（1）创建了高原气候适应性建筑太阳能利用设计原理与方法。基于高原地区强太阳辐照、强波动、大日较差的气候特征，带来的室外气候与室内环境之间的能量动态交换规律的独特性，建立了太阳能动态热作用下的建筑形体设计方法，首次提出了综合建筑朝向、建筑体形和窗墙比等要素的等效体形系数，解决了传统体形系数、窗墙比等分离指标无法科学指导太阳能丰富地区建筑节能设计的技术难题；针对传统热工计算方法忽视了高原空气中CO2和水气成分变化等对热工参数的影响，导致高原建筑供暖热负荷计算准确性较差的问题，提出了高原热工计算基础参数修正计算方法，创建了高原特殊气候条件下的建筑热过程与供暖热负荷动态计算模型和方法，完善了建筑热环境设计计算理论与设计方法；针对现有太阳能资源区划方法采用年平均太阳辐照量评价导致的太阳能供暖应用评价结论失真问题，建立了建筑供暖设计适用的太阳能资源区划方法，为科学评价太阳能供暖系统的适应性提供了依据，为高原建筑低碳设计提供了科学支撑。
（2）研发了太阳能高效采集关键技术及装备。针对被动太阳能利用要求的小热阻（大透射比）与房间保温要求的围护结构大热阻（小传热系数）之间的矛盾问题，研发了热工性能可变的透明围护结构技术与产品，同步实现了高原白天集热与夜晚保温功能，使进入室内太阳能增加了40%；针对传统太阳能供暖设计采用平均太阳辐照量进行集热面积、集热器安装方位与安装倾角设计计算，导致系统实际运行偏离设计工况，造成了太阳能资源系统性浪费问题，提出了有效辐照强度和有效集热量概念，建立了基于归一化温差的有效集热量评价方法，发明了基于有效集热量的太阳能集热面积、集热器安装方位与安装倾角的优化设计计算方法，使太阳能集热系统设计计算偏差降低了10%以上；针对高原气候下太阳能集热设备易老化、效率低的问题，发明了太阳能吸收膜及其制备方法，有效提升了膜层抗盐雾能力、耐高温、抗紫外性能；提出基于温度控制的集热器可变红外发射率方法，研发了具有高耐候性的高性能平板集热器，经第三方检测，集热器截距效率提高了10%，总热损系数降低了20%。
（3）研发了高效蓄存与调节技术及装备。针对强波动外扰下太阳能集热量与用户热负荷时序严重不匹配所造成的集热效率下降、供热参数不稳定的技术难题，发明了容积可调的弹性蓄热技术及蓄热容积优化方法，通过改善太阳能供暖的全工况性能，供暖系统太阳能贡献率全年提升20%；针对高原建筑供暖用能时序不匹配导致的房间夜间温度低、昼夜温差大的关键问题，发明了自力式调节的“光伏驱动空气集热器”和“光伏驱动发热电缆”的光热光电耦合系统，实现了供暖系统集热、蓄热和放热过程“免自控系统”的自力式调节，取消了复杂的自动控制系统，降低了系统故障率和运行管理难度；针对高原太阳能供暖系统参数多运行复杂、设备易过热带来的安全问题，提出了基于集热器温度、水箱温度和太阳辐射数据综合分析的太阳能供暖系统变流量控制方法，有效提高了太阳能集热效率，研发了利用太阳能集热器进行分阶段逆向散热工艺和控制软件，解决了低负荷下集热系统热量堆积造成的系统过热带来的安全隐患；提出了太阳能复合能源系统智慧控制方法，实现了各子系统优化串级控制，解决了热力系统惰性和延迟性引起的末端供热品味难以保障的技术难题。
1.重庆大学 2.中国建筑设计研究院有限公司 3.日出东方控股股份有限公司 4.西藏自治区建筑勘察设计院 5.西藏日出东方阿康清洁能源有限公司 6.中国建筑一局(集团)有限公司
1.戎向阳
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评价单位： |
中国建筑节能协会 |
报告编号： |
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评价日期： |
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组织单位： |
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项目负责： |
许科 |
成果管理： |
15982346609 |
2023年5月15日，中国建筑节能协会在北京组织专家采用线上、线下结合方式，对中国建筑西南设计研究院有限公司等单位完成的“高原低碳建筑太阳能利用的设计原理、关键技术及工程应用”科技成果进行了鉴定。鉴定委员会（名单附后）听取了项目完成单位的汇报，审阅了相关材料，经质询讨论，形成鉴定意见如下：
一、提供的鉴定材料齐全、内容详实，符合科技成果鉴定要求。
二、该项目对高原低碳建筑太阳能利用的设计原理与方法、关键技术与控制策略进行了深入研究，主要创新成果如下：
1. 首次提出了“等效体形系数”节能设计指标及建筑形体设计方法，揭示了高原地区建筑朝向、形体和窗墙比对建筑热过程的协同作用机理，完善了高原建筑节能评价方法。
2. 提出了“有效辐照度”、“有效集热量”的定义，建立了基于有效集热量的太阳能集热面积、集热器安装方位角及倾角等集热系统设计方法，提高了太阳能供热系统的设计准确度、运行效率和控制精度。
3.建立了长波辐射、天空背景温度、围护结构表面对流换热系数等建筑热工参数的高原修正计算方法，优化了高原特殊气候条件下的建筑供暖热负荷计算模型，减少了高原供暖负荷计算误差。
4. 研发了热工性能可调的透明围护结构，研制了“集热保温隔声一体窗”，热工参数昼夜阶跃可调，解决了高原建筑太阳能被动利用中白天得热与夜间失热难以兼顾的技术难题，冬季房间太阳能得热量提高了40%。
5.发明了容积可变的蓄能系统、蓄热容积优化方法、多级弹性蓄热技术以及机电一体化设备，使供暖系统的太阳能贡献率提高了15%以上。
6. 基于“光热-光电”以及建筑“蓄热—释热”的动态耦合关系，首次研发了光热光电耦合的自力式调节供暖系统和变热流建筑蓄热技术，降低了系统故障率和运行管理难度。
三、该项目成果在西藏博物馆、若尔盖暖巢一号等重大项目中实现了规模化应用，应用面积逾800万平方米，推动了青藏高原建筑的可持续发展。
鉴定委员一致认为：上述成果为高原低碳建筑太阳能利用的设计及建造、运行提供了理论基础和技术支撑，具有显著的社会、经济和环境效益，总体上达到国际领先水平。
| 姓名 |
工作单位 |
职称 |
| 庄惟敏 |
清华大学 |
院士 |
| 李德英 |
中国建筑节能协会 |
正高 |
| 孟庆林 主任/教授 |
华南理工大学 |
正高 |
| 李忠 |
中国建筑科学研究院有限公司 |
正高 |
| 张杰 |
北京市建筑设计研究院有限公司 |
正高 |
| 高然 |
西安建筑科技大学 |
正高 |
| 刘晓华 |
清华大学 |
正高 |
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