（1）創(chuàng)建了高原氣候適應(yīng)性建筑太陽能利用設(shè)計原理與方法?；诟咴貐^(qū)強太陽輻照、強波動、大日較差的氣候特征，帶來的室外氣候與室內(nèi)環(huán)境之間的能量動態(tài)交換規(guī)律的獨特性，建立了太陽能動態(tài)熱作用下的建筑形體設(shè)計方法，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)、窗墻比等分離指標無法科學指導太陽能豐富地區(qū)建筑節(jié)能設(shè)計的技術(shù)難題；針對傳統(tǒng)熱工計算方法忽視了高原空氣中CO2和水氣成分變化等對熱工參數(shù)的影響，導致高原建筑供暖熱負荷計算準確性較差的問題，提出了高原熱工計算基礎(chǔ)參數(shù)修正計算方法，創(chuàng)建了高原特殊氣候條件下的建筑熱過程與供暖熱負荷動態(tài)計算模型和方法，完善了建筑熱環(huán)境設(shè)計計算理論與設(shè)計方法；針對現(xiàn)有太陽能資源區(qū)劃方法采用年平均太陽輻照量評價導致的太陽能供暖應(yīng)用評價結(jié)論失真問題，建立了建筑供暖設(shè)計適用的太陽能資源區(qū)劃方法，為科學評價太陽能供暖系統(tǒng)的適應(yīng)性提供了依據(jù)，為高原建筑低碳設(shè)計提供了科學支撐。
（2）研發(fā)了太陽能高效采集關(guān)鍵技術(shù)及裝備。針對被動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結(jié)構(gòu)技術(shù)與產(chǎn)品，同步實現(xiàn)了高原白天集熱與夜晚保溫功能，使進入室內(nèi)太陽能增加了40%；針對傳統(tǒng)太陽能供暖設(shè)計采用平均太陽輻照量進行集熱面積、集熱器安裝方位與安裝傾角設(shè)計計算，導致系統(tǒng)實際運行偏離設(shè)計工況，造成了太陽能資源系統(tǒng)性浪費問題，提出了有效輻照強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價方法，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)計計算方法，使太陽能集熱系統(tǒng)設(shè)計計算偏差降低了10%以上；針對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。針對強波動外擾下太陽能集熱量與用戶熱負荷時序嚴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)太陽能貢獻率全年提升20%；針對高原建筑供暖用能時序不匹配導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)動空氣集熱器”和“光伏驅(qū)動發(fā)熱電纜”的光熱光電耦合系統(tǒng)，實現(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)雜的自動控制系統(tǒng)，降低了系統(tǒng)故障率和運行管理難度；針對高原太陽能供暖系統(tǒng)參數(shù)多運行復(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行分階段逆向散熱工藝和控制軟件，解決了低負荷下集熱系統(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，實現(xiàn)了各子系統(tǒng)優(yōu)化串級控制，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 2.中國建筑設(shè)計研究院有限公司 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)有限公司
1.戎向陽
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評價單位： |
中國建筑節(jié)能協(xié)會 |
報告編號： |
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評價日期： |
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組織單位： |
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項目負責： |
許科 |
成果管理： |
15982346609 |
2023年5月15日，中國建筑節(jié)能協(xié)會在北京組織專家采用線上、線下結(jié)合方式，對中國建筑西南設(shè)計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)計原理、關(guān)鍵技術(shù)及工程應(yīng)用”科技成果進行了鑒定。鑒定委員會（名單附后）聽取了項目完成單位的匯報，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，符合科技成果鑒定要求。
二、該項目對高原低碳建筑太陽能利用的設(shè)計原理與方法、關(guān)鍵技術(shù)與控制策略進行了深入研究，主要創(chuàng)新成果如下：
1. 首次提出了“等效體形系數(shù)”節(jié)能設(shè)計指標及建筑形體設(shè)計方法，揭示了高原地區(qū)建筑朝向、形體和窗墻比對建筑熱過程的協(xié)同作用機理，完善了高原建筑節(jié)能評價方法。
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)計方法，提高了太陽能供熱系統(tǒng)的設(shè)計準確度、運行效率和控制精度。
3.建立了長波輻射、天空背景溫度、圍護結(jié)構(gòu)表面對流換熱系數(shù)等建筑熱工參數(shù)的高原修正計算方法，優(yōu)化了高原特殊氣候條件下的建筑供暖熱負荷計算模型，減少了高原供暖負荷計算誤差。
4. 研發(fā)了熱工性能可調(diào)的透明圍護結(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、多級彈性蓄熱技術(shù)以及機電一體化設(shè)備，使供暖系統(tǒng)的太陽能貢獻率提高了15%以上。
6. 基于“光熱-光電”以及建筑“蓄熱—釋熱”的動態(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)故障率和運行管理難度。
三、該項目成果在西藏博物館、若爾蓋暖巢一號等重大項目中實現(xiàn)了規(guī)?；瘧?yīng)用，應(yīng)用面積逾800萬平方米，推動了青藏高原建筑的可持續(xù)發(fā)展。
鑒定委員一致認為：上述成果為高原低碳建筑太陽能利用的設(shè)計及建造、運行提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐，具有顯著的社會、經(jīng)濟和環(huán)境效益，總體上達到國際領(lǐng)先水平。
| 姓名 |
工作單位 |
職稱 |
| 莊惟敏 |
清華大學 |
院士 |
| 李德英 |
中國建筑節(jié)能協(xié)會 |
正高 |
| 孟慶林 主任/教授 |
華南理工大學 |
正高 |
| 李忠 |
中國建筑科學研究院有限公司 |
正高 |
| 張杰 |
北京市建筑設(shè)計研究院有限公司 |
正高 |
| 高然 |
西安建筑科技大學 |
正高 |
| 劉曉華 |
清華大學 |
正高 |
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