[01848596]北方农村住宅火炕应用技术研究与应用

我国建筑总能耗约占全国总能耗的19.8%,其中,农村住宅建筑能耗占很大比重。我国农村住宅取暖、炊事能耗占全年能耗的大部分,北方农村地区更加显著。据调查统计,北方农村能源消耗占全国农村总能源消耗量的56%,且超过80%的农村能源消耗用于采暖需求。农村能源供应形势非常严峻,农村用能已成为制约我国农村经济、社会、环境和持续发展的重要瓶颈之一。农村住宅建筑在能源供应、优化用能方面存在主要问题：农村商品能源消费比例增大,化石能源消耗加速;农村建筑室内热环境恶劣,建筑材料和供能设备落后,建筑用能效率低;农村可再生能源资源丰富,但应用方式单一,利用技术水平低;蓄能方式、蓄热材料优选以及蓄换热规律研究缺乏。另外,我国农村建筑室内供暖系统没有科学合理的设计规范以及施工指导,建筑的水平与城市有很大差距。建筑的舒适性被忽略,导致室内舒适性达不到人们满意的水平。 因此本项目针对北方地区的农村住宅用能方式、蓄能材料优选和封装、能源系统优化集成和室内通风等方面进行研究,构建了低能耗和舒适性农村住宅建筑。开展以下研究工作： （1） 开发研制适用于北方农村住宅建筑供暖系统末端的相变蓄能材料,通过对相变材料的优选和改性,使其具有良好的热工性能、经济性能、耐久性能和环保性能; （2） 研究和优化相变蓄能材料的封装方式,开发适用于不同能源系统和末端封装体系,通过对封装单元结构的优化,提高换热效率和蓄能能力; （3） 在相变材料和封装方式研究基础上,进一步研究高效相变蓄能火炕/火墙耦合供暖系统关键技术、相变蓄能火炕联合毛细管网型太阳能辅热系统供暖系统关键技术、基于相变储能的热泵与太阳能耦合供能系统和关键技术,该系统将低品位能源（地源热泵、空气源热泵等）与相变储能技术进行耦合集成,提高能源利用效率,增加系统稳定性,形成适宜于农村住宅建筑应用的高效互补供暖系统; （4） 研究了农村住宅建筑低能耗通风换气关键技术。为提高住宅内空气品质和热环境舒适性,开展对农村住宅中气流组织进行优化设计控制和开发研制具有热回收功能的新风系统等方面工作。 本项目已获得国家专利12项（其中发明专利5项）;国家级标准1项,地方标准1项,中国工程建设协会标准送审稿1项;发表论文50余篇,其中SCI和EI检索论文30余篇;培养相关硕士研究生17余名;项目组成员先后到美国、加拿大等政府部门,高校和科研院所进行技术交流6人次;参加国际重要学术会议50人次;并进行重要报告15人次。 项目所有研究成果在辽宁省内不同地区进行应用示范,实现能源的高效利用,降低农村住宅的采暖能耗,提高农村住宅室内热舒适性,提高农村建筑的室内热环境,改善农村用能结构,降低商品能源的利用率、推广节能理念、扩大农村惠及面,可以尽早合理有效地解决农户日益增长的居住环境改善需求与农村地区能源供应能力和技术制约之间的矛盾,不仅可以成为社会主义新农村建设一个重要的支撑条件,还可以成为提升国内经济发展的一个新的增长点。本项目成果取得了北方农村住宅能源系统优化集成技术体系的重大突破,推进了本领域的科技进步,对此后相继建设的建筑工程起到了引领和示范作用。