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建筑节能减排研究所

发布日期:2022-04-12   来源:   点击量:

一、研究所简介

1.1概况

建筑节能减排研究所始建于1976年,现有建筑环境与能源应用工程1个本科专业,涵盖土木工程博士学位授予权,土木工程(建筑环境与能源利用技术方向)和建筑与土木工程专业硕士学位授予权,土木工程博士后流动站。成立以来,针对京津冀区域建筑用能特点以及用能过程中存在的问题,以建筑环境与能源应用学科为基础,融合建筑学与城市规划、工程热物理等多学科优势特点,重点从大型建筑节能技术研究、可再生能源利用技术研究、特殊建筑节能与安全技术研究、建筑室内环境应对大气环境污染技术措施研究等方向开展相关基础理论与应用技术研究。本所的实验和科研用房面积约1800平方米。拥有先进的建筑围护结构热工性能研究平台、特殊建筑环控系统设计研究条件、热电联供效率测试平台、相变材料性能测试平台、HVAC调试模拟系统等,现有仪器设备1000余台件,总值约1870万元。

1.2师资队伍

北京工业大学建筑环境与能源应用工程专业作为建筑节能减排研究所的骨干力量,现有专项研究人员24人,全部具有博士学位,副教授以上研究人员占80%以上,有海外工作经历者约占80%以上,师资力量强大。在中国工程院院士刘加平教授、北京市特聘教授赵耀华教授以及国家自然科学基金优秀青年基金获得者王伟教授等的带领下,经多年努力,在绿色建筑环境与节能技术领域开展了卓有成效的研究工作并推进了研究成果的产业化。刘加平院士长期从事建筑物理方面的研究工作,是国际上绿色低能耗建筑领域的著名专家,多次获得国际大奖和国家级、省部级奖;赵耀华教授长期从事建筑节能,特别是强化换热方面的研究,所研发的微热管阵列技术,具有自主知识产权,在产学研和研究成果应用方面取得了重要成绩;王伟教授在低温空气源热泵以及可再生能源应用研究与工程示范应用方面也取得了重要成果;谢静超教授针对南海地区超低能耗建筑热工特性、相变材料在建筑围护结构中的应用以及室内环境营造机理等方面也开展了相关研究。

1.3社会兼职

本所教师在国家健康住宅建设专家委员会、中国能源学会、中国建筑学会、中国建筑节能协会、中国制冷学会空调热泵专业委员会、中国暖通空调学会通风专业委员会、全国暖通空调及净化设备标准化技术委员会、中国自动化学会智能建筑与楼宇自动化专家工作委员会、中国房地产及住宅研究会住宅设施委员会、Professional Engineer、美国暖通空调工程师学会、IEA国际能源署ANNEX66委员会、暖通空调模拟委员会等机构担任理事长、副秘书长、常务委员、主任委员等学术职务,具有广泛的学术影响力。

1.4科研成果

经过40年的发展,建筑节能减排研究所秉持“不息为体日新为道”的校训精神,在学校“立足北京融入北京辐射全国面向世界”的办学思想指导下,针对可再生清洁能源高效利用、高品质室内物理环境、城市基础建设(如地铁等)环境控制及全国绿色建筑技术等的发展需求,开展了各项重大基础理论研究。目前承担纵向项目经费总额度2979万元,人均约110万元。总项目数46项,其中国家自然科学基金类项目12项、“十三五”国家重点研发计划21项、北京市基金9项、其他各类基金项目4项;组织和参加编写技术标准规范多部;授权国际及国内发明专利100余项;发表SCI检索论文100余篇;出版专著10余部。所开展的各项重大基础理论研究推动了高新技术研究开发及成果转化,培养了高水平人才,为最终达到建筑节能,营造舒适的室内环境、实现可持续发展的城市与建筑环境做了大量基础工作。

二、主要研究方向

建筑节能减排研究所有三个主要研究方向:

2.1绿色低能耗建筑热工设计关键技术;

主要研究绿色建筑环境评价指标与热工设计计算参数、地域传统节能建筑经验的科学化与技术化、地域气候参数与传统建筑空间组织耦合关系的科学表达、周期性热作用与建筑热稳定性对应关系的技术设计参数、与周期性热作用相匹配的新型相变围护结构、保温、隔热、防水、防潮一体化围护结构体系、适应京津冀地区气候参数的建筑空间模式以及低能耗建筑设计方法等。

2.2高品质室内物理环境控制及节能技术;

主要研究高品质室内物理环境与室内空气品质(IAQ)设计标准和计算方法、高效率建筑环境设备系统优化设计原理与方法、建筑环境设备系统运行节能控制系统以及特殊条件下(地铁等)通风节能技术。

2.3可再生能源高效利用及系统集成技术。

主要研究适宜京津冀地区气候参数和辐射条件的太阳能集热与储热装备、高性能的太阳能供热输配系统与末端装置、适宜京津冀地区气候条件的空气源热泵供暖系统以及太阳能采暖、空气源热泵与常规能源的集成系统。

三、主要研究成果

3.1代表性成果及获奖

[1]刘加平院士获美国华盛顿州立大学授予的“全球杰出设计研究者奖”,获日本空气调和卫生工学会授予的“日本空气调和卫生工学会国际荣誉会士”称号。

[2]刘加平院士主持、谢静超教授参与完成的“新地域乡村绿色建筑设计关键技术与应用”荣获2019年度高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术)科学技术进步奖一等奖。

[3]刘加平院士荣获第14届光华龙腾奖“中国设计贡献奖金质奖章”。

[4]陈超教授参与的建筑室内PM2.5污染全过程控制理论及关键技术的项目获得“华夏建设科学技术奖”一等奖、北京市科技进步二等奖。

[5]谢静超教授参与的现代城市热环境调控关键技术创新与应用的项目获得“华夏建设科学技术奖”一等奖。

[6]王伟教授获得“百名暖通空调杰出青年”称号。

[7]陈超教授发表在《农业工程学报》论文获“中国精品科技期刊论文顶尖学术论文领跑者“称号。

[8]发明专利,日光温室复合墙体构筑体系,CN201110332931.8

[9]发明专利,一种测定变物性构件相对导热系数的方法与装置,CN201410169662.1

[10]发明专利,辐射换热法测量相变构件相对导热系数的装置与方法,CN201410224980.3

[11]发明专利,相变构件蓄、放热性能研究实验台及其应用,CN201410191227.9

[12]发明专利,主动式与被动式相结合的全年性利用相变储能房,CN201510058357.X

[13]发明专利,一种基于多因素混沌支持向量机的空调负荷动态预测方法,CN201610131656.6

[14]发明专利,一种三相蓄能与供热一体化供热系统,CN201711362244.4

[15]发明专利,一种扁管式相变蓄热装置,CN201710288067.3

[16]发明专利,一种基于搭接式平板微热管阵列的太阳能集热、蓄热一体化装置,CN201710282391.4

3.2对行业发展的支撑作用

  • 成果落地

赵耀华教授开发出了世界上唯一能商业化的、高可靠、长寿命光伏散热组件及热电联产组件;单位面积的光伏组件每年发电量增加约30KWh;该技术产品获日本东京都、环境省指定补贴产品;已在日本、美国、德国、匈牙利等国的多项热电联产工程获得应用,出口创汇约200万美元;在国内已完成多项商业运行工程,如国家新媒体产业基地(北京大兴)2万平米清洁能源采暖工程,大连青云社区47KW热电联产工程及内蒙古呼市德福工厂的采暖系统(40kW)等,直接经济效益超过1.2亿元。

陈超教授北京市科学技术二等奖研究成果“基于相变蓄热与太阳能利用技术的高产温室成套技术及应用”,在天津蓟州区桑梓镇农业园区推广应用200亩;在烟台旭耕农业科技有限公司海阳农业园区推广应用20亩;通过宁夏自治区重点研发计划在宁夏吴忠国家农业科技园区推广应用。

  • 南海岛礁建设

刘加平院士团队承担国家自然科学基金重大项目“极端热湿气候区超低能耗建筑研究”及国家重点研发计划课题“海洋气候条件建筑节能设计计算参数”,建立可支撑海岛建筑节能设计的室内外计算参数集,为我国开辟新的极端热湿气候区建筑热工设计分区奠定科学基础。

  • 服务北京冬奥会

陈超教授团队结合相变蓄热技术研究成果,开展关于2022年北京冬奥会三大赛区观众露天观赛局部热舒适条件改善技术研究。王伟教授团队结合空气源热泵技术研究成果,开展关于2022年北京冬奥会延庆赛区人工赛道制冰系统调控技术研究。承担国家重点研究计划“科技冬奥”重点专项“人工剖面赛道类场馆新型建造、维护与运营技术(2018YFF0300200)”2项子课题研究任务,为北京2022年冬奥会雪车雪橇赛道制冰系统节能运行、营造观众席舒适热环境提供关键技术支撑。

  • 服务北京大兴机场

陈超教授团队集结城建学部、环能学院以及材料学院的优势力量,发挥多学科优势互补的特点,为北京大兴国际机场提供能源管控与环境管控咨询服务。重点关注空调、照明、电梯、行李系统节能运营,废水、废气管控,垃圾分拣与减量,噪声控制等问题。