基于系统动力学的节能住宅全寿命周期费用影响因素仿真研究

摘要

20世纪70年代的石油危机,启动了世界性的建筑节能事业时,国际上一些发达国家即开始大力进行节能住宅的开发与建设,但由于节能住宅的初始投资较高,从而影响到节能住宅的建设,所以一些国家把在武器装备系统应用较为广泛且比较成熟的全寿命周期费用(Life Cycle Cost,简称LCC)分析技术引入到建筑产品的经济分析中,以此来推动节能住宅的开发与建设。
　　目前,对节能住宅全寿命周期费用的涵义、构成、费用估算模型、分析的时机及运用计算机技术优选节能设计方案的方法等方面已形成了一个比较统一的认识。但对影响节能住宅全寿命周期费用的因素及各个因素之间对LCC的影响程度尚缺乏进一步的深入研究,基于此,本文拟运用系统动力学的基本原理,采用系统思维动态反馈机制,遵从“结构决定行为”这一系统科学原理,研究节能住宅LCC影响因素系统中各因素与LCC总目标,以及各因素之间所存在的动态反馈因果关系,找出对节能住宅LCC影响较大的因素并加以有效控制,从而为大力推进节能住宅的开发与建设提供科学的经济决策依据。主要完成的研究工作及取得的成果如下:
　　(1)节能住宅全寿命周期费用的大小既受前期准备费用、建造费用、使用费用、处置费用大小的影响,但受节能投入的大小、建筑使用年限的影响更大。
　　(2)通过建立的基于系统动力学的节能住宅全寿命周期费用影响因素系统模型,以兰州鸿润园节能住宅作为实证研究对象,运用系统动力学Vensim-PLE仿真软件进行模拟分析,结果显示:一是随着节能投入的增加,初始投资虽然不断增加,但年度使用费用不断减小,双重作用叠加后仍可以降低LCC水平,表明它对降低LCC的作用非常强;二是随着寿命期的不断增大,LCC虽然在增加,同时可以看到在节能住宅前期对LCC水平的促进作用比较小,但到投入运营期后,这种促进作用越来越强,随着建设使用年限的增强,这种促进作用逐渐增加,表明寿命期对降低LCC也有一定的作用。因此,节能程度越高的住宅,使用寿命越长,它的全寿命周期费用也将越来越低。
　　(3)仿真分析结果充分证明,节能住宅虽然初始投资较高,但其全寿命周期费用却明显较低,认识节能住宅全寿命周期费用发展变化的这种规律,提出建议政府有关部门加大节能投资力度,加强建筑的耐久性研究,延长建筑使用寿命等具有借鉴性的建议。对消除人们在节能住宅节能投入认识上的“误区”、政府有关建设行政主管部门组织编制建筑节能方面设计规范与标准、开发商和业主开发建设与购买节能住宅都可以提供可靠的经济性参考依据。

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1 绪论

1.1 研究背景

1.2 课题提出及研究意义

1.3 国内外研究现状

1.4 研究内容

1.5 研究路线

2 节能住宅全寿命周期费用理论

2.1 节能住宅概念及内涵

2.2 全寿命周期费用内容

3 系统动力学理论

3.1 系统动力学建模原理

3.2 系统动力学方法

3.3 系统动力学特征

3.4 系统动力学建模步骤

4 节能住宅全寿命周期费用影响因素系统建模

4.1 系统目标与边界确定

4.2 节能住宅全寿命周期费用影响因素系统分析

4.3 节能住宅全寿命周期费用影响因素因果关系图

4.4 节能住宅全寿命周期费用影响因素系统流图

4.5 系统动力学方程

5 系统实例仿真分析

5.1 实例概况

5.2 模型主要参数估计

5.3 模型仿真结果分析

5.4 模型评估

5.5 节能住宅发展政策分析

6 结论与研究展望

6.1 结论

6.2 研究展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果