【正文】 一大步。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(yùn)行安全、使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)。據(jù)氣象部門提供的 30 年統(tǒng)計(jì)資料表明 :全區(qū)年太陽輻射總量達(dá)103~103MJ/m2。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。 這些實(shí)踐在節(jié)約能源，結(jié)合氣候設(shè)計(jì)，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(shí)踐經(jīng)驗(yàn) 。 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(jì) 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(biāo)準(zhǔn)，如《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（采暖居住建筑部分）》(JGJ26—95)、 《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》 (GB50189—20xx)等。除此之外，當(dāng)?shù)毓╇娫O(shè)備老化落后都致使農(nóng)村電能大量損失。 20xx 年，鄧可蘊(yùn) 和 賀亮對我國農(nóng)村地區(qū)能源消費(fèi)需求形勢進(jìn)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(qiáng)可再生能源開發(fā)利用的方案。 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(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀及預(yù)期分析 （ 1） 村鎮(zhèn) 既有建筑能耗 統(tǒng)計(jì)、 能耗 監(jiān)測與能效評價(jià) 用能調(diào)查 和統(tǒng)計(jì) 是 建筑 能源管理 和節(jié)能工作 的基礎(chǔ)。該問題是客觀了解兵團(tuán)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(shí)現(xiàn)兵團(tuán)村鎮(zhèn)建筑節(jié)能減排的 前提和基礎(chǔ)，也是制定兵團(tuán)城鎮(zhèn)化發(fā)展規(guī)劃的科學(xué)依據(jù)。新疆從氣候帶上劃分屬于寒冷（南疆）和嚴(yán)寒（北疆）地區(qū)，一年中采暖期長達(dá)六個(gè)月，導(dǎo)致冬季采暖能耗高，每平方米建筑面積達(dá) 4050kg 燃煤，比城市節(jié)能住宅高出了 23 倍。 本項(xiàng)目的實(shí)施對鞏固和推廣應(yīng)用兵團(tuán) “十一五 ”城鎮(zhèn)化建設(shè)成果，進(jìn)一步 提升兵團(tuán) 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(hù)環(huán)境 具有重要的現(xiàn)實(shí)意義 。按照連隊(duì)居住區(qū)有新規(guī)劃、住房有新設(shè)計(jì)、建設(shè)采用新技術(shù)、基礎(chǔ)設(shè)施和住房建設(shè)實(shí)現(xiàn)新功能的要求，開展 “百連示范，千連整治 ”活動，縮小了連隊(duì)與團(tuán)部的差距。按照統(tǒng)籌發(fā)展的要求 ，推進(jìn)規(guī)劃管理一體化，實(shí)現(xiàn)了兵、師、團(tuán)、連規(guī)劃的全覆蓋，城鎮(zhèn)規(guī)劃管理體系進(jìn)一步完善。依靠先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和理念， 高起點(diǎn)、高標(biāo)準(zhǔn) 進(jìn)行 邊境 村鎮(zhèn)建設(shè)和村鎮(zhèn)建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)，充分開發(fā)利用太陽能，大力發(fā)展被動 式太陽能建筑，推廣應(yīng)用太陽能熱利用技術(shù)，推廣應(yīng)用太陽能與土壤源熱泵復(fù)合熱源供熱技術(shù)，提高村鎮(zhèn)建筑太陽能復(fù)合能源系統(tǒng)信息化水平、保證能源系統(tǒng)供應(yīng)安全和效率，對促進(jìn)兵團(tuán) 邊境 村鎮(zhèn)建設(shè)和兵團(tuán) 城鎮(zhèn)化建設(shè)具有重要的現(xiàn)實(shí)和長遠(yuǎn)發(fā)展意義。 50 年以來， 新疆生產(chǎn) 建設(shè)兵團(tuán)本著 “不與民爭利、先生產(chǎn)后生活 ”的原則，在綠洲最外圍、沙漠最前沿、風(fēng)頭水尾逐步形成 以城市、小城鎮(zhèn) 和 團(tuán)場為核心的兵團(tuán)城鎮(zhèn)化體系， 分布在 天山南北及漫長的邊境線上， 承擔(dān)著屯墾戍邊、 促進(jìn) 民族團(tuán)結(jié) 、 保持社會穩(wěn)定、鞏固邊防、維護(hù)祖國統(tǒng)一 的特殊使命 。 （ 2） 目標(biāo) 2：在農(nóng)一師 （ 11 團(tuán)，阿克蘇） 、農(nóng)四師 （ 68 團(tuán) ，伊寧 ） 、農(nóng)十師 （ 181 團(tuán) ，阿勒泰 ） 、農(nóng)十三師 （ 火箭農(nóng)場 ，哈密 ） 和農(nóng)十四師 （ 224 團(tuán) ，和田 ） 5 個(gè) 邊境 團(tuán)場建立 5 個(gè)特色團(tuán)場建筑節(jié)能示范基地 。本項(xiàng)目將圍繞邊疆村鎮(zhèn)建設(shè) 中 太陽能 、 土壤熱能利用 及其 建筑一體化等關(guān)鍵問題， 重點(diǎn) 進(jìn)行 以下 技術(shù) 集成 示范： 1） 兵團(tuán)既有村鎮(zhèn)建筑能耗監(jiān)測與能效評價(jià)技術(shù) 集成 與示范 ； 2） 兵團(tuán) 邊境 新建村鎮(zhèn)建筑低能耗規(guī)劃設(shè)計(jì)示范 ； 3） 兵團(tuán) 邊境 新建村鎮(zhèn)建筑太陽能被動式利用技術(shù) 集成 示范 ； 4） 兵團(tuán) 邊境 村鎮(zhèn)建筑太陽能高效 采暖供熱技術(shù)集成 示范 ； 5） 兵 團(tuán) 邊境村鎮(zhèn)新建太陽能 建筑土壤源熱泵 供熱空調(diào)技術(shù) 集成 示范 。 3） 新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)建工集團(tuán) (工程技術(shù)中心 )， 國有企業(yè) ， 228696593。 3 一 、項(xiàng)目目標(biāo)與任務(wù) 1．項(xiàng)目目標(biāo)與任務(wù)需求分析 項(xiàng)目目標(biāo) 城鎮(zhèn)化被中央列為 新疆生產(chǎn)建設(shè) 兵團(tuán)“城鎮(zhèn)化、新型工業(yè)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化”之首，邊疆 村鎮(zhèn)建設(shè) 是兵團(tuán)城鎮(zhèn)化重要組成部分。 任務(wù)需求分析 （ 1）兵團(tuán) 邊境 村鎮(zhèn)建設(shè)是兵團(tuán)城鎮(zhèn)化建設(shè)的重要組成部分， 本項(xiàng)目 對 在兵團(tuán)邊境村鎮(zhèn) 拴心留人 、 屯墾戍邊， 對 促進(jìn)民族團(tuán)結(jié)、保持社會穩(wěn)定、維護(hù)祖國統(tǒng)一具有不可替代的特殊作用 。兵團(tuán)也從科技的角度，提出 “聚焦城鎮(zhèn)化、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、智能管理、生態(tài)宜居 ”的城鎮(zhèn)化科技發(fā)展理念，制定了兵團(tuán) “十二五 ”城鎮(zhèn)化建設(shè)目標(biāo)，即：努力構(gòu)建 “兵團(tuán)城市、墾區(qū)中心城鎮(zhèn)、一般城鎮(zhèn)、中心連隊(duì)居民區(qū)為發(fā)展節(jié)點(diǎn)，各師師部駐地方城市城區(qū)為補(bǔ)充 ”的具有兵團(tuán)特色的城鎮(zhèn)發(fā)展體系。 20xx 年，兵團(tuán)黨委出臺《關(guān)于進(jìn)一步加快城鎮(zhèn)化發(fā)展的意見》，對城鎮(zhèn)體系建設(shè)和建立推 行機(jī)制提出了指導(dǎo)意見，為今后兵團(tuán)城鎮(zhèn)化發(fā)展進(jìn)一步明確了工作思路。把中心連隊(duì)居住區(qū)作為團(tuán)場小城鎮(zhèn)的重要組成部分，實(shí)行社區(qū)化管理，逐步縮小團(tuán) 場小城鎮(zhèn)與連隊(duì)居住區(qū)的差距，改善連隊(duì)人居環(huán)境，提高職工生活質(zhì)量，兵團(tuán)城鎮(zhèn)化進(jìn)程進(jìn)一步推進(jìn)。 5）住房建設(shè)成為推進(jìn)團(tuán)場城鎮(zhèn)建設(shè)的主要措施 。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。本項(xiàng)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(tuán)建筑對傳統(tǒng)化石燃料的能源消耗 ，為實(shí)現(xiàn)兵團(tuán)城鎮(zhèn)化建筑的可持續(xù)發(fā)展探索一條新的道路。 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(yùn)行防護(hù) 技術(shù)。20xx 年建設(shè)部和財(cái)政部聯(lián)合頒發(fā)了建科 [20xx]245 號文件《關(guān)于加強(qiáng)國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑節(jié)能管理工作的實(shí)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(jī)構(gòu)節(jié)能條例》 ， 明確規(guī)定各省市應(yīng) 進(jìn)行 建筑能耗監(jiān)測。建筑結(jié)構(gòu)簡單和缺乏有效的保溫隔熱 圍 護(hù)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。 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(jìn)行詳細(xì)調(diào)查和統(tǒng)計(jì)。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(tuán)村鎮(zhèn)發(fā)展帶來了高能耗、高污染的問題，不利于兵團(tuán)村鎮(zhèn)建設(shè)的 低碳與可持續(xù)發(fā)展 。 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(qiáng)調(diào)的是整個(gè)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(gè)相關(guān)研究領(lǐng)研。在傳統(tǒng)民居生態(tài)建筑經(jīng)驗(yàn)科學(xué)化研究中，又針對陜南山地氣候特點(diǎn)和當(dāng)?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(jì)、生土圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫恒濕與自然通風(fēng)相結(jié)合的設(shè)計(jì)思路。 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。 盡管平板集熱器價(jià)格低廉，但平板集熱器的應(yīng)用也受到了一定的 15 限 制，主要表現(xiàn)在：一方面工作溫度低，目前，只能滿足人們的洗浴要求；另一方面，熱損失大、效率低。對于熱管式玻璃真空管也會遇到同樣的問題，另外在集熱器使用過程中，熱管內(nèi)會逐漸積聚不凝結(jié)氣體（惰性氣體），不凝結(jié)氣體的逐漸增多勢必會影響到熱管的工作性能。10H2O 是開發(fā)研究最早的一種。 20xx 年，北京建筑工程學(xué)院利用 35 種 PCM（石蠟、月桂酸、硬脂酸等）構(gòu)成儲熱單元， PCM 封裝在高密度聚乙烯管內(nèi)，與單一PCM 的系統(tǒng)相比，相變傳熱速度明顯提高，儲熱放熱速率的均勻性得到明顯改善，系統(tǒng)效率平均提高 30%~40%，并 且將相變儲熱系統(tǒng)應(yīng)用于太陽能供暖系統(tǒng)中，白天，太陽能集熱器供水流經(jīng)封裝的 PCM蓄熱，夜間，供暖側(cè)供水流經(jīng)封裝的 PCM 取熱，該系統(tǒng)可以保證供暖系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和連續(xù)性，并且具有極大的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會效益。 將太陽能集熱器和埋地盤管組合的設(shè)想是 Penrod 于 1956 年首次提出的，隨后又相繼給出了太陽能 地源熱泵系統(tǒng)的工作原理和設(shè)計(jì)過程。 A. Ucar 和 M Inalli 對帶地下圓柱形儲能罐的太陽能供熱系統(tǒng)的地下溫度場分布進(jìn)行了模擬研究，并就集熱器面積、儲能容器 容積及其埋設(shè)深度等因素，對地下溫度場分布的影響進(jìn)行了比較分析。之后，楊 衛(wèi)波等建立了考慮地下水滲流與熱濕遷移影響的準(zhǔn)三維 U 型埋管土壤蓄熱的數(shù)學(xué)模型，探討了利用太陽能 土壤源熱泵中原有鉆孔 U 型埋管進(jìn)行太陽能跨季節(jié)性土壤蓄熱的可行性及其特性，得出了地下水滲流的存在可以強(qiáng)化地下埋管的換熱效果，但不利于用埋管作為蓄熱裝置。 2．項(xiàng)目申請單位及主要參與單位研究基礎(chǔ)（已有的研究開發(fā)經(jīng)歷，科技成果、科研條件與研究開發(fā)隊(duì)伍現(xiàn)狀等） （ 1） 項(xiàng)目申請單位及主要參加單位 科研條件與 研究基礎(chǔ) 項(xiàng)目申報(bào)單位： 石河子大學(xué) 是國家“ 211 工程”重點(diǎn)建設(shè)高校和國家西部重點(diǎn)建設(shè)高校，現(xiàn)由國家教育部和新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)共建。 主要參加 單位 1： 大連理工大學(xué) 于 1949 年建校， 1960 年 成 為教育部直屬全國重點(diǎn)大學(xué) ，自 1996 年 起開始 實(shí)施 “ 211 工程 ” 建設(shè)，自 20xx 年 起開始 實(shí)施 “ 985 工程 ” 建設(shè) ， 20xx 年 12 月被中央確定為中管干部學(xué)校。發(fā)表科研論文 150 余篇，培養(yǎng)該領(lǐng)域的博士研究生 6 人，碩士研究生 15 人。 大連理工大學(xué)建成了太陽能光熱綜合利用試驗(yàn)系統(tǒng)、水源熱泵系統(tǒng)和太陽能被動式太陽房，擁有門類齊全的溫度、濕度、速度、壓力等通用儀表和自動記錄儀表，擁有 Agilent DSO7032A 型示波器、316920 日置 HIOKI 電能質(zhì)量分析儀、 CS503 高精度恒溫水槽、超聲波流量計(jì)、 WBGT 型黑球溫度指數(shù)儀、 NMY4 型熱流計(jì)、 S40 紅外攝像儀、 7 參數(shù)便攜式氣象站等重要儀表設(shè)備。 1999 年學(xué) 校成功組織了第 20 屆國際建筑師大會（ UIA）大學(xué)生建筑設(shè)計(jì)競賽，這在亞洲地區(qū)屬首次承辦。初步完成了全國被動式太陽能采暖設(shè)計(jì)區(qū)劃，自然通風(fēng)降溫設(shè)計(jì)區(qū)劃和蒸發(fā)冷卻技術(shù)適宜區(qū)區(qū)劃。 集團(tuán)下轄六個(gè)子公司、七個(gè)控股公司，三個(gè)參股公司，其中包含兵團(tuán)建設(shè)工程中心。公司社會信譽(yù)良好，經(jīng)濟(jì)實(shí)力雄厚，業(yè)績突出，是新疆工業(yè)與民用建 筑、公路、鐵路、水利電力等工程建設(shè)的主要施工力量。塔里木大學(xué)校長自然科學(xué)基金項(xiàng)目“塔里木棉區(qū)棉花秸稈生產(chǎn)燃料酒精的研究（ TDZKSS07010）”，參與兵團(tuán)科技特派員與服務(wù)項(xiàng)目“農(nóng)三師沼氣關(guān)鍵技術(shù)示范與推廣”（參與 1）、廣東省國際合作項(xiàng)目“生物質(zhì)連續(xù)熱解及揮發(fā)物催化重整制氫”（參與 3）等項(xiàng)目，在此研究領(lǐng)域積累 28 了深厚的研究基礎(chǔ)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文 20 余篇，其中檢索 6 篇，核心 10余篇。 （ 3） 基于 能耗網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測數(shù)據(jù)信息的兵團(tuán) 邊境 既有村鎮(zhèn)建筑 能效評價(jià)及建筑能耗和環(huán)境影響特性研究。 重點(diǎn)研究 ：通過對兵團(tuán) 邊境 村鎮(zhèn)建筑室外氣象參數(shù)和室內(nèi)熱環(huán)境參數(shù)的現(xiàn)場測試，對建筑空間與構(gòu)造體系的實(shí)體測量，研究 邊境 既有建筑熱環(huán)境設(shè)計(jì)缺陷；研究特定地域、 32 典型氣象要素和太陽輻射要素協(xié)同作用下不同建筑室內(nèi)空間和不同建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的動態(tài)熱量及質(zhì)量傳遞機(jī)理，研究建筑單體設(shè)計(jì)和規(guī)劃方法，研究兵團(tuán)村鎮(zhèn)住區(qū)太陽能建筑節(jié)能規(guī)劃設(shè)計(jì)方法 。 （ 2） 太陽能被動式利用光電光熱 新型 集熱 建筑部品 的研究開發(fā)及 其建筑一體化集成技術(shù) 。 重點(diǎn)研究 ：高性能玻璃真空管太陽能 集熱管集熱特性試驗(yàn)，高性能太陽能 集熱器 裝備 開發(fā)及其熱工性能試驗(yàn)，高性能玻璃真空管太陽能集熱器經(jīng)濟(jì)性分析與適應(yīng)性研究。 課題 5： 兵團(tuán) 邊境 村鎮(zhèn)新建太陽能 建筑 的土壤源熱泵 供熱空調(diào)技術(shù) 集成 示范 ? 牽頭 單位： 大連理工大學(xué) ? 參加單位： 石河子大學(xué)、 新疆兵團(tuán)建工集團(tuán)（工程技術(shù)中心） 、塔里木大學(xué) ? 負(fù) 責(zé) 人： 張吉禮 教授 /博導(dǎo) ? 經(jīng)費(fèi)安排： 總經(jīng)費(fèi) 560 萬元，其中，國撥 280 萬元，自籌 280萬元。 重點(diǎn)研究 ： 高效太陽能蓄熱新型相變材料 蓄熱 裝置 設(shè)計(jì)與 開 36 發(fā)；高效太陽 能蓄熱裝置 蓄放熱 特性試驗(yàn)研究；高效太陽能蓄熱裝置運(yùn)行模式及適應(yīng)性研究。 （ 3） 兵團(tuán) 邊境 新建村鎮(zhèn)建筑太陽能被動式利用技術(shù)的集成示范及 自然調(diào)節(jié)效果評價(jià)。 重點(diǎn)研究 ：兵團(tuán)村鎮(zhèn)建筑太陽能節(jié)能設(shè)計(jì)相關(guān)技術(shù)導(dǎo)則，完成兵團(tuán) 2 個(gè)（建筑總面積 20 萬 m2） 邊境團(tuán)場 新建村鎮(zhèn)住區(qū)及其建筑單體氣候規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)用示范。 ? 技術(shù)路線 （ 1） 針對兵團(tuán) 6 個(gè)邊境團(tuán)場 村鎮(zhèn)建筑，確定能耗調(diào)查目標(biāo)建筑（ 暫定 200 棟） ，完成能耗調(diào)查和統(tǒng)計(jì)分析工作； （ 2） 根據(jù)能耗統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，對于用能復(fù)雜且能耗較高的建筑，確定為用能監(jiān)測建筑對象（ 50 棟）， 設(shè)計(jì)其用電、用水、用煤、用氣等各類能耗監(jiān)測系統(tǒng)，確定能耗監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與系統(tǒng)形式； （ 3） 開發(fā)建筑能耗參數(shù)感知與傳感技術(shù)和能耗數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化傳輸技術(shù)等。項(xiàng)目主要參加人員如下。并在巴基斯坦、吉爾吉斯、塔吉克斯坦、俄羅斯、蒙古、布隆迪、阿爾及利亞、阿聯(lián)酋、塞拉利昂、安哥拉等10 個(gè)國家承建了 27 項(xiàng)海外工程，累計(jì)合同額 96 億元人民幣。 公司現(xiàn)有職工萬余人，其中各類專業(yè)技術(shù)人員 4586 人，一、二級建造師 339 人。以傳統(tǒng)窯居建