生命周期成本分析(LCCA)

更新:

09-19-2016

简介

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简介
描述
应用程序
相关守则及标准
额外的资源

生命周期成本分析(LCCA)是一种评估设施拥有总成本的方法。它考虑了获得、拥有和处置建筑物或建筑系统的所有成本。当满足相同性能要求，但在初始成本和运营成本方面存在差异的项目替代方案必须进行比较，以选择最大限度地节省净成本时，LCCA尤其有用。例如，LCCA将帮助确定是否合并a高性能空调或玻璃系统，可能会增加初始成本，但会大大降低运行和维护成本，是否具有成本效益。LCCA对预算分配没有帮助。

最低生命周期成本(LCC)是最直接、最容易解释的经济评价指标。其他一些常用的衡量标准有净储蓄(或净收益)、储蓄投资比(或储蓄收益成本比)、内部回报率和回收期。如果他们使用相同的参数和研究周期长度，他们与最低最低成本评估措施一致。建筑经济学家、认证价值专家、成本工程师、建筑师、数量测量师、操作研究人员和其他人可能会使用这些技术中的任何一种或几种来评估项目。为建筑相关项目做出具有成本效益的选择的方法可能非常相似，无论它是否被称为成本估算，价值工程,或经济分析．

描述

A.生命周期成本分析法(LCCA)

LCCA的目的是估计项目备选方案的总体成本，并选择设计，确保设施将提供与其质量和质量一致的最低总体拥有成本函数．LCCA应该在设计过程的早期执行，此时仍有机会改进设计，以确保减少生命周期成本(LCC)。

LCCA或任何经济评估方法的第一个也是最具挑战性的任务是确定建筑物和建筑系统的替代设计的经济影响，并将这些影响量化并以美元金额表示。

显示建筑物30年成本的条形图。设计和施工费用占成本的2%，维护费用占6%，人员工资占92%

从30年的时间来看，初始建设成本大约只占总数的2%，而运营和维护成本占6%，人员成本占92%。
图片:Sieglinde Fuller
资料来源:可持续建筑技术手册/ Joseph J. Romm，精益和清洁管理，1994年。

b .成本

购置、操作、维护和处置建筑物或建筑系统会产生大量成本。与建筑有关的费用通常分为以下几类:

初始成本-购买，收购，建设成本
燃料成本
操作、维护和维修成本
更换成本
残值-转售或残值或处置成本
融资费用-贷款利息支付
非货币收益或成本

只有在每个类别中与决策相关且金额重大的成本才能做出有效的投资决策。当一种替代品与另一种替代品的成本不同时，成本就是相关的;当成本大到足以对项目备选方案的LCC产生可信的差异时，成本就是显著的。所有成本以今天的美元作为基准年金额;LCCA方法将所有金额上升到其未来发生的年份，并将其贴现回基准日期，以将其转换为现值。

初始成本

初始成本可能包括土地收购、建设或改造的资本投资成本，以及运营设施所需的设备。

征地成本需要包括在最初的成本估计，如果他们不同的设计方案。例如，当比较翻新现有设施与在购买的土地上新建设施的成本时，情况就是如此。

建设成本:对可供选择的建筑设计或系统进行初步经济分析时，不需要详细的建筑成本估算。这样的估计通常在设计相当高级时才能得到，并且已经错过了降低成本的设计更改的机会。如果有更详细的成本信息，LCCA可以在整个设计过程中重复进行。最初，建筑成本是根据类似设施的历史数据来估算的。另外，也可以由政府或私营部门决定成本估算指南和数据库．的三业务参数估计系统(TPES)通过确定关键成本参数(即楼层数、面积和体积、周长)，并通过代数公式将这些值联系起来，以预测各种建筑系统、子系统和组件的成本，开发不同设施类型的模型。

详细的成本估算在设计提交阶段(通常是30%，60%和90%)根据数量起飞计算。这些估算依赖于成本数据库，如商业单价表(C-UPB)或者是r.s.的意思是建筑施工成本数据库．

测试组织，例如ASTM国际贸易组织拥有他们测试或代表的材料和产品的参考数据。

能源及水费

能源、水和其他公用事业的运营费用基于消耗量、现行费率和价格预测。因为能源消耗，在某种程度上，水的消耗，建筑结构和建筑围护结构是相互依赖的，能源和水的成本通常是作为一个整体来评估的，而不是单独的建筑系统或组件。

能源的使用:在项目的设计阶段，能源成本通常很难准确预测。必须对使用概况、占用率和时间表做出假设，所有这些都会影响能源消耗。在最初的设计阶段，建筑能耗的数据可以来自工程分析或计算机程序装备的．EnergyPlus™(DOE)而且DOE-2需要更详细的输入，通常在设计过程的后期才能得到。其他软件包，如专有程序TRACE®3D Plus(特灵)、ESPRE (EPRI)和HAP(载体)已开发用于辅助机械设备的选择和尺寸，并经常由制造商分发。

在选择一个程序时，重要的是要考虑您是否需要每年、每月或每小时的能源消耗数据，以及当设计更改或模拟不同的效率水平时，该程序是否充分跟踪能源消耗的节省。

能源价格:当地供应商提供的当前能源价格报价应考虑费率类型、费率结构、夏季和冬季差价、区块费率和需求费用，以获得尽可能接近实际能源成本的估计值。

能源价格预测:能源价格的增减速率与一般价格膨胀速率不同。在估计未来能源成本时，需要考虑到这种差异能源价格的上涨。能源价格预测既可以从供应商处获得，也可以从能源部每年4月1日公布的能源价格上涨率获得生命周期成本分析的折扣因子，NIST手册年度补编135．

水成本:水成本应该像能源成本一样处理。通常有两种类型的水成本:用水成本和水处理成本。能源部不公布水价预测。

操作、维护和维修成本

30年暖通空调系统成本饼图。图表显示能源成本为50.0%，维护成本为4.7%，更换成本为2.3%，暖通空调首次成本为43.0%

由华盛顿州行政总局提供

非燃料运营成本、维护和维修(OM&R)成本往往比其他建筑支出更难估计。运行时间表和维护标准因建筑物而异;即使是相同类型和年龄的建筑物，这些费用也有很大差异。因此，在估算这些成本时，使用工程判断尤为重要。

供应商报价和公布的估算指南有时会提供有关维护和维修费用的信息。一些数据估计指南的成本数据来源于历史数据的统计关系（意味着，博马)，并报告，例如，每平方英尺的平均拥有和运营成本，按建筑物的年龄、地理位置、层数和建筑物的平方英尺数。的白石研究设施维护和维修成本参考给出建筑系统和元素的年化成本，以及特定建筑组件的使用寿命估计。美国陆军工程兵团亨茨维尔分部为军事建设提供了一个定制的OM&R数据库。

更换成本

建筑系统资本更换的数量和时间取决于系统的估计寿命和研究周期的长度。使用为初始投资提供成本估计的相同来源来获得重置成本和预期使用寿命的估计。估算未来重置成本的一个好的起点是使用基准日的成本。LCCA方法将基准年金额上升到它们未来发生的时间。

剩余价值

系统(或部件)的剩余价值是其在研究期间结束时的剩余价值，或在研究期间被替换时的剩余价值。剩余价值可以基于在地价值、转售价值、残值或报废价值，减去任何销售、转换或处置成本。根据经验，具有剩余使用寿命的系统的剩余价值可以通过其初始成本的线性比例来计算。例如，对于一个预期使用寿命为15年的系统，在研究期结束前5年安装，剩余价值约为初始成本的2/3(=(15-10)/15)。

其他成本

财务费用及税费:对于联邦项目，财务费用通常无关紧要。然而，如果一个项目是通过基金资助的，则需要支付财务费用和其他费用节能表现合约(ESPC)或公用事业能源服务合约(UESC)．财务费用通常包括在与能源服务公司(ESCO)或公用事业公司谈判的合同付款中。

非金钱的收益或成本:非货币收益或成本是与项目相关的影响，没有客观的方法来分配美元价值。非货币效应的例子可能是一个特别安静的HVAC系统或一个预期的，但很难量化的好处生产力增益由于改进的照明。就其性质而言，这些影响是LCCA之外的，但如果它们是重大的，则应在最终投资决策中考虑并包括在项目文件中。看到成本效益-考虑非金钱利益，如美学，历史保护，安全．

为了在决策制定中正式包含非货币成本或收益，您可以使用层次分析过程(AHP)，这是一套多属性决策分析(MADA)方法之一，在评估项目备选方案时，除了常见的经济评估措施外，还考虑非货币属性(定性和定量)。Astm e 1765应用层次分析法(AHP)对与项目、产品和过程有关的投资的多属性决策分析的标准实施规程发表的ASTM国际介绍了在进行建筑相关的资本投资决策时，计算和解释项目总体可取性的AHP得分的程序。例如，估算生产成本的一个信息来源是WBDG生产分公司．

C.现值分析参数

折现率

为了能够添加和比较在项目生命周期中不同时间产生的现金流，它们必须具有时间等价性。为了使现金流具有时间等价性，LCC方法将现金流折现到一个共同的时间点(通常是基准日期)，从而将现金流转换为现值。用于贴现率的利率反映了投资者在一段时间内的机会成本，这意味着投资者希望获得至少与次优投资一样高的回报。因此，贴现率代表投资者可接受的最低回报率。

联邦能源和水资源保护项目的贴现率每年由FEMP；对于其他主要与节能或节水无关的联邦项目，贴现率由管理预算办公室确定。这些贴现率是实际贴现率，不包括一般通货膨胀率。

成本时期(年代)

学习时间:研究期从基准日开始，即所有现金流折现的日期。研究期包括任何规划/建设/实施期和服务或使用期。对于所有考虑的替代方案，研究周期必须相同。

服务时间:服务期限从竣工的建筑物被占用或系统投入使用时开始。这是对运营成本和效益进行评估的时期。在FEMP分析中，服务期限限制为40年。

合同期限:ESPC和UESC项目的合同期限在研究期内。当项目被正式接受，能源节约开始累积，合同付款开始到期时，它就开始了。合同期限一般在贷款还清时结束。

打折公约

在管理预算办公室和FEMP的研究中，所有年度经常性现金流(例如，业务成本)都从发生的年底开始折现;在MILCON研究中，他们从年中开始打折。所有单个金额(例如，重置成本，残值)都从发生日期开始贴现。

通货膨胀的处理

LCCA可以用固定美元或现行美元进行。固定美元分析不包括一般通货膨胀率，而当前美元分析包括所有美元金额的一般通货膨胀率、贴现率和价格上升率。两种类型的计算结果都是相同的现值生命周期成本。

除了由私营部门(ESPC, UESC)资助的项目外，建议对所有联邦项目进行固定美元分析。固定美元法的优点是不需要估计研究期间各年的通货膨胀率。如果分析师想要将合同付款与实际运营或能源成本节省进行比较，则通常以当前美元进行替代融资研究。

D.生命周期成本计算

在按年和金额确定所有成本并将其折现为现值后，将它们相加，得出每种备选方案的总生命周期成本:

LCC = I + Repl - Res + E + W + OM&R + O

LCC =以现值(PV)美元表示的给定替代品的总LCC
I = PV投资成本(如果在基准日发生，则无需贴现)
Repl = PV资本重置成本
Res = PV残值(转售价值，残值)减去处置成本
E =能源成本的PV
W =水成本的PV
OM&R =非燃料运营、维护和维修费用的PV
O =其他成本的PV(例如，ESPCs或UESCs的合同成本)

E.补充措施

经济评价的补充指标是净储蓄(NS)、储蓄投资比率(SIR)、调整后的内部收益率(AIRR)、简单回报(SPB)或贴现回报(DPB)。有时需要它们来满足特定的监管要求。例如，FEMP LCC规则(10 C.F.R.§436，子部分A)要求使用SIR或AIRR对竞争有限资金的独立项目进行排名。一些联邦计划要求在项目评估中计算回收期作为筛选措施。如果计算和应用正确，NS, SIR和AIRR与备选方案的最低LCC一致，具有相同的时间调整输入值和假设。投资回收期指标，无论是SPB还是DPB，只有在整个研究期间计算，而不仅仅是投资回收期的年份时，才与LCCA一致。

所有补充度量都是相对度量，也就是说，它们是针对相对于基本情况的替代计算的。

NS =净节省:经营节省减去资本投资成本的差额

SIR =储蓄投资比:经营储蓄与资本投资成本之差的比率
AIRR =经调整的内部收益率:研究期间另类投资的年收益率，考虑到折现率下中期收益的再投资
简单回报:在不考虑货币的时间价值的情况下，从另一种选择中获得的累计节省到收回其初始投资成本和其他应计成本所需的时间
DPB =折现回报:考虑到货币的时间价值，从替代方案中获得的累计节省到收回其初始投资成本和其他应计成本所需的时间

F.评价标准

最低最低成本(用于确定成本效益)
NS > 0(用于确定成本效益)
SIR > 1(用于项目排名)
AIRR >折现率(用于项目排名)
SPB、DPB <研究期(筛选项目)

G.生命周期成本分析中的不确定性评估

有关建筑相关投资的决策通常涉及大量关于其成本和潜在节省的不确定性。执行LCCA极大地增加了选择一个从长远来看节省资金的项目的可能性。然而，LCC结果可能仍然存在一些不确定性。lcca通常在设计过程的早期进行，当时只能估计成本和节省，而不是确定的金额。输入值的不确定性意味着实际结果可能与估计结果不同。

有一些技术可以估算选择“错误”项目的成本。确定性技术，如灵敏度分析或盈亏平衡分析，很容易完成，不需要额外的资源或信息。他们对不确定的输入数据如何影响分析结果进行单点估计。另一方面，概率技术通过从不确定的输入值的概率分布中推导出实现不同经济价值值的概率，从而量化风险暴露。然而，它们比确定性技术有更多的信息和技术要求。选择一种技术还是另一种技术取决于项目的规模、重要性和可用资源等因素。由于敏感性分析和盈亏平衡分析是两种执行简单的方法，因此它们应该是每个LCCA的一部分。

敏感性分析

敏感性分析是FEMP推荐用于节能和节水工程的技术。灵敏度分析适用于:

在许多不确定的输入值中，确定哪一个对经济评估的具体措施影响最大，
确定投入价值的可变性如何影响经济评价措施的范围，以及
测试不同的场景来回答“如果”的问题。

为了确定关键参数，得出上界和下界的估计值，或者回答“如果”的问题，只需将每个输入的值向上或向下更改，保持所有其他输入不变，然后重新计算待测试的经济度量。

盈亏平衡分析

决策者有时想知道一项投入的最大成本能让项目保持收支平衡，或者相反，一个项目能产生的最小收益能覆盖投资成本。

为了进行盈亏平衡分析，将收益和成本设置为相等，指定所有变量，并用代数方法求解盈亏平衡变量。

中详细描述了敏感性分析和盈亏平衡分析，以及其他一些确定性和概率的风险和不确定性评估方法建筑投资经济评价中的不确定性和风险处理技术，哈罗德·马歇尔，NIST特别出版物757,1988年9月。

H.设计分析工具

计算机程序的使用可以大大减少制定LCCA、执行计算和记录研究所花费的时间和精力。以下是几个与lcca相关的软件:

建筑生命周期成本(BLCC)计划-美国国家标准与技术研究所为美国能源部联邦能源管理计划(FEMP)开发的经济分析工具。2022年世界杯上下半区对阵表

应用程序

LCCA可以应用于任何资本投资决策，即以相对较高的初始成本换取减少的未来成本义务。它特别适用于评估满足要求的建筑性能水平，但可能有不同的初始投资成本，不同的操作和维护和维修成本，以及可能不同的寿命的建筑设计备选方案。LCCA对项目的长期成本效益的评估，比其他只关注首次成本或短期运营相关成本的经济方法要好得多。

LCCA是众多设计和分析工具之一，用于将这座位于西澳大利亚州塔科马市中心的世纪之交建筑改造成一座节能展示建筑。
由华盛顿州行政总局提供

LCCA可以在不同的复杂度级别上执行。它的范围可能从“粗略的”研究到详细的分析，包括深入研究的输入数据、经济评价的补充措施、复杂的不确定性评估和广泛的文件。工作的广泛性应该适应项目的需要。

额外的资源

出版物

建筑经济学:理论与实践罗莎莉·t·鲁格和哈罗德·e·马歇尔合著。纽约:Van Nostrand Reinhold, 1990。
设备维护和维修费用参考白石研究公司。
工程经济作者:g·j·图森和w·j·法布里基。普伦蒂斯·霍尔，1993年。ISBN 0-13-277491-7。
NIST手册135联邦能源管理计划生命周期成本计算手册2022年世界杯上下半区对阵表作者:齐格林德·k·富勒和斯蒂芬·r·彼得森。国家标准与技术研究所，1995年。
NISTIR 85-3273-31生命周期成本分析的能源价格指数和折扣因子，手册135年度补编普里亚·d·拉帕和约书亚·d·克尼费尔。国家标准与技术研究所，2021年4月。
简化能源设计经济学作者:哈罗德·e·马歇尔和罗莎莉·t·鲁格。NBS sp 544。华盛顿:国家标准局，1980年1月。

其他人

ASTM国际-发布支持LCCA的标准。
GSA可持续设施工具(SFTool)-SFTool的沉浸式虚拟环境满足您的所有可持续发展规划、设计和采购需求。
r.s.米恩斯公司-提供建筑成本数据库。
可持续建筑工业委员会-提供设计低能耗建筑的研讨会，包括使用Energy-10软件的指导。
美国陆军工程兵生命周期成本模块
美国能源部(DOE)联邦能源管理计划办公室(FEMP)2022年世界杯上下半区对阵表- - - - - -举办研讨会关于各种与节能节水有关的话题。

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