【正文】 設(shè)改為小區(qū) 集中 建設(shè)；管理方式由單位管理逐步向社會化、專業(yè)化管理轉(zhuǎn)變。同時帶動了基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，住房建設(shè)成為這一時期城鎮(zhèn)建設(shè)的主要措施。 本項目的實施對鞏固和推廣應(yīng)用兵團 “十一五 ”城鎮(zhèn)化建設(shè)成果，進一步 提升兵團 邊境 村鎮(zhèn) 建筑 能效和環(huán)境 質(zhì)量、開發(fā)利用新能源和可再生能源、降低能源資源消耗、保護環(huán)境 具有重要的現(xiàn)實意義 。 （ 3） 新疆充足的太陽能資源為兵團 村鎮(zhèn) 建設(shè)提供了豐富的可再生能源資源， 本項目 對促進兵團 村鎮(zhèn) 建筑節(jié)能 、降低兵團城鎮(zhèn)化建設(shè)能源消耗、保證能源安全 具有重要的作用。 新疆兵團建筑節(jié)能工作起步較晚， 20xx 年博樂、阿爾泰等中小城市多層住宅開始做節(jié)能 50%； 20xx 年小城鎮(zhèn)中心（團部）多層住宅開始執(zhí)行節(jié)能 50%。連隊房屋均為單層建筑，磚平房面積多在6080m2，層高在 左右，窗戶的類型主要采用空腹鋼窗和 8 塑鋼窗，南疆一般為單層窗框單玻，北疆一般為單層窗框雙玻。土塊平房面積多在 6080m2，層高在 左右，窗戶的類型主要采用木窗和鋼窗，一 般為單層窗框單玻。經(jīng)調(diào)查，房屋的整體保溫性能較差，沒有采取節(jié)能措施。居民炊事所用燃料主要為煤炭。冬季采暖時間為6 個月左右，供暖方式主要采用火墻取暖，還有部分采用土暖氣供暖，取暖所用燃料主要為煤炭，土塊平房每年采暖燒煤量為 噸左右，磚平房每年采暖燒煤量為 45 噸左右。新疆從氣候帶上劃分屬于寒冷（南疆）和嚴寒（北疆）地區(qū)，一年中采暖期長達六個月，導(dǎo)致冬季采暖能耗高，每平方米建筑面積達 4050kg 燃煤，比城市節(jié)能住宅高出了 23 倍?，F(xiàn)有住房通常為單層，其體型系數(shù)常達 左右，導(dǎo)致房屋能耗高。 新疆太陽年總 輻射量達 5000～ 6400MJ/m2，比中國同緯度的華北和東北地區(qū)多 620～ 840MJ/m2 ，比長江中下游多 1250～2090MJ/m2，居全國第二位，僅次于青藏高原。但小城鎮(zhèn)住區(qū)對太陽能的利用卻很少，團部大約有 20%的住戶安裝了家用熱水器；連隊大約有 10%的住戶安裝了家用熱水器。部分團場（ 150、 18 453 團）有一些農(nóng)戶利用沼氣炊事，但沒有形成規(guī)模，使用效率低，缺少技術(shù)支持、服務(wù)。本項目將充分利用新疆豐富的太陽能資源，綜合考慮土壤熱能、生物質(zhì)能等可再生能源，顯著降低兵團建筑對傳統(tǒng)化石燃料的能源消耗 ，為實現(xiàn)兵團城鎮(zhèn)化建筑的可持續(xù)發(fā)展探索一條新的道路。 綜上 所述 ， 兵團 邊境 村鎮(zhèn)建設(shè)是兵團城鎮(zhèn)化建設(shè)的重要組成部分，本項目對兵團 邊境村鎮(zhèn) 拴心留人、屯墾戍邊具有重要的意義， 對建立兵團 村鎮(zhèn) 太陽能復(fù)合能源建筑節(jié)能技術(shù)體系和示范工程、形成技術(shù)實施導(dǎo)則和標準、 進一步 推進兵團城鎮(zhèn)化建設(shè)健康和可持續(xù)發(fā)展具 9 有重要的現(xiàn)實和戰(zhàn)略意義 。 2．項目主要技術(shù)難點 和重點 本項目涉及 兵團既有 邊境 村鎮(zhèn)建筑能耗評價，涉及 適宜新疆地區(qū)氣候特征的低能耗建筑規(guī)劃與設(shè)計、太陽能高效集熱與儲熱和熱能輸配、太陽能與土壤 源 熱泵系統(tǒng)復(fù)合集成、太陽能建筑一體化 及其示范應(yīng)用等關(guān)鍵問題，主要技術(shù)難點和也是重點如下： 1） 兵團 6 個邊境團場 既有 村鎮(zhèn) 建筑能耗狀況及能效監(jiān)測與評價 。該問題是客觀了解兵團村鎮(zhèn)建筑能耗現(xiàn)狀 及居民生活需求 ，采取科學(xué)合理的村鎮(zhèn) 建筑 節(jié)能 和太陽能等新能源開發(fā)利用實現(xiàn)兵團村鎮(zhèn)建筑節(jié)能減排的 前提和基礎(chǔ)，也是制定兵團城鎮(zhèn)化發(fā)展規(guī)劃的科學(xué)依據(jù)。 2） 針對新疆地區(qū)氣候特征和兵團 邊境 村鎮(zhèn)建筑能耗現(xiàn)狀及居民生活需求， 研究適于兵團 邊境 村鎮(zhèn)低能耗建筑設(shè)計要求的建筑氣候規(guī)劃設(shè)計方法。該問題是系統(tǒng)地規(guī)劃設(shè)計兵團村鎮(zhèn)住區(qū)和建筑規(guī)劃、促進兵團村鎮(zhèn)建筑可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。 3） 兵團 邊 境 村鎮(zhèn)建筑太陽能被動式熱利用建筑體系的計算機模擬與系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計。該問題是進一步提升兵團 邊境 村鎮(zhèn)建筑太陽能被動式熱利用效率、提升兵團 邊境 村鎮(zhèn)建筑整體能效的關(guān)鍵基礎(chǔ)。 4）適于新疆氣候特征的高效太陽能集熱和蓄熱設(shè)備及其冬 夏安全運行防護 技術(shù)。該技術(shù)是充分利用兵團 邊境 村鎮(zhèn)建筑有限的建筑表面集熱面積、最大化地實現(xiàn)太陽能集熱、保障冬季采暖供熱的關(guān)鍵。 5） 兵團 邊境 村鎮(zhèn)建筑太陽能 利用 和 土壤源熱泵復(fù)合供熱 空調(diào)系統(tǒng) 優(yōu)化設(shè)計與運行控制 技術(shù) ，該技術(shù)是 在兵團邊境建筑中 高效利用太陽能和土壤熱能冬季采暖、夏季空調(diào)，保障兵團 村 鎮(zhèn)建筑用能 效率和用能安全的關(guān)鍵。 三 、現(xiàn)有工作基礎(chǔ)與優(yōu)勢 10 1．國內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)、知識產(chǎn)權(quán)和技術(shù)標準現(xiàn)狀及預(yù)期分析 （ 1） 村鎮(zhèn) 既有建筑能耗 統(tǒng)計、 能耗 監(jiān)測與能效評價 用能調(diào)查 和統(tǒng)計 是 建筑 能源管理 和節(jié)能工作 的基礎(chǔ)。英國早在1976 年開展了 NDBS 項目，對英國境內(nèi)已建和在建的工業(yè)建筑和商業(yè)建筑進行了全面的統(tǒng)計，建立了包括建筑類型、結(jié)構(gòu)類型、空調(diào)形式、能耗情況等的詳細數(shù)據(jù)庫。美國能源部能源信息署分別在 1992年、 1995 年、 1999 年和 20xx 年對全美的商業(yè)建筑進行能耗調(diào)查統(tǒng)計，調(diào)查內(nèi)容涉及到建筑物信息以及能源消耗情況等。 自 20xx 年起，我國高度重視建筑能耗統(tǒng)計、能源審計、能耗監(jiān)測和能效評價工作。 20xx 年由國家發(fā)改委牽頭，國務(wù)院機關(guān)事務(wù)管理局聯(lián)合建設(shè)部和財政部等近 10 個部委，在北京率先對在京國家機關(guān)辦公建筑進行了能耗統(tǒng)計和建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)調(diào)研設(shè)計工作。20xx 年建設(shè)部和財政部聯(lián)合頒發(fā)了建科 [20xx]245 號文件《關(guān)于加強國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑節(jié)能管理工作的實施意見》 ，20xx 年頒布國務(wù)院 頒布了 《民用建筑節(jié)能條例》和《公共機構(gòu)節(jié)能條例》 ， 明確規(guī)定各省市應(yīng) 進行 建筑能耗監(jiān)測。 20xx 年我國機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測 工作在全國 20 多個省市開展實施建設(shè)，為分類分項科學(xué)評價建筑能耗現(xiàn)狀、確定科學(xué)合理的節(jié)能方案提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，起到了極大的建筑能耗評價平臺作用。 我國 村鎮(zhèn)建筑能耗 的調(diào)查和研究工作始于本世紀初。 20xx 年，鄧可蘊 和 賀亮對我國農(nóng)村地區(qū)能源消費需求形勢進行預(yù)測，提出了農(nóng)村地區(qū)中長期能源需求的常規(guī)方案和加強可再生能源開發(fā)利用的方案。馬衛(wèi)華 和 王偉對北京農(nóng)村能源發(fā)展進行 了 研究 ， 得出北京 城鄉(xiāng) 能源消費市場差異大，結(jié)構(gòu)不合理 ， 農(nóng)村能源發(fā)展的區(qū)域差異大，難以實現(xiàn)能源普遍均等化的服務(wù)。 20xx 年重慶市農(nóng)村建筑能耗調(diào)查與節(jié)能對策研究課 題組通過實地調(diào)研與問卷調(diào)查的方式，分析了重慶市都 11 市發(fā)達經(jīng)濟圈、渝西經(jīng)濟區(qū)、三峽庫區(qū)三大經(jīng)濟區(qū)農(nóng)村家庭建筑能耗現(xiàn)狀，對重慶市農(nóng)村建筑能耗進行預(yù)測。 20xx 年李翔等根據(jù)蘇北地區(qū)十幾個縣有代表性自然村落的實地調(diào)研，對該地區(qū)農(nóng)村建筑的能耗結(jié)構(gòu)進行了分析，采暖和炊事能耗是農(nóng)村地區(qū)主要能耗。發(fā)現(xiàn)當?shù)剞r(nóng)村規(guī)劃布局不合理，住宅選址、朝向及戶型選擇都缺乏科學(xué)合理的依據(jù)，導(dǎo)致村莊布局混亂，建筑分散。建筑結(jié)構(gòu)簡單和缺乏有效的保溫隔熱 圍 護體系使得農(nóng)村居民房屋的頂層房間和西曬房間熱環(huán)境及房屋整體隔熱保溫性能較差，導(dǎo)致建筑舒適性較低。 并且缺乏太陽能利用或其他獲取熱能措施，不能滿足日常所需熱水、炊事要求。大部分家庭利用農(nóng)、林業(yè)廢棄秸稈、稻草等原料獲取熱能，既造成能源浪費，又大面積污染環(huán)境。除此之外，當?shù)毓╇娫O(shè)備老化落后都致使農(nóng)村電能大量損失。提出大力推進農(nóng)業(yè)廢棄物能源化、資源化利用在農(nóng)村開展沼氣建設(shè)，建造 “太陽房 ”，改造農(nóng)村電網(wǎng)等措施開展蘇北農(nóng)村建筑節(jié)能工作。 20xx 年重慶大學(xué)組織以重慶市三大經(jīng)濟區(qū)為重點涵蓋安徽省、浙江省、江蘇省、江西省、湖北省、湖南省、四川省等長江流域農(nóng)村家庭建筑能耗調(diào)研。以戶為單位詳細統(tǒng)計柴草、煤炭、罐裝液化氣、電力 等農(nóng)村家庭常用建筑能耗。為了更好的了解當?shù)剞r(nóng)村居住建筑室內(nèi)熱濕環(huán)境，與 20xx 年 7 月 24 日至 9 月 24 日對重慶市潼南縣一農(nóng)村居住建筑進行為期兩個月的室內(nèi)外溫濕度測試，真實描述當?shù)剞r(nóng)村居住建筑熱濕環(huán)境。 重慶大學(xué) 對長江流域農(nóng)村家庭柴草、煤炭、罐裝液化氣、電力等能源進行詳細調(diào)查和統(tǒng)計。分析當?shù)剞r(nóng)村建筑能耗各種能源種類、特點及終端能耗概況。分析長江流域農(nóng)村建筑能耗現(xiàn)狀，分別統(tǒng)計并比較重慶市三大經(jīng)濟區(qū)、安徽、浙江、江蘇、江西各省區(qū)及長江流域總體農(nóng)村人均建筑能耗、建筑總能耗以及建筑能源結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 。 目前，我國建筑 節(jié)能工作已經(jīng)全面展開，為了降低建筑能耗，自 12 上世紀 80 年代以來，我國政府陸續(xù)頒布了一些建筑節(jié)能政策和建筑節(jié)能標準，如《民用建筑節(jié)能設(shè)計標準（采暖居住建筑部分）》(JGJ26—95)、 《公共建筑節(jié)能設(shè)計標準》 (GB50189—20xx)等。這些標準對我國建筑節(jié)能起著至關(guān)重要的作用 。為 科學(xué)地進行兵團城（村）鎮(zhèn)建筑節(jié)能規(guī)劃設(shè)計、開發(fā)利用太陽能和土壤熱能、降低建筑能耗，采用先進地信息化技術(shù)、系統(tǒng)性地掌握了解兵團 38 個小城鎮(zhèn)和 175 個團場既有建筑能耗狀況，研究分析其現(xiàn)有能耗特性 必將為本項目的研究提供科學(xué)的依據(jù)，也是本項 目必不可少的研究內(nèi)容 。 （ 2）村鎮(zhèn)建筑氣候規(guī)劃設(shè)計與 村鎮(zhèn) 建筑太陽能被動式利用 兵團從 1998 年正式開始城鎮(zhèn)化建設(shè)， 先后啟動 “金邊工程 ”和 38個城鎮(zhèn)建設(shè) 工程 ， 但 建設(shè)內(nèi)容主要是城鎮(zhèn)的水、熱、路、排水 等 基礎(chǔ)設(shè)施。受建設(shè)資金的限制，兵團城（村）鎮(zhèn) 住區(qū)和 建筑 一直缺乏科學(xué)的、系統(tǒng)的規(guī)劃和設(shè)計 。另一方面， 簡單地 模仿甚至照搬城市居住 建筑 模式， 不僅使 傳統(tǒng) 村鎮(zhèn) 民居的建筑 規(guī)劃逐步消亡，而且 使 “城市節(jié)能問題農(nóng)村化 ”， 給兵團村鎮(zhèn)發(fā)展帶來了高能耗、高污染的問題，不利于兵團村鎮(zhèn)建設(shè)的 低碳與可持續(xù)發(fā)展 。 隨著 1993 年的 UIA 的《芝加哥宣 言》，生態(tài)設(shè)計不斷深入人心。國外在鄉(xiāng)村地區(qū)進行了大量生態(tài)建筑實踐，一般有以下做法：挖掘傳統(tǒng)、地方建筑技術(shù)，并適當改造；就地取材，如土、石材、木材；形式上與地方文化、自然背景相融合；強調(diào)群眾參與。 這些實踐在節(jié)約能源，結(jié)合氣候設(shè)計，開發(fā)可再生、可循環(huán)和替代資源 等方面積累了豐富的實踐經(jīng)驗 。 亞非拉地區(qū)的建筑師基于本土文化與社會實際的做法給了我們 新 的啟示 ——只有立足本土，利用科學(xué)的 建筑 氣候規(guī)劃與設(shè)計方法，繼承和發(fā)展樸素的生態(tài)經(jīng)驗，村鎮(zhèn)建筑才能 走 出一條綠色可持續(xù) 發(fā)展的道路。 建筑氣候設(shè)計系統(tǒng)分析方法最早由 Olgyay 于 1953 年提出，它 13 是在建筑方案設(shè)計階段就開始從簡單定性到復(fù)雜定量化分析建筑設(shè)計各要素，如朝向、體形、遮陽等與建筑熱環(huán)境和熱舒適之間的關(guān)系。他提出的 “生物氣候設(shè)計方法 ”(Bioclimatic Design Method)比較全面而綜合地考慮了所有氣候要素對建筑設(shè)計的影響，以及相應(yīng)的室內(nèi)熱環(huán)境和熱舒適問題。到了 70 年代中期， “被動式太陽能設(shè)計 ”逐漸興起并一度成為主流，但其更多局限于太陽能的熱利用。 90 年代中期以來，生態(tài)建筑、綠色建筑、可持續(xù)建筑等概念形成并逐步完善，而且其強調(diào)的是整個建筑生命周期內(nèi)的節(jié)能效應(yīng)和 對環(huán)境的影響，涉及多個相關(guān)研究領(lǐng)研。 我國關(guān)于建筑設(shè)計和氣候的關(guān)系研究已取得了很多成果。 70 年代在面對世界能源危機和太陽能設(shè)計研究熱潮中，我國也進行了太陽能建筑設(shè)計的系列研究。如梁篇亮在甘肅榆中太陽能基地對冬季太陽育齡長暖的測試研究。王德芳先生對被動式太陽房的動態(tài)熱過程解析研究。李元哲等人提出了我國太陽能設(shè)計參數(shù)和指導(dǎo)手冊；近年來，隨著綠色建筑、可持續(xù)發(fā)展理論的深入人，關(guān)注地域特點、利用自然氣候資源的生態(tài)建筑設(shè)計理論越來越受到業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注。清華大學(xué)江億教授對城市住區(qū)氣候環(huán)境從規(guī)劃、建筑室內(nèi)外物理環(huán)境和環(huán)境 控制系統(tǒng)的整體研究，提出綠色住區(qū)的設(shè)計理念和方法。宋嘩皓博士提出了關(guān)注地域特點，利用適宜技術(shù)的生態(tài)農(nóng)宅生物設(shè)計方法；西安建筑科技大學(xué)綠色建筑研究中心提出適宜黃土高原地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的基本聚居建筑形態(tài) ——新型陽光間式窯居太陽房。在傳統(tǒng)民居生態(tài)建筑經(jīng)驗科學(xué)化研究中，又針對陜南山地氣候特點和當?shù)孛窬踊拘螒B(tài)條件，提出了新型夯土生態(tài)住宅，其中充分利用了被動式太陽能設(shè)計、生土圍護結(jié)構(gòu)的保溫恒濕與自然通風(fēng)相結(jié)合的設(shè)計思路。 由于我國的自然地理氣候差異較大，有必要從各地具體氣候待點出發(fā)，研究合適的設(shè)計分析方法和實用的設(shè)計指 導(dǎo)原則。新疆地區(qū)干 14 旱少雨，晴天多，大氣透明度好，陽光透射率高，太陽能資源非常豐富。據(jù)氣象部門提供的 30 年統(tǒng)計資料表明 :全區(qū)年太陽輻射總量達103~103MJ/m2?？梢娫摰貐^(qū)具有高效利用太陽能得天獨厚的條件。因此建筑的太陽能被動式利用及自然調(diào)節(jié)技術(shù)，是新疆地區(qū)村鎮(zhèn)建筑氣候設(shè)計的重要研究內(nèi)容之一。 （ 3）太陽能高效集熱 蓄熱與主動式太陽能熱利用技術(shù) 太陽能熱利用技術(shù)最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是太陽能的收集，因此在主動式太陽能利用系統(tǒng)中，太陽能集熱器是系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，是承擔(dān)太陽能光熱轉(zhuǎn)換的核心部件，其性能和成 本對整個裝置起決定性的作用。早在 20 世紀 40 年代，美國麻省理工學(xué)院就開始利用太陽能集熱器作為熱源的供暖、空調(diào)系統(tǒng)研究。 目前， 太陽能集熱器類型很多，但從是否聚光來分，分為聚光型集熱器和非聚光型集熱器，而建筑中大多采用非聚光型集熱器，如平板式集熱器和金屬玻璃真空管集熱器。 平板集熱器是在 17 世紀后期發(fā)明的，但直至 1960 年以后才真正進行深入研究和規(guī)?；瘧?yīng)用。目前，國內(nèi)外使用比較普遍的平板式集熱器是全銅集熱器和銅鋁復(fù)合集熱器。平板集熱器具有采光面積大、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、成本較低、運