增加成本（含为其采用的安全措施和技术费），节水设备和器具费，废水、污水处理系统成本，由于采用灌溉技术和渗透技术增加的成本。

（4）节材与材料利用项目增量成本。主要包括：使用绿色环保建材（如油漆、地毯、合成木材、认证木材）的增量成本，结构性废料处理费用。

（5）室内环境质量项目增量成本。包括为保证室内的光环境、风环境、声环境、热环境和空气质量而增加的成本，如（隔声减噪）围护结构成本、

绿色设备（通风换气装置、地暖热泵、室内空气质量监测装置等）的费用。

（6）运营管理项目的增量成本。包括智能化系统、垃圾管理和绿地管理等费用。

2 绿色建筑全生命期增量效益

从微观经济学角度来看，增量成本应当注重增量效益。绿色建筑全生命周期效益分为直接经济效益、环境效益和社会效益，其中环境效益和社会效益为间接效益。直接效益是由绿色建筑带来的、能够为其投资主体带来的经济利益。间接效益是绿色建筑带来的一些不只属于投资者的，可以为社会其他成员共享的，对环境有利、对人类健康有利的效益。绿色建筑全生命周期的增量效益计算公式为：

S增量效益=S经济效益+S环境效益+S社会效益2.1 增量经济效益

（1）节地项目经济效益为节省的土地购置费。

（2）节能项目的经济效益为直接节约的电费和节省的空调和照明设施费。

S直接节能=∑P电价t×Q节电

t=1T

式中，S

直接节能

为节能项目全生命周期直接节电效益

，Q节电为（元），P电价t为第t年的电价（元/ kw·h）年节省电量（kw·h）。

S节能设施=P空调×Q空调+P照明设施×Q照明设施 （3）节水项目的经济效益为节约的水费，包括采用非传统水源（雨水和中水）减少的市政供水量和灌溉措施节约的公共用水量。

式中，S直接节水为节水项目全生命周期直接节水效益，

t=1

S直接节水=∑P水价t×Q节水

T

P水价t为第t年的水价（元/m3），Q节水为年节省水量。 （m3）

（4）节材项目的增量效益包括因使用地方性木材节约的运输费和因使用为废弃物为原料生产的建材而节省的费用。

S节材=S运输+S废弃物+S装饰

（5）运营项目的经济效益主要指由于技术先进而减少的设备维修费用和运营费。

S运营经济=S设备维修+S运营

（6）前期效益主要是政府为鼓励绿色建筑发展所采取的经济激励措施（税收优惠、奖励、材料折扣、降低保险费等），视为对由全社会享有的环境和社会效益所支付的费用。

第5期 李 静，等：绿色建筑全生命周期增量成本与效益研究 ·489·

S前期=S融资+S税收

2.2 增量环境效益

（1）CO2减排效益。CO2减排指因节能而减少的CO2排放和绿色增加的碳汇能力，节约的二氧化碳的处理成本即为CO2减排效益。每吨标准煤排放的CO2为2.66~2.72吨，根据处理工艺不同，CO2的处理成本为205~486元/t。

（2）健康效益，每年由于环境污染而导致的疾病发病率在不断上升，从而直接导致医疗卫生费的增加、工作效率的降低、劳动日损失甚至提前死亡。引入医学研究成果，来描述大气环境与医疗卫生费的增加和劳动日损失的关系。θ1为预测绿色环境下大气综合指数，θ2为传统建筑绿色环境下大气综合指数，p为损失劳动日占生病天数的百分比，G为年度人均GDP，Y为每人每天的医疗费，M为疾病种类，K为系数[9]。本文案例中M=3，Y=50元/人·天，K=10。

5.75~7.67元。实施节水项目可以减少国家的财政损失。

S财政损失=P财政损失×Q非传统水源

（3）工作效率提高。绿色建筑舒适的环境为居民提供了良好的休息环境，良好睡眠的保证有益于提高工作效率。据墨尔本市新市政府估计，假设 工作效率提高4.9%，相当于每年增加112万澳元[7]。

（4）居民福利提高。绿色建筑能为居民提供各个方面的福利，如适宜的环境、便利的交通、良好的文化教育。这部分福利可通过意愿调查法进行估算，也可通过专家评估法进行，本文案例居民福利量化运用层级分析法（AHP）和模糊综合评价方法进行分析。

综上所述，绿色建筑的社会增量效益包括非传统水源利用节约的排污费S减排、排污设施费S排水、财政损失费S财政损失以及因工作效率提高增加的收入S效率和居民福利S福利。则有：

S社会=S直接节水+S给水+S排水+S财政损失+S减排+S效率+S福利

S医疗费=Y×M×K×(θ1−θ2) S劳动日损失=p×M×G×K×(θ1−θ2)

（3）建材寿命延长。绿色生态环境可以改善环境质量，减少大气污染物对建筑物的侵蚀，从而使得建筑的维护费用降低，建筑材料的寿命延长。其中，S为小区的绿色建筑面积，f为调整系数，则有：

3 全生命周期增量成本与效益模型

3.1 模型构建原则

根据绿色建筑的基本概念，参照国际上现有的绿色建筑评价体系，结合我国的国情，围绕绿色建筑的“四节一环保”的目标，建立绿色建筑全生命周期增量成本与效益模型，模型的建立着眼于成本和效益的单独作用和协同作用，能够全面、科学、有效地反映绿色建筑全生命周期的综合效益。模型的建立遵循以下基本原则：

（1）繁简适中的原则。指标的粗细问题是模型构建过程中面临的共同问题，指标过细则没有通用性，模型则失去了意义；指标过粗则失去了可操作性，评价结果将没有横向对比性。绿色建筑模型中涉及的前期、节地、节能、节水、节材、室内、运营几个项目具备了一般性，且充分反映了绿色建筑成本效益的各个方面。

（2）全生命周期原则。绿色建筑的效益一定要将工程项目的整个生命周期作为分析对象，从建设到运营乃至拆除的整个过程中统筹考虑，不能只局限于某个阶段。增量效益也不只局限于经济效益，而是从可持续发展的角度出发，以人为本，综合考虑绿色建筑的环境效益和社会效益，使得评价更加全面客观。

（3）可度量性原则。绿色建筑全生命周期增量成本与效益模型构建的主要目的就是为绿色建

S建筑维修=S×f×(θ1−θ2)

2.3 增量社会效益

（1）节省的排污费和排污设施费。节水项目实施后，减少了小区的雨水和污水的排放量，节省的排污费的同时减少了市政排水管网和市政污水处理厂的投资。由于城市市政排水设施（排水管网、污水处理厂等）的建设是有设计年限的，因此采用非年度周期发生的方法计算如下[10]：

S减排=P排污费×Q非传统水源×η减排

S排水=P排水×Q非传统水源×η排水×∑PWNj

j=1nnr

式中，SQ

非传统水源

排水

为节省的城市排水设施建设费（元）；

排水

（元/m3·d）； P排水为节省城市排水设施的吨水建设费

为年非传统水源使用量（m3/年）；η

为

非传统水源相对污水的排放与处理设施建设费的折减系数，PWN为折现系数

（2）节省财政损失费。据统计，目前全国660多个城市年平均缺水3~4亿吨，造成国家财政收入年减少2300亿元，相当于每缺水1m3就要损失

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筑全生命周期成本和效益估算服务，因此必须保证各个指标均可以量化。

3.2 模型的构成

绿色建筑增量成本与效益模型，从全生命周期的角度出发，从节地、节能、节水、节材、室内、运营六个方面，按年度发生的增量成本和增量效益、非年度周期发生的增量成本和增量效益来分析的绿色建筑全生命周期的综合效益，采用净现值法将不同时间（建设期和运营期）产生的增量成本和增量效益项目合并计算。在计算中需确定合理的折现率（r）和研究周期（T）。

绿色建筑全生命周期增量成本与效益构成如图1所示，绿色建筑全生命周期的综合效益由综合效益净现值和增量成本效益比两个指标体现。两个指标的计算公式分别如下：

SE=NPVS增量效益−NPVLCC

CE=SE/LCC

式中，SE为绿色建筑全生命周期的综合效益（元）； LCC为绿色建筑全生命周期的增量成本（元）；

为绿色建筑全生命周期的增量效益现值NPVS

增量效益

（元）；NPVLCC为绿色建筑全生命周期的增量成本现值（元）；CE为绿色建筑全生命周期的增量成本效益比。

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。

3.3 成本效益模型参数分析

绿色建筑全生命周期增量成本与效益模型的参数分为静态参数和动态参数。在对该模型进行分析时，应考虑动态（随时间而变化）参数的概率分布。

（1）研究周期（T）。绿色建筑的建设期以项目可行性研究中的计划建设周期或实际建筑期为准，服务期则根据民用住宅建筑或公共建筑的特点，选择建筑的使用年限为研究周期，如民用住宅建筑选50年作为参考基准上限，即研究周期T=50a。

（2）折现率（r）。绿色建筑全生命周期增量成本和增量效益以净现值（NPV）体现，因此折现率是至关重要的参数变量，通常取折现率等于行业基准收益率。然而国内绿色建筑还没有比较成熟的折现率。折现率可以通过合并模型进行测算，那么其行业折现率由安全报酬率If和风险报酬率

图1 全生命周期增量成本与效益模型

β(Im−If)组成，计算公式如下：

IC=If+β(Im−If)

式中，Ic为行业基准收益率，即为折现率r（%）；Im为证券市场平均预期收益（%）；B为风险贴水调整系数。

（3）水价和电价。由于绿色建筑项目缺乏统计资料，难以对模型参数的概率分布进行估计。在无法确切判断变量的分布特征时，水价和电价等动态变量的概率分布特征采用三角概率分布形式。计算水价和电价的变化，应考虑我国的宏观经济环境和用户对水电价格的承受能力。

以水价为例，根据宏观经济杠杆原理，水价越高，居民的用水量就会越小，水的利用率也随之提高。根据住房和城乡建设部《城市缺水问题研究报告》，我国城市居民生活用水水费支出占家庭收入的2.5%~3%是可行的。目前，我国水价在逐步上调，假设经过渡期n年后，水费占家庭收入的比例达到合理比例Pa，此后水价和收入的增长率保持一致。假设绿色项目所在地区水价和收入年增长率分别为e1和e2，计算求得水价调整过渡期为n年。根据项目所在地的历史数据，使水价在过渡期符合基准

第5期 李 静，等：绿色建筑全生命周期增量成本与效益研究 ·491·

值为P水价、最大增长率为p1、最小增长率为p2、最可能值增长率为e1的三角分布；n年后，水价满足基准增长率为e2、最大增长率p1、最小增长率p2的三角分布。

(%)水地面

能围护结构

效节能灯具

能电梯

阳能热水系统

能节能装置

水器具

水处理系统

水灌溉装置

暖热泵

回收装置

风系统

善的智能化系统

4 案例分析

4.1 工程概况

为验证模型的可行性，引入项目实例进行验总投资约1亿元，证。该项目建筑面积为72104m2，整合了22项绿色建筑技术，达到绿色建筑三星级设计标准，为品牌推广型建筑，打造了一个宜居、绿色、低碳的现代型建筑。

4.2 项目增量成本与效益分析

通过对本项目绿色建筑技术特征的分析，按照上述公式计算，得到该绿色建筑项目全生命周期的增量成本和增量效益，限于篇幅，不再赘述。表2为绿色建筑技术增量成本分析表。

表2 绿色建筑技术增量成本分析表

项目

绿色技术措施

基准方案 混凝土地面 普通灯具 普通电梯 无 普通器具 普通灌溉 无

增量成本 增量成本小节（元/m） （元/m） 2.23 2.76 4.32 1.23 2.81 3.21 4.65 13.24

59.61 13.24 89.99 2.23

2

2

图2 项目的绿色技术和增量成本贡献率图

运营 节地

室内节地 透水地面

节能围护结构 高效节能灯具 节能 节能电梯

太阳能热水系统 智能节能装置 节水器具 节水 中水处理系统

节水灌溉装置 室内 热回收装置

新风系统

合计

普通围护 68.12

10.96%

图3 各一级指标增量成本贡献率

无 13.56

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)表3给出了项目全生命周期增量效益表。

表3 项目全生命周期增量效益表

效益类别 经济效益

二级指标

外围护结构 热回收和新风系统 太阳能节能 地下车库光导管节能

节省的空调和变压器 15.00万元 中水节水 绿色灌溉节水

21.06万元/年 52.22万元/年

效益额

土地购置费 756.57万元

无 14.30 20.32

地暖热泵 22.84

无 32.12

185.39 185.39

运营 完善的智能化系统 普通智能化系统

从表2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1.23元/m2。该项目的绿色技术和增量成本贡献率如图2所示。

将项目各项绿色建筑技术按绿色建筑一级指标进行归类，增量成本情况如图3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%。

社会效益

环境效益

节省的装饰性建材 152.16万元 废料利用效益 171.25万元 节约的设备维修费 1.80万元/年 减少的税收 2.62万元/年 CO2减排效益 51.07万元/年 健康效益 60.22万元/年 建材寿命延长 1.98万元 节约的排污费 0.902万元/年 节省的排污设施费 9.42万元/年 节省财政损失费 11.19万元/年 工作效率提高 377.94万元/年

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4.3 项目全生命周期增量成本效益分析

型。本研究还同时引入医学、环境学、经济学研究成果，对部分难以量化的环境效益和社会效益进行了量化和处理，并对模型的经济参数进行了深入的分析，考虑是时间对模型各参数的影响，使得对绿色建筑的评价更全面、客观。

本文所提出的模型概念直观、使用方便，并通过具体的绿色项目实例对其可行性进行了检验。本研究为推动绿色建筑的发展，做好绿色建筑全生命周期的成本效益评估研究工作提供了参考。

4.3.1 增量成本合理性分析

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本为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。 4.3.2 增量成本效益分析

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。 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+60.22)(P/A,i,50)S社会

=874.84万元

=(0.902+9.42+11.19+377.94+2.25)(P/A,i,50)=3150.55(万元)

SE=S经济+S环境+S社会=5702.78(万元)

参考文献

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益研究[D]．重庆：重庆大学，2008． 作者简介：

李 静（1974-），女，讲师，博士，研究方向：工程风险评估，风险管理，基于现代信息技术的防灾减灾；

田 哲（1987-），女，硕士研究生，研究方向：成本管理，工程风险评估，风险管理。

项目的效益费用比为：

CE=SE/LCC=4.20

该绿色建筑项目的效费比远远大于1，其经济效益、环境效益、社会效益可观，说明该绿色建筑项目经济可行。由于该项目效益良好，根据品牌效应，此项目有助于推动绿色建筑品牌的发展。

5 结语

本文从全生命周期的角度出发，对绿色建筑生命周期增量成本与效益进行了研究。对绿色建筑节地、节能、节水、节材、室内环境、运营管理和前期的增量成本与增量效益进行了分析，提出了绿色建筑成本效益评价中增量成本的界定原则和计算方法，构建绿色建筑全生命周期增量成本和效益模