21 世纪是地下空间的世纪,地下空间是轨道交通工程、国防和人防工程、水电站、矿井工程等重大工程对象的重要载体。热湿环境不仅影响地下空间人员舒适、健康,而且关系到设施的正常运行和人身安全;对于国防和人防工程,传统的热湿环境保障技术破坏工程伪装效果,从而影响工程本体和重要指挥员的安全。火灾对于地下空间更为重要,由于逃生和救援困难,火灾的发生将造成生命和财产重大的损失。火灾烟气控制中温度场是重要因素,热湿环境控制与火灾安全是地下空间环境控制领域紧密相关的两个关键内容。
由于结构复杂、体量巨大、功能综合,地下空间热湿环境和火灾安全系统面临热湿传递解耦、动态性能准确评估与高效控制、系统可靠性要求高等难点与挑战。历时16年的研究期间内,在15项国家级、28项省部级科研项目和75项重点工程项目的持续资助下,从基础理论、关键技术、产品开发和工程应用四个层面深入研究,取得了一系列创新性成果。
创新点1:揭示了复杂热湿边界与内部动态扰动耦合作用下的地下空间热湿环境形成机理与火灾烟气扩散规律,发展了地下空间热湿环境与火灾烟气扩散的传热流动基础理论。
创新点2:提出了一系列地下空间热湿环境控制方法,破解了环控系统能耗巨大、可靠性要求高、工程伪装的难题。
创新点3:研发了地下空间火灾烟气控制技术和应急状态空气环境保障装备,解决了地下空间火灾安全和应急保障的难题。
应用领域:成果已广泛应用于轨道交通工程、水电站、国防和人防工程、矿井工程等领域,取得了巨大的社会效益。在轨道交通领域,直接应用我国31个轨道交通工程的特长隧道火灾救援站、地铁复合屏蔽门环控系统、城市山岭地铁环控系统、顶部开孔地铁自然通风系统等环控系统,带动了轨道交通环控与安全保障系统新技术的研发与应用;在水电领域,成果已成功应用于总装机容量超过5000万KW的26个大型、特大型地下水电站,为确保电站可靠运行和节能发挥了重要作用;在防护工程领域,成果已成功应用于50多个各级重要防护工程,发挥了重要的军事应用价值;在煤矿安全生产方面,为我国671个煤矿提供了重要的应急救援系统。该成果先后获得了四川省科学技术进步奖一等奖两项,项目名称分别为“相变储能技术研究及其在建筑节能与飞行器热安全领域的应用”和“地下空间热湿环境与安全关键技术及应用”。
知识产权情况:该项目获得了18项国家专利,其中发明专利7项。主编国家工程建设标准、行业标准各1部,培养了一批高素质创新型专业人才。在太行山隧道、成都地铁1号线南延线、小湾水电站、重要指挥防护工程等项目中得到直接应用。
形成了国家标准、行业标准、地方标准为主要内容的标准体系,规范了地下空间环境控制行业的健康有序发展。
项目组主编标准共计8 项,其中国家标准1 项,行业标准2 项,协会标准2项,四川省工程建设地方标准3 项,标准涉及相变储能等建筑节能技术、地下建筑环境保障等方面。其中,节能量的认定一直是建筑节能新技术推进的难点,主编的国标《建筑合同能源管理节能效果评价标准》(GB/T 51285-2018)规范了热湿环境控制技术节能效果的评价方法。相变材料应用于建筑的技术瓶颈是如何保证在建筑的使用周期内稳定运行,《建筑用相变材料热可靠性测试方法》(JG/T 534-2018)是相变材料应用于建筑领域的第一部行业标准,建立和规范了热可靠性测试方法。
技术水平:国际领先。
技术成熟度:熟化阶段。
团队简介:
成果完成人简介:袁艳平,二站博士后,教授,博士生导师,西南交通大学机械工程学院副院长,建筑环境与能源应用工程系主任,四川省绿色人居环境控制与建筑节能工程实验室常务副主任,四川省制冷学会秘书长。入选教育部新世纪优秀人才、四川省学术和技术带头人、四川省杰出青年学科带头人培养计划,建筑环境与能源高效利用四川省青年科技创新团队和四川省建筑节能与绿色建筑2011协同创新中心负责人。主编国标1部,行标2部;近5年以第1作者或通讯作者身份发表SCI收录论文67篇,ESI高被引论文5篇,ESI热点论文1篇。目前为3本SCI收录国际期刊的副主编或编委,先后为9本SCI特刊的客座编辑;获得四川省科技进步一等奖2项(均排名第1)。