新能源綜合利用建筑研究示范國家科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目項(xiàng)目組織單位：中國科學(xué)院項(xiàng)目承擔(dān)單位：中科院廣州能源研究所北京中科能集團(tuán)太陽能光熱、光電、地源熱泵及蓄熱技術(shù)的綜合利用和集成；太陽能和建筑的有機(jī)結(jié)合；研究示范，積累經(jīng)驗(yàn)，獲取技術(shù)參數(shù)，為奧運(yùn)建筑項(xiàng)目提供必要的指導(dǎo)和借鑒，為新能源建筑產(chǎn)業(yè)化做技術(shù)準(zhǔn)備。一、項(xiàng)目摘要太陽能熱水太陽能發(fā)電地源熱泵供熱空調(diào)1、能源和環(huán)境所面臨的挑戰(zhàn)和壓力我國建筑業(yè)的迅速發(fā)展，每年新建建筑面積10億多平方米，年增長率23%以上；建筑物能耗急劇增加，建筑用能已達(dá)全社會能源消費(fèi)量的30%以上；常規(guī)能源的使用對環(huán)境產(chǎn)生污染；2008年綠色奧運(yùn)對能源和環(huán)保的要求。二、目的和意義2、發(fā)展低能耗的新能源建筑勢在必行。3、目的：研究解決新能源和建筑二張皮及單一新能源利用的不穩(wěn)定性，探索合理的新能源保證率。4、直接意義：研究示范成果為奧運(yùn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和建設(shè)提供實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)。5、預(yù)期效果：推動新能源建筑產(chǎn)業(yè)的起步和發(fā)展。三、國內(nèi)外新能源綜合利用概況1、國外美國、德國、日本等太陽能建筑已進(jìn)入起步階段如：日本“陽光計(jì)劃”、“東京都太陽城計(jì)劃”；美國“百萬屋頂計(jì)劃”；德國“千戶屋頂計(jì)劃”等；地源熱泵技術(shù)已商業(yè)化。2、國內(nèi)天津大學(xué)、中科院廣州能源所、北京太陽能所等20多個單位進(jìn)行研究工作。目前還不具備產(chǎn)業(yè)化，商業(yè)化的條件。四、項(xiàng)目的基礎(chǔ)條件中科院廣州能源所：研究隊(duì)伍，專業(yè)配套，已有全國首套大型實(shí)用性太陽能空調(diào)系統(tǒng)成果及經(jīng)驗(yàn)；中科能集團(tuán)：地源熱泵產(chǎn)品和工程經(jīng)驗(yàn)；天普太陽能公司：各種太陽能集熱器技術(shù)和產(chǎn)品，大型太陽能工程技術(shù)基礎(chǔ)；現(xiàn)天普公司已投資興建示范建筑，土建工程正在建設(shè)中。考核指標(biāo)1、新能源示范建筑總面積8000平方米；2、采暖空調(diào)負(fù)荷符合國家節(jié)能建筑標(biāo)準(zhǔn)采暖熱負(fù)荷281KW，泳池?zé)嶝?fù)荷72KW，空調(diào)冷負(fù)荷330KW，45℃生活熱水用量平均每天9噸；太陽能為主的新能源提供建筑物采暖空調(diào)能耗的80%以上，熱水負(fù)荷90%以上由太陽能提供；太陽能光電系統(tǒng)提供峰值50KW的電力并網(wǎng)發(fā)電。五、項(xiàng)目考核指標(biāo)和計(jì)劃安排計(jì)劃安排2002年1季度1、技術(shù)調(diào)研集總體方案設(shè)計(jì)；2、進(jìn)行太陽能集熱器、地源熱泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。2002年2季度1、項(xiàng)目實(shí)施方案設(shè)計(jì)2、建筑設(shè)計(jì)、建筑施工單位招標(biāo)。2002年3季度1、建筑施工、安裝。2、系統(tǒng)樣機(jī)組裝、調(diào)試。2002年4季度：樣機(jī)系統(tǒng)分析驗(yàn)證，改進(jìn)及檢測實(shí)驗(yàn)。2003年1季度1、系統(tǒng)調(diào)試2、冬季采暖運(yùn)行及檢測。2003年2、3季度：進(jìn)行空調(diào)制冷運(yùn)行及檢測；2003年4季度：進(jìn)行資料匯編、整理，撰寫研究報(bào)告；2004年1季度：項(xiàng)目驗(yàn)收。1、建筑物的節(jié)能研究示范設(shè)計(jì)建造集辦公、展覽、會議、公寓為一體的多功能實(shí)用建筑，總面積8000平方米，以此適應(yīng)奧運(yùn)建設(shè)項(xiàng)目中類似功能需求；加強(qiáng)墻體和屋頂隔熱，墻體和屋頂傳熱系數(shù)控制在0.3W/m2.k；減少玻璃窗戶的熱量損失，采用LOW-E中空玻璃，傳熱系數(shù)2W/m2.k；建筑設(shè)計(jì)為雙座，中間為陽光頂，不僅美觀，而且為雙座樓提供自然采光；空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用地板+天棚埋管供熱（冷）方式，采暖熱水30-35℃，空調(diào)冷水19-21℃，和太陽能及地源熱泵相匹配，大大提高設(shè)備運(yùn)行效率。六、項(xiàng)目內(nèi)容及其創(chuàng)新點(diǎn)南立面圖東立面圖新能源綜合利用示范建筑模型2、新能源供熱（冷）綜合利用系統(tǒng)供熱（冷）系統(tǒng)示意圖主要分系統(tǒng)a.太陽能集熱器：總計(jì)1350m2（150m2供熱水，采暖、空調(diào)1200m2

）；b.太陽能單效吸收式溴化鋰制冷機(jī)組：200KW；c.地源熱泵機(jī)組：400KW；d.貯水池：2000m3。熱力系統(tǒng)運(yùn)行模式a.冬季：優(yōu)先利用太陽能，不足時啟動地源熱泵機(jī)組利用地能補(bǔ)充；b.夏季：優(yōu)先利用太陽能驅(qū)動太陽能-溴化鋰吸收式制冷機(jī)組，不足時啟動地源熱泵機(jī)組，同時利用熱泵機(jī)組余熱供應(yīng)熱水；c.過渡季節(jié)：由太陽能系統(tǒng)對游泳池加熱并提供生活熱水，秋季富裕部分注入地下水池蓄熱。3、太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)常規(guī)光電板300m2，格子式光電板200m2，峰值發(fā)電功率50KW。所發(fā)電能并入大電網(wǎng)。4、太陽能集熱器與建筑結(jié)合研究示范U型真空管模塊和屋頂結(jié)合；熱管真空管模塊和屋頂結(jié)合；儲熱式真空管和南立面墻結(jié)合；真空管集熱透光窗研究。5、太陽能光電板與建筑結(jié)合研究示范

太陽能光電板挑檐；花格型太陽能光電板和建筑結(jié)合。6、太陽能利用景觀示范太陽能加熱草坪；太陽能庭院燈；太陽能光電泵水幕；太陽能顯示屏。7、項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)低能耗；

有效利用采光頂；集熱和隔熱結(jié)合；蓄熱解決太陽能的不穩(wěn)定性；系統(tǒng)集成優(yōu)化及控制；新能源和建筑結(jié)合服從建筑美學(xué)及結(jié)構(gòu)要求；工廠化預(yù)制，就地組裝，簡化施工安裝；1、技術(shù)可行性分析各分項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)過驗(yàn)證；利用的材料、設(shè)備部分是商業(yè)化的，部分是試制成功的機(jī)組。2、技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)在于系統(tǒng)集成后新能源保證率的量化指標(biāo)上可能有差異。七、技術(shù)可行性分析和風(fēng)險(xiǎn)分析夏季，通過計(jì)量研究太陽能溴化鋰吸收式制冷機(jī)組在整個制冷系統(tǒng)中比例，進(jìn)一步評估太陽能系統(tǒng)用于制冷熱源的貢獻(xiàn)率。冬季采暖期，我們計(jì)劃進(jìn)行兩種供暖方式的試驗(yàn)：第一種，采用從儲熱水池和太陽能集熱幕墻直接空調(diào)輸送熱媒水；第二種，探討以儲熱水池的熱水為低溫?zé)嵩从蔁岜锰嵘笥糜诓膳芯亢陀懻撎柲芸缂竟?jié)貯存在此套采暖系統(tǒng)中的價(jià)值和意義。通過對光電系統(tǒng)的輸出計(jì)量，我們將可以得出光電系統(tǒng)的實(shí)際發(fā)電量。實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)采集需要進(jìn)行冬季、夏季工況下各至少一個典型月份的連續(xù)實(shí)驗(yàn)記錄、測算評估。八、研究、試驗(yàn)方案九、經(jīng)濟(jì)性和社會效益分析與用天然氣采暖空調(diào)及供熱水相比，太陽能等新能源替代建筑用能80%以上，節(jié)約費(fèi)用82%。有效減少污染物排放，低電力消耗，減輕電網(wǎng)壓力。系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用預(yù)測1．項(xiàng)目的開發(fā)工作現(xiàn)在的物質(zhì)條件場地自給，公共工程基本齊全，配電設(shè)施良好，有部分簡單測試儀器，尚缺一些專用儀器設(shè)備、配套設(shè)備，已建成的裝置需改進(jìn)提高，部分裝置需要拆除重建。2、項(xiàng)目主要負(fù)責(zé)人和主要承擔(dān)人員陳勇李先航江希年羅贊繼李戩紅馬偉斌趙大山吳艷元楊金良王洪寬趙震劉小龍

十、立項(xiàng)條件分析新能源示范建筑施工現(xiàn)場十一、經(jīng)費(fèi)來源總預(yù)算

年度經(jīng)費(fèi)來源合計(jì)使用計(jì)劃2002年2003年2004年單位自籌1500100045050申請國家撥款200200地方撥款100100總計(jì)1800130045050單位：萬元基建：1435萬元新能源設(shè)備系統(tǒng)：300萬元能源材料費(fèi)：25萬元試驗(yàn)合作外協(xié)費(fèi)：9萬元