Study on Incremental Cost Effectiveness of Green Building from the Perspective of Consumers
董爱 DONG Ai；张宏 ZHANG Hong；尤完 YOU Wan；刘学之 LIU Xue-zhi
（北京建筑大学经济与管理工程学院，北京 100044）
（School of Economics and Management Engineering，Beijing University of Civil Engineering and Architecture，Beijing 100044，China）
摘要：本文从消费者的视角出发，运用系统动力学原理研究绿色建筑的增量成本效益。增量成本包括采购阶段的增量成本和使用阶段的增量成本；增量效益包括经济增量效益，社会增量效益和环境增量效益。建立系统动力学模型，并模拟案例中绿色建筑的增量成本与增量效益。结果表明，绿色建筑的增量效益远远大于增量成本，增量成本与增量效益之间的时间平衡点为7.91年，该结论可为激励消费者选择绿色建筑提供决策参考。
Abstract: Based on the perspective of consumers, this paper studies the incremental cost-effectiveness of green building with the theory of system dynamics. The incremental cost includes the incremental cost in the purchase stage and the incremental cost in the use stage. Incremental benefits include economic, social and environmental benefits. System dynamics model is established and the case of green buildings' incremental costs and incremental benefits has carried on the simulation, the results show that the green building incremental benefits greater than the incremental cost, green building incremental cost and time increment benefit balance is 7.91 years, the conclusion can provide decision-making reference to motivate consumers to choose green building.
关键词：消费者视角；绿色建筑；增量成本；增量效益
Key words: consumer；green buildings；incremental costs；incremental benefits
中图分类号：F283 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2019）22-0011-05
0 引言
绿色建筑是指建筑物在使用期间能最大限度地保护资源，保护环境和减少污染。为人们提供健康、实用的居住空间。绿色建筑因节能技术、智能设备系统、循环回收利用等技术措施的采用，导致建造成本较普通建筑高出很多。但是，使用过程中产生的直接和间接效益也高于普通建筑。因此对于绿色建筑的增量成本效益研究显得尤为重要，这对于开发商、消费者和政府三个视角的决策判断都有着重要意义。近年来，随着中国绿色建筑进入快速发展阶段，国家对开发商实施了激励政策，极大地调动了开发绿色建筑、增加绿色建筑市场供应的积极性。然而，消费者的需求才是绿色建筑发展的动力，如何激发消费者的意志是我国绿色建筑发展中亟待解决的问题，应予以充分重视。通过对房地产市场调研发现，消费者购买绿色建筑虽然可以获得增量效益，但开发商将增量成本通过市场交易转移到消费者身上。消费者在增量成本和增量收益之间的权衡是绿色建筑发展的限制因素。
对于绿色建筑的增量成本和增量效益，学者们从不同的角度进行了探讨。如申莉楠[1]等通过从开发商、消费者、社会三个角度对绿色建筑经济评价标准进行论述，建立了完善的绿色建筑经济体系。任莹莹[2]按照成本效益的产生周期，将其分为年度产生和非年度产生的两种类型进行分析。王建廷[2]建立基于消费者贡献的决策模型，结合具体案例进行实证分析，验证模型构建的合理性。本文将基于消费者需求视角，采用“有无对比法”并将绿色建筑与普通建筑的增量成本及增量效益解剖，利用系统动力学模型确定绿色建筑消费者的累积增量成本效益和回收期，从而提高消费者购买绿色建筑的积极性。
1 绿色建筑消费者的增量成本与效益分析
1.1 消费者视角的绿色建筑增量成本
在消费者视角下，绿色建筑增量成本=绿色建筑成本-普通建筑成本。换言之，绿色建筑的增量成本是指消费者购置或使用绿色建筑相较于一项不采用任何节能环保材料的普通同等功能的建筑而增加的成本费用。主要包括两方面：一是购置成本，在消费者购买过程中，开发商将增加的绿色建筑建造成本转移到消费者身上，即通过提高销售价格收回成本，使消费者增加购置成本。二是使用成本，包括消费者在使用过程中，由于节能设备的维修保护、零件更换等产生的增量成本；专业技术设备的管理增量成本；由于一些绿色技术、措施的采用，使运行成本增加，如楼宇智能化系统的应用、可再生能源的回收利用系统、空气环境监督管控系统等运行增加的运行成本；以及由于设备更换、智能系统升级等产生的更新成本等，这些都是消费者将面临的较于普通建筑的增量成本。
1.2 消费者视角的绿色建筑增量效益
从消费者的视角看，绿色建筑的增量效益是指消费者购买和使用绿色建筑（以住宅为例）与普通商品房相比增加的收入。绿色建筑的增量效益包括经济增量效益，社会增量效益和环境增量效益。
对于消费者而言，经济的增量收益包括政府提供的政策补贴以及绿色建筑使用过程节约的费用。政府补贴效益可以是契税返还的形式或其他形式；使用过程的成本效益通常是由于在施工期间采用各种绿色建筑设备，使得消费者能够在使用阶段节省成本。如节能，节水，节省材料和其他成本节约，都表现为经济效益的提高。
绿色建筑的社会增量效益是由于建造的全过程采用绿色建材及实施环保措施，消费者在使用过程中减少因居住环境引起的疾病，减少医疗费用，确保身心健康，提高工作效率，为社会创造更多效益。
绿色建筑的环境增量效益是其对消费者居住环境带来的改善，如生活垃圾的处理带来资源再利用效益，以及绿色节能技术的采用使得碳排放量减少，消费者能够享受到更好的居住环境。
2 绿色建筑增量成本效益的系统动力学模型构建
系统动力学方法是系统工程学理论的重要组成部分，可利用仿真软件对复杂的过程进行模拟。系统动力学可以反映整个过程并进行模拟，因此系统动力学方法可用来模拟本文基于消费者视角的绿色建筑增量成本效益分析，具有较好的适用性。
2.1 系统的构成分析
2.1.1 系统目标与边界的划分
系统借助 Vensim仿真软件对模型进行模拟分析，根据仿真结果的图像与数据，确定出相关子系统的影响，为消费者选择购买绿色建筑提供科学合理的评估和分析依据。
本文将增量成本效益系统划分为增量成本子系统和增量效益子系统。通过确定增量成本和增量效益是否对正在研究的目标产生更大的影响，将目前对居民住宅生活影响较大、较明显的增量成本与增量效益划归到系统边界之内，而将一些影响较小、不显著的增量成本与增量效益忽略不计，划分到系统边界之外。这样保证系统边界的清晰，系统的结构完整，模型的运行效果与分析精确程度。
2.1.2 子系统的构成分析
将消费者视角下的绿色建筑增量成本效益模型分为增量成本子系统和增量效益子系统。
①增量成本子系统：增量成本子系统的构成按其发生的时间顺序分为购置增量成本和使用增量成本，子系统因果图如图3所示。
②增量效益子系统：增量效益子系统的构成包括经济增量效益、社会增量效益和环境增量效益，子系统因果图如图4所示。
2.2 绿色建筑增量成本效益估算模型建立
2.2.1 绘制因果关系图
绿色建筑增量成本效益系统包含多个要素，构建绿色建筑增量成本效益估算模型时，应对系统边界内各组成要素的关系进行定性分析。因果关系图是表达系统要素反馈关系的重要工具，有助于从定性的角度描绘绿色建筑增量成本效益各变量之间的联系和反馈过程。运用 Vensim软件绘制因果关系图，如图5所示。
2.2.2 绘制存量流量图
为定量描述各个变量的作用机理，建立绿色建筑增量成本效益子系统各变量的存量流量图，如图6所示。
2.2.3 模型变量参数的确定
通过因果反馈分析，本文确定并选择绿色建筑增量成本效益的变量参数，在剔除相关性不强的增量成本效益影响因素后定义变量。系统动力学仿真模型中主要包括6个水平变量，5个辅助变量，8个速率变量。如表1所示。
2.2.4 模型主要方程
在确定好模型的变量与参数之后，要对模型的变量方程进行编辑，本模型中涉及的变量与方程数量较多，因此仅解释主要方程：
FINAL TIME=25，Units:年，INITIAL TIME=0,Units:年，SAVEPER=1,Units:年；
①使用增量成本（L1）=（维护增量成本L3+运行增量成本L4+管理增量成本L5+更新增量成本L6）*PULSE（0，4），Units:元/m2
②维护增量成本（L3）=（维护收费标准*实际收费面积）*PULSE（0，2），Units:元/m2
③运行增量成本（L4）=（节能产品降耗率*运行收费标准）*PULSE（0，2），Units:元/m2
④管理增量成本（L5）=（节能产品降耗率*管理成本标准）*PULSE（0，2），Units:元/m2
⑤更新增量成本（L6）=（设备更新率*设备更新标准）*PULSE（0，2），Units:元/m2
⑥增量增量成本（B1）=（购置成本（L2）+使用成本（L1））*PULSE（0，2），Units:元/m2
⑦增量增量效益（B2）=IF THENELSE（TIME<=3,0,（社会效益（B3）+经济效益（B4）+环境效益（B5））*PULSE（0，3），Units:元/m2
⑧社会增量效益（B3）=（工作效率提高效益+减少疾病发生效益））*PULSE（0，3），Units:元/m2
⑨经济增量效益（B4）=（政府补贴效益+节能效益+节水效益+节材效益+其他节省效益）*PULSE（0，5），Units:元/m2
⑩环境增量效益（B5）=（生活垃圾处理效益+碳排放量减少效益）*PULSE（0，3），Units:元/m2
{11}使用阶段增量成本增加率（R1）= PULSE（0，3）*（维护增量成本+管理增量成本+更新增量成本+运行增量成本）/传统建筑使用阶段成本；
{12}购置阶段成本增加率（R2）=购置阶段增量成本/传统建筑购置阶段成本；
{13}维护增量成本增加率（R3）=（维护和保护节能技术增量成本+零件更换增量成本）/传统建筑维护成本；
{14}管理增量成本增加率（R4）=绿色建筑节能技术设备专业管理增量成本/传统建筑设备管理成本；
{15}运行增量成本增加率（R5）=（智能化系统增量成本+可再生能源系统增量成本+监管系统增量成本）/传统建筑运行成本
{16}更新增量成本增加率（R6）=（智能软件升级增量成本+节能设备更换增量成本）/传统建筑更新成本
{17}绿色建筑增量成本增加率（R7）=（购置增量成本+使用增量成本）/（传统建筑购置成本+传统建筑使用成本）
{18}绿色建筑增量效益增加率（R8）=（社会增量效益+环境增量效益+经济增量效益）/传统建筑效益
2.3 模型检验
在完成系统模型的构建之后，需要对模型的合理性进一步检验与判断， 测试目的是检查模型中的各变量是否均为影响系统动态行为的内生变量，通过添加或删减模型中的设定变量，观察系统是否仍能形成闭合回路来进行模型检验。首先核对因果关系图、存量流量图与系统动力学方程中的变量，确保与研究问题有关的变量都已设定在系统模型中；然后测试估算模型中的每个变量，如该模型中“工作效率提高效益”变量剔除，则估算模型中的“工作效率提高效益-社会增量效益-增量效益-居民满意度-工作效率提高效益”就无法形成闭合回路，因此该变量为影响增量成本增益的内生变量，不可删除。同理，用该方法测试估算模型中的其他变量均可通过检验，模型建立合理。
3 实证分析
3.1 工程概况
选取广州市已取得绿色建筑认证的某住宅小区为例，模拟其增量成本和增量效益，并对估算结果进行分析。该工程为10栋高77.3米的20层居民楼，建筑面积将近14.63万m2，2015年住户开始入住。整个住宅内部设施运用了多种绿色节能技术和设备，达到二星级绿色建筑的标准。大楼整体采用了中水回收处理设施，运用可再生材料及绿色环保材料，空调采用了变风量自动空气调节系统，并安装了可对空气进行过滤净化的新风系统。在光能利用上，外部建筑安装了点挂式幕墙太阳能板，可以用来收集太阳能，减少能耗。每栋楼内都设有智能监测传感器，可对空调、水、电能以及电梯的工作状态进行检测，及时了解空气质量、用水情况、灯光照明等的工作状态，一旦发生异常情况，可进行自动调节。
3.2 模型假设与参数设计
3.2.1 模型假设
①本研究仿真的绿色建筑寿命期较长，因此要考虑资金的时间价值。将通货膨胀率即物价指数纳入其中，假设外部政策与市场环境稳定的前提下通过膨胀率取值为3%。②建筑物的使用寿命为50年，建筑设备的使用年限为15-20年，从工程建设期开始到绿色技术设备的大规模替换，可视为绿色建筑增量成本效益的一个完整周期。因此，该模型的模拟期设为25年，运行初始时间为2015年，结束时间为2039年，时间步长为1年。
3.2.2 参数设计
本案例分析中涉及到的参数较多，相关参数考附近同档次具有同等功能的某住宅小区。在购置阶段，增量成本每平米增加90元/m2。在使用阶段，智能调节系统运营费用增量每平米45元/m2，设备维护增量费用为12元/m2，管理增量费用为15元/m2。不同地区政府对于绿色建筑消费者的补贴程度不同，本例中按照当地政策消费者已缴契税的20%约150元/m2。节水效益方面：节水设施使用寿命 25 年，每立方米能够节约2.72 元。节能效益方面：大楼的空调属性为变风量自动空气调节系统，年耗量相比普通建筑低9.24元/m2。照明系统与智能控制相辅相成，具有亮度记忆和场景记忆功能，降低了50%的耗电能。环境效益方面：垃圾回收利用系统可对居民产生的60%的垃圾进行无害化处理，垃圾排放量减少，垃圾处理费用每吨减少60~70元。碳排放量年减少30kg/m2，碳汇能力增强。社会效益方面：居住环境改善，居民的工作效率提高，当地人均日收入120.56元，同时疾病的减少效益约每人600元/年。
3.3 仿真结果分析
通过对绿色建筑模拟期内增量成本与效益的分析，仿真结果如图7所示。每年投入的增量成本： 2025年趋于稳定，每年投入的增量成本为45元/m2，该阶段的增量成本主要为新增节能设备的维护和零件的替换等。每年产出的增量效益：绿色建筑的增量效益每年逐渐提高，在2021年超过增量成本，在2028年趋于稳定，每年产出的增量效益为100元/m2。2026年累积增量成本效益由负值变为正值，根据回收期的计算方法，可得该住宅楼工程的增量成本效益平衡时间点为7.91年。
4 结论
本文将绿色建筑中的住宅建筑作为研究对象，从消费者的角度分析绿色建筑全寿命周期内的增量成本效益。运用系统动力学构建增量成本效益估算模型，并通过实证研究，检验该模型用于估算其全寿命周期增量成本效益的合理性。主要研究结论：
①利用系统动力学模型，分析了消费者视角下绿色建筑节能增量成本与增量效益的变化规律，证实绿色建筑总增量效益是大于增量成本的结论。
②根据实际动态数据模拟出绿色建筑增量成本效益的时间平衡点，以及增量成本与增量效益之间的关系。随着建筑物使用年限的增加，绿色技术设备所带来的增量效益将会逐渐大于其对应的增量成本，且后期效益越来越明显。
③绿色建筑对居住者所带来的效益要远大于起初投入的成本，消费者对此要有客观和正确的认知。政府应加强绿色建筑的宣传和引导，加大对绿色建筑的补贴与投入，支持和鼓励消费者选择绿色建筑。
参考文献：
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