毕业设计-工程造价的控制对于建筑成本的影响

工程造价的控制对于建筑成本的影响工程造价的控制对于建筑成本的影响专业：工程造价学生：指导老师：摘要在市场经济条件下，面对当前竞争日趋激烈的建筑市场，如何强化和完善成本控制，不断提高施工企业管理水平，从而节约成本，实现企业经济效益最大化，是所有建筑工程施工企业的共同目标。然而，目前部分施工企业仍然没有充分意识到成本控制的重要性，未将成本控制工作落到实处，致使工程项目成本居高不下，企业利润低下，削弱了施工企业的竞争力，无法实现企业利润最大化。为此，施工企业不断强化和完善成本控制势在必行。

关键词：成本控制经济效益竞争力利润最大化ProjectcostcontrolforconstructioncostinfluenceMajor:constructioncostStudent:Supervisor:AbstractUndertheconditionofmarketeconomy,Inthefaceoftheincreasinglyfiercecompetitionintheconstructionmarket,Howtostrengthenandimprovethecostcontrol,ConstantlyimprovethelevelofmanagementofconstructionenterprisesInordertosavecost,Toachievemaximumeconomicefficiency,isallconstructionenterprisesthecommongoal.However,atpresent,someconstructionenterprisesarestillnotfullyawareoftheimportanceofcostcontrol,Thecostcontrolofengineeringprojectthejobfallstorealpoint,resultinginhighcost,lowprofit,weakenedthecompetitivenessoftheconstructionenterprises,toachievethemaximumprofitfortheenterprise.Forthispurpose,theconstructionenterpriseceaselessaggrandizementandperfectcostcontrolbeimperative.Keywords:CostcontrolEconomicbenefitsCompetitivenessProfitmaximization目录1导论 41.1选题目的及意义 41.2文献综述 42工程造价的控制对于建筑成本的影响 52.1导致建筑工程造价过高的因素 52.2正确认识成本控制的重要性 62.3项目投资决策阶段的造价管理与成本控制

72.4施工准备阶段的成本控制 72.5施工过程中的成本控制

72.6竣工验收阶段的成本控制

83结束语 8参考文献 91导论1.1选题目的及意义1.1.1选题目的工程项目造价的确定与控制是工程建设项目管理的重要组成部分，它能够在工程建设项目的全过程（投资决策、设计、招投标、施工阶段）中采取有效措施，把工程项目建设发生的全部费用控制在批准的限额内，并随时纠正发生的偏差，以保证投资估算、设计概预算和竣工决算等管理目标的实现，达到合理使用人力、物力、财力，获得最大投资效益的目的。基于工程项目投资运动的特点和运动规律，工程项目投资的控制涉及到方方面面，其基本控制原理为：全过程、全方位的控制；不同投资主体的控制；合理设置控制目标；以主动控制为主、技术与经济相结合的控制。1.1.2选题意义在投资决策阶段工程造价的确定与控制可以进行多方案的技术经济比较，择优确定最佳建设方案，建立科学决策体系，合理确定投资估算，客观、认真地作好项目评价从而有助于避免由于依据不足、方法不当、盲目决策造成的失误，以便把有限的资源真正用于经济效益好的建设项目、优选出最佳方案，达到控制造价的目的。1.2文献综述改革开放以来,我国的工程建设标准定额和工程造价管理工作以逐步适应社会主义市场经济为目标,按照调放结合、配套改革、小步快走、逐步到位的指导思想,进行了一系列的改革,并取得了较好的成果。建设工程造价确定方法形成的历史及其现状是从20世纪50年代起的，我国借鉴前苏联经验，逐步建立起适应当时计划经济需要的概预算定额制度，人工、材料、机械等价格均由国家统一规定，传统的概预算定额作为建设工程造价定价依据，对我国加强计划管理，减少投资浪费，多、快、好、省地建设国家起到了积极的作用。进入90年代，我国逐步由计划经济向市场经济过渡，经济发展水平不断提高，经济结构也日益复杂，原有的计价方式已不能满足市场经济发展的需要，为此，我国对建设工程造价定价办法进行了一系列的改革，如调整工程价格的费用项目，修订有关的费用、利润、税金计算标准，取费改按工程类别计取等等。例如现在实行的工程量清单计价，它改变了以工程预算定额为计价依据的计价模式，适应了工程招标投标和由市场竞争形成工程造价的需要，推进了我国工程造价事业的发展。它计价简单、真实，由于是直接利用与工程量清单相配套的“企业清单定额”，减掉了采用传统定额的中间转化环节，有效降低了工程量清单计价的难度和社会成本，由于无论是在消耗量方面还是在人材机价格方面都和企业甚至是目标项目的具体状况高度一致，因此“企业清单定额”这种立体动态的特征能够真实反映企业的个别成本，这显然较利用反映社会平均成本的定额来计价更真实。当然其中也存在这一些问题，由于目前建筑市场不够完善，特别是投资体制的原因以及投资代理人行为的不规范，一些采用工程量清单计价方式投标的项目，“中标价”并不是一定是真正的市场竞争价。不过随着市场经济不断发展完善，相信清单计价将成为建筑市场的主要计价方式。再例如广联达等工程造价软件的发展也是工程造价管理重要的研究成果，它以建设工程项目招投标为起点，围绕项目招投标和全过程造价管理，它可以为项目各个参与方提供计价和招投标管理的软件产品、专业咨询及服务，逐步帮您实现自己的“企业定额”，提高在未来竞争中的核心竞争力，是面向未来建筑行业技术发展方向的新一代工程造价管理工具。相信随着工程造价管理软件开始被大量的使用，专门从事工程造价管理软件开发研究工作的软件公司的继续发展，21世纪的工程造价管理将更多的依靠电脑技术和网络技术，未来的工程造价管理必将成为信息化管理。2工程造价的控制对于建筑成本的影响建筑工程施工成本控制，是指在项目成本的形成过程中，对工程施工过程中所消耗的人力资源、物质资源和费用开支，进行指导、监督、调节和限制，及时纠正将要发生和已经发生的偏差，

把各项施工费用控制在成本控制方案的范围内。工程项目成本控制是施工企业管理的重要内容，那么，如何保证成本控制实现施工企业的最低成本，确保经济效益最大化,从而提高企业市场竞争力，是众多施工企业共同关注和急待解决的关键问题。2.1导致建筑工程造价过高的因素

从实际工程实施情况看，造成建筑工程造价过高的因素是多方面的。如果能将工程造价控制在合理的范围内，实现投资方与建设方双盈，是造价控制最理想的效果。导致工程造价过高的因素有：

2.1.1筹资费用过高造成工程造价增加

投资方自有资金不足，大部分建设资金来源于金融机构的贷款。建设期贷款利息作为投资费用的组成部分，增加了工程造价，特别是近几年贷款利率的不断上调，更加重了投资方的建设成本。

2.1.2地质勘察不充分造成工程造价增加

设计前地质勘察不充分，实际地基承载力与设计的结构物不符，或者公路、桥梁施工过程中发现地下溶洞或地下文物，造成公路改线或结构物基础类型改变，都将抬高工程造价。地质勘察不到位，还可能造成安全事故，给投资方带来损失。

2.1.3设计原因造成工程造价增加

一是设计过程中考虑采用新材料、新工艺、新技术等造成设计概算超过投资估算；二是由于设计失误，当时并没发现，而在施工过程中部分结构物已建成时发现结构物受力不足，致使已建部分报废，质量事故造成工程造价的增加。

2.1.4招投标阶段造成工程造价增加

当采用最底标中标的方法确定中标单位时，部分投标单位违规操作，多家投标单位联合进行围标，恶意抬高中标价。

2.1.5施工过程中工程造价的增加

施工过程中工程造价增加的原因很多，如：异常恶劣天气造成已建工程及工程材料、设备的毁损；工程变更带来造价的增加；材料的猛烈上涨造成工程造价的大幅增加等。基于此，在正确认识成本控制重要性的基础上，结合工程项目成本控制过程中的各重要影响因素以及环节，浅谈如何提高工程项目成本控制水平。2.2正确认识成本控制的重要性

工程项目成本控制是一个复杂的过程，施工企业要想在市场竞争中立于不败之地，就必须强化成本管理，严格按照成本计划加强成本控制，降低工程造价，从而提高施工企业经济效益。然而，目前部分施工企业仍然没有充分意识到成本控制的重要性，或者虽然已经意识到成本控制的必要性，但由于长期以来对成本控制认知的局限性，没有将成本控制工作落到实处，没有充分发挥成本控制带来的优势。正因为如此，导致施工过程中的管理弱化，成本控制流于形式，无可避免在施工中造成很多浪费现象，工程项目成本居高不下，降低了企业利润，削弱了施工企业的竞争力，从而阻碍了企业的长远发展。

通过对建设全过程各阶段对投资影响分析可以看出，初步设计阶段对投资的影响约为20%，技术设计阶段对投资的影响约为40%，施工图设计阶段对投资的影响约为25%。由此可见设计阶段控制工程造价的重要性。要想实现企业利润最大化和增强自身市场竞争力的总体目标，就必须正确认识成本控制的重要性，强化成本控制的理念，不能靠喊口号，或者靠降低工程质量来缩减成本，而必须科学、合理、高效地对工程成本进行控制。只有正确认识成本控制的重要性，强化成本控制理念和意识，才会积极寻求加强成本控制的方案和措施，完善成本控制体系；只有正确认识成本控制的重要性，明确成本控制的内容，才会积极付诸行动，寻找有效途径，提高项目管理水平，减低成本支出，实现成本控制的目标，最终实现施工企业利润最大化要求。2.3项目投资决策阶段的造价管理与成本控制

在工程项目的投资和决策阶段，项目规模的大小、建设水平的高低、建设地区和地点的选择、施工工艺的采用和相关设备的选用等都会对工程的造价造成影响。合理地确定工程规模的大小对工程造价的控制有直接影响，建设标准水平的高低就是要明确施工中的各项指标，它的合理设计也直接影响到工程费用的高低。且工程建设地区要尽量选择靠近原料、燃料提供地和产品消费地的地方，这样可以减少施工中的运输费用同时还可减少流通时间。工程建设地点的选择应尽量考虑土地的节约、地质的选择和交通运输条件等因素。施工中工艺、设备的选用要遵循先进适用、经济合理原则。最后，还要对不同的施工方案进行技术和成本的比较，科学决策、正确判断。2.4施工准备阶段的成本控制

工程项目中标后，紧接着就应该做好成本计划，将其作为施工过程控制的依据，此阶段成本控制工作表现得更为具体和细化。在施工准备阶段，首先必须编制科学合理的实施性施工组织设计，它是指导项目施工的主要依据；然后结合当地的市场行情和工程自身的特点，合理确定项目目标责任成本，并编制明细而具体的成本计划，并及时进行调整和修正，对项目成本进行事前控制。这样的目标成本计划，反映了施工企业先进水平，用这种标准进行成本控制可以降低成本提高效益。

2.5施工过程中的成本控制

施工过程中的成本控制是项目成本管理的重要组成部分，主要是各项费用的控制和成本分析。如果项目管理混乱、生产效率低下，那么再科学、合理的成本预算，项目的预期利润再丰厚也无任何意义。因此，在施工过程中，工程成本费用的控制是全面实现成本预算目标的根本保证。施工期间的成本控制要从影响成本的各重要因素着手，制定相应的措施，将实际发生的成本控制在目标计划成本内。结合施工过程中成本控制的重要影响因素，应从以下几方面着手对工程直接成本进行有效控制：严格合同管理，做好工程索赔价款结算工作。对工程预算执行情况进行检查和分析。建设工程的各分部分项工程都应有详细的成本计划，以成本计划为依据检查工程造价的执行情况。对实际成本与计划目标出现偏差的工程项目，应按照一定标准筛选出成本差异，然后进行重要成本差异分析，找出造成此项差异的原因，采取必要的纠正措施。投资方除了从以上方面合理控制造价外，还应该强化项目法人责任制，落实项目法人对工程造价管理的主体地位，在项目法人组织内建立与造价紧密结合的经济责任制。项目法人应用好、管好建设资金，保证资金合理、有效地使用，减少资金利息支出和损失。2.6竣工验收阶段的成本控制

竣工验收阶段的成本控制工作，主要包含对工程验收过程中发生的费用和保修费用的控制以及工程尾款的回收。要办理工程结算及追加的合同价款，做好成本的核算和分析，项目完工后，要及时进行总结和分析，并与调整的目标计划成本进行对比，找出差异并分析原因。在对项目进行全面总结评价的同时，施工企业根据工程项目成本控制过程的实际情况，注意总结成本节约的经验，吸取成本超支的教训，改进和完善决策水平，从而提高经济效益。如何提高工程项目成本控制水平

通过以上关于工程项目成本控制中各重要因素和环节的介绍，我们发现要提高工程项目成本控制水平，就应该注重事前策划、过程管理、事后总结。工程项目成本控制过程应该贯穿于投标阶段、施工准备阶段、施工过程中以及工程竣工验收阶段的各个方面和环节，强化和完善成本控制核算制度，充分调动工程项目全员的积极性。只有在加大成本控制力度的基础上，降低成本，提高效益，才能增强企业的竞争力。

3结束语简言之，要提高工程项目成本控制水平，施工企业应努力做到以下几点。首先，要强化成本控制理念，完善成本控制体系。其次，要明确施工过程中工程成本控制的内容，有针对性地进行成本控制。在工程成本控制过程中，不能靠降低工程质量来缩减成本，要进行合同控制、材料控制、质量控制和费用控制等成本控制工作.最后，要提高施工企业项目管理水平，降低成本支出.

工程造价的管理应是以市场为中心的动态控制，对造价计划执行中所出现的问题应及时分析研究，及时采取纠正措施，将造价控制在合理的范围内参考文献[1]梁思德.论施工过程中的工程造价管理[J].建材技术与应用，2006，21（15）：10-11.

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南昌：江西高校出版社，1999辩证的看待零耗能建筑的意义摘要：一个纯粹的零耗能建筑史通过提高效率，减少能源需求的住宅建筑和商业建筑。因此，可循环科技的供应使得能源需求在一定程度上保持平衡。尽管“零耗能”听起来让人激动，但对于他的意思，我们至今尚未形成一个共同的理解。在这片文章里，我们以当前一代低耗能为样本，探索了零耗能的概念：他究竟是什么？为什么一个明确的可度量的定义是必须的？关于零耗能的目标，我们究竟有何进展？零能耗目标实现方式的定义影响着设计者们真正实现目标概率以及他们是否能够宣告成功。零能耗建筑的定义是为了强调材料需求面或供应策略，燃料转换与价值都能完全符合零耗能建筑的目标.研究结果共分为四个论据充分的定义：净零能源网站，净零能源资源，净零能源成本，净零能源排放。同时，我们还对他们的长处和短处进行了讨论。由这些广泛的数据能源可得，这些意义适用于一系列低能耗的建筑。这项研究也就表明了设计师的设计理念会影响到零能耗建筑的定义和各个定义之间的较大的分歧。当然，他同样也着眼于样品结构实用率和对零耗能产业的意义。简介：建筑物对能源使用和环境保护有着重大影响，在美国，40%的主要能源和70%左右的电都是被商业建筑和住宅建筑使用的。建筑部门使用的能源在增加，主要是建造新建筑的速度比旧建筑老化的速度快。从1980到2000年，商业建筑领域的电力消费整整增加了一倍，并且估计到2015还会增加50%（EIA2005）。商业建筑领域的能源消耗将继续增加。建筑物可用于生产足够的能源来抵消这些建筑日益增长的能源需求。为达此目标，美国能源部（DOE）建立了宏伟的目标：2025年之前为成本效益好的零耗能商业建筑创造技术和基础知识。低耗能设计目标将使我们摆脱设计百分之一能源节省的低能建筑，而是达到可持续能源端点的领域。这些所定的目标以及如何定义这些目标对设计过程是非常关键的。目的的定义会影响力求满足它的设计师们，因为设计目的对实现高性能建筑是非常重要的，所以零耗能建筑目标定义的方式对理解合适的措施和可再生能源的供给选择的结合非常重要。零能耗建筑：边界定义和能量流动。零耗能建筑的中心概念是：低价，易得，无污染，能源可再生，可以满足建筑物的所有能源需求。零耗能建筑产生了足够的可再生能源，其数量甚至超过了需求量。因此，为了引导零耗能建筑定义的建立了以下所提到的各个概念与假设。能源平衡——并网时必要条件为了保持能源平衡，电网链接是被允许且较为重要的一种手段。

当现场的能源供给不满足负载时，一个零能耗建筑工程通常会使用例如电力或天然气等传统能源。当现场的能源供给大于建设的负载，多余的电力将会出口到公用电网。通过输电网来计算能源的平衡，使得过剩的产能可以补偿能源的消耗。要使零消耗建筑工程实现无电网状态是非常困难的，因为目前的能源储存技术还十分有限。尽管离网型建筑的电力能源是独立的，但他们还是通常依赖外部能源如丙烷活其他燃料来做饭、供暖、热水和备用发电机。离网型建筑物不能把他们多余的能源传输到电网以抵消其他能源消耗。因此，可再生能源的产量必须加大。在很多情况下（尤其是夏季），多余的能源并不能使用。

就算我们假设现场所剩能源可以被发送到电网。然而，在高市场占有率的情况下，电网也不会总需要这种多余的能量。在这种情况下，现场储能就显得尤为重要了。施工现场可利用的技术排序零能耗建筑可利用各种多方提供的可再生能源技术。当今典型的可用技术有：太阳能热水器，水力发电机以及生物燃料。所有这些可再生资源(煤、自然气体）类的常规能源都更受欢迎。然而，在零耗能建筑背景下，我们已经为可再生能源奠定了基础。我们用于提升这种地位的原则是基于这样的技术：1、通过鼓励节能建筑设计，以及降低运输和转换损失从而使全部环境冲击影响减到最小。2、建筑物都是终身可用的。3、将来的零耗能建筑将会被广泛的使用，并且拥有广泛的复制潜力。一个好的零耗能建筑的定义，是以鼓励提高能源使用效率为首的，其次就是使用周围易得、可再生的资源作为原料。如果一栋建筑物所有的能源和材料都是从风能发电厂或者是其他能源中心购买的，那么这并不能有效的减少建筑的荷载。这就是我们将零耗能建筑中心建立在场区外的的原因。提高效率的措施（采光）或能源转换的设备（热力组合设备）是不能当场制作的。燃料电池和燃气涡轮发动机是不产生能量的，只是将已经购置的矿物燃料转换为电热。被动式太阳能供暖和采光既是技术的需求面，也被认为是提高效率的措施，能源效率是建筑物的生命所在。然而，提高效率的措施则必须有良好的毅力和时常复查来确实他们是节省能源的，大多数时候节约能量都比产生能量容易得多。界定项目的现代化来源是他重要的一个部分，大体上来讲便捷大于建筑物的占地面积。与此同时，针对如此大的范围是否能够在现场制作可再生能源也引起了较大的争议。一般来说，能为建筑提供现场能源生产的唯一地区也就应在所占地面积的范围内。为了确保这些地区有足够的原料，许多州、县和城市都订立了相关的制度，声明太阳能等自然资源属于产权范围内。科罗拉多的博尔德市规定，城市内建筑必须保证太阳能够照射入所有的屋内。风能对于零耗能建筑来讲是有一定局限性的，出于对结构、噪音、风模式的考虑，所以没有被普遍安装在建筑物上。一些停车场或者其附近地区可能被作为风能的来源地，但是这样的资源是来自于特定的地点的，并不是随处可得。随着能源技术的逐代变化，临近的停车场或者是风源地就不是必要条件了，因为它有可能被未来发展起来的更新的科技所替代。可再生能源对于建筑来说是非常重要的，如木头球团矿、乙醇、生物柴油都是非常有价值的。生物燃料如从废水中提取出的植物油和人畜的排泄物都是很有价值的资源。但是这些材料都是典型的需要现场制作的。零能源建筑:定义一个零能源建筑，根据边界与计量可以有几个方面定义。由于项目的目标和价值观念的设计团队和建筑物业主的不同，可能会产生不同的定义。四种常用的定义是:净零能源网站,净零能源来源,净零能源成本,净零能源排放。净零能源网站:一个能说明零能耗建筑至少能在使用的一年中产生相同能量的原理的网站。

净零能源来源：提及能源，一个源零能耗建筑产生至少他一年所消耗的相同的能源。源是指用于生成和网站提供能源的主要能源。计算建筑物的总能量之源，进口和出口能源乘以相应的站点到源转换乘数。

净零能源成本：零能耗建筑的成本，建筑业主为电网建设能源所付的实用款项至少应和业主为一年中能源服务和能源使用所付款项相等。

净零能源排放：净零排放的建设产生的零排放可再生能源至少和生产排放的能源一样多。

总结：每一种领先的案例都证实了在真实世界中的建筑进度目标的实现的例子。而只有高科技房屋已经达到了零能源建筑的目标,因为它是一种里面有一个相对较大的光伏系统的小的建筑。在美国（目前最接近遇到的一个双层建筑的零能源目标），一年一度的光伏生产仍比最想看到的能耗情景低。而美国正在安装另一个100千瓦的光伏系统在停车场(总装机直流能力将160千瓦),这将会进入建筑物的电力系统。我们希望该大楼将成为一个有地点,来源,排放的零能源建筑,但是维持一个没有进一步需求的管理和控制是很困难的。而完成一个零能源建筑,PV系统已经延续了过去的建筑足迹。我们的样品没有以商业建筑为代价,并且能清楚地以目前的速度结构维持零能源建筑。锡安可能最接近目标因为其侵略性的需求管理、良好的公共事业费用结构、能源利用效率。一个零能源建筑的维持是最困难的实现零能源建筑的目标，因为典型的商业利率结构不允许网络计量，而出口电力可以抵消所有其它公共事业的收费。参考文献：[1]ASHRAE。（2001年）。ANSI/ASHRAE/IESNA标准90.1-2001除低层住宅建节能标准。佐治亚州亚特兰大：美国的暖气学会，制冷与空调工程师。[2]大麦，CD;Deru，M.;Pless，S.;Torcellini，P.（2005）。商业建筑节能性能测量和报告的程序。技术报告NREL/TP-550-38601。[3]Golden,co：国家可再生能源实验/docs/fy06osti/38601.pdf中电联。（2005年）。TDV公司经济学方法论。

/title24/2005standards/archive/rulemaking/documents/tdv/。萨克拉门托，加利福尼亚：加州能源委员会。[4]博尔德。（2006年）。太阳能交通指南，大厦服务中心，博尔德，科罗拉多http://joomla.ci.boulder.co.us/files/PDS/codes/solrshad.pdfZeroEnergyBuildings:ACriticalLookattheDefinition1ABSTRACTAnetzero-energybuilding(ZEB)isaresidentialorcommercialbuildingwithgreatlyreducedenergyneedsthroughefficiencygainssuchthatthebalanceofenergyneedscanbesuppliedwithrenewabletechnologies.Despitetheexcitementoverthephrase“zeroenergy,”welackacommondefinition,orevenacommonunderstanding,ofwhatitmeans.Inthispaper,weuseasampleofcurrentgenerationlow-energybuildingstoexploretheconceptofzeroenergy:whatitmeans,whyaclearandmeasurabledefinitionisneeded,andhowwehaveprogressedtowardtheZEBgoal.Thewaythezeroenergygoalisdefinedaffectsthechoicesdesignersmaketoachievethisgoalandwhethertheycanclaimsuccess.TheZEBdefinitioncanemphasizedemand-sideorsupplystrategiesandwhetherfuelswitchingandconversionaccountingareappropriatetomeetaZEBgoal.Fourwell-documenteddefinitions—net-zerositeenergy,net-zerosourceenergy,net-zeroenergycosts,andnet-zeroenergyemissions—arestudied;plusesandminusesofeacharediscussed.Thesedefinitionsareappliedtoasetoflow-energybuildingsforwhichextensiveenergydataareavailable.ThisstudyshowsthedesignimpactsofthedefinitionusedforZEBandthelargedifferencebetweendefinitions.ItalsolooksatsampleutilityratestructuresandtheirimpactonthezeroenergyscenariosIntroductionBuildingshaveasignificantimpactonenergyuseandtheenvironment.Commercialandresidentialbuildingsusealmost40%oftheprimaryenergyandapproximately70%oftheelectricityintheUnitedStates(EIA2005).Theenergyusedbythebuildingsectorcontinuestoincrease,primarilybecausenewbuildingsareconstructedfasterthanoldonesareretired.Electricityconsumptioninthecommercialbuildingsectordoubledbetween1980and2000,andisexpectedtoincreaseanother50%by2025(EIA2005).Energyconsumptioninthecommercialbuildingsectorwillcontinuetoincreaseuntilbuildingscanbedesignedtoproduceenoughenergytooffsetthegrowingenergydemandofthesebuildings.Towardthisend,theU.S.DepartmentofEnergy(DOE)hasestablishedanaggressivegoaltocreatethetechnologyandknowledgebaseforcost-effectivezero-energycommercialbuildings(ZEBs)by2025.Inconcept,anetZEBisabuildingwithgreatlyreducedenergyneedsthroughefficiencygainssuchthatthebalanceoftheenergyneedscanbesuppliedbyrenewabletechnologies.Despiteouruseofthephrase“zeroenergy,”welackacommondefinition—oracommonunderstanding—ofwhatitmeans.Inthispaper,weuseasampleofcurrentgenerationlowenergybuildingstoexploretheconceptofzeroenergy—whatitmeans,whyaclearandmeasurabledefinitionisneeded,andhowwehaveprogressedtowardtheZEBgoal.Zero-EnergyBuildings:BoundaryDefinitionsandEnergyFlowsAttheheartoftheZEBconceptistheideathatbuildingscanmeetalltheirenergyrequirementsfromlow-cost,locallyavailable,nonpolluting,renewablesources.Atthestrictestlevel,aZEBgeneratesenoughrenewableenergyonsitetoequalorexceeditsannualenergyuse.ThefollowingconceptsandassumptionshavebeenestablishedtohelpguidedefinitionsforZEBs.GridConnectionIsAllowedandNecessaryforEnergyBalancesAZEBtypicallyusestraditionalenergysourcessuchastheelectricandnaturalgasutilitieswhenon-sitegenerationdoesnotmeettheloads.Whentheon-sitegenerationisgreaterthanthebuilding’sloads,excesselectricityisexportedtotheutilitygrid.Byusingthegridtoaccountfortheenergybalance,excessproductioncanoffsetlaterenergyuse.AchievingaZEBwithoutthegridwouldbeverydifficult,asthecurrentgenerationofstoragetechnologiesislimited.Despitetheelectricenergyindependenceofoff-gridbuildings,theyusuallyrelyonoutsideenergysourcessuchaspropane(andotherfuels)forcooking,spaceheating,waterheating,andbackupgenerators.Off-gridbuildingscannotfeedtheirexcessenergyproductionbackontothegridtooffsetotherenergyuses.Asaresult,theenergyproductionfromrenewableresourcesmustbeoversized.Inmanycases(especiallyduringthesummer),excessgeneratedenergycannotbeused.Weassumethatexcesson-sitegenerationcanalwaysbesenttothegrid.However,inhighmarketpenetrationscenarios,thegridmaynotalwaysneedtheexcessenergy.Inthisscenario,on-siteenergystoragewouldbecomenecessary.PrioritizeSupply-SideTechnologiestoThoseAvailableOnSiteandwithintheFootprintVarioussupply-siderenewableenergytechnologiesareavailableforZEBs.TypicalexamplesoftechnologiesavailabletodayincludePV,solarhotwater,wind,hydroelectric,andbiofuels.Alltheserenewablesourcesarefavorableoverconventionalenergysourcessuchascoalandnaturalgas;however,wehavedevelopedarankingofrenewableenergysourcesintheZEBcontext.Table1showsthisrankinginorderofpreferredapplication.Theprincipleswehaveappliedtodevelopthisrankingarebasedontechnologiesthat:•Minimizeoverallenvironmentalimpactbyencouragingenergy-efficientbuildingdesignsandreducingtransportationandconversionlosses.•Willbeavailableoverthelifetimeofthebuilding.•ArewidelyavailableandhavehighreplicationpotentialforfutureZEBs.AgoodZEBdefinitionshouldfirstencourageenergyefficiency,andthenuserenewableenergysourcesavailableonsite.Abuildingthatbuysallitsenergyfromawindfarmorothercentrallocationhaslittleincentivetoreducebuildingloads,whichiswhywerefertothisasanoff-siteZEB.Efficiencymeasuresorenergyconversiondevicessuchasdaylightingorcombinedheatandpowerdevicescannotbeconsideredon-siteproductionintheZEBcontext.Fuelcellsandmicroturbinesdonotgenerateenergy;rathertheytypicallytransformpurchasedfossilfuelsintoheatandelectricity.Passivesolarheatinganddaylightingaredemand-sidetechnologiesandareconsideredefficiencymeasures.Energyefficiencyisusuallyavailableforthelifeofthebuilding;however,efficiencymeasuresmusthavegoodpersistenceandshouldbe“checked”tomakesuretheycontinuetosaveenergy.Itisalmostalwayseasiertosaveenergythantoproduceenergy.Determiningaproject’sboundary,whichcanbesubstantiallylargerthanthebuildingfootprint,isanimportantpartofdefiningon-sitegenerationsources.Thequestionarisesastowhetherthislargerareashouldbeconsideredforon-siterenewableenergyproduction.Typically,theonlyareaavailableforon-siteenergyproductionthatabuildinghasguaranteedas“itsown”overitslifetimeiswithinitsfootprint.Toensurethisareaisavailableforon-siteproduction,manystates,counties,andcitieshavesolaraccessordinances,whichdeclarethattherighttousethenaturalresourceofsolarenergyisapropertyright.Forexample,theCityofBoulder,Coloradohasasolaraccessordinancethatguaranteesaccesstosunlightforhomeownersandrentersinthecity.Thisordinanceprotectsthesolaraccessofexistingbuildingsbylimitingtheamountofshadownewdevelopmentmaycastonneighboringbuildings,andmaintainsthepotentialforusingrenewableenergysystemsinbuildings(CityofBoulder2006).Usinganeighboringfieldtogenerateelectricityisnotasfavorableasaroof-mountedPVsystem;theareaoutsidethebuilding’sfootprintcouldbedevelopedinthefuture;thus,itcannotbeguaranteedtoprovidelong-termgeneration.WindresourcesforZEBsarelimitedbecauseofstructural,noise,andwindpatternconsiderations,andarenottypicallyinstalledonbuildings.Someparkinglotsoradjacentareasmaybeusedtoproduceenergyfromwind,butthisresourceissitespecificandnotwidelyavailable.SimilartoPVgenerationinanadjacentparkinglot,thewindresourceisnotnecessarilyguaranteedbecauseitcouldbesupersededbyfuturedevelopment.Renewablesourcesimportedtothesite,suchaswoodpellets,ethanol,orbiodieselcanbevaluable,butdonotcountason-siterenewablesources.Biofuelssuchaswastevegetableoilfromwastestreamsandmethanefromhumanandanimalwastescanalsobevaluableenergysources,butthesematerialsaretypicallyimportedfortheon-siteprocesses.Thefinaloptionforsupply-siderenewableenergysourcesincludespurchasing“greencredits”orrenewablesourcessuchaswindpowerorutilityPVsystemsthatareavailabletotheelectricalgrid.Thesecentralresourcesrequireinfrastructuretomovetheenergytothebuildingandarenotalwaysavailable.Buildingsemployingresources3and4inTable1toachievezeroenergyareconsideredoff-siteZEBs.Forexample,abuildingcanachieveanoff-siteZEBforallthesedefinitionsbypurchasingwindenergy.Althoughbecominganoff-siteZEBcanhavelittletodowithdesignandalottodowiththedifferentsourcesofpurchasedoff-siterenewableenergy,anoff-siteZEBisstillinlinewiththegeneralconceptofaZEB.Zero-EnergyBuildings:DefinitionsAzeroenergybuildingcanbedefinedinseveralways,dependingontheboundaryandthemetric.Differentdefinitionsmaybeappropriate,dependingontheprojectgoalsandthevaluesofthedesignteamandbuildingowner.Forexample,buildingownerstypicallycareaboutenergycosts.OrganizationssuchasDOEareconcernedwithnationalenergynumbers,andaretypicallyinterestedinprimaryorsourceenergy.Abuildingdesignermaybeinterestedinsiteenergyuseforenergycoderequirements.Finally,thosewhoareconcernedaboutpollutionfrompowerplantsandtheburningoffossilfuelsmaybeinterestedinreducingemissions.Fourcommonlyuseddefinitionsare:netzerositeenergy,netzerosourceenergy,netzeroenergycosts,andnetzeroenergyemissions.NetZeroSiteEnergy:AsiteZEBproducesatleastasmuchenergyasitusesinayear,whenaccountedforatthesite.NetZeroSourceEnergy:AsourceZEBproducesatleastasmuchenergyasitusesinayear,whenaccountedforatthesource.Sourceenergyreferstotheprimaryenergyusedtogenerateanddelivertheenergytothesite.Tocalculateabuilding抯totalsourceenergy,importedandexportedenergyismultipliedbytheappropriatesite-to-sourceconversionmultipliers.NetZeroEnergyCosts:InacostZEB,theamountofmoneytheutilitypaysthebuildingownerfortheenergythebuildingexportstothegridisatleastequaltotheamounttheownerpaystheutilityfortheenergyservicesandenergyusedovertheyear.NetZeroEnergyEmissions:Anet-zeroemissionsbuildingproducesatleastasmuchemissions-freerenewableenergyasitusesfromemissions-producingenergysources.ConclusionsZEBDefinitionsAppliedtoaSampleofCurrentGenerationLow-EnergyBuildingsEachoftheseleading-edgecasestudybuildingsdemonstratestheprogresstowardachievingZEBgoalsinreal-worldexamples.OnlytheScienceHousehasachi