（1）創(chuàng)建了高原氣候適應(yīng)性建筑太陽能利用設(shè)計(jì)原理與方法?；诟咴貐^(qū)強(qiáng)太陽輻照、強(qiáng)波動(dòng)、大日較差的氣候特征，帶來的室外氣候與室內(nèi)環(huán)境之間的能量動(dòng)態(tài)交換規(guī)律的獨(dú)特性，建立了太陽能動(dòng)態(tài)熱作用下的建筑形體設(shè)計(jì)方法，首次提出了綜合建筑朝向、建筑體形和窗墻比等要素的等效體形系數(shù)，解決了傳統(tǒng)體形系數(shù)、窗墻比等分離指標(biāo)無法科學(xué)指導(dǎo)太陽能豐富地區(qū)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的技術(shù)難題；針對(duì)傳統(tǒng)熱工計(jì)算方法忽視了高原空氣中CO2和水氣成分變化等對(duì)熱工參數(shù)的影響，導(dǎo)致高原建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算準(zhǔn)確性較差的問題，提出了高原熱工計(jì)算基礎(chǔ)參數(shù)修正計(jì)算方法，創(chuàng)建了高原特殊氣候條件下的建筑熱過程與供暖熱負(fù)荷動(dòng)態(tài)計(jì)算模型和方法，完善了建筑熱環(huán)境設(shè)計(jì)計(jì)算理論與設(shè)計(jì)方法；針對(duì)現(xiàn)有太陽能資源區(qū)劃方法采用年平均太陽輻照量評(píng)價(jià)導(dǎo)致的太陽能供暖應(yīng)用評(píng)價(jià)結(jié)論失真問題，建立了建筑供暖設(shè)計(jì)適用的太陽能資源區(qū)劃方法，為科學(xué)評(píng)價(jià)太陽能供暖系統(tǒng)的適應(yīng)性提供了依據(jù)，為高原建筑低碳設(shè)計(jì)提供了科學(xué)支撐。
（2）研發(fā)了太陽能高效采集關(guān)鍵技術(shù)及裝備。針對(duì)被動(dòng)太陽能利用要求的小熱阻（大透射比）與房間保溫要求的圍護(hù)結(jié)構(gòu)大熱阻（小傳熱系數(shù)）之間的矛盾問題，研發(fā)了熱工性能可變的透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù)與產(chǎn)品，同步實(shí)現(xiàn)了高原白天集熱與夜晚保溫功能，使進(jìn)入室內(nèi)太陽能增加了40%；針對(duì)傳統(tǒng)太陽能供暖設(shè)計(jì)采用平均太陽輻照量進(jìn)行集熱面積、集熱器安裝方位與安裝傾角設(shè)計(jì)計(jì)算，導(dǎo)致系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行偏離設(shè)計(jì)工況，造成了太陽能資源系統(tǒng)性浪費(fèi)問題，提出了有效輻照強(qiáng)度和有效集熱量概念，建立了基于歸一化溫差的有效集熱量評(píng)價(jià)方法，發(fā)明了基于有效集熱量的太陽能集熱面積、集熱器安裝方位與安裝傾角的優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算方法，使太陽能集熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算偏差降低了10%以上；針對(duì)高原氣候下太陽能集熱設(shè)備易老化、效率低的問題，發(fā)明了太陽能吸收膜及其制備方法，有效提升了膜層抗鹽霧能力、耐高溫、抗紫外性能；提出基于溫度控制的集熱器可變紅外發(fā)射率方法，研發(fā)了具有高耐候性的高性能平板集熱器，經(jīng)第三方檢測，集熱器截距效率提高了10%，總熱損系數(shù)降低了20%。
（3）研發(fā)了高效蓄存與調(diào)節(jié)技術(shù)及裝備。針對(duì)強(qiáng)波動(dòng)外擾下太陽能集熱量與用戶熱負(fù)荷時(shí)序嚴(yán)重不匹配所造成的集熱效率下降、供熱參數(shù)不穩(wěn)定的技術(shù)難題，發(fā)明了容積可調(diào)的彈性蓄熱技術(shù)及蓄熱容積優(yōu)化方法，通過改善太陽能供暖的全工況性能，供暖系統(tǒng)太陽能貢獻(xiàn)率全年提升20%；針對(duì)高原建筑供暖用能時(shí)序不匹配導(dǎo)致的房間夜間溫度低、晝夜溫差大的關(guān)鍵問題，發(fā)明了自力式調(diào)節(jié)的“光伏驅(qū)動(dòng)空氣集熱器”和“光伏驅(qū)動(dòng)發(fā)熱電纜”的光熱光電耦合系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了供暖系統(tǒng)集熱、蓄熱和放熱過程“免自控系統(tǒng)”的自力式調(diào)節(jié)，取消了復(fù)雜的自動(dòng)控制系統(tǒng)，降低了系統(tǒng)故障率和運(yùn)行管理難度；針對(duì)高原太陽能供暖系統(tǒng)參數(shù)多運(yùn)行復(fù)雜、設(shè)備易過熱帶來的安全問題，提出了基于集熱器溫度、水箱溫度和太陽輻射數(shù)據(jù)綜合分析的太陽能供暖系統(tǒng)變流量控制方法，有效提高了太陽能集熱效率，研發(fā)了利用太陽能集熱器進(jìn)行分階段逆向散熱工藝和控制軟件，解決了低負(fù)荷下集熱系統(tǒng)熱量堆積造成的系統(tǒng)過熱帶來的安全隱患；提出了太陽能復(fù)合能源系統(tǒng)智慧控制方法，實(shí)現(xiàn)了各子系統(tǒng)優(yōu)化串級(jí)控制，解決了熱力系統(tǒng)惰性和延遲性引起的末端供熱品味難以保障的技術(shù)難題。
1.重慶大學(xué) 2.中國建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 3.日出東方控股股份有限公司 4.西藏自治區(qū)建筑勘察設(shè)計(jì)院 5.西藏日出東方阿康清潔能源有限公司 6.中國建筑一局(集團(tuán))有限公司
1.戎向陽
| |
評(píng)價(jià)單位： |
中國建筑節(jié)能協(xié)會(huì) |
報(bào)告編號(hào)： |
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評(píng)價(jià)日期： |
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組織單位： |
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項(xiàng)目負(fù)責(zé)： |
許科 |
成果管理： |
15982346609 |
2023年5月15日，中國建筑節(jié)能協(xié)會(huì)在北京組織專家采用線上、線下結(jié)合方式，對(duì)中國建筑西南設(shè)計(jì)研究院有限公司等單位完成的“高原低碳建筑太陽能利用的設(shè)計(jì)原理、關(guān)鍵技術(shù)及工程應(yīng)用”科技成果進(jìn)行了鑒定。鑒定委員會(huì)（名單附后）聽取了項(xiàng)目完成單位的匯報(bào)，審閱了相關(guān)材料，經(jīng)質(zhì)詢討論，形成鑒定意見如下：
一、提供的鑒定材料齊全、內(nèi)容詳實(shí)，符合科技成果鑒定要求。
二、該項(xiàng)目對(duì)高原低碳建筑太陽能利用的設(shè)計(jì)原理與方法、關(guān)鍵技術(shù)與控制策略進(jìn)行了深入研究，主要?jiǎng)?chuàng)新成果如下：
1. 首次提出了“等效體形系數(shù)”節(jié)能設(shè)計(jì)指標(biāo)及建筑形體設(shè)計(jì)方法，揭示了高原地區(qū)建筑朝向、形體和窗墻比對(duì)建筑熱過程的協(xié)同作用機(jī)理，完善了高原建筑節(jié)能評(píng)價(jià)方法。
2. 提出了“有效輻照度”、“有效集熱量”的定義，建立了基于有效集熱量的太陽能集熱面積、集熱器安裝方位角及傾角等集熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，提高了太陽能供熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)確度、運(yùn)行效率和控制精度。
3.建立了長波輻射、天空背景溫度、圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面對(duì)流換熱系數(shù)等建筑熱工參數(shù)的高原修正計(jì)算方法，優(yōu)化了高原特殊氣候條件下的建筑供暖熱負(fù)荷計(jì)算模型，減少了高原供暖負(fù)荷計(jì)算誤差。
4. 研發(fā)了熱工性能可調(diào)的透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)，研制了“集熱保溫隔聲一體窗”，熱工參數(shù)晝夜階躍可調(diào)，解決了高原建筑太陽能被動(dòng)利用中白天得熱與夜間失熱難以兼顧的技術(shù)難題，冬季房間太陽能得熱量提高了40%。
5.發(fā)明了容積可變的蓄能系統(tǒng)、蓄熱容積優(yōu)化方法、多級(jí)彈性蓄熱技術(shù)以及機(jī)電一體化設(shè)備，使供暖系統(tǒng)的太陽能貢獻(xiàn)率提高了15%以上。
6. 基于“光熱-光電”以及建筑“蓄熱—釋熱”的動(dòng)態(tài)耦合關(guān)系，首次研發(fā)了光熱光電耦合的自力式調(diào)節(jié)供暖系統(tǒng)和變熱流建筑蓄熱技術(shù)，降低了系統(tǒng)故障率和運(yùn)行管理難度。
三、該項(xiàng)目成果在西藏博物館、若爾蓋暖巢一號(hào)等重大項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化應(yīng)用，應(yīng)用面積逾800萬平方米，推動(dòng)了青藏高原建筑的可持續(xù)發(fā)展。
鑒定委員一致認(rèn)為：上述成果為高原低碳建筑太陽能利用的設(shè)計(jì)及建造、運(yùn)行提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐，具有顯著的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，總體上達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
| 姓名 |
工作單位 |
職稱 |
| 莊惟敏 |
清華大學(xué) |
院士 |
| 李德英 |
中國建筑節(jié)能協(xié)會(huì) |
正高 |
| 孟慶林 主任/教授 |
華南理工大學(xué) |
正高 |
| 李忠 |
中國建筑科學(xué)研究院有限公司 |
正高 |
| 張杰 |
北京市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 |
正高 |
| 高然 |
西安建筑科技大學(xué) |
正高 |
| 劉曉華 |
清華大學(xué) |
正高 |
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