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投资效率最优化的可持续建筑存量改造策略研究——以波斯尼亚和黑塞哥维那为例
【字体： 大 中 小 】 时间：2025年06月18日 来源：Sustainable Cities and Society 10.5
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本研究针对发展中国家建筑存量能效低、CO2 排放高的问题，开发了以净现值投资比(NPV/I)为目标的线性分式规划(LFP)模型，优化了建筑改造策略。通过波黑案例证明，大规模改造可实现2.26�/1�的投资回报，累计节能170.2TWh，减排67.8MtCO2 ，创造13.6万FTE就业，为东欧国家提供了可复制的改造范式。
在全球气候治理背景下，建筑行业作为欧盟最大的终端能源消耗部门，面临着2050年碳中和目标的严峻挑战。现有建筑存量中约35%的房龄超过50年，75%将沿用至2050年，但深度改造率不足1%。这一矛盾在波斯尼亚和黑塞哥维那(B&H)等发展中国家尤为突出——该国60%的单户住宅(SFH)和90%的高层建筑(HRB)建于社会主义时期(1945-1990)，普遍存在围护结构热工性能差(U值达3.84W/m2
K)、采暖系统效率低(56.8%)等问题，导致单位面积CO2
排放达93.8kg/m2
a，远超全球平均水平21.8kg/m2
a。
为破解改造投资高(单户住宅达500�/m2
)与居民支付能力有限(人均GDP仅为欧盟1/3)的矛盾，研究人员创新性地构建了线性分式规划(LFP)模型，首次将净现值投资比(NPV/I)作为目标函数，整合了能源节约(Es)、CO2
减排(CO2s)、维护成本节约(Ms)和就业创造(W)等多元效益。研究选取4类典型建筑(SFH、MFH、AB、HRB)，设计11种改造组合包，通过Charnes-Cooper变换将非线性优化转化为线性问题。
关键技术包括：(1)基于建筑类型学建立能耗基准模型；(2)开发包含被动式(外墙保温EWI)、主动式(热泵HP)和可再生能源(光伏PV)的改造措施包；(3)采用30年改造期+20年效益累积期的长周期评估框架；(4)引入建筑性能退化函数(年衰减率1.5%)。研究通过1000次模拟，对比了比例分配、50/50分配和非限制分配三种策略。
研究结果显示：
改造路径分析揭示：所有策略均倾向选择浅度改造包，如SFH优先采用rSFH,2
(416.8�/m2
)而非深度包rSFH,4
(500.3�/m2
)。非限制策略在2034年前专注改造SFH(占52.5%)，后期转向公寓楼(AB)。
该研究创新性地将LFP模型应用于建筑改造优化，证明了在资源受限地区，通过科学策略设计可实现经济-环境-社会效益的协同优化。其模型框架可适配其他东欧国家(HDD>2500地区)，为落实欧盟"改造浪潮"倡议提供了实证案例。未来研究可拓展被动降温技术，以应对气候变化带来的制冷需求增长。
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