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建筑节能

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供热空调设备与系统节能技术

    城市里碳排放,主要来源于建筑及其使用,而交通只居其次。低碳建筑内二氧化碳的排放量非常低,是绿色节能型的建筑。绿色建筑在建筑的全寿命周期内,最大限度地节能、节地、节水、节材,保护环境,减少污染。低碳建筑已逐渐成为国际建筑界的主流趋势,利用智能技术、生态技术来实现建筑节能的愿望,如太阳能集热屋顶和可控制的通风屋顶等;使用地(水)源热泵系统、置换式新风系统、地面辐射采暖等,为人们提供健康适用和高效的使用空间,与自然和谐共生,必将成为中国城市建筑健康发展的必由之路。
    为支持国家的产业政策,我们在江苏、安徽、山东等地设计建造了居住建筑节能示范工程。为我国华北、东北、西北地区的近百个大型住宅小区及商业区实施了供热管网水力平衡的设计与改造,取得了15%~20%的显著效果。对国家机关事务管理局住宅楼供热系统按热量计费工程设计,承担了北京市七个城区及远郊区的30万平方米住宅的即有建筑供热计量系统试点试验工程。承担了国家政府机构节能测试诊断工程,为国家制定建筑节能目标提供了技术支持。合理利用地热,热回收与实际工程,为用户节省运营费用。
 
太阳能光热专项设计
    中国建筑科学研究院是我国最早开展太阳能光热应用研究的科研院所,是中国可再生能源学会(原中国太阳能学会)在1979年成立时最早的理事单位之一,是中国可再生能源学会热利用专业委员会和国家太阳能热水器质量监督检验中心(北京)的挂靠单位。
    建研院主编了国家建设工程标准《太阳能供热采暖工程技术规范》GB50495-2009,主编了国家建筑标准设计图集06K503 《太阳能集热系统设计与安装》和06SS128《太阳能集中热水系统选用与安装》,参与编写了《全国民用建筑工程设计技术措施——节能专篇(暖通空调·动力)》和《全国民用建筑工程设计技术措施——节能专篇(给水排水)》,开发了太阳能供热系统辅助设计软件,还出版了《民用建筑太阳能热水系统工程技术手册》等工具书籍,在太阳能光热建筑应用领域奠定了独一无二的领先地位。
    建研院及其下属公司拥有完备的工程资质,设计资质包括甲级工程勘察、甲级工程设计、甲级智能建筑设计、甲级城市规划设计和乙级市政公用设计等,我院同时还拥有多项壹级或贰级专项承包资质、壹级总承包资质以及甲级监理资质,可以承揽建筑领域的各项工程任务。
    我们将理论与实践相结合,积极创新,开创了太阳能光热设计的多项先河。我院先后设计了:

◆ 内蒙古巴彦淖尔市乌拉特中旗太阳能采暖工程               
◆ 海南大学图书馆太阳能空调工程
◆ 辽宁省环保科学院太阳能与土壤源热泵综合应用工程
    我院完成的多项与建筑结合的太阳能光热专项设计:
北京天恒·乐活城太阳能热水系统设计、西宁南山庭院太阳能系统设计、新疆库尔勒市冠农·公园联邦小区太阳能热水工程设计、海南华侨中学食堂太阳能空调与太阳能热水系统设计、天津万科生态城住宅楼太阳能生活热水工程设计、天津泰达时尚广场J1地块住宅楼太阳能生活热水工程设计以及我院通州研发基地太阳能综合利用系统的设计,均取得了满意的效果。
  
地源热泵专项设计
根据《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-2005(2009年版),土壤源热泵系统设计应计算建筑动态逐时冷热负荷并与埋管区域土壤的热物性参数进行耦合计算,从而确定出室外埋管换热器的设计参数。
1)对埋管区域的土壤进行热响应试验,测得土壤的导热系数、比热容及初始温度等热物性参数;
2)根据室外气象参数、建筑围护结构热工性能、通风状况以及建筑物内热源情况,采用专业软件计算建筑的全年动态逐时负荷;
3)根据建筑的设计负荷及设计温度工况对热泵机组及其他相关设备进行设计选型;
4)将建筑全年动态逐时负荷、热泵机组性能参数以及土壤的物性参数输入专业软件,进行动态耦合计算,通过控制地埋管换热器夏季运行期间出口最高温度和冬季运行期间进口最低温度,进行地埋管换热器的设计。
 
对外经济贸易大学供暖增容设备及管道更新改造
    
对外经济贸易大学换热站更新增容后负担200000平米原有及新增建筑的采暖和空调供热负荷。本换热站一次热源为0.2~0.3MPa饱和蒸汽。分高低两个区,其中高区供热负荷为10800KW,承担高区Ⅰ、高区Ⅱ和留学生综合楼的供热,共设置3台波节管管壳式换热器及对应的4台(三用一备)循环水泵和1套定压补水系统;低区供热负荷为9200KW,承担低区Ⅰ、低区Ⅱ和体育馆的供热,设置2台波节管管壳式换热器及对应的3台(二用一备)循环水泵和1套定压补水系统。
    本换热站设备监控系统包括:蒸汽监控系统一套,高低区循环监控系统各一套,高低区补水监控系统各一套。设备监控系统对换热站内机电设备进行实时监控与集中管理,使设备运行有效合理,节约能源,提供舒适的生活工作环境,提高工作效率,提升管理水平。
 
呼和浩特市某办公建筑的土壤源热泵系统设计
    项目建筑面积45000㎡,地埋管设计参数为DN32双U型PE管,钻孔685口,孔深100m,孔间距约5m,地埋管换热系统承担100%的累计冷负荷及80%的累计热负荷,其余20%的累计热负荷由燃气锅炉承担。由于该地区的建筑热负荷高于冷负荷,且累积吸热量高于累积排热量,因此该项目采用了土壤源热泵系统加燃气锅炉的复合式系统。此种系统配置保证了土壤源热泵系统吸排热量的平衡。
2008年12月对该项目的土壤热泵系统实际运行工况进行了测试,测试工况下,热泵系统总能耗(不含建筑末端设备)中机组占68.2%。地源侧和空调侧循环水泵总能耗占31.8%。机组的平均COP可达到3.94,系统COP达到2.69。
 
天津奥林匹克中心
    项目位于天津市西南部,为北京市奥运会举行足球预赛12个场次,建筑面积15.8万平方米,可容纳8万人。体育场采用地热能、太阳能灯可再生资源。在冬季,该场馆水源热泵空调系统对地热井水梯级利用;夏季,系统采用湖水辅以冷却塔散热。通过对可再生能源的循环利用,创造了良好的社会效益和经济效益。


北苑家园六区地热热泵供热系统 
    项目总建筑面积约40万平方米,该小区采用地热—热泵梯级利用技术及输配系统系列节能技术,对地热进行了经济合理利用,实现了地热—热泵供暖及生活热水的规模化及集成化,取得了显著经济、环境及社会效益。

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