
一、引言
我國現(xiàn)有建筑近400億平方米屬于高耗能建筑。每年新建房屋面積16~20億平方米,超過所有發(fā)達國家年建成建筑面積的總和,新建建筑80%以上是高能耗建筑,既有建筑95%以上是高能耗建筑,單位建筑面積能耗是發(fā)達國家的2~3倍。
太陽能作為一種可持續(xù)利用的清潔能源,被認為是21世紀以后人類可期待的、最有希望的能源,得到了國際社會的普遍重視。利用太陽能等可再生能源的良好載體,結(jié)合建筑充分利用太陽能等可再生能源是實現(xiàn)建筑能源結(jié)構(gòu)可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。其中太陽能熱水系統(tǒng)用于提供熱水,可大大節(jié)省燃料費用。
由于工程對象的特殊性:初始投資成本大,項目壽命周期長,所耗能源的持久性等特點,更應該綜合考慮后續(xù)能源消耗資金對現(xiàn)時初始投資項目選擇的影響。這樣更能客觀公正地選擇出最優(yōu)解。
在價值工程中,認為資金進入社會再生產(chǎn)過程后會隨著時間的推移,貨幣產(chǎn)生價值增值,即貨幣是具有時間價值的。筆者運用模型,考慮貨幣時間價值因素對數(shù)據(jù)產(chǎn)生的影響:
其中:P—現(xiàn)值;A—年金;i—利率;n—期限
在方案的初始選擇中,考慮項目周期內(nèi)能源的耗費相當重要。在工程設計中,不能只顧初始投資成本的選擇,而要兼顧后續(xù)費用是否與初始投資成本之間存在合理的性價比。
本文就貨幣時間價值在無錫某小區(qū)太陽能熱水系統(tǒng)設備選型中所起作用與同行共同探討。
二、工程設計
(一)工程概況
無錫某酒店地下一層,地上十層,建筑高度36.7m。地下一層為汽車庫和酒店輔助用房,地上一層為酒店大堂和咖啡廳,二層為酒店人員辦公層,三層以上為酒店客房。酒店建筑面積約為1萬平方米。
本文主要從太陽能熱水系統(tǒng)設備的主要組成部分:太陽能集熱板、輔助熱源選型問題進行分析。
(二)太陽能集熱板成本計算
太陽能集熱器成本主要包括:集熱器的采購和安裝費用(根據(jù)工程需要的集熱面積確定)、集熱器的安裝成本、因集熱器安裝而引起的土建費用、集熱器運行維護費用。
在這些費用中,確定太陽能集熱器面積是關鍵。
本酒店客房數(shù)210間,床位420張。熱水用水定額80L/床·日,冷水設計溫度10℃,熱水設計溫度60℃。衛(wèi)生潔具熱水使用溫度40℃。
本工程集熱器采光面積為1 129平方米?,F(xiàn)階段我國太陽能熱水系統(tǒng)中主要應用的太陽能集熱器有平板型集熱器、真空管型集熱器兩種類型。依據(jù)構(gòu)造形式的不同,后者又分為全玻璃真空管和金屬—玻璃真空管型兩類。按照吸熱板插入方式的不同,金屬-玻璃真空管型進一步區(qū)分為U型管式和熱管式兩大類。
根據(jù)2010年北京四季沐歌太陽能集熱板市場報價,計算得出太陽能集熱器的初始投資成本。太陽能集熱器安裝需要相應配件,一般按集熱板投資的15%計算配件及安裝費用,得出總投資額。
平板型:每平方米投資3 800元,初始總投資4 290 200元,總投資4 933 730元;
真空管型:每平方米投資1 200元,初始總投資1 354 800元,總投資1 558 020元;
熱管-真空管型:每平方米投資4 000元,初始總投資4 516 000元,總投資5 193 400元。
由此可見,太陽能集熱板中真空管型成本最低。
(三)太陽能輔助熱源成本計算
目前市場上主要可供選擇的常規(guī)輔助熱源有:燃油熱水鍋爐、燃氣熱水鍋爐、電鍋爐、燃煤熱水鍋爐、空氣源熱泵。
成本中包括:輔助熱源的采購安裝費用、因采用該設備而引起的土建成本、投入運行后的燃料或電能的成本、維修管理成本。
根據(jù)設計日耗熱量Qd,系統(tǒng)每天將33.6噸10℃的水升溫到60℃,總共耗費的能量為6 914 579kJ。
太陽能、燃油、燃氣、電和燃煤等鍋爐系統(tǒng)經(jīng)濟性對比:
1.各種燃料的當量熱值分別為,燃油:42 500kJ/kg;電:3 600kJ/KWh;工業(yè)煤:29 300kJ/kg;天然氣:35 000kJ/Nm3。
2.燃油鍋爐效率為85%,費用為5.4元/kg;燃氣鍋爐效率為85%,費用為2.27元/m3;電鍋爐效率為95%,費用為1元/KWh;燃煤鍋爐效率為50%,費用為0.85元/kg;空氣源熱泵效率為380%,費用為1元/KWh。能源費用為當前全國均價。
按每年有60天陰雨天完全用其他能源輔助,用不同的輔助能源時,太陽熱水系統(tǒng)每年耗能費用分別如下:
如果用燃油作為輔助能源,則每年60天總耗油費用為: 1 137×60=68 220元。
如果用天然氣作為輔助能源,則每年60天總耗天然氣費用為:580元×60=34 800元。
如果用電作為輔助能源,則每年60天總耗電費用為: 2 022×60=121 320元。
如果用煤作為輔助能源,則每年60天總耗煤費用為:481元×60=22 860元。
如果用空氣源熱泵作為輔助能源,則每年60天總耗電費用為:531×60=31 860元。
綜合計算(見表1)
由表1可見,燃氣鍋爐成本最低,因此本方案選擇太陽能加燃氣鍋爐系統(tǒng)。
在考慮熱源的時候,曾和建設方探討過太陽能和熱泵雙熱源的系統(tǒng),但是項目周邊沒有水體,因此不能選擇水源熱泵。并且無錫地區(qū)寒冷月份較多,在寒冷季節(jié),空氣中熱能不足,空氣源熱泵效率降低,尤其在冬季的陰雨天,熱泵效率降至最低,熱源主要依靠電能,將會大幅增加運行成本。最后建設方要求必須有一種傳統(tǒng)熱源,以保證本項目的熱水供應。
在傳統(tǒng)熱源選擇比較中,考慮到項目規(guī)模較大,如采用電能,耗電較大,運行成本太高,因此首先否決了電能;其次,燃煤鍋爐占用建筑空間較多,污染大,而且危險性也大,所以燃煤鍋爐被否決了;蒸汽熱源需要占用較多的建筑空間,而且在建設方以往的項目運行中,由于蒸汽價格的多次變化,給建設方的運行管理成本造成了較多的負擔和煩惱,建設方也否定了蒸汽熱源。根據(jù)以上考慮,并且結(jié)合表1,考慮到燃氣價格較為穩(wěn)定,燃氣機組占用的建筑空間也比較少,并且燃氣機組產(chǎn)生的廢氣主要為二氧化碳,排放較易,最后傳統(tǒng)熱源選擇了燃氣。
建設方考慮到初次投資成本,不愿意在太陽能加燃氣雙熱源集熱系統(tǒng)的投資基礎上再增加熱泵系統(tǒng)的投資,最后的熱源選擇是太陽能加燃氣雙熱源。
【參考文獻】
[1] 太陽熱水系統(tǒng)與建筑一體化設計標準圖集[S].蘇J28-2007.
[2] 建筑給水排水設計規(guī)范[S].GB50015-2003.
[3] 建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S].GB50242-2002.
[4] 王彤,等.建設項目經(jīng)濟評價方法實用回答[M].北京:中國統(tǒng)計出版社,1994.
[5] 國家計劃委員會建設部.建設項目經(jīng)濟評價方法與參數(shù)[S].第二版,北京:中國計劃出版社,1993.
[6] (美)羅伯特,B.斯圖爾特,(中)邱苑華,價值工程方法基礎[M].北京:機械工業(yè)出版社,2007.
[7] 王乃靜.價值工程概論[M].北京:經(jīng)濟科學出版社,2006.