1、十 二 五 国 家 科 技 支 撑 计 划 课 题 -夏 热 冬 冷 地 区 建 筑 科 学 用 能 关 键 技 术 集 成 研 究 与 示 范立项申报书中铁四局集团建筑工程有限公司安徽建筑工业学院东南大学建筑学院安徽罗宝建筑节能材料有限公司二一年十一月十二五国家科技支撑计划课题立项申报资料中铁四局集团建筑工程有限公司 - 1 -一、课题概述建筑行业作为国民经济支柱产业，是我国主要经济增长点；同时，建筑行业也是高耗能行业。目前我国建筑能耗占社会总能耗的 30左右，建筑空间科学用能成为我国实现可持续发展的迫切需要。目前，我国约有 400 亿 m2既有建筑需要节能改造，同时每年还将新建近 20 亿
2、 m2建筑，这些建筑也都要达到节能要求，建筑节能领域将出现 2 万亿元人民币的市场空间。因此，在建筑节能领域，存在着巨大的市场潜力。我国目前的建筑空间节能设计，主要注重于建筑物造型、建筑构件保温措施、节能建筑材料选用等方面，以提高建筑节能效果，但对围护结构系统的节能设计不能兼顾诸多影响因素。我国大多数节能建筑材料企业，仅停留在模仿国外技术阶段，对技术的基础理论、构造措施原理、系统形成机理研究很少，使得新技术、新产品在试用阶段就存在工程质量缺陷。从事建筑节能工程的施工企业、施工组织不规范，无法保证施工质量，亟需培养专业化技术人员。建筑空间能效监测与建筑能效评估工作刚刚起步，建筑能效评估以模拟计算
3、为主，模拟计算与实际建筑物工况之间存在较大差异，气候条件的复杂也导致评估标准难以统一，适合夏热冬冷地区的建筑能效评估指标体系尚未完全建立。建筑空间是为了满足人们生产或生活的需要，运用各种建筑要素与形式所构成的内部空间与外部空间的统称。它包括墙、地面、屋顶、门窗等围城建筑的内部空间，以及建筑物与周围环境中的树木、山峦、水面、街道、广场等形成建筑的外部空间。被动技术发展的大背景是人与自然关系的反思和重建。地方性建筑和生态建筑理论为被动技术的发展提供了理论依据。被动技术的实质就是：回应地方自然条件，充分阳光、风、水、土壤和植物等环境资源，创造符合地方气候特征的宜人的建筑物理环境，并同时取得较好的环境
4、效益。被动式建筑设计依靠建筑本身的规划布局、建筑结构、建筑材料的设计，以适应并利用地区气候地理特点，从而创造健康舒适的室内热环境，进而达到节约能源的目的。被动式建筑设计是建筑节能的主要途径之一，为绿色建筑的未来发展提供了一个方向。基于长江中下游流域的夏热冬冷地区的夏天热、冬天冷、高温高湿气候特征开展建筑节能关键技术的研究和攻关，具有重要的理论意义和巨大的节能潜力。夏热冬冷地区建筑科学用能关键技术集成研究与示范课题，主要研究内容包括：新型住宅体系及其建筑空间被动式设计研究；两淮矿区废弃物资源利用与建筑节能材料技术研究与示范；铝合金聚氨酯外墙保温装饰一体化关键技术研究与示范；外十二五国家科技支撑计
5、划课题立项申报资料- 2 - 中铁四局集团建筑工程有限公司 墙保温与装饰一体化的节能评价方法与标准；建筑空间被动式节能适宜技术集成与工程示范等 5 个方面的研究内容。课题将通过对夏热冬冷地区典型区域实地采样调查，对建筑空间被动式设计与适宜性技术集成提出规律性的认识，提出基于 BIM 的工业化住宅全寿命周期节能控制技术方案，形成基于两淮矿区粉煤灰、煤矸石砌块结构的优化设计具有地方特色的节能建筑被动降温关键技术，集成铝合金聚氨酯材料本体、辅助构件及其相互之间连接的断桥技术，提出外墙保温装饰一体化节能评价方法与标准。通过相关技术的集成与示范，指导安徽省国家可持续发展实验区的示范工程建设。形成建筑空间
6、被动式节能适宜技术集成工程示范。二、国内外技术现状近 30 年来，欧美发达国家在建筑设计和施工、新型建筑保温材料的开发和应用、建筑节能法规的制订和实施、建筑节能产品的认证和管理等方面做了很多工作。欧洲很多国家在生活舒适性不断提高的条件下，新建建筑单位面积能耗已减少到原来的 1/3至 1/5，节省了大量能源，取得了可观的经济效益。我国政府高度重视建筑节能工作，2007 年 10 月中华人民共和国节约能源法中明确规定，建筑工程的建设、设计、施工和监理单位应当遵守建筑节能标准。国家鼓励在新建建筑和既有建筑节能改造中使用新型墙体材料等节能建筑材料和节能设备，安装和使用太阳能等新型的可再生能源利用系统。
7、我国已在建筑节能标准和技术研究开发方面开展了相关的研究工作，但与市场需求相比，还有较大差距。主要体现在未形成节能标准的经济、适用、可靠的建筑能效控制与评估技术体系，如外墙围护结构体系、高效的供热制冷系统、可再生能源的建筑应用等技术不配套，导致建筑能效控制技术的推广受到很大的影响。相比国际水平，多数现有技术还比较落后，系统配套差，产业化程度不高，可再生能源应用缺乏具有独立自主知识产权的核心技术，缺乏经济实用的建筑节能技术和产品。在住宅工业化技术方面，以往的工业化住宅方面的研究，局限于单项技术的研究，做系统合成研究的很少。单项技术研究存在结构类型只是简单的转换，相关专业不配套，仍然基于手工化的建造
8、方式，整体性不强，缺乏系统的技术控制方法等不协调的问题。而对住宅标准化问题的研究，受限于现有的结构类型，存在配套性差，拘泥于细部尺寸，系统性不强等硬伤，只是“小标准化”研究，忽略了从结构类型和体系入手的“大标准化”研究。十二五国家科技支撑计划课题立项申报资料中铁四局集团建筑工程有限公司 - 3 -在 BIM 技术方面，国内外已进行了较多的基础理论和应用技术研究，以 AUTODESK公司 REVIT 为代表的成熟商用软件也已出现，并在少数重大工程项目上得到了应用。但在这一领域，主要核心技术和知识产权大多掌握在外资跨国公司手里，而且针对工业化住宅体系尚缺乏基于 BIM 的全寿命周期节能控制技术，这
9、正是本课题拟开展研究的重点。在被动式节能建筑设计方面，国外麦克哈格的设计结合自然以及 Frampton 的现代建筑：一部批判的历史从理论上阐述了利用地方自然资源来创新现代建筑的思路。欧美建筑师在被动设计方面有较多尝试，如附加温室、附加地下室、烟囱拔风、掩土和半掩土、通风屋顶、双层墙、蓄水、蒸腾冷却等适宜技术措施都被用来改善室内气候环境。欧美建筑中较成熟地使用了智能遮阳技术、双层表皮技术。我国各地区都有应付地方气候条件的被动技术经验，如西北地区民居用利用土壤，西双版纳民居利用架空通风，徽州民居利用紧凑布局与遮阳天井应对热气候等等。部分民居类型（包括徽州传统民居）研究已有较为丰富的资料，但是在总结
10、与挖掘其适应气候技术方面不足，将这些地方技术结合现代建筑进行改良的研究更为缺乏。在两淮矿区资源废弃物利用方面，现有的处理技术落后于形势的发展。我国能源供应的主要形式依然是煤炭，具有夏热冬冷气候特征的长江中下游流域能源主要的来源是安徽省的两淮煤田，其煤炭资源量约为 878 亿吨, 占安徽全省的 98%, 其中淮南市目前拥有 12 对大型生产矿井, 年开采量达 6500 万吨, 淮北市现有生产矿井 14 对, 年原煤产量大于 3800 万吨。长期的煤炭开采和火力发电，产生了巨大量的煤矸石和粉煤灰。目前，淮南矿区煤矸石现有堆放量达 3000 万吨，电厂粉煤灰 1000 万吨，累计占地面积 625 公
11、顷，而且每年还分别以 250 万吨和 240 万吨的速度增加。淮北矿区每年约有 500 万吨煤矸石及 100 万吨粉煤灰排出。煤矸石和粉煤灰的堆积对环境造成较大污染，且占用大量土地。采用发电、筑路、改良土壤及生产建筑材料，是实现煤矸石和粉煤灰消减利用的重要方法。我国已在多数地区禁止使用粘土砖，2010 年底全国所有城市将禁止使用实心黏土砖，用粉煤灰、煤矸石生产非粘土建筑材料及其制品，是落实“限实禁粘”政策、实现可持续发展的重要途径。虽然利用粉煤灰和煤矸石生产砌块已实现大规模产业化，但是各生产厂家并没有考虑到此类砌块在投入应用后放射性和重金属析出，其危害性也会随着时间推移逐步显现出来。在 GB
12、6566-2001 标准中提出了建筑材料放射性核素限量指标，在 GB 8687-1988 标准提出装饰装修材料中Pb、Cd、Hg 等重金属限量指标，但目前国家尚无制定砌块中重金属含量的限量指标。在砌块生产与应用方面，目前普通混凝土砌块、轻集料混凝土砌块和粉煤灰混凝十二五国家科技支撑计划课题立项申报资料- 4 - 中铁四局集团建筑工程有限公司 土砌块以及普通混凝土小型空心砌块近年来发展很快,已逐渐代替黏土砖，我国已制订了 GB 8239-1997、GB 15229、JC862 等相关标准，在这些标准中，对砌块强度等力学性能、抗冻等耐久性能等提出了一系列的技术指标，但对砌块的传热系数指标要求较低，
13、随着夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准 （JGJ134-2010）的颁布实施,普通混凝土砌块、轻集料混凝土砌块和粉煤灰混凝土砌块已经不能适应新的节能要求，必须开发出适合新的节能标准的砌块。在外墙体保温技术产品方面，目前国内主要使用外墙保温装饰系统是由粘结层、绝热层、保护层、饰面层等组成，施工形式有浇筑法、粘贴法、外挂法等。在保温系统中最主要的保温层现在大多采用聚苯板或挤塑板，还有部分使用岩棉，聚苯板的导热系数一般在 0.036 W/（mK）左右，而挤塑聚苯板的导热系数一般在 0.028 W/（mK）左右，厚度按热工计算一般为 4060时能满足节能 50%的要求。但建筑节能标准由节能 50%提到
14、65%后，挂贴聚苯板的厚度还要加厚。由于厚度过大，板材及其外保护层的重量使保温体系易出现开裂等质量问题，体系可靠性大大降低，并且一旦开裂就会影响到保温体系的防水性，水分的入侵会造成保温材料的失效。为满足节能 65%的要求，必须寻找和采用新的保温体系。铝合金聚氨酯外墙保温装饰一体化成为外墙保温首选解决方案。由安徽省投资集团投资控股，在安徽省合肥市建成目前全球最先进的罗宝板生产线，并设立中国唯一的罗宝板研发中心，积极从事铝合金聚氨酯外墙保温装饰一体化关键技术研究与应用推广。在外墙保温与装饰一体化的节能评价方法与标准方面，2000 年欧洲技术许可审批组织 EOTA 发布了名称为带抹灰层的墙体外保温复
15、合体系技术许可（ETAG 004）的标准。这个标准是欧洲外墙外保温体系几十年来成功实践的技术总结和规范。与欧洲管理规范化成熟化多年相比，近年来我国有关行政主管部门加快启动了建筑节能的技术标准制定，2007 年制定了聚氨酯硬泡外墙保温工程技术导则，发布了建筑节能工程施工质量验收规范，对指导外墙保温装饰系统建设与规划设计，发挥了积极作用。虽然外墙保温与装饰一体化已在工程中使用并显示较强的市场潜力，但目前这种方法在我国应用较少，也没有合适的节能评价方法和相关的国家标准。随着外墙保温与装饰一体化系统的广泛应用，开发出该系统的节能评价方法与标准，对于节能环保和可持续发展，对于促进该产业的良性发展，都有着
16、非常现实的意义。三、立项的必要性和可行性十二五国家科技支撑计划课题立项申报资料中铁四局集团建筑工程有限公司 - 5 -基于我们面临的和社会经济发展形势与能源、环境的矛盾，结合现有的技术和现状，及时开展夏热冬冷地区建筑科学用能关键技术集成研究与示范课题研究，意义重大、影响深远。目前我们已经联合安徽建筑工业学院、东南大学、安徽罗宝建筑节能材料有限公司共四家单位，共同向科技部申请了十二五国家科技支撑计划，并已经通过了科技部于 2010 年 9 月 15 日在东南大学组织的项目评审会，正式立项文件即将下发。课题的主要研究内容包括：新型住宅体系及其建筑空间被动式设计研究；两淮矿区废弃物资源利用与建筑节能
17、材料技术研究与示范；铝合金聚氨酯外墙保温装饰一体化关键技术研究与示范；外墙保温与装饰一体化的节能评价方法与标准；建筑空间被动式节能适宜技术集成与工程示范等 5 个方面的研究内容课题申请单位及主要参与单位研究基础（已有的研究开发经历，科技成果、科研条件与研究开发队伍现状等）中铁四局集团建筑工程有限公司具有综合施工能力的国有控股企业，年产值达 20亿元以上。公司具有房屋建筑工程施工总承包一级资质、市政公用工程施工总承包一级资质、土石方工程专业承包一级资质、机电设备安装工程专业承包一级资质、钢结构工程专业承包一级资质和建筑装修装饰工程专业承包二级资质。公司承担建设的安庆香樟里那水岸住宅小区工程为安徽
18、省安庆市首个国家康居示范工程，一期工程建筑面积 6 万平方米，二期工程 12 万平方米。工程于 2005 年 9 月开工，2009 年 4 月全部竣工；小区被立项为建设部可再生能源建筑应用示范工程，并于 2009 年 6 月通过了国家康居示范工程的验收评审，荣获成套技术、规划设计、建筑设计、施工组织管理四项金奖，于 2010 年 4 月 9 日通过建设部组织的“全国建筑业新技术应用示范工程”验收评审。工程应用了 EPS 外墙外保温技术、地下工程逆作法施工技术、停车场智能管理技术等建筑业十项新技术中的 9 项共 18 个子项新技术，同时还应用了绿色照明、太阳能集中供热、住宅新风系统等 7 项建设
19、事业“十一五”期间推广新技术，依托该工程完成的夏热冬冷地区节能省地型住宅关键技术应用研究科研成果通过安徽省科技成果鉴定，并获 2009 年度中国中铁股份公司科技进步二等奖、中国施工企业协会科技进步一等奖。在本课题中，将是集成技术的应用示范承担单位。安徽建筑工业学院是课题组织单位。是一所以工为主、土建类学科特色鲜明，工、管、理、文、法等多学科相互支撑、协调发展、产学研有机结合的全日制普通本科院校。学校是教育部本科教学工作水平评估优秀院校，是安徽省立项建设博士培养单位，具有硕士学位授予权，也是工程硕士培养单位。现有教职工总数 1100 余人，全日制在校生 18000 余人。十二五国家科技支撑计划课
20、题立项申报资料- 6 - 中铁四局集团建筑工程有限公司 学校现有“建筑能效控制与评估教育部工程研究中心” 、建筑节能研究院（省级工程技术研究中心） 、建筑科学研究中心、徽派建筑研究所等 23 个科研机构，在建筑节能、智能建筑、地下结构、先进建筑材料、资源环境等方面的研究取得了突出成果，已成为安徽省建设领域科学研究和技术开发的主要基地之一。并且拥有建筑设计研究院(甲级)、勘探设计研究院(乙级)和规划设计研究院(甲级)安徽建元装饰工程技术有限公司(国家一级设计与施工企业)等科技型校办产业。学校承担安徽省软科学项目：建筑节能关键问题与保障机制的研究（2008）；安徽省住建厅招标项目安徽省建筑能耗分析
21、及节能措施研究 ；完成了叠合板式混凝土剪力墙结构体系（2007）研究。完成安徽省地方建设规范：叠合板式混凝土剪力墙结构技术规程（2007）。目前承担的项目有：合肥市、芜湖市、铜陵市可再生能源建筑应用示范城市关键技术与政策体系研究；可再生能源利用专项规划（蚌埠市、马鞍山市、淮南市等）、安徽省典型区域绿色建筑示范建设集成技术研究。多项研究与标准规范建设，为安徽省建筑空间节能提供了重要的技术支撑。东南大学是中央直管、教育部直属的全国重点大学，是“985 工程”和“211 工程”重点建设的大学之一，是国务院首批可授予博士、硕士、学士学位和审定教授、副教授任职资格及自批增列博士生导师的高校。学校现有教职
22、工 6000 多人，其中正、副教授 1500 多人，博士生导师 300 多人，两院院士 8 人，国务院学位委员会委员 1 人，国务院学位委员会学科评议组成员 9 人， “长江学者奖励计划”特聘教授、讲座教授 21人，国家杰出青年科学基金获得者 17 人，国家级有突出贡献的中青年专家 14 人，国家“十五”863 第二届领域及主题专家组成员 5 人，在全国高校中连续两届排名第二位。国家重点基础研究发展规划（973）专家顾问组成员 1 人，国家信息化专家咨询委员会委员 1 人，国家“百千万人才工程”培养对象 7 人，教育部跨世纪优秀人才 13 人。东南大学建筑学院，拥有建筑设计及其理论、建筑历史与
23、理论 2 个国家级重点学科，江苏省重点学科城市规划与设计学科。学院科研平台提供了丰富的研究资源和充分的设施保障，具备了供重大研究项目使用的实验室条件和培养高层次科研人才的能力。建筑学院拥有教育部重点实验室；配备良好的建筑物理实验室以及下属的物理环境与节能评价检测中心可以充分保障数据的模拟与测试。东南大学建筑学院长期从事城市节能省地型工业化住宅体系、基于 BIM 的工业化住宅全寿命周期节能控制技术和夏热冬冷地区建筑空间被动式设计导则及相关技术的十二五国家科技支撑计划课题立项申报资料中铁四局集团建筑工程有限公司 - 7 -研究开发工作。近年来在建筑节能方向共完成“村镇小康住宅关键技术研究与示范中的
24、徽派传统民居型小康住宅技术集成与示范” 、 “ 既有建筑功能提升改造关键技术研究”、 “ 建筑蓄能保温材料与系统的研究开发及示范” 、 “ 数值模拟和遗传算法联合驱动的多目标性能化住区规划设计研究”等国家“十一五”支撑计划项目、国家自然资金项目、省自然资金项目等国家、省部级重大课题 10 余项，在研项目 10 余项。获授权专利 6 项，发表学术论文 30 余篇。安徽罗宝建筑节能材料有限公司是集“罗宝外墙保温装饰系统”的研发、生产与销售为一体的大型企业。由安徽省投资集团投资控股，注册资金 8700 万，在安徽省合肥市建成目前全球最先进的罗宝板生产线，并设立中国唯一的罗宝板研发中心。“罗宝外墙保温
25、装饰系统”已通过建设部科技成果评估认证，建设部科技发展促进中心专门成立了“罗宝项目推广办公室” ，进行罗宝系统的布点、推广工作。安徽罗宝已被评为“高新技术企业” 、 “国家重点新产品” 、 “中国建筑节能年度影响力企业”和“中国建筑节能理事会副理事长单位” 。公司产品“罗宝外墙保温装饰系统”被国家建设部科技发展中心编入技术与产品选用手册 ；列为 2007 年全国建设行业科技成果推广项目。在本项目中，安徽罗宝建筑节能材料有限公司不仅全面参与外墙保温和装饰一体化产品研发，并提供一批示范工程对本项目的研究成果进行跟踪。四、研究主要内容与关键技术1课题研究内容、技术路线和创新点本课题将通过对夏热冬冷地
26、区典型区域实地采样调查，对建筑空间被动式设计与适宜性技术集成提出规律性的认识，提出基于 BIM 的工业化住宅全寿命周期节能控制技术方案，形成基于两淮矿区粉煤灰、煤矸石砌块结构的优化设计具有地方特色的节能建筑被动降温关键技术，集成铝合金聚氨酯材料本体、辅助构件及其相互之间连接的断桥技术，提出外墙保温装饰一体化节能评价方法与标准。针对相关技术的集成与示范，指导安徽省国家可持续发展实验区的示范工程建设。形成建筑空间被动式节能适宜技术集成工程示范。具体研究内容、技术路线与创新点如下：子课题一、新型住宅体系及其建筑空间被动式设计研究研究内容十二五国家科技支撑计划课题立项申报资料- 8 - 中铁四局集团建
27、筑工程有限公司 1) 研究轻钢模网构架混凝土复合结构住宅体系中各个设计模块的具体内容和相互关系，轻钢模网构架混凝土复合结构住宅体系的套型和单元体设计原则及建筑细部构造问题，通过对示范工程的现场测试和理论分析，研究轻钢模网构架混凝土复合结构住宅体系的物理性能、经济性能和文化性能。2)研究工业化住宅各工种、各模块基于 BIM 的标准化设计技术，工业化住宅体系基于 BIM 的生产能耗数据库及计算技术，运输能耗计算技术，建造能耗计算技术，运营使用能耗计算技术，拆除及构件材料再利用过程能耗计算技术。3) 进行节能建筑被动式降温调湿技术、自然通风设计与调节技术、新型建筑采光与被动控制技术、被动式采暖技术及
28、其一体化综合技术运用研究。技术路线1) 以大标准化研究为基础，用模块化的思想进行专业化分工协调的标准化设计研究，控制从材料构件生产、施工、使用、维护到拆除的全过程的标准化设计，通过控制住宅全生命过程的资源消耗和能源消耗，实现低碳性目标。2) 首先基于 BIM 平台，研发工业化住宅体系各工种、各模块的标准化设计技术，然后进行体系内各构件生产能耗数据库的建立，再按照全寿命周期划分，研发基于 BIM的节能控制方案。3)根据安徽夏热冬冷气候特点，结合当地居民的良好卫生习惯（如开窗通风降温、除湿、去除 VOC 等）和资源特点，利用计算机软件和实验室环境模拟系统反复研究，开发节能建筑的被动式降温调湿技术、
29、自然通风设计与调节技术、新型建筑采光与被动控制技术、被动式采暖技术及其一体化综合技术运用，并进行工程示范。技术路线框图如下：大 标 准 化 设 计模 块 化 设 计 BIM技 术基 于 BIM的 工 业 化 住 宅 体 系各 工 种 、 各 模 块 标 准 化 设 计 技 术 基 于 BIM的 工 业 化 住 宅 体 系全 寿 命 周 期 节 能 控 制 技 术建 筑 空 间 被 动节 能 设 计新 型 住 宅 体 系 及 其建 筑 空 间 被 动 式 设 计 技 术十二五国家科技支撑计划课题立项申报资料中铁四局集团建筑工程有限公司 - 9 -创新点1）用工业化的思想进行模块化的工程设计，将先
30、进技术应用到轻钢模网构架混凝土复合结构住宅体系中，促进该体系住宅的高性能化发展，探求一种新型工业化住宅建设的工程设计模式，以及与之相应的一种新型工业化住宅建造的一体化、专业化、装备化、品牌化模式。2）以 BIM 数字技术为基础设计平台，采用.NET 语言进行二次开发，构建工业化住宅构件生产能耗数据库，并按照全寿命周期的思路研发节能控制技术。3）适应安徽夏热冬冷气候、生活习惯与资源特点的地方建筑技术与当代绿色住区的结合子课题二、两淮矿区废弃物资源利用与建筑节能材料技术研究与示范研究内容1）两淮矿区粉煤灰和煤矸石中有害成分的调查与分选，对含量分布不同的有害成分提出相应无害化处置方案通过对两淮矿区粉
31、煤灰和煤矸石中重金属含量等指标检测，对两淮矿区粉煤灰和煤矸石进行系统调查，得出易淋溶重金属在两淮矿区固体废弃物中的种类、含量水平及地域性变化规律。对于重金属含量高的粉煤灰和煤矸石样品，优化消解方案，建立两淮矿区粉煤灰和煤矸石中易淋溶重金属消除工艺，得到有害重金属污染物可控的环境友好型建筑节能原材料。2）砌块的块型设计、力学、热功性能及工艺参数优化在比较现有粉煤灰、煤矸石砌块块型设计的基础上，充分考虑避免冷热桥和砌块的孔洞率、设计出符合夏热冬冷地区砌块的块型。通过理论计算考察不同材料的类别、不同孔洞分布对砌块的力学性能与热工性能及耐久性能的影响，确定较为合适的块型；考察轻集料种类与配比对砌块的力
32、学性能与热工性能的影响，优选轻集料；考察制备工艺各环节对砌块综合性质的影响，考察力学与热工性能的影响，对现有制备砌块厂家配方和生产工艺进行合适改造，进行参数优化，确定最佳的工艺参数，优选或制备出符合夏热冬冷地区的砌块。3）项目产品的工程示范应用在前期研究基础上，把符合要求的粉煤灰、煤矸石砌块应用到阜阳易景豪园国家绿色建筑示范工程和淮南市毛集区国家可持续发展实验区，形成具有地方特色的节能建筑被动降温关键技术。十二五国家科技支撑计划课题立项申报资料- 10 - 中铁四局集团建筑工程有限公司 十二五国家科技支撑计划课题立项申报资料中铁四局集团建筑工程有限公司 - 11 -技术路线创新点本项目针对两淮
33、矿区粉煤灰和煤矸石的无害化处理和在建筑节能材料领域的资源化利用，开展两淮矿区粉煤灰和煤矸石中易淋溶重金属污染物的污染特征及其环境影响研究并完成煤矸石和粉煤灰的安全应用在建筑节能材料中，实现其完全和安全的资源化应用。1）两淮矿区固体废弃物粉煤灰和煤矸石无害化处理与制备轻集料相结合；在全面揭示两淮矿区粉煤灰和煤矸石中有毒、有害、易淋溶重金属污染物的地域分布特征及来源基础上，创新性的制备出对环境无污染的粉煤灰陶粒与煤矸石轻集料；2）通过改变砌块的孔洞排列、轻集料的种类优选及配合比优化等技术，减少热桥和传热面积，进而提高砌块的保温隔热性能；3）通过适宜节能建筑材料选择和技术集成，实现夏热冬冷地区建筑被
34、动节能。子课题三、铝合金聚氨酯外墙保温装饰一体化关键技术研究与示范研究内容粉煤灰、煤矸石无害化处理方案提出与实施不符合要求粉煤灰、煤矸石理论计算与测试不同类型轻集料砌块生产产家调研与技术改造方案优选、制备出符合夏热冬冷地区要求的砌块工程示范两淮矿区固体废弃物资源分布情况调查、分选符合要求粉煤灰、煤矸石粉煤灰、煤矸石轻集料的生产产家的调研优选符合要求的轻集料十二五国家科技支撑计划课题立项申报资料- 12 - 中铁四局集团建筑工程有限公司 1）研究外墙保温装饰一体化系统热工性能和本体材料的内在联系，降低 K 值，全面提升建筑外墙节能效果，分析系统导热方式，研究断桥、结点处理技术；2）研究内墙结露起
35、因，基于系统通风、防潮的系统构件分析，保持室内气候平稳，开发系统防水结构，运用聚氨酯泡沫化工理论，研究自身防火性能；3）进行外墙保温装饰一体化系统不同建筑的适用性研究，通过关键技术工程示范应用进行各项耐候性数据采集分析。技术路线创新点1）对新型断桥材料及断桥措施进行研究，进一步消除热桥，提高系统的节能指标；2）在长江中下游流域典型的夏热冬冷气候特征条件下，对系统整体结构的除湿、透气、防霉相关机理的研究，探求卫生、健康、舒适的建筑外墙保温体系的关键技术。子课题四、外墙保温与装饰一体化的节能评价方法与标准研究内容1）外墙保温与装饰一体化系统的节能评价方法。主要研究几种典型的外墙保温与装饰一体化系统
36、的能耗特点，研究各种外墙保温与装饰一体化系统的能耗现场检测方系统设计制造、安装检测、验证分析是否达到要求示范NY检测分析改进形成标准图推广十二五国家科技支撑计划课题立项申报资料中铁四局集团建筑工程有限公司 - 13 -法、节能评价方法，总结外墙保温与装饰一体化系统的通用节能评价方法。2）典型外墙保温与装饰一体化系统能耗数据库研究。针对几种典型外墙保温与装饰一体化系统，利用 PKPM 能耗计算软件进行节能数据计算；依据外墙保温与装饰一体化节能评价方法，对几种典型外墙保温与装饰一体化系统进行关键能耗性能和指标检测，统计分析检测数据结果，建立典型外墙保温与装饰一体化系统的能耗数据库，改善保温系统的能
37、耗标准。3）外墙保温与装饰一体化系统节能评价标准。通过几种典型外墙保温与装饰一体化系统的节能评价方法以及通用评价方法的研究，分析其节能性能指标和能耗数据库，编制几种典型外墙保温与装饰一体化系统的测评体系、技术指南和节能评价标准，得出针对外墙保温与装饰一体化系统的综合测评体系、技术指南和节能评价标准。技术路线保温系统调查与分析选取几种典型系统金属有机保温系统复合隔热一体化幕墙体系检测方案无机有机保温系统关键指标 能耗数据库有机有机保温系统测评体系 技术指南一体化体系节能评价方法一体化体系节能评价标准创新点：1）建立各种外墙保温与装饰一体化节能系统的能耗数据库。2）综合建筑节能的各种能效检测方法，
38、建立典型外墙保温与装饰一体化系统的能十二五国家科技支撑计划课题立项申报资料- 14 - 中铁四局集团建筑工程有限公司 技术集成新型住宅体系及其被动式设计技术铝合金聚氨酯外保温装饰一体化技术外保温与装饰一体化节能评价方法与标准两淮矿区废弃物建筑节能材料技术 工程示范与评价效评价方法。3）针对典型外墙保温与装饰一体化节能保温系统，建立相应的评价标准。子课题五 建筑空间被动式节能适宜技术集成与工程示范研究内容 通过建筑空间被动式节能技术，包括工业化住宅各工种、各模块基于BIM 的标准化设计技术、被动式采暖技术、建筑节能材料、外墙保温与装饰一体化技术等被动式适宜技术优选；研究建筑空间被动式节能适宜技术
39、集成方法；提出建筑空间被动节能适宜集成技术；结合夏热冬冷地区典型区域特征，进行集成技术工程示范，并对示范工程进行建筑能效评价。技术路线技术路线如下图所示创新点1）集成新型住宅体系设计、新型建筑材料、外墙保温装饰一体化等建筑空间被动式节能适宜技术。2）对上述适宜集成技术进行工程示范，并进行综合能效评价。2主要技术指标（如形成的知识产权、技术标准、新技术、新产品、新装置、论文专著等数量、指标及其水平，与国内外同类技术或产品的竞争分析，满足项目所依托的重大工程建设或重大装备研制的需求情况等）1）编制夏热冬冷典型区域建筑空间被动式设计技术导则；开发城市节能省地型工业化住宅结构体系成套技术 1 套，提出
40、基于 BIM 的工业化住宅全寿命周期节能控制方案。2）开发的被动式建筑空间节能设计技术对于建筑整体节能的贡献率达到 30%以上；十二五国家科技支撑计划课题立项申报资料中铁四局集团建筑工程有限公司 - 15 -工业化住宅结构体系用钢量控制在 30-35 kg/m2，比同等钢筋混凝土剪力墙结构体系节约成本 15%以上；减轻繁重体力劳动、室外劳动、高空作业劳动 50%；利用基于 BIM 的全寿命周期节能控制技术使得工业化住宅体系和传统住宅体系相比在全寿命周期里节能 10%以上。3）参照 GB /T86871988 标准中重金属限量，筛选出放射性和重金属含量符合要求的两淮矿区粉煤灰和煤矸石，形成一套粉
41、煤灰和煤矸石无害化处理生产工艺。4）制备表观密度不大于 1000kg/m3，强度等级不小于 3.5MPa，传热系数不大于0.8W/m2K，软化系数不小于 0.75，冻融循环达到 F15 的粉煤灰和煤矸石砌块；形成年产 10 万立方米砌块生产线 1 条。5) 粉煤灰和煤矸石节能砌块应用于 10 万平方米的阜阳易景豪园国家绿色建筑示范工程和淮南市毛集区国家可持续发展实验区的工程建设。6) 提出铝合金聚氨酯外墙保温装饰一体化系统在不同建筑上的解决方案；解决铝合金聚氨酯外墙保温装饰一体化系统在夏热冬冷地区整体结构的除湿、透气、防霉问题；形成示范工程。7) 提出典型外墙保温与装饰一体化系统能耗评价方法；
42、建立典型外墙保温与装饰一体化系统能耗数据库；编制外墙保温与装饰一体化系统节能评价标准。8) 提出建筑空间被动式节能适宜集成技术 1 套；集成技术示范工程面积 10 万平方米以上。9) 培养技术骨干 10-15 名，研究生 25 人，在国内外期刊上发表重要研究论文 30-40 篇，申报专利 5-7 项。五、准备工作及保障措施1、将设置课题管理办公室和专家委员会负责课题的日常管理和检查、评估与协调工作，课题管理办公室和专家委员会挂靠在课题承担单位，并保持与项目组的联系。2、组织一支高素质的科研攻关队伍，创造公平、宽松的学术环境和良好的工作、生活条件，采用激励创新、竞争的新型机制，吸引优秀人才投身研
43、究开发工作，以提高课题科研成果的集成水平与示范效应。课题组组成注重吸收建筑企业、地方研发单位和建材开发机构参与，组织多学科联合研究团队，形成产学研联合机制，项目研究中注重技术的集成和配套。3、本子课题实行任务负责机制。子课题承担单位及起负责人对子课题负有全面责任。每个子课题每年均按规定的内容向课题管理办公室提交年度总结报告，子课题结十二五国家科技支撑计划课题立项申报资料- 16 - 中铁四局集团建筑工程有限公司 束时呈报子课题研究工作总报告及技术报告。4、本课题由安徽建筑工业学院作为组织单位，中铁四局集团建筑工程有限公司、东南大学建筑学院、安徽罗宝建筑节能材料有限公司、作为参与单位。各单位的分
44、工如下：1）中铁四局集团建筑工程有限公司参与两淮矿区废弃物资源利用与建筑节能材料技术、示范工程技术集成研究，铝合金聚氨酯外墙保温装饰一体化系统在降低 K 值、消除热桥、防止内墙结露、保持室内气候平稳等方面的关键技术研究，全面负责本课题示范工程的建设。2）安徽建筑工业学院负责课题的研究与示范实施。负责与科技部等部委的联系沟通，项目的立项申报等工作。重点研究两淮矿区废弃物资源利用与建筑节能材料技术、被动式节能建筑的评价方法与标准，协调分项技术集成研究，组织适宜技术的集成示范。3）东南大学参加本课题研究专题“新型住宅体系及其建筑空间被动式设计研究”的研究工作。具体研究城市节能省地型工业化住宅体系、基
45、于 BIM 的工业化住宅全寿命周期节能控制技术方案、节能建筑被动技术及其一体化综合运用，参与示范工程的关键技术集成研究与设计，辅助相关示范工程建设。4）安徽罗宝建筑节能材料有限公司研究铝合金聚氨酯外墙保温装饰一体化系统在降低 K 值、消除热桥、防止内墙结露、保持室内气候平稳等方面的关键技术，通过参与铝合金聚氨酯外墙保温装饰一体化生产改进研究及示范应用，辅助进行相关技术集成示范工程建设。5、产学研结合模式本课题联合东南大学、安徽罗宝建筑节能材料有限公司、中铁四局集团建筑工程有限公司等单位，部分子课题由企业牵头承担，联合有关科研单位，发挥科研院所、高等院校的技术支撑作用，共同推进任务。通过本课题的
46、实施，将建立起以“企业为主体，科研院所和高校为技术支撑”的组织形式，使科研攻关与产业化开发两个实质内容有机地结合起来，形成一批关键技术，支撑相关企业，建立一批示范工程，实质性促进夏热冬冷地区建筑科学用能的发展。在项目组织单位东南大学的领导下，本课题由相关高等学校、生产以及施工企业等承担课题相应的研发工作。在课题的技术集成研发与示范建设实施过程中，子课题负责单位与参与单位将发挥好各自的优势，投入课题的各项工作中，形成一个很强的十二五国家科技支撑计划课题立项申报资料中铁四局集团建筑工程有限公司 - 17 -产学研联合模式的研发团队，推动区域性建筑节能产学研平台的进一步成熟。6、知识产权与成果管理及
47、权益分配本课题将形成建筑节能技术的标准规范 3-5 件、新型建筑节能技术产品 3 件、申请国家专利 5-7 项，发表学术论文 3040 篇，建设工程示范面积 10 万平方米以上。课题形成的所有知识产权及成果，将在课题管理办公室的统一协调下，由承担单位享有成果的所有权。其形成的财产收益权面向社会免费公开，并着力通过示范工程建设，推动科研成果的产业化应用及集成技术推广的格局。规范课题成果管理知识产权与成果管理及权益分配，切实落实专利战略和技术标准战略，及时、准确地掌握课题进展，促进课题成果的推广应用及产业化，维护研究单位利益，课题组初步确定了知识产权与成果管理及权益分配办法，主要包括：1）实行课题重要成果登记告知制度。
