本文是一篇建筑工程管理论文,文章以中小型城市被动式建筑为研究对象,概括阐述被动式建筑的增量成本与效益,以全社会全寿命期的视角,找到影响被动式建筑成本效益的因素并构建影响因素相关性模型,并根据分析结果找到控制成本增加效益的方法,通过河北省廊坊市文安县的实际案例,对中小型城市被动式建筑的增量成本与效益进行量化分析,并验证了成本效益影响因素相关性模型的适应性。
第 1 章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
2014 年 10 月,由国务院印发的《国务院关于调整城市规模划分标准的通知》规定:城区常住人口 50 万以下的城市为小城市;城区常住人口 50 万以上 100 万以下的城市为中等城市[1]。在调整城市规模划分标准后的几年中,中国中小型城市一直在不断发展,,根据中国城市经济学会中小型城市经济发展委员会及中小型城市战略发展研究院发布的《2019 年中国中小城市科学发展指示研究成果》显示,与 2010 年相比,中小型城市发展情况详见下图 1-1:
图 1-1 :2019 年与 2010 年中小型城市发展对比
由上图可以得知,第一项中国大陆中小型城市(广义范围,包括含乡镇的市辖区)个数增长了 30.05%,第二项直接影响和辐射的区域与 2010 年相比增长了 0.76%,第三项总人口增长了 17.28 %,第四项经济总量大幅增长了 263.61%[2]。
从研究成果来看,我国中小型城市的数量多,占有面积大,遍布全国,同时在中小型城市中总人口不断增长,对环境、资源、市场等要素的要求也越来越高,因此,中小型城市成为优化国民城镇结构的重要组成部分,是推动 GDP 发展的重要力量,也是推动城市现代化、绿色健康发展的主要载体。如果能够提升中小型城市的发展质量,使中小型城市沿着健康有序的道路发展,那么对建立环境保护、资源节约型社会也可以起到推进作用。
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1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
国外对于被动式建筑的研究多集中于技术方面,在成本效益方面的研究较少,而对于绿色建筑的成本效益问题研究较为全面。
在绿色建筑发展障碍方面的研究:B.G. Hwang,J.S. Tan(2012)认为绿色建筑发展的主要障碍为实际成本和收益的模糊性[8]。Z. Gou,S.S.Y. Lau 等(2013)在研究中提提到设计技术及在寻找绿色替代品和认证过程中产生的费用会造成成本增加,阻碍绿色建筑发展[9] 。Edyta Plebankiewicz, Michał Juszczyk, Renata Kozik 使用生命周期成本概念进行比较和计算,得出基础建筑与绿色建筑之间的差异主要是基于获得较高的净现值和较低的绿色建筑投资支出的结论[10] 。Qun Feng, Hong Chen, Xuejun Shi 等(2020)绿色建筑发展障碍中有一原因是消费者对于绿色建筑的积极性不高,需要政府采取措施[11]。
在绿色建筑经济方面的可行性研究:Nalewaik(2009)指出,在项目实施过程中,绿色建筑的成本要多于传统建筑,但在运营过程中,绿色建筑对资源的使用以及设备设施维护成本比传统建筑要少且更适宜居住[12]。Greg Kat(2013)等通过对比美国多个获获得 LEED 认证的绿色建筑与传统项目的成本差异,发现这些项目在资金上的投入仅比传统建筑平多 2%,得出绿色建筑在经济上是可行的[13]。Luay N. Dwaikat,Kherun N. Ali(2013)首先构建了一个 EVM 模型,用来研究绿色建筑中关于能源的实际生命周期成本绩效问题,并通过实际案例验证了模型的有效性[14]。在 B.G. Hwang,J.S. Tan 研究的基础上,M. Khoshbakht 和 Z.Gou,K.Dupre(2017)通过 SWOT 分析提出一个成本效益预测模型,得出绿色建筑成本可以分为施工前成本和施工后成本并可以进行量化和控制的[15]。Jian Ge, Yujie Zhao, Xiaoyu Luo 等(2020)以浙江省 43 个绿色认证住宅小区为研究对象,筛选出 37 个常见的绿色绿色社区,对其进行评价。结果表明,实际上能够做到在不过度增加经济负担和施工难度的前提下,改善建筑物的性能[16]。
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第 2 章 基本概念与理论基础
2.1 被动式建筑的相关理论
2.1.1 被动式建筑的概念
被动式建筑是绿色建筑的一种表现形式。所谓绿色建筑就是在建筑的全寿命周期内、最大限度的节约资源、保护环境和减少污染、为人们提供健康、使用和高效的使用空间、与自然和谐共生的建筑[ 4 1 ]。我们可以把绿色建筑视为是是能够满足环保节能的建筑的统称,而被动式建筑是绿色建筑更加具体更加系统的一种体现,它的设计理念与绿色建筑的理念相同,是通过被统称为被动式技术的各种技术相组合来实现绿色建筑理念的一种特殊的绿色建筑。
被动式建筑于 1988 年第一次正式提出,并在德国于 1991 年成功建造了世界上第一个被动式房屋,这个建成的建筑可以通过特有的保温、门窗系统来保证室内热量不散出,室外冷气不会进入,同时还可以通过设备的散热及人体热量进行保温。 然而在被动式建筑的概念提出的时间,资源能耗问题并不是人们面临的主要问题,因此这一概念并未马上得到政府及建筑参与方的重视。直 到进入 21世纪,能源危机在全世界范围爆发,能源的供不应求使大家接受了这种建筑模式,并开始研究探索被动式建筑相关技术,成立起科学健全的设计、建设施工及运营体系。
在后期,被动式房屋的发展越来越系统和成熟。它可以通过采用各种节能技术和被动式技术,尽量采用清洁的可再生能源,依靠本身产生的热量,来使房屋保持一个适宜的温度,使得通风热损失和热传导损失最小化;实现室内舒适的采光环境和热湿环境,通过住宅本身的构造达到高效的保温隔热性能。
与 2002 年提出的主动式建筑概念相比,同样作为绿色建筑的一种形式,在设计理念方面,主动式建筑更注重舒适性,而被动式建筑更强调节能的概念,对节能的要求更高;因此,两者在技术方面的区别在于被动式建筑仅通过住宅本身的构造,而主动式建筑不排斥运用空调等机械主动调节室内温度。
图 2-2:被动式建筑的效益构成
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2.2 被动式建筑的成本与效益
2.2.1 被动式建筑的成本
被动式建筑的成本,首先可以根据成本产生的原因分为经济成本及设备、环境成本,再根据发生的顺序,从前期策划阶段一直到拆除报废阶段分为 12种[43],如下图 2-1 所示:
图 2-1:被动式建筑的成本构成
增量分析技术是一项应用于工程项目评估中的重要技术,可以考察不同方案间成本和收益的差异[43]。绿色建筑增量成本(Incremental Cost)在经济学上上的定义是指在现有的生产水平技术条件下,企业为增加特定产品或服务的产出量(容量或业务量)所导致的成本增加额[44]。
本文从全寿命期界定中小型城市被动式建筑的增量成本。
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第 3 章 中小型城市被动式建筑成本效益影响因素指标体系建立 ......... 18
3.1 初步识别影响因素 ............................. 18
3.1.1 影响因素识别原则 .................................... 18
3.1.2 影响因素识别思路 ..................................... 18
第 4 章 中小型城市被动式建筑成本效益影响因素量化模型 ................ 25
4.1 成本效益影响因素相关性模型框架 ............................ 25
4.2 成本效益影响因素相关性模型构建 .................................... 25
第 5 章 文安市产业园建筑实例分析 ............................ 42
5.1 项目概况 ................................. 42
5.1.1 项目基本情况 ............................................. 42
5.1.2 项目增量成本效益分析........................ 42
第 5 章 文安市产业园建筑实例分析
5.1 项目概况
5.1.1 项目基本情况
该工程项目位于河北省廊坊市,具体地址在文安县某产业园内,属于寒冷 B 区,地处保定、天津、北京三地之间的中心位置,随着两条交通主干线的相继通车,文安将迈入“北京 1 小时经济圈”内。根据 2020 年文安县统计,该县常住人口 52.2 万人,属于中型城市。
文安项目建筑规模 44673.3m2,中标价格为 118940000 元,由 3 个单体 A 栋、B 栋、C 栋和 4 个配建组成,其中,A 栋是被动式建筑,计容建筑面积 4443.85 平米,建筑