既有營房節能改造的技術策略

張星鑫，高廣華，施諾，程佑祥

(1解放軍后勤工程學院重慶4013112海南省軍區營房處571100)

既有營房節能改造的技術策略

張星鑫1，高廣華1，施諾1，程佑祥2

(1解放軍后勤工程學院重慶4013112海南省軍區營房處571100)

隨著國家可持續發展戰略的推進，軍隊提出了建設節約型營區的目標。文章從建設節約型營區的角度出發，以既有營房為研究對象，分析既有營房節能改造的技術及技術策略，為軍隊既有營房節能改造工程設計和實踐提供理論依據和參考。

既有營房；節能改造；技術；策略

1 引言

隨著國家可持續發展戰略的推進，建筑節能減排已成為國家施政方針的重要組成部分，軍委總部提出了建設節約型“現代營區”的目標。建設節約型營區是軍隊貫徹落實科學發展觀的重要舉措，也是軍隊資源節約工作的重要組成部分。但由于歷史原因，我軍營房節能工作起點低、歷史遺留問題多，營房建筑90%以上未考慮節能設計，既有營房能耗大，住用舒適度標準低，與新時期軍事發展戰略極不協調，嚴重制約了節約型營區的建設。《軍隊現代營區建設》中指出：營房節能工作是我軍“節能減排”重要內容，既有營房節能改造是其核心環節。對既有營房進行節能改造需要技術的支撐。節能改造技術在歐美發達國家，尤其是德國，通過政策法規和經濟傾斜，注重研究和創新，已運用推廣，節能改造設計和節能技術研發已成為一體化、市場化的系統，這對我國節能改造開展有相當的借鑒意義。[1]目前國內主要是對北方采暖地區居住建筑和大型公共建筑實施節能改造，從唐山、北京、天津等試點項目總結經驗，現處于推廣實施階段。[2]我國既有建筑節能改造實施中，針對采暖地區既有建筑實際所采取的節能改造技術和經驗，亦值得當地駐軍參考。為保障戰斗力生成為目的的我軍營房系統，在進行既有營房節能改造中，受軍營文化特點、氣候、地域、經濟條件等多種因素影響，研究和實施正確技術策略，才能保證綜合節能改造設計的進行，進而才能確保高質量的建設，在有限的投入下能夠獲得軍事、生態和經濟的最大綜合效益。

2 既有營房能耗分析

既有建筑進行節能改造（流程如圖1），應首先分析影響建筑能耗大小的因素。建筑能耗的大小并非僅在于該建筑物是否采用了先進的節能設備，更多的在于建筑物所提供的室內環境和要求，建筑運行管理者的操作，建筑使用者或居住者的調節的情況。

圖1 既有建筑節能改造流程

歸納起來，影響建筑能耗的主要因素可劃分為以下6個方面：

(1)氣候；(2)建筑物設計與維護結構；(3)建筑環境與設備系統；(4)建筑物運行管理者的操作；(5)建筑物使用者的調節和參與；(6)建筑物室內環境控制要求。其中，前三個因素已經被充分認識，而后面三個因素對建筑能耗的巨大影響正在被逐漸認識。特別是后三個因素更多地反映出某種文化或生活模式等社會因素對建筑能耗的影響。[3]所以，不同的生活模式從一定程度上決定能耗大小，相應的也影響了節能技術的選擇。

軍營生活模式是以作戰訓練為中心，豐富軍事文化生活為特點的高度紀律性、規律性的集體生活。在這種模式下，參照國家節能改造經驗[4]，結合我軍既有營房住用的實際，營房耗能高峰期主要集中在寒冷、嚴寒地區的采暖和夏季炎熱地區降溫時段。維護結構熱工性能差、設備設施用能效率不高和用能管理措施不完善等問題，是營房在滿足當前住用需求下能耗過大的主要原因。尤其是有主動室內環境控制的大型軍事辦公建筑和北方地區供暖的連、營集體宿舍、家屬公寓是當前節能改造的重點，具有很大節能潛力。通過改造提高維護結構熱工性能，也是最直接有效提高官兵住用舒適度的措施。因此，既有營房的節能改造，應當從提高維護結構熱工性能、提高能源利用效率和利用可再生能源入手，選擇相應的綜合節能改造技術措施。

3 對既有建筑節能改造技術的認識和思考

3.1 對既有建筑節能改造技術的認識

建筑節能技術發展已20多年，產業化逐漸成熟。其中，大部分技術如節能保溫門窗和門窗密封技術、外保溫墻體成套技術、屋面高效隔熱保溫防水技術等稍作設計修改，便可運用于節能改造中。當前，既有建筑節能改造實施主要問題不是有沒有技術的問題，而是能不能技術整合，綜合運用能力欠缺的問題。

一般認為，既有建筑節能技術主要有以下三方面：一是提高圍護結構的熱工性能；二是提高能源利用效率；三是利用可再生能源。這已普遍為人所認識。建筑除了滿足精神的文化的需求外，主要是為了降低自然環境對人使用的不利影響。影響建筑的自然因素有很多，應趨利避害，從既有建筑節能技術措施上來看，利用日照、太陽能、自然風等有“利”方面的較多；對“避”的方面則不夠注重。在節能領域，學術界有不少見仁見智的觀點，爭議較多。[5]如“遮陽”在我國北方，尤其是高緯度地區，冬季需要太陽的輻射，一般不考慮遮陽；在南方夏季，只有重點對太陽輻射進行有效的抑制后，輔以提高外圍護結構的保溫隔熱性能，才能取得顯著的節能效果。對于夏熱冬冷和夏熱冬暖地區，建筑中空調能耗占的比例比采暖能耗高得多，在相關節能標準中，沒有把遮陽技術措施列入強制性限制指標中，反而對外維護結構性能羅列了許多強制性限制，顯得本末倒置。[6]如此看來，降低自然因素不利影響的遮陽技術措施，也應當成為既有建筑節能改造技術措施之一，且應當是降低全年空調能耗的優先技術措施。

3.2 對既有建筑節能改造技術的思考

首先，可持續發展思想對建筑領域的影響集中體現于可持續建筑觀。如果說發展觀是一個綱領，那技術就是實施工具。同時，建筑節能技術的產生和不斷發展，其本身即為可持續建筑觀的現實表達。通過運用節能改造技術，對既有建筑進行集結構加固、空間重組置換、形態更新設計于一體的綜合節能改造，就是對既有建筑生命的延續，使我們可以捕捉建筑過去的價值，并充分地加以利用，將它轉化成未來的新活力。相比“推倒重來”，這是更為理性、積極的行動。

其次，單講某一項節能技術措施對全年建筑節能的貢獻率，在分析建筑節能潛力時有意義，而在節能改造實施中，只有綜合使用節能改造技術措施，進行整體的改造，才不會使建筑出現能耗“短板”。因而，既有建筑節能改造，應是系統、整體的改造。

再次，節能改造技術措施的優選。在不同城市不同氣象條件下，不同形式的建筑其能耗構成可能不同。如有的地方采暖能耗占主導地位，另一些地方則空調能耗占較大份額，還有的城市采暖、空調能耗的比例差不多。在季節差異上，同一技術措施對采暖與空調的節能效果是不同的，任何一項技術措施，很難保證在全年任何時刻都是節能的。由于節能技術措施非常多，導致在實施過程中極有可能出現主次不分、本末倒置的現象。作為現行的建筑節能標準，應明確各種節能技術措施對全年節能的作用，并指出哪些措施對采暖能耗影響顯著，哪些對空調能耗影響顯著，明確指出節能措施的優選方法。針對不同地方、不同形式的建筑應該優先采取什么樣的節能措施。令人遺憾的是，目前國內外節能標準都缺乏這方面的內容。[7]

4 既有營房改造技術策略

既有營房的節能改造，采用什么節能改造技術，才能在適應地域氣候，滿足建筑功能需求、生態環境和經濟等條件制約下，使建筑的能耗最小，這便是技術策略所解決的問題。因此，既有營房的節能改造，技術路線的選擇是實踐的第一步。

4.1 視情況采用高新技術

采用新技術節能效率高，然而前期投入大，短時期內節能經濟效益不明顯，不可能在全軍各營區都普遍推廣使用，也不可能在營區內所有既有營房節能改造中都采用，應理性地采用試點的方式進行研究和探索，例如在節能改造示范工程中使用。節能改造技術自身也是不斷發展的，從技術的發展規律和應用實效上講，當前的高效率、較高成本的技術也會隨著技術的發展而轉變為經濟上“適宜”的技術。因而，若對高技術一次性大規模鋪開使用，是不理性不經濟的。待技術成熟、成本適度、預期回報和前期投入相適應時再普遍推廣。

我國目前西部地區、海島還有一些電網不能到達的地區，由于距離遠、末端負荷小，有時電網的輸送損耗可達輸送到末端電力的30%~50%，為了解決這些地區的供電以及其他的常規能源供應，有時需要巨大投資。西部幾千公里的邊防哨所，還有高原雪域、海島礁石上的營房，能源供應十分困難，人煙稀少，土地和空間資源極充足，邊防官兵有時由于能源供應不足而忍饑受凍，由于沒有電力供應而不能看電視。而在這些地方發展以太陽能、生物質能、風能、地熱等“高技術”為核心的“低能耗”或“零能耗”建筑不存在任何空間和土地緊張問題，也不存在維護管理力量不足問題，這才是發展集成高新技術的“低能耗”或“零能耗”建筑的最佳場合。在這些地區發展“零能耗”建筑，可以大幅度改善駐地官兵的生活狀況，有力保障戰斗力的生成，軍事效益顯著；同時，其經濟效益、節能效益和社會效益相比電網完善而建筑密集的大城市，都高出很多。[8]

4.2 合理利用傳統技術

傳統技術有較強的地域適應性和經濟性，且技術起點不高，容易推廣使用。比如采用遮陽技術改造，抑制營房夏季南立面和西側的太陽輻射。遮陽主要目的是為了夏季減少太陽輻射直接或間接進入室內，降低空調能耗，改善室內的舒適環境。外窗、外墻和屋頂等部位均可設計遮陽。固定式遮陽結合房屋立面處理和窗過梁設置鋁板、混凝土、玻璃等永久性遮陽板，成為建筑物的組成部分。這種遮陽美觀耐久，遮陽板還可兼起擋雨板(雨篷)的作用。但一經設定就難以變更，無法隨氣象和用戶需求進行調節。活動式遮陽具有最好的遮陽效果，遮陽的程度也可以根據居住者的意愿進行調節。但由于易受風雨損壞，加之安裝與維修較為困難，目前在國內運用并不普遍，但它是今后遮陽技術發展的主要方向之一。針對軍事建筑，由于軍事斗爭活動的特殊性和軍事文化“方正、厚重”，“規矩、嚴整”取向的因素，遮陽措施往往重于外在造型而輕有效的分析設計，因而遮陽作用不明顯，或根本未能起到作用；然而，在合適攀爬植物生長的地域選擇綜合綠化遮陽設計措施，無論從偽裝防護降低紅外特征，“融合”到綠化環境背景中，還是從降低太陽輻射作用、經濟可行的角度，都是很好的技術選擇（如圖2）。傳統技術有其對環境影響小、本土適應性強和技術起點低的優勢，基本屬于“低技術和中間技術”層次，在營房節能改造中，應當合理地利用。

圖2 某部采用綠化遮陽技術措施的營房

4.3 大力推廣適宜技術

技術的運用不一定科技含量越高越好，而應建立一種基于一定經濟發展水平、地域特征條件下并綜合考慮對社會環境和自然環境影響的技術理念，這就是適宜技術觀。[9]適宜技術是指：針對具體作用對象，能與當時當地的自然、經濟和社會環境良性互動，并以取得最佳綜合效益為目標的技術系統。[10]適宜技術一方面調試技術使之適應于實際，找到技術與實際的結合點；另一方面調試社會心理，使之有利于接納新技術。就適宜技術的產生和發展來看，它是一種能支撐、可持續發展的技術體系。這一技術理論正是以實現可持續發展為目標，在發展過程中逐漸完善成熟。

例如在外墻體保溫技術的使用選擇上，根據地域氣候適應性和使用對象的不同需求，決定是采用哪種保溫方式以體現技術的適應性。墻體外保溫技術可以有效避免熱橋和墻體內部的結露問題，最適合在氣候寒冷的地區使用。但是施工復雜，造價比較高，必須作為一個成套的系統技術來對待。墻體外保溫的保溫性能與所使用的保溫材料的熱阻成正比，但其造價卻在很大程度上取決于粘結材料和外飾面。用外墻保溫系統施工工期短，也基本不會影響到官兵們正常的住用。因此，外保溫墻體應用在北方地區，性價比高，而應用在長江流域等夏熱冬冷地區，在全時空調使用條件下性價比高；若從夏季自然通風降溫、墻體散熱角度來看，高熱阻的墻體不利于自然降溫，則性價比不高。外保溫墻體在沿海多臺風、多雨地區要慎用。內保溫墻體施工簡便，費用相對低廉，但施工時會影響正常住用。由于熱橋和結露問題難以解決，在我國北方冬季寒冷地區實際工程中的應用會越來越少。但是對于夏熱冬冷地區，內保溫即便存在熱橋部位，建筑內外溫差不如北方巨大，產生結露的可能性小，因此還可以考慮使用。另外，內保溫墻體對間歇性的采暖和空調降溫反應比較快，也適用于“部分時間，部分空間”方式的采暖和空調。此外，對于既有建筑或文物建筑節能改造，由于內保溫不破壞原有立面，也可以考慮采用。[11]

我國邊境線漫長，國土和海域延伸到哪里，營房就建在哪里，在各種地域、氣候、文化的多樣性差異背景下，選擇適宜的節能改造技術策略，就是在各種制約因素下對營房節能改造技術的整合，是對軍事效益、生態效益、經濟效益的最大化的技術選擇。大力推廣適宜技術應當成為既有營房節能改造的主要技術策略。

5 結語

既有營房節能改造不應過分強調高新技術的應用，根據營房建設的實際條件，選擇滿足保障戰斗力生成需求，適合軍營文化特點，適應既有營房實際，結合經濟基礎條件的“適宜技術”。既可以采用成熟的高新技術，又不排斥傳統的簡單技術，以“適宜”為準則，從而逐步減少對常規能耗的依賴，把有限的軍費用于提高部隊戰斗力生成上，使營區、營房建設在可持續發展道路上，擔負起“節能減排”應有的責任。這樣既可以促進我國建設的發展和人民生活水平的進一步提高，又大大緩解營房用能水平提高對我國能源供應的壓力。節能減排，建設節約型“現代營房”是時代的客觀要求，既有營房節能改造任重道遠。

[1]王坤.德國既有建筑節能改造借鑒[J].中國房地信息，2007，(6):48-49.

[2]陳麗.既有建筑節能改造任重而道遠[J].建筑科技，2009，(7):82-84.

[3]清華大學建筑節能研究中心.建筑節能年度發展報告2009[M].北京:中國建筑工業出版社，2009:93-94.

[4]古春曉，肖莉.國家導向和地方實施——深入推進北方地區既有建筑節能改造[J].建設科技，2009，(4):9-12.

[5]龍恩深.南方外墻保溫是瞎忙嗎——關于江憶院士南方外墻保溫“瞎忙”的討論[J].機電信息，2007，(22):38~39.

[6]龍恩深.建筑能耗基因理論與建筑節能實踐[M].北京:科學出版社，2009:214.

[7]龍恩深.建筑能耗基因理論與建筑節能實踐[M].北京:科學出版社，2009:64-65.

[8]清華大學建筑節能研究中心.建筑節能年度發展報告2009[M].北京:中國建筑工業出版社，2009:137-138.

[9]高廣華，郭新.可持續的建筑技術觀[J].后勤工程學院學報，2006，(1):6.

[10]陳曉揚，仲德崑.地方性建筑與適宜技術[M].北京:中國建筑工業出版社，2007:57.

[11]清華大學建筑節能研究中心.建筑節能年度發展報告2008[M].北京:中國建筑工業出版社，2008:89

責任編輯：余詠梅

Technical Strategy on Energy-Saving Renovation Technology of Existing Barracks

With the development of the Sustainable Developing Strategy,military Proposes tactics of Constructing Resources-Saving Barrack.From the viewpoint of the tactics,the Energy-Saving Renovation technology and technical tactics are analyzed in this paper,by studying on existing barracks. Furthermore the analysis consults for the Energy-Saving Renovation of engineering designs and practices.

existing barracks;energy-Saving renovation;technology;tactics

TU-111.4+8

A

1671-9107（2010）03-0009-04

10.3969／j.issn.1671-9107.2010.3.009

2010-1-30

張星鑫，軍事建筑工程系碩士研究生，主要從事軍事建筑技術及人居環境研究。