既有营房节能改造的技术策略

张星鑫，高广华，施诺，程佑祥

(1解放军后勤工程学院重庆4013112海南省军区营房处571100)

既有营房节能改造的技术策略

张星鑫1，高广华1，施诺1，程佑祥2

(1解放军后勤工程学院重庆4013112海南省军区营房处571100)

随着国家可持续发展战略的推进，军队提出了建设节约型营区的目标。文章从建设节约型营区的角度出发，以既有营房为研究对象，分析既有营房节能改造的技术及技术策略，为军队既有营房节能改造工程设计和实践提供理论依据和参考。

既有营房；节能改造；技术；策略

1 引言

随着国家可持续发展战略的推进，建筑节能减排已成为国家施政方针的重要组成部分，军委总部提出了建设节约型“现代营区”的目标。建设节约型营区是军队贯彻落实科学发展观的重要举措，也是军队资源节约工作的重要组成部分。但由于历史原因，我军营房节能工作起点低、历史遗留问题多，营房建筑90%以上未考虑节能设计，既有营房能耗大，住用舒适度标准低，与新时期军事发展战略极不协调，严重制约了节约型营区的建设。《军队现代营区建设》中指出：营房节能工作是我军“节能减排”重要内容，既有营房节能改造是其核心环节。对既有营房进行节能改造需要技术的支撑。节能改造技术在欧美发达国家，尤其是德国，通过政策法规和经济倾斜，注重研究和创新，已运用推广，节能改造设计和节能技术研发已成为一体化、市场化的系统，这对我国节能改造开展有相当的借鉴意义。[1]目前国内主要是对北方采暖地区居住建筑和大型公共建筑实施节能改造，从唐山、北京、天津等试点项目总结经验，现处于推广实施阶段。[2]我国既有建筑节能改造实施中，针对采暖地区既有建筑实际所采取的节能改造技术和经验，亦值得当地驻军参考。为保障战斗力生成为目的的我军营房系统，在进行既有营房节能改造中，受军营文化特点、气候、地域、经济条件等多种因素影响，研究和实施正确技术策略，才能保证综合节能改造设计的进行，进而才能确保高质量的建设，在有限的投入下能够获得军事、生态和经济的最大综合效益。

2 既有营房能耗分析

既有建筑进行节能改造（流程如图1），应首先分析影响建筑能耗大小的因素。建筑能耗的大小并非仅在于该建筑物是否采用了先进的节能设备，更多的在于建筑物所提供的室内环境和要求，建筑运行管理者的操作，建筑使用者或居住者的调节的情况。

图1 既有建筑节能改造流程

归纳起来，影响建筑能耗的主要因素可划分为以下6个方面：

(1)气候；(2)建筑物设计与维护结构；(3)建筑环境与设备系统；(4)建筑物运行管理者的操作；(5)建筑物使用者的调节和参与；(6)建筑物室内环境控制要求。其中，前三个因素已经被充分认识，而后面三个因素对建筑能耗的巨大影响正在被逐渐认识。特别是后三个因素更多地反映出某种文化或生活模式等社会因素对建筑能耗的影响。[3]所以，不同的生活模式从一定程度上决定能耗大小，相应的也影响了节能技术的选择。

军营生活模式是以作战训练为中心，丰富军事文化生活为特点的高度纪律性、规律性的集体生活。在这种模式下，参照国家节能改造经验[4]，结合我军既有营房住用的实际，营房耗能高峰期主要集中在寒冷、严寒地区的采暖和夏季炎热地区降温时段。维护结构热工性能差、设备设施用能效率不高和用能管理措施不完善等问题，是营房在满足当前住用需求下能耗过大的主要原因。尤其是有主动室内环境控制的大型军事办公建筑和北方地区供暖的连、营集体宿舍、家属公寓是当前节能改造的重点，具有很大节能潜力。通过改造提高维护结构热工性能，也是最直接有效提高官兵住用舒适度的措施。因此，既有营房的节能改造，应当从提高维护结构热工性能、提高能源利用效率和利用可再生能源入手，选择相应的综合节能改造技术措施。

3 对既有建筑节能改造技术的认识和思考

3.1 对既有建筑节能改造技术的认识

建筑节能技术发展已20多年，产业化逐渐成熟。其中，大部分技术如节能保温门窗和门窗密封技术、外保温墙体成套技术、屋面高效隔热保温防水技术等稍作设计修改，便可运用于节能改造中。当前，既有建筑节能改造实施主要问题不是有没有技术的问题，而是能不能技术整合，综合运用能力欠缺的问题。

一般认为，既有建筑节能技术主要有以下三方面：一是提高围护结构的热工性能；二是提高能源利用效率；三是利用可再生能源。这已普遍为人所认识。建筑除了满足精神的文化的需求外，主要是为了降低自然环境对人使用的不利影响。影响建筑的自然因素有很多，应趋利避害，从既有建筑节能技术措施上来看，利用日照、太阳能、自然风等有“利”方面的较多；对“避”的方面则不够注重。在节能领域，学术界有不少见仁见智的观点，争议较多。[5]如“遮阳”在我国北方，尤其是高纬度地区，冬季需要太阳的辐射，一般不考虑遮阳；在南方夏季，只有重点对太阳辐射进行有效的抑制后，辅以提高外围护结构的保温隔热性能，才能取得显著的节能效果。对于夏热冬冷和夏热冬暖地区，建筑中空调能耗占的比例比采暖能耗高得多，在相关节能标准中，没有把遮阳技术措施列入强制性限制指标中，反而对外维护结构性能罗列了许多强制性限制，显得本末倒置。[6]如此看来，降低自然因素不利影响的遮阳技术措施，也应当成为既有建筑节能改造技术措施之一，且应当是降低全年空调能耗的优先技术措施。

3.2 对既有建筑节能改造技术的思考

首先，可持续发展思想对建筑领域的影响集中体现于可持续建筑观。如果说发展观是一个纲领，那技术就是实施工具。同时，建筑节能技术的产生和不断发展，其本身即为可持续建筑观的现实表达。通过运用节能改造技术，对既有建筑进行集结构加固、空间重组置换、形态更新设计于一体的综合节能改造，就是对既有建筑生命的延续，使我们可以捕捉建筑过去的价值，并充分地加以利用，将它转化成未来的新活力。相比“推倒重来”，这是更为理性、积极的行动。

其次，单讲某一项节能技术措施对全年建筑节能的贡献率，在分析建筑节能潜力时有意义，而在节能改造实施中，只有综合使用节能改造技术措施，进行整体的改造，才不会使建筑出现能耗“短板”。因而，既有建筑节能改造，应是系统、整体的改造。

再次，节能改造技术措施的优选。在不同城市不同气象条件下，不同形式的建筑其能耗构成可能不同。如有的地方采暖能耗占主导地位，另一些地方则空调能耗占较大份额，还有的城市采暖、空调能耗的比例差不多。在季节差异上，同一技术措施对采暖与空调的节能效果是不同的，任何一项技术措施，很难保证在全年任何时刻都是节能的。由于节能技术措施非常多，导致在实施过程中极有可能出现主次不分、本末倒置的现象。作为现行的建筑节能标准，应明确各种节能技术措施对全年节能的作用，并指出哪些措施对采暖能耗影响显著，哪些对空调能耗影响显著，明确指出节能措施的优选方法。针对不同地方、不同形式的建筑应该优先采取什么样的节能措施。令人遗憾的是，目前国内外节能标准都缺乏这方面的内容。[7]

4 既有营房改造技术策略

既有营房的节能改造，采用什么节能改造技术，才能在适应地域气候，满足建筑功能需求、生态环境和经济等条件制约下，使建筑的能耗最小，这便是技术策略所解决的问题。因此，既有营房的节能改造，技术路线的选择是实践的第一步。

4.1 视情况采用高新技术

采用新技术节能效率高，然而前期投入大，短时期内节能经济效益不明显，不可能在全军各营区都普遍推广使用，也不可能在营区内所有既有营房节能改造中都采用，应理性地采用试点的方式进行研究和探索，例如在节能改造示范工程中使用。节能改造技术自身也是不断发展的，从技术的发展规律和应用实效上讲，当前的高效率、较高成本的技术也会随着技术的发展而转变为经济上“适宜”的技术。因而，若对高技术一次性大规模铺开使用，是不理性不经济的。待技术成熟、成本适度、预期回报和前期投入相适应时再普遍推广。

我国目前西部地区、海岛还有一些电网不能到达的地区，由于距离远、末端负荷小，有时电网的输送损耗可达输送到末端电力的30%~50%，为了解决这些地区的供电以及其他的常规能源供应，有时需要巨大投资。西部几千公里的边防哨所，还有高原雪域、海岛礁石上的营房，能源供应十分困难，人烟稀少，土地和空间资源极充足，边防官兵有时由于能源供应不足而忍饥受冻，由于没有电力供应而不能看电视。而在这些地方发展以太阳能、生物质能、风能、地热等“高技术”为核心的“低能耗”或“零能耗”建筑不存在任何空间和土地紧张问题，也不存在维护管理力量不足问题，这才是发展集成高新技术的“低能耗”或“零能耗”建筑的最佳场合。在这些地区发展“零能耗”建筑，可以大幅度改善驻地官兵的生活状况，有力保障战斗力的生成，军事效益显著；同时，其经济效益、节能效益和社会效益相比电网完善而建筑密集的大城市，都高出很多。[8]

4.2 合理利用传统技术

传统技术有较强的地域适应性和经济性，且技术起点不高，容易推广使用。比如采用遮阳技术改造，抑制营房夏季南立面和西侧的太阳辐射。遮阳主要目的是为了夏季减少太阳辐射直接或间接进入室内，降低空调能耗，改善室内的舒适环境。外窗、外墙和屋顶等部位均可设计遮阳。固定式遮阳结合房屋立面处理和窗过梁设置铝板、混凝土、玻璃等永久性遮阳板，成为建筑物的组成部分。这种遮阳美观耐久，遮阳板还可兼起挡雨板(雨篷)的作用。但一经设定就难以变更，无法随气象和用户需求进行调节。活动式遮阳具有最好的遮阳效果，遮阳的程度也可以根据居住者的意愿进行调节。但由于易受风雨损坏，加之安装与维修较为困难，目前在国内运用并不普遍，但它是今后遮阳技术发展的主要方向之一。针对军事建筑，由于军事斗争活动的特殊性和军事文化“方正、厚重”，“规矩、严整”取向的因素，遮阳措施往往重于外在造型而轻有效的分析设计，因而遮阳作用不明显，或根本未能起到作用；然而，在合适攀爬植物生长的地域选择综合绿化遮阳设计措施，无论从伪装防护降低红外特征，“融合”到绿化环境背景中，还是从降低太阳辐射作用、经济可行的角度，都是很好的技术选择（如图2）。传统技术有其对环境影响小、本土适应性强和技术起点低的优势，基本属于“低技术和中间技术”层次，在营房节能改造中，应当合理地利用。

图2 某部采用绿化遮阳技术措施的营房

4.3 大力推广适宜技术

技术的运用不一定科技含量越高越好，而应建立一种基于一定经济发展水平、地域特征条件下并综合考虑对社会环境和自然环境影响的技术理念，这就是适宜技术观。[9]适宜技术是指：针对具体作用对象，能与当时当地的自然、经济和社会环境良性互动，并以取得最佳综合效益为目标的技术系统。[10]适宜技术一方面调试技术使之适应于实际，找到技术与实际的结合点；另一方面调试社会心理，使之有利于接纳新技术。就适宜技术的产生和发展来看，它是一种能支撑、可持续发展的技术体系。这一技术理论正是以实现可持续发展为目标，在发展过程中逐渐完善成熟。

例如在外墙体保温技术的使用选择上，根据地域气候适应性和使用对象的不同需求，决定是采用哪种保温方式以体现技术的适应性。墙体外保温技术可以有效避免热桥和墙体内部的结露问题，最适合在气候寒冷的地区使用。但是施工复杂，造价比较高，必须作为一个成套的系统技术来对待。墙体外保温的保温性能与所使用的保温材料的热阻成正比，但其造价却在很大程度上取决于粘结材料和外饰面。用外墙保温系统施工工期短，也基本不会影响到官兵们正常的住用。因此，外保温墙体应用在北方地区，性价比高，而应用在长江流域等夏热冬冷地区，在全时空调使用条件下性价比高；若从夏季自然通风降温、墙体散热角度来看，高热阻的墙体不利于自然降温，则性价比不高。外保温墙体在沿海多台风、多雨地区要慎用。内保温墙体施工简便，费用相对低廉，但施工时会影响正常住用。由于热桥和结露问题难以解决，在我国北方冬季寒冷地区实际工程中的应用会越来越少。但是对于夏热冬冷地区，内保温即便存在热桥部位，建筑内外温差不如北方巨大，产生结露的可能性小，因此还可以考虑使用。另外，内保温墙体对间歇性的采暖和空调降温反应比较快，也适用于“部分时间，部分空间”方式的采暖和空调。此外，对于既有建筑或文物建筑节能改造，由于内保温不破坏原有立面，也可以考虑采用。[11]

我国边境线漫长，国土和海域延伸到哪里，营房就建在哪里，在各种地域、气候、文化的多样性差异背景下，选择适宜的节能改造技术策略，就是在各种制约因素下对营房节能改造技术的整合，是对军事效益、生态效益、经济效益的最大化的技术选择。大力推广适宜技术应当成为既有营房节能改造的主要技术策略。

5 结语

既有营房节能改造不应过分强调高新技术的应用，根据营房建设的实际条件，选择满足保障战斗力生成需求，适合军营文化特点，适应既有营房实际，结合经济基础条件的“适宜技术”。既可以采用成熟的高新技术，又不排斥传统的简单技术，以“适宜”为准则，从而逐步减少对常规能耗的依赖，把有限的军费用于提高部队战斗力生成上，使营区、营房建设在可持续发展道路上，担负起“节能减排”应有的责任。这样既可以促进我国建设的发展和人民生活水平的进一步提高，又大大缓解营房用能水平提高对我国能源供应的压力。节能减排，建设节约型“现代营房”是时代的客观要求，既有营房节能改造任重道远。

[1]王坤.德国既有建筑节能改造借鉴[J].中国房地信息，2007，(6):48-49.

[2]陈丽.既有建筑节能改造任重而道远[J].建筑科技，2009，(7):82-84.

[3]清华大学建筑节能研究中心.建筑节能年度发展报告2009[M].北京:中国建筑工业出版社，2009:93-94.

[4]古春晓，肖莉.国家导向和地方实施——深入推进北方地区既有建筑节能改造[J].建设科技，2009，(4):9-12.

[5]龙恩深.南方外墙保温是瞎忙吗——关于江忆院士南方外墙保温“瞎忙”的讨论[J].机电信息，2007，(22):38~39.

[6]龙恩深.建筑能耗基因理论与建筑节能实践[M].北京:科学出版社，2009:214.

[7]龙恩深.建筑能耗基因理论与建筑节能实践[M].北京:科学出版社，2009:64-65.

[8]清华大学建筑节能研究中心.建筑节能年度发展报告2009[M].北京:中国建筑工业出版社，2009:137-138.

[9]高广华，郭新.可持续的建筑技术观[J].后勤工程学院学报，2006，(1):6.

[10]陈晓扬，仲德崑.地方性建筑与适宜技术[M].北京:中国建筑工业出版社，2007:57.

[11]清华大学建筑节能研究中心.建筑节能年度发展报告2008[M].北京:中国建筑工业出版社，2008:89

责任编辑：余咏梅

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

张星鑫，军事建筑工程系硕士研究生，主要从事军事建筑技术及人居环境研究。