美国能源部资助创新建筑技术开发及实践

作者: 2020-12-16 10:33 来源:
放大 缩小
 

925日,美国能源部(DOE)发布建筑能效前沿与创新技术BENEFIT2020年资助机会公告[1],计划投入8000万美元开发创新技术改进建筑设计、材料、设备和运行,以提高建筑物和电网需求灵活性,助力建立更为灵活的未来能源系统。本次资助重点关注两大主题领域:建筑技术研究、开发和现场验证;先进建筑施工技术。

一、建筑技术研发和现场验证

开发和验证具有高影响力、价格合理的建筑技术,可提高能源生产力、灵活性、安全性和弹性,同时不会影响舒适性。重点关注:

1、推进高效建筑能源技术的创新制造和报废处理。该子主题开发的技术将更有效制造与建筑能源使用相关的设备和产品。

2、储热技术的研发和现场验证。开发材料、设备和系统等用于建筑的储热技术,包括:低成本、高性能储热材料,如水合盐或其他低成本相变材料(PCM)、新型热化学材料(TCM)及其组合;动态可调节储热材料,可按需快速调整转变温度和/或其他性能指标,以优化利用储热容量、节约能源以及灵活地减少和转移建筑负荷;利用建筑结构中的显热热能存储进行按需储热和放热以显著减少加热和冷却负荷,并提供按需负荷转移和释放的新型主动方法;通过系统创新以增强建筑物储热性能并降低成本。

3、供热、通风和空气调节的研发和现场验证。开发和验证高能效非蒸气压缩或燃料驱动的设备,此类设备具备如下优点:可灵活运行以提供需求灵活性服务;使用现成可用的材料;减少用水量;尺寸和/重量低于现有的高效设备。

4、制冷、水加热的研发和现场验证。开发制冷技术,减少制冷设备的能耗和成本,同时提高需求灵活性和对供电中断的抵御能力;开发热泵解决方案,包括电力和燃料驱动解决方案,其重点是开发新型技术或使初期成本降低30%以上的技术。

5、供热、通风、空气调节和制冷的集成以及水加热技术的研发和现场验证。开发创新的供热、通风、空气调节和制冷(HVACR)集成技术,以推动最新的能源级联技术;开发将一个过程的废热用于另一过程供能的技术(系统到系统或建筑物到建筑物)。

6、电器研发与现场验证。开发创新技术,减少住宅和商业建筑中设备的能耗,包括:先进制冷压缩机设计,包括非蒸汽压缩循环;先进炊具、通用厨房用具、洗碗机和洗衣设备;高效抽油烟机(捕集率0.8及以上);回收及转移能源和水的集成设备。

7、照明技术的研发和现场验证。平台技术开发,通过研发增进对器材和器件的理解,提高LED封装/模块/面板性能,解决LED绿光能隙、光效下降、出光效率、光分布等问题。新的平台技术应具有可扩展性,并尽量减少使用关键材料。改进照明系统与建筑物的集成,如:通过使用直流电源、微电网和储能,改善照明与建筑物的电气集成;将电气照明与建筑结构进行新颖的建筑集成,以最小化成本、复杂性、维护、与其他技术交互的障碍和/或提高照明效率;在保证照明性能的情况下,通过制造创新提高照明产品和过程的能源生产率和/或实现照明的循环经济;开发具有广泛互操作性的新型照明控件、传感器和/或通信技术,可减少照明能耗,管理或优化照明能源的使用,提高能源生产率。通过高效照明创新,提高特定照明应用的光传输效率、光谱效率和/或整体生产率。照明科学研究,包括:了解人类对光的反应以改善健康、保健和生产力,包括但不限于颜色辨别力、眩光和时间光伪影;了解和优化照明效率,包括为不同照明功能定义最佳照明条件。

8能源和需求数据的建模和分析。开发新型或改进方法,对建筑物、建筑物资产组合和社区中的能源使用进行建模和分析,涵盖数据收集、管理和分析,针对新建或现有建筑生命周期任何阶段的能效和需求灵活性。

9、全面电力负荷优化。通过研究、开发和现场验证,减少供热、通风、空调、照明、水加热和制冷的最终用途相关的电负荷,包括来自电力和电子器件(例如办公设备、电视和电池充电器)的插电负荷,以及来自安全系统和自动扶梯等的硬负荷。

二、先进建筑施工技术

开发和验证高影响力技术,尤其是建筑围护结构,以及用于房屋和便携式教室的方法。重点关注:

1、量产高效的预制房屋和便携式教室。开发创新方法降低改造常规工厂批量生产高效的预制房屋和/或便携式教室的商业风险,包括使用自动化、机器人技术和其他方法来提高制造生产率,整合高效技术并以具有竞争力的成本交付高性能的结构。

2、建筑围护结构的研发和现场验证。开发和验证高性能建筑技术,减少建筑围护结构不透明部分(墙壁、屋顶、地基和渗透)以及高性能窗户的建筑能耗,包括:开发低成本、高效窗户;开发低导热率绝缘材料;先进的机器人技术、工具和改造方法。

3、先进技术的先进劳动力培养。开发课程、工具和其他资源,将前沿节能技术集成到专业认证和继续教育中。                 (岳芳)



[1] Department of Energy Announces $80 Million for Innovative Building Technologies and Practices. https://www.energy.gov/articles/department-energy-announces-80-million-innovative-building-technologies-and-practices

附件: