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可再生能源与建筑集成技术研究已结硕果
【更新日期 2011-9-1】      【双击滚动】
 
 
    节能减排是国家“十一五”重点研究领域,它已经成为当今社会发展的重中之重,建筑是可再生能源应用的重要领域,研究开发利用可再生能源,为建筑供能,是解决建筑能源问题的一条有效的新路。目前“十一五”国家科技支撑计划项目“可再生能源与建筑集成技术研究与示范”项目取得了创新性成果。该项目于2006年10月正式启动,由清华大学、中国科学技术大学、上海交通大学以及住房和城乡建设部科技发展促进中心共同完成。研究内容包括居住建筑的可再生能源与建筑集成(简称BIRE)核心技术和关键单元技术,确定BIRE能量系统集成化、模块化、低成本的基本构成方案,研制成功有效降低建筑能耗的BIRE成套设备,并形成自主知识产权,制定BIRE建筑设计验收规范和评价标准。
    记者了解到,目前“可再生能源与建筑集成技术研究与示范”项目按照计划已全部完成,达成预期效果。其中,新产品、新技术、新装置总计21项,计算机软件3项,发表科技论文168篇,申请国内专利67项,其中获得专利授权60项,研制国家标准16项,建成实验基地、生产线及示范工程共计85处。该项目取得了创新性成果。项目有四个课题:“新型建筑室内热湿负荷调节系统的研究”、“太阳能供热、制冷、通风系统与建筑接口技术研究”、太阳能集热建筑模块的研究与开发“、可再生能源与建筑集成示范工程”。
  “相变蓄能石膏板复合技术”取得重大进展
    四项课题中,“新型建筑室内热湿负荷调节系统的研究”完成了相变蓄能石膏板中涉及大生产线生产及产品相关性能的测试,在规定研究内容之外,还自主开展了定形相变材料批量制备设备和工艺的研究实验,并取得了一定的进展。
    相变蓄能石膏板复合技术,以纸面石膏板工艺为基础,并在常规的纸面石膏板生产工艺中增加对微胶囊相变材料粉末预分散步骤,不仅使相变蓄能石膏板生产工业化易于实现,降低制备工艺成本,而且克服了微胶囊相变材料粉末直接掺入时产生的颗粒团聚和分布不均的现象。技术的关键点是在传统纸面石膏板配方的基础上,用烟气脱硫石膏替代天然石膏以降低添加相变微胶囊对石膏板强度的影响,用新的粘结剂取代或者部分取代改性淀粉以增强石膏板芯与纸面间的粘结。
    该技术适用于轻结构建筑,适用于昼夜温差较大的西北地区,施工方法与常规石膏板相同,易于与建筑集成。纸面石膏板作为一种轻质、环保建筑材料也被大量应用于各类建筑中。目前我国纸面石膏板年产量超过10亿平方米,因此其推广应用前景广阔。四座示范工程目前已开工建设并完工。
   太阳能热泵供热技术逐步完善
    “太阳能供热、制冷、通风系统与建筑接口技术研究”课题以上海交通大学的太阳能复合能量系统实验平台为依托,进行了系统优化与改造,更新了实验测试用传感器,增加了小型吸收式制冷机组。目前,该实验台可以进行太阳能供热、太阳能吸收式空调以及太阳能吸附式空调的实验测试。项目组与中国建筑设计研究院合作参与了国家标准《民用建筑太阳能空调工程技术规范》的编制工作。该项研究为课题所研究的太阳能空调技术的规模化推广应用提供了技术依据。
   民用建筑太阳能空调使用与维护技术研究国内已经有多个太阳能空调示范工程,但如何合理使用并进行合理的系统维护一直是一项研究较少的内容。课题组编制了《太阳能吸附空调使用与维护说明书》,对太阳能吸附空调系统的技术参数、电气线路图、使用与维护方法、开/停机程序等进行了规范化,利于该项技术的推广实施。
    课题对太阳能热泵供热技术研究进行了完善,取得了“基于直膨式太阳能热泵的太阳能建筑一体化节能热水系统”国家发明专利,并将该项成果进行了转让。
   光伏光热建筑被动技术平台建立
    “太阳能集热建筑模块的研究与开发”课题建立了太阳能光热综合利用技术测试平台。小型建筑太阳能光热综合利用技术测试平台可以进行单独的新技术、新装置和新设备性能测试及评估;通过对建筑环境的控制,可以进行人工设定环境,在模拟我国各地不同气候条件下进行单种或多种太阳能建筑新技术对建筑整体性能的测试等。目前国内尚无此类太阳能建筑综合应用技术检测、系统集成和评估平台。
    目前光伏建筑一体化(BIPV)存在的问题是,光伏电池效率低,约85%的太阳能未得到利用;温度偏高影响电池发电效率;建筑表面同时安装光电光热模块面积有限;单一光伏发电价格过高,经济性太差。BIPV技术与Trombe墙技术结合,通过控制系统中的上下风口、上下挡板和卷帘等,在改善室内热环境的同时输出电力,提高了综合利用率。
    示范建筑中综合考虑了主、被动式太阳能采暖技术相结合,以采用太阳能解决北方地区冬季采暖为目的,适用于城乡居民采暖需求的综合功能太阳房。在工程中采用了新型墙面安装太阳能空气集热模块、新型太阳能空气采暖蓄热地板、太阳瓦、平板型太阳能热水器等多项太阳能应用技术。考虑到农村住宅的使用,设计建造了新型节能灶炕与太阳能空气集热模块综合采暖房间。
    可再生能源与建筑集成示范工程进展快
    课题完成41个示范工程的建设、监测以及项目监督与管理。本课题从2006年10月开始实施,截至目前,共有41个可再生能源与建筑集成示范项目,总示范建筑面积达到415万平方米,其中居住建筑270万平方米,公共建筑145万平方米;新建建筑有309万平方米,既有改造建筑有106万平方米。其中太阳能光热建筑应用示范项目10个,太阳能光电示范项目8个,地源热泵能示范项目16个,采用两种以上可再生能源形式的项目7个。
    课题组完成《可再生能源建筑应用集成技术目录》,完成行业标准《民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范》,完成征求意见稿国家标准《民用建筑太阳能空调应用技术规范》,编写完成《太阳能与建筑集成技术经济评价指南》、国标图集《民用建筑太阳能光伏系统选用与安装》,编写完成《可再生能源建筑应用集成技术目录》、《可再生能源与建筑集成示范建筑案例集》等。
作为“十一五”国家科技支撑计划项目,“可再生能源与建筑集成技术研究与示范”项目具有重要的意义。项目针对民用建筑中可再生能源的应用需求,研究主、被动设计的重点单元技术、现有先进成熟的可再生能源技术之间的耦合技术和可再生能源系统与建筑之间的接口技术。
    项目组通过在规模化建筑和试验性建筑中进行工程示范,实现可再生能源与建筑集成技术的产业化,为提高可再生能源在民用建筑使用能耗中的贡献率提供技术支撑。
 
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