近日,中国科协发布2021年“科创中国”技术应用案例,太阳能建筑与环境研究团队“高原公共服务建筑光伏光热集成能源系统应用案例”、“西北乡村传统民居节能与太阳能供暖技术应用案例”两项技术入选新能源技术应用精选案例。
技术应用案例一“高原公共服务建筑光伏光热集成能源系统应用案例”针对青藏高原极端恶劣环境,太阳能资源极其丰富的特点,对公共服务类建筑中提出利用光伏光热供暖、供热水、插座充电、手烘干、消毒杀菌、新风换气等集成功能,提升公共服务类建筑冬季室温低、功能单一、游客使用困难等难题,提升了高原地区公共卫生服务建筑水平。
根据高原地区太阳能资源富集以及公共卫生建筑楼层低、工作时间段与太阳光照时间段高重叠的特征,提出了满足公共卫生建筑多功能性和特殊用能规律的太阳能综合供能系统设计方案。其中将太阳能空气系统集热、通风渗透墙新风预热供暖、太阳能室内供热水、光伏发电用电系统进行互补集成,通过太阳能光伏光热系统保障了高原公共服务建筑供暖、热水、干手、消毒杀菌、新风等功能的自持化运行。
高原公共服务建筑光伏光热集成能源系统技术策略
该项技术已应用于西藏自治区拉萨市城关区公共服务类建筑改造项目。从实际运行效果来看,利用太阳能光热-光伏集成系统可满足该公共服务建筑供暖、热水、照明、干手、除臭杀菌等多种类用能需求,提升了高原地区公共卫生建筑的服务水平。
高原公共服务类建筑光伏光热综合利用建筑
技术应用案例二“西北乡村传统民居节能与太阳能供暖技术应用案例”针对西北地区冬季气候寒冷、持续时间长,当地传统民居建造技术落后,室内居住环境普遍较差的现状。考虑到当地太阳能资源丰富,利用太阳能来提升建筑室内热环境是最佳选择。但是,西北传统民居单纯保温与被动太阳能技术虽成本低但难以完全满足热需求、仅主动太阳能供暖系统又存在初投资大等现实问题。
在对西北地区民居建筑热工条件、生活习俗、居民室内活动规律等充分调研基础上,提出了建筑围护结构差异化高效保温、低成本被动太阳能技术、主动太阳能供暖系统、分时分区灵活供暖末端技术等全链条的建筑太阳能热利用与建筑节能技术体系。
西北乡村传统民居节能与太阳能供暖技术路径
技术成果为支撑应用于青海刚察县、陕西长武等西北乡村地区。从实际运行效果来看,与原有建筑相比,采用直接受益窗、附加阳光间、双层节能窗、朝向昼夜差异化保温等低成本建筑本体节能技术可实现节能效果提升65%以上,剩余部分通过分时分区主动太阳能供暖系统来承担。通过测试,采暖期建筑室内平均温度大于15°C,可满足西北乡村建筑冬季室内热环境基本需求。
青海、陕西等西北省份村镇太阳能建筑
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