張星鑫，高廣華，施諾，程佑祥

(1解放軍后勤工程學(xué)院重慶4013112海南省軍區(qū)營房處571100)

既有營房節(jié)能改造的技術(shù)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(xué)院重慶4013112海南省軍區(qū)營房處571100)

隨著國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的推進(jìn)，軍隊提出了建設(shè)節(jié)約型營區(qū)的目標(biāo)。文章從建設(shè)節(jié)約型營區(qū)的角度出發(fā)，以既有營房為研究對象，分析既有營房節(jié)能改造的技術(shù)及技術(shù)策略，為軍隊既有營房節(jié)能改造工程設(shè)計和實(shí)踐提供理論依據(jù)和參考。

既有營房；節(jié)能改造；技術(shù)；策略

1 引言

隨著國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的推進(jìn)，建筑節(jié)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(shè)節(jié)約型“現(xiàn)代營區(qū)”的目標(biāo)。建設(shè)節(jié)約型營區(qū)是軍隊貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀的重要舉措，也是軍隊資源節(jié)約工作的重要組成部分。但由于歷史原因，我軍營房節(jié)能工作起點(diǎn)低、歷史遺留問題多，營房建筑90%以上未考慮節(jié)能設(shè)計，既有營房能耗大，住用舒適度標(biāo)準(zhǔn)低，與新時期軍事發(fā)展戰(zhàn)略極不協(xié)調(diào)，嚴(yán)重制約了節(jié)約型營區(qū)的建設(shè)。《軍隊現(xiàn)代營區(qū)建設(shè)》中指出：營房節(jié)能工作是我軍“節(jié)能減排”重要內(nèi)容，既有營房節(jié)能改造是其核心環(huán)節(jié)。對既有營房進(jìn)行節(jié)能改造需要技術(shù)的支撐。節(jié)能改造技術(shù)在歐美發(fā)達(dá)國家，尤其是德國，通過政策法規(guī)和經(jīng)濟(jì)傾斜，注重研究和創(chuàng)新，已運(yùn)用推廣，節(jié)能改造設(shè)計和節(jié)能技術(shù)研發(fā)已成為一體化、市場化的系統(tǒng)，這對我國節(jié)能改造開展有相當(dāng)?shù)慕梃b意義。[1]目前國內(nèi)主要是對北方采暖地區(qū)居住建筑和大型公共建筑實(shí)施節(jié)能改造，從唐山、北京、天津等試點(diǎn)項目總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)處于推廣實(shí)施階段。[2]我國既有建筑節(jié)能改造實(shí)施中，針對采暖地區(qū)既有建筑實(shí)際所采取的節(jié)能改造技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，亦值得當(dāng)?shù)伛v軍參考。為保障戰(zhàn)斗力生成為目的的我軍營房系統(tǒng)，在進(jìn)行既有營房節(jié)能改造中，受軍營文化特點(diǎn)、氣候、地域、經(jīng)濟(jì)條件等多種因素影響，研究和實(shí)施正確技術(shù)策略，才能保證綜合節(jié)能改造設(shè)計的進(jìn)行，進(jìn)而才能確保高質(zhì)量的建設(shè)，在有限的投入下能夠獲得軍事、生態(tài)和經(jīng)濟(jì)的最大綜合效益。

2 既有營房能耗分析

既有建筑進(jìn)行節(jié)能改造（流程如圖1），應(yīng)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(jìn)的節(jié)能設(shè)備，更多的在于建筑物所提供的室內(nèi)環(huán)境和要求，建筑運(yùn)行管理者的操作，建筑使用者或居住者的調(diào)節(jié)的情況。

圖1 既有建筑節(jié)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(shè)計與維護(hù)結(jié)構(gòu)；(3)建筑環(huán)境與設(shè)備系統(tǒng)；(4)建筑物運(yùn)行管理者的操作；(5)建筑物使用者的調(diào)節(jié)和參與；(6)建筑物室內(nèi)環(huán)境控制要求。其中，前三個因素已經(jīng)被充分認(rèn)識，而后面三個因素對建筑能耗的巨大影響正在被逐漸認(rèn)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(yīng)的也影響了節(jié)能技術(shù)的選擇。

軍營生活模式是以作戰(zhàn)訓(xùn)練為中心，豐富軍事文化生活為特點(diǎn)的高度紀(jì)律性、規(guī)律性的集體生活。在這種模式下，參照國家節(jié)能改造經(jīng)驗(yàn)[4]，結(jié)合我軍既有營房住用的實(shí)際，營房耗能高峰期主要集中在寒冷、嚴(yán)寒地區(qū)的采暖和夏季炎熱地區(qū)降溫時段。維護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能差、設(shè)備設(shè)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(dāng)前住用需求下能耗過大的主要原因。尤其是有主動室內(nèi)環(huán)境控制的大型軍事辦公建筑和北方地區(qū)供暖的連、營集體宿舍、家屬公寓是當(dāng)前節(jié)能改造的重點(diǎn)，具有很大節(jié)能潛力。通過改造提高維護(hù)結(jié)構(gòu)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(jié)能改造，應(yīng)當(dāng)從提高維護(hù)結(jié)構(gòu)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(yīng)的綜合節(jié)能改造技術(shù)措施。

3 對既有建筑節(jié)能改造技術(shù)的認(rèn)識和思考

3.1 對既有建筑節(jié)能改造技術(shù)的認(rèn)識

建筑節(jié)能技術(shù)發(fā)展已20多年，產(chǎn)業(yè)化逐漸成熟。其中，大部分技術(shù)如節(jié)能保溫門窗和門窗密封技術(shù)、外保溫墻體成套技術(shù)、屋面高效隔熱保溫防水技術(shù)等稍作設(shè)計修改，便可運(yùn)用于節(jié)能改造中。當(dāng)前，既有建筑節(jié)能改造實(shí)施主要問題不是有沒有技術(shù)的問題，而是能不能技術(shù)整合，綜合運(yùn)用能力欠缺的問題。

一般認(rèn)為，既有建筑節(jié)能技術(shù)主要有以下三方面：一是提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)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(rèn)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(huán)境對人使用的不利影響。影響建筑的自然因素有很多，應(yīng)趨利避害，從既有建筑節(jié)能技術(shù)措施上來看，利用日照、太陽能、自然風(fēng)等有“利”方面的較多；對“避”的方面則不夠注重。在節(jié)能領(lǐng)域，學(xué)術(shù)界有不少見仁見智的觀點(diǎn)，爭議較多。[5]如“遮陽”在我國北方，尤其是高緯度地區(qū)，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(diǎn)對太陽輻射進(jìn)行有效的抑制后，輔以提高外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能，才能取得顯著的節(jié)能效果。對于夏熱冬冷和夏熱冬暖地區(qū)，建筑中空調(diào)能耗占的比例比采暖能耗高得多，在相關(guān)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)中，沒有把遮陽技術(shù)措施列入強(qiáng)制性限制指標(biāo)中，反而對外維護(hù)結(jié)構(gòu)性能羅列了許多強(qiáng)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(shù)措施，也應(yīng)當(dāng)成為既有建筑節(jié)能改造技術(shù)措施之一，且應(yīng)當(dāng)是降低全年空調(diào)能耗的優(yōu)先技術(shù)措施。

3.2 對既有建筑節(jié)能改造技術(shù)的思考

首先，可持續(xù)發(fā)展思想對建筑領(lǐng)域的影響集中體現(xiàn)于可持續(xù)建筑觀。如果說發(fā)展觀是一個綱領(lǐng)，那技術(shù)就是實(shí)施工具。同時，建筑節(jié)能技術(shù)的產(chǎn)生和不斷發(fā)展，其本身即為可持續(xù)建筑觀的現(xiàn)實(shí)表達(dá)。通過運(yùn)用節(jié)能改造技術(shù)，對既有建筑進(jìn)行集結(jié)構(gòu)加固、空間重組置換、形態(tài)更新設(shè)計于一體的綜合節(jié)能改造，就是對既有建筑生命的延續(xù)，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(zhuǎn)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(jié)能技術(shù)措施對全年建筑節(jié)能的貢獻(xiàn)率，在分析建筑節(jié)能潛力時有意義，而在節(jié)能改造實(shí)施中，只有綜合使用節(jié)能改造技術(shù)措施，進(jìn)行整體的改造，才不會使建筑出現(xiàn)能耗“短板”。因而，既有建筑節(jié)能改造，應(yīng)是系統(tǒng)、整體的改造。

再次，節(jié)能改造技術(shù)措施的優(yōu)選。在不同城市不同氣象條件下，不同形式的建筑其能耗構(gòu)成可能不同。如有的地方采暖能耗占主導(dǎo)地位，另一些地方則空調(diào)能耗占較大份額，還有的城市采暖、空調(diào)能耗的比例差不多。在季節(jié)差異上，同一技術(shù)措施對采暖與空調(diào)的節(jié)能效果是不同的，任何一項技術(shù)措施，很難保證在全年任何時刻都是節(jié)能的。由于節(jié)能技術(shù)措施非常多，導(dǎo)致在實(shí)施過程中極有可能出現(xiàn)主次不分、本末倒置的現(xiàn)象。作為現(xiàn)行的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)明確各種節(jié)能技術(shù)措施對全年節(jié)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(diào)能耗影響顯著，明確指出節(jié)能措施的優(yōu)選方法。針對不同地方、不同形式的建筑應(yīng)該優(yōu)先采取什么樣的節(jié)能措施。令人遺憾的是，目前國內(nèi)外節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)都缺乏這方面的內(nèi)容。[7]

4 既有營房改造技術(shù)策略

既有營房的節(jié)能改造，采用什么節(jié)能改造技術(shù)，才能在適應(yīng)地域氣候，滿足建筑功能需求、生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)等條件制約下，使建筑的能耗最小，這便是技術(shù)策略所解決的問題。因此，既有營房的節(jié)能改造，技術(shù)路線的選擇是實(shí)踐的第一步。

4.1 視情況采用高新技術(shù)

采用新技術(shù)節(jié)能效率高，然而前期投入大，短時期內(nèi)節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益不明顯，不可能在全軍各營區(qū)都普遍推廣使用，也不可能在營區(qū)內(nèi)所有既有營房節(jié)能改造中都采用，應(yīng)理性地采用試點(diǎn)的方式進(jìn)行研究和探索，例如在節(jié)能改造示范工程中使用。節(jié)能改造技術(shù)自身也是不斷發(fā)展的，從技術(shù)的發(fā)展規(guī)律和應(yīng)用實(shí)效上講，當(dāng)前的高效率、較高成本的技術(shù)也會隨著技術(shù)的發(fā)展而轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)濟(jì)上“適宜”的技術(shù)。因而，若對高技術(shù)一次性大規(guī)模鋪開使用，是不理性不經(jīng)濟(jì)的。待技術(shù)成熟、成本適度、預(yù)期回報和前期投入相適應(yīng)時再普遍推廣。

我國目前西部地區(qū)、海島還有一些電網(wǎng)不能到達(dá)的地區(qū)，由于距離遠(yuǎn)、末端負(fù)荷小，有時電網(wǎng)的輸送損耗可達(dá)輸送到末端電力的30%~50%，為了解決這些地區(qū)的供電以及其他的常規(guī)能源供應(yīng)，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(yīng)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(yīng)不足而忍饑受凍，由于沒有電力供應(yīng)而不能看電視。而在這些地方發(fā)展以太陽能、生物質(zhì)能、風(fēng)能、地?zé)岬取案呒夹g(shù)”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(hù)管理力量不足問題，這才是發(fā)展集成高新技術(shù)的“低能耗”或“零能耗”建筑的最佳場合。在這些地區(qū)發(fā)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(zhàn)斗力的生成，軍事效益顯著；同時，其經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)能效益和社會效益相比電網(wǎng)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(tǒng)技術(shù)

傳統(tǒng)技術(shù)有較強(qiáng)的地域適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)性，且技術(shù)起點(diǎn)不高，容易推廣使用。比如采用遮陽技術(shù)改造，抑制營房夏季南立面和西側(cè)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(jìn)入室內(nèi)，降低空調(diào)能耗，改善室內(nèi)的舒適環(huán)境。外窗、外墻和屋頂?shù)炔课痪稍O(shè)計遮陽。固定式遮陽結(jié)合房屋立面處理和窗過梁設(shè)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(jīng)設(shè)定就難以變更，無法隨氣象和用戶需求進(jìn)行調(diào)節(jié)?；顒邮秸陉柧哂凶詈玫恼陉栃Ч?，遮陽的程度也可以根據(jù)居住者的意愿進(jìn)行調(diào)節(jié)。但由于易受風(fēng)雨損壞，加之安裝與維修較為困難，目前在國內(nèi)運(yùn)用并不普遍，但它是今后遮陽技術(shù)發(fā)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(guī)矩、嚴(yán)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(shè)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(shè)計措施，無論從偽裝防護(hù)降低紅外特征，“融合”到綠化環(huán)境背景中，還是從降低太陽輻射作用、經(jīng)濟(jì)可行的角度，都是很好的技術(shù)選擇（如圖2）。傳統(tǒng)技術(shù)有其對環(huán)境影響小、本土適應(yīng)性強(qiáng)和技術(shù)起點(diǎn)低的優(yōu)勢，基本屬于“低技術(shù)和中間技術(shù)”層次，在營房節(jié)能改造中，應(yīng)當(dāng)合理地利用。

圖2 某部采用綠化遮陽技術(shù)措施的營房

4.3 大力推廣適宜技術(shù)

技術(shù)的運(yùn)用不一定科技含量越高越好，而應(yīng)建立一種基于一定經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、地域特征條件下并綜合考慮對社會環(huán)境和自然環(huán)境影響的技術(shù)理念，這就是適宜技術(shù)觀。[9]適宜技術(shù)是指：針對具體作用對象，能與當(dāng)時當(dāng)?shù)氐淖匀?、?jīng)濟(jì)和社會環(huán)境良性互動，并以取得最佳綜合效益為目標(biāo)的技術(shù)系統(tǒng)。[10]適宜技術(shù)一方面調(diào)試技術(shù)使之適應(yīng)于實(shí)際，找到技術(shù)與實(shí)際的結(jié)合點(diǎn)；另一方面調(diào)試社會心理，使之有利于接納新技術(shù)。就適宜技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展來看，它是一種能支撐、可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)體系。這一技術(shù)理論正是以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)，在發(fā)展過程中逐漸完善成熟。

例如在外墻體保溫技術(shù)的使用選擇上，根據(jù)地域氣候適應(yīng)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(xiàn)技術(shù)的適應(yīng)性。墻體外保溫技術(shù)可以有效避免熱橋和墻體內(nèi)部的結(jié)露問題，最適合在氣候寒冷的地區(qū)使用。但是施工復(fù)雜，造價比較高，必須作為一個成套的系統(tǒng)技術(shù)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(jié)材料和外飾面。用外墻保溫系統(tǒng)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(yīng)用在北方地區(qū)，性價比高，而應(yīng)用在長江流域等夏熱冬冷地區(qū)，在全時空調(diào)使用條件下性價比高；若從夏季自然通風(fēng)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(fēng)、多雨地區(qū)要慎用。內(nèi)保溫墻體施工簡便，費(fèi)用相對低廉，但施工時會影響正常住用。由于熱橋和結(jié)露問題難以解決，在我國北方冬季寒冷地區(qū)實(shí)際工程中的應(yīng)用會越來越少。但是對于夏熱冬冷地區(qū)，內(nèi)保溫即便存在熱橋部位，建筑內(nèi)外溫差不如北方巨大，產(chǎn)生結(jié)露的可能性小，因此還可以考慮使用。另外，內(nèi)保溫墻體對間歇性的采暖和空調(diào)降溫反應(yīng)比較快，也適用于“部分時間，部分空間”方式的采暖和空調(diào)。此外，對于既有建筑或文物建筑節(jié)能改造，由于內(nèi)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(jié)能改造技術(shù)策略，就是在各種制約因素下對營房節(jié)能改造技術(shù)的整合，是對軍事效益、生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益的最大化的技術(shù)選擇。大力推廣適宜技術(shù)應(yīng)當(dāng)成為既有營房節(jié)能改造的主要技術(shù)策略。

5 結(jié)語

既有營房節(jié)能改造不應(yīng)過分強(qiáng)調(diào)高新技術(shù)的應(yīng)用，根據(jù)營房建設(shè)的實(shí)際條件，選擇滿足保障戰(zhàn)斗力生成需求，適合軍營文化特點(diǎn)，適應(yīng)既有營房實(shí)際，結(jié)合經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)條件的“適宜技術(shù)”。既可以采用成熟的高新技術(shù)，又不排斥傳統(tǒng)的簡單技術(shù)，以“適宜”為準(zhǔn)則，從而逐步減少對常規(guī)能耗的依賴，把有限的軍費(fèi)用于提高部隊?wèi)?zhàn)斗力生成上，使?fàn)I區(qū)、營房建設(shè)在可持續(xù)發(fā)展道路上，擔(dān)負(fù)起“節(jié)能減排”應(yīng)有的責(zé)任。這樣既可以促進(jìn)我國建設(shè)的發(fā)展和人民生活水平的進(jìn)一步提高，又大大緩解營房用能水平提高對我國能源供應(yīng)的壓力。節(jié)能減排，建設(shè)節(jié)約型“現(xiàn)代營房”是時代的客觀要求，既有營房節(jié)能改造任重道遠(yuǎn)。

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

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[8]清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心.建筑節(jié)能年度發(fā)展報告2009[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2009:137-138.

[9]高廣華，郭新.可持續(xù)的建筑技術(shù)觀[J].后勤工程學(xué)院學(xué)報，2006，(1):6.

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[11]清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心.建筑節(jié)能年度發(fā)展報告2008[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2008:89

責(zé)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(shù)及人居環(huán)境研究。