低碳型建筑环境设备与系统节能教育部工程研究中心

低碳型建筑环境设备与系统节能教育部工程研究中心

中心简介

“低碳型建筑环境设备与系统节能”教育部工程研究中心(Engineering Research Center of Building Equipment, Energy, and Environment, Ministry of Education, 简称BEEE) 于2009年获得教育部批准立项建设，依托东南大学，立足于能源、建筑、土木、材料等优势学科，建立多学科交叉的综合型工程研究中心，2019年通过验收。本中心以低碳型建筑环境可持续关键技术研发为核心，致力于解决我国夏热冬冷地区在环境设备和系统节能技术方面的难题，在新型低碳制冷空调技术与装备、可再生能源利用与建筑节能系统集成、健康低碳建筑与室内空气品质保障三个方向上开展创新研究、成果转化、技术开发与设计、工程应用和技术服务等工作与业务。本中心发展历程如图1所示。

图1中心发展历程

目标

工程研究中心依托于高校建设的特点，突出自身特色与优势，根据国家“节能减排”、“建设低碳型建筑体系”以及“碳达峰、碳中和”的相关政策和需求，以低碳型建筑环境设备与系统节能产业为重点开展关键技术攻关和技术工程化研究，持续不断地对本技术领域的前沿性、关键性、全局性问题进行创新研究与技术集成，将科研成果进行系统化、工程化和产业化。努力建设成一个装备先进、运转高效，自主创新能力强、服务水平高，具备研究重大创新课题、承担科技支撑项目、编制国家/行业标准、解决行业共性难题、进行低碳建筑关键技术孵化、实施成果推广、服务行业企业、培养培训创新人才的国内外一流的建筑环境设备与系统节能产业技术服务平台和重要创新载体，为我国的低碳建筑和能源产业的规划、发展和提升提供支撑，推动建筑以及新能源相关行业和领域的技术进步与发展。

机构设置与职能

工程研究中心主任：张小松教授；技术委员会主任：江亿院士；副主任：刘加平院士；委员：刘加平院士（东南）、王如竹教授、徐伟教授等13人。

本中心组织结构如图2所示，中心部分员工及委员会成员如图3所示。

图2东南大学低碳型建筑环境设备与系统节能教育部工程研究中心组织结构

图3中心技术委员会第一次会议

研究团队

工程研究中心的科研核心团队由张小松教授、张宏教授、李德智教授、李敏教授等140余名来自能源与环境学院、建筑学院、土木学院及材料科学与工程学院的教学科研人员组成，固定人员34人，流动人员108名，其中教授17人，副教授及高工10人，博士后3人。团队中大都具有博士学位，其中80%的博士学位者都具有海外学习、工作经历。

图4领导视察指导中心及团队活动

研究方向

1、新型低碳制冷空调技术与装备
2、可再生能源利用与建筑节能系统集成
3、健康低碳建筑与室内空气品质保障

图5主要研究方向

研发基地与平台

工程中心目前在东南大学参与组建的相关院系拥有3000多平方米的办公与实验室场地。拥有比较完善的实验仪器设备，包括：超级温湿度箱ConST610、微量热仪u-DSC7、热重分析TG、同步热分析STA、差示扫描量热仪DSC、JSM5910 扫描电镜、热扩散系数测试仪、快速热导仪、热流仪、用D/ MAX2 Ⅲ型衍射仪，60SXR 傅里叶变换红外光谱仪，等超过人民币1000万元的仪器设备；拥有建筑环境CFD分析软件FLUENT 6.3， FLOVENT6.0、城市住宅能耗分析CHEC、公共建筑能耗分析TRNSYS、PBEC、建筑能耗分析软件BeCaSoft、建筑节能综合评估软件BEE-IS、EcotectV5.5等软件产品。建立有多功能制冷空调实验室与人工环境舱（图6）、多功能热源塔热泵空调设备检测中心（图7）、可再生能源利用与建筑节能创新实验平台（图8），拥有建筑环境模拟实验仓，建筑声学用混响室、半消声室、楼板撞击声隔声试验室；建筑光学用人工半球装置、积分球实验装置，室内空气品质测试系统，环境声学测试分析系统，光导采光测试平台，建筑环境材料、相变储能材料研究地实验平台、建筑材料与建筑墙体污染物扩散试验系统等（见相关院系实验室网站）。

图6 多功能制冷空调性能试验平台与恒温恒湿人工环境舱

图7多功能热源塔热泵空调设备检测中心

图8 可再生能源与建筑节能创新实验平台

此外，研发中心还得到常州市政府的支持，在东南大学常州研究院建立了1000m²的研发基地。建有可实现高低温交变的高精度恒温恒湿人工环境舱，配置人工太阳能模拟发射器，搭建了溶液除湿空调、热湿分段处理空调、热源塔热泵、辐射供冷供暖、太阳能吸收式制冷等一系列技术与装置研发平台（见图9），以及太阳能光电光热综合利用公共技术服务平台，积极与产业界合作推进产品工程化研究。

图9 常州研发基地

研究项目

成立以来，本中心主持承担国家重点研发计划、国家自然科学基金项目等国家纵向项目43余项，江苏省自然科学基金及科技支撑等省部级纵向项目36余项，江苏省重大成果转化项目，技术转让项目等横向项目110项，总经费达到逾1亿元。国家级纵向项目如表1所示。

表1中心所承担国家级纵向项目统计

序号	项目来源	项目名称
1	国家重点研发计划课题	间歇模式下集散式供暖空调系统构建与优化运行关键技术研发
2	国家重点研发计划课题	工业建筑围护结构节能与低品位热能利用技术研究
3	国家重点研发计划课题	砒砂岩区生态安全保障技术
4	国家重点研发计划课题	室内微生物群落特征、健康评估及污染水平预测
5	十三五国家重点研发计划课题	基于传统村落整体风貌保护的现代设施植入技术研究
6	十三五国家重点研发计划子课题	传统村落活态化保护利用的关键技术集成示范
7	十三五国家重点研发计划子课题	东南村镇运维信息动态监测与管理服务平台
8	“十三五”国家重点研发计划子课题	建筑室内半挥发性有机物源和传输特性
9	“十三五”国家重点研发计划子课题	南方地区高大空间公共建筑绿色设计新方法与技术协同优化
10	国家重点研发计划课题	人体微环境对个体暴露的影响机理
11	“十三五”国家重点研发计划子课题	基于实测数据的绿色建筑地源热泵运行效果后评估研究
12	十三五国家重点研发计划子课题	诱导送风与辐射供冷供暖耦合空调末端装置研发
13	国家重点研发计划课题	室内空气质量及运行参数综合评价体系研究
14	国家自然科学基金重点项目	面向绿色建筑和智能制造的结构-功能一体化水泥基复合材料
15	国家自然科学基金面上项目	CO2/H2O混合气体凝结过程热质传递的机理研究
16	国家自然科学基金面上项目	生物气溶胶呼吸道吸入特性及沉积规律研究
17	国家自然科学基金面上项目	基于典型构架体系的江南重要木构建筑遗产的关键预警指标及监测评估技术研究
18	国家自然科学基金面上项目	超疏水翅片结霜初期表面特性与热气流综合作用除霜机理研究
19	国家自然科学基金项目	基于构件法建筑设计的装配式建筑建造与再利用碳排放定量方法研究
20	国家自然科学基金项目	压缩空气溶液干燥新方法及其关键基础问题研究
21	国家自然科学基金面上项目	纳米流体非均匀不稳定集热对流形态及传热特性研究
22	国家自然科学基金面上项目	室内温度分层环境下人呼出热射流规律及飞沫散布机理
23	国家自然科学基金（面上项目）	储能和碳捕集的燃气蒸汽混合工质循环的基础研究
24	国家自然科学基金面上项目	相变调湿功能复合型墙体内部热湿传递特性与材料协同作用机理研究
25	国家自然科学基金面上项目	空气处理过程中液滴产生机理及传播特性基础研究
26	国家自然科学基金面上项目	基于氨基甲酸铵物化热效应的制冷热泵新循环构建与机理研究
27	国家自然科学基金	预应力混杂B/CFRP-混凝土复合结构概率疲劳与自传感特性研究
28	国家自然科学基金	超临界CO2纳米流体太阳能容积式集热与传热特性研究
29	国家自然科学基金	建筑外渗透PM2.5氧化潜势毒性的时空特性及控制机理研究
30	国家自然科学基金	基于结构构件标准化率定量计算的装配式建筑标准化设计方法研究
31	国家自然科学基金青年项目	我国城市居住建筑 PM2.5 成分的室内外关联特性及影响机理研究
32	国家自然科学基金青年基金	微重力下阵列微结构强化制冷剂滴状冷凝传热及液滴润湿转变行为机理研究
33	国家自然科学基金青年项目	基于等相对湿度线新风处理的室内热湿环境营造节能基础研究
34	国家自然科学基金—面上项目	三维掺杂石墨烯有序梯级多孔电极内催化与传热耦合机理研究
35	国家自然科学基金—面上项目	低品位热高效利用中气液界面热质耦合传递强化的前沿新方法
36	国家重点研发计划重点专项	低环境负荷胶凝材料混凝土高性能化与工程应用
37	国家重点研发计划	空间布局与物理环境的适老化技术要求研究
38	国家自然科学基金	CO2/H2O混合气体凝结过程热质传递的机理研究
39	国家自然科学基金其他项目	生物气溶胶呼吸道吸入特性及沉积规律研究
40	国家自然科学基金	建筑外渗透PM2.5氧化潜势毒性的时空特性及控制机理研究
41	国家自然科学基金面上项目	银基柔性电致变色对低密度辐射能的动态调控机理与增强捕获方法研究
42	国家自然科学基金	无霜空气源热泵新型复合溶液定量构效关系及其与系统耦合机制
43	国家自然科学基金-国际(地区)合作与交流项目	低碳建筑环境营运战略及技术途径

研究成果

近年，本中心在国内外高水平刊物和学术会议发表SCI/EI收录论文600余篇，授权国家发明专利400余项，出版著作13项，组织参与行业和地方标准编制7项；获得2013年国家技术发明二等奖、2016江苏省科学技术一等奖、2016南京市科学技术进步奖一等奖、2020江苏省科学技术一等奖、2021华夏建设科学技术奖以及2022年度中国科技产业化促进会科技创新奖一等奖等奖项45项。部分奖项如图9所示。

2013年国家技术发明二等奖2016江苏省科学技术一等奖2016南京市科学技术进步奖一等奖

2020江苏省科学技术一等奖2021华夏建设科学技术奖2022中国科技产业化促进会科技一等奖

图9中心部分奖项荣誉展示

成果转化与行业贡献

本中心以国家中长期科技发展规划为指导，结合国家经济发展和节能减排的需要，以低碳型建筑环境可持续关键技术研发为核心，推动相关行业和领域的技术进步，为国家“碳达峰碳中和”战略提供科技支撑。

成立以来，本中心通过科研机构内部转化转移和外向型市场转化转移模式已实现20种以上科技成果产业化。同时保持同24家以上国内外公司开展有合同项目的技术与产品研发合作。相关技术成果转化为企业新增销售额共计63亿元，新增利润额共计18亿元（见表2）。部分工程项目如图10所示。

表2中心所合作单位技术转化及应用统计

序号	应用单位名称	应用情况
1	南通三建控股有限公司	应用构件法关键技术与工程应用。
2	中民筑友有限公司	应用构件法关键技术与工程应用。
3	南京建工集团有限公司	应用构件法关键技术与工程应用。
4	南京大地建设集团有限责任公司	应用构件法关键技术与工程应用。
5	江苏德惠建设集团有限公司	应用构件法关键技术与工程应用。
6	江苏生态屋住工股份有限公司	应用构件法关键技术与工程应用。
7	江苏河海新能源股份有限公司	撬装式水地源热泵装备以及冬夏双高效建筑空调系统服务。
8	江苏省建筑科学研究院有限公司	冬夏双高效建筑空调系统技术应用。
9	南京市建筑设计研究院有限责任公司	冬夏双高效建筑空调系统技术应用。
10	武汉法斯克能源科技有限公司	溶液除湿和辐射供冷一体化热湿独立处理制冷空调技术应用。
11	南京丰盛新能源股份有限公司	南京鼓楼国际服务外包产业园能源站，撬装式水地源热泵技术应用。
12	南京河西远大能源服务有限公司	冬夏双高效建筑空调系统技术应用。
13	南京通达城镇基础设施开发有限公司	间歇模式下冬夏双高效建筑空调系统技术应用。
14	江苏能恒置业有限公司	间歇模式下冬夏双高效建筑空调系统技术应用。
15	恒通建设集团有限公司	间歇模式下冬夏双高效建筑空调系统技术应用。
16	镇江市润达房地产开发有限公司	间歇模式下双高效空调系统负荷控制与优化技术应用。
17	无锡中节能建筑能源有限公司	撬装式水地源热泵装备以及冬夏双高效建筑空调系统应用。
18	青岛星海湾置业有限公司	建筑辐射冷暖及生活热水一体化技术应用，节能环保效益显著。
19	南京河西新城区管委会	建筑辐射冷暖及生活热水一体化技术应用，节能环保效益显著。
20	南京天加环境科技有限公司	新型热泵冷暖双高效关键技术应用。
21	江苏省建筑集团工程有限公司	新型低碳装配式建筑智能化建造成套技术及其应用。
22	中设设计集团股份有限公司	新型低碳装配式建筑智能化建造成套技术及其应用。
23	南京思丹鼎建筑科技有限公司	新型低碳装配式建筑智能化建造成套技术及其应用。
24	南京长江都市建筑设计股份有限公司	新型低碳装配式建筑智能化建造成套技术及其应用。

图10部分工程项目现场展示