一、课题来源与背景：在新时期国家绿色发展战略与碳达峰、碳中和目标下，大力发展绿色低碳建筑成为社会共识及国家“十四五”期间科技工作重点领域。目前我国建筑能耗约占社会总能耗22%，建筑能耗增长速度已超过建筑面积增长速度，其中公共建筑的能耗强度和总量增长速度最快，并普遍存在能耗高（为普通住宅建筑能耗强度的5~10倍）、室内环境质量差（存在冷热失调、空气品质差）等突出问题。针对公共建筑墙体隔热性能不高、遮阳形式单一、热湿环境营造能效低等问题，项目组从建筑围护结构被动调节、室内热湿环境主动调控两个方面，针对高性能墙体隔热技术、可变遮阳技术、高能效空调系统设计与运行优化等三项关键技术开展了系统研究工作。

    二、技术原理及性能指标： 1. 创新超级隔热技术及墙体动态性能预测优化方法。针对夏热冬暖地区公共建筑墙体空调负荷大的问题，发明无机晶须复合气凝胶隔热材料，相比同厚度常规隔热材料性能提高1.1~2.6倍；针对超低导热系数特征，构建热阻非均匀分布墙体的热工动态性能快速预测模型，发展仿生粒子群全局优化方法，使墙体热流降低39%、温度振幅衰减52%。经检测项目气凝胶隔热材料导热系数0.015W/m·K，较国外同类技术指标提升30%。 2. 创新了温致相变玻璃与自动调节可变遮阳技术。针对太阳辐射强、公共建筑玻璃面积大的问题，发明掺钨氧化钒热致相变玻璃，红外辐射穿透比16%~74%可变，低穿透比状态较中空玻璃内表面温度降低21%；研发了具有超低传热系数（K=1.2 W/（m2·K））和遮阳系数（SC=0.51）的气凝胶建筑玻璃，拟合出建筑玻璃性能的无量纲准则数关联式；针对大面积玻璃屋面，开发了基于太阳辐射强度实时监测的系列自动调节遮阳装置，玻璃屋面下部空间温度降低5.9℃、建筑空调能耗下降6.7%。 3. 创新了高能效空调系统设计与运行优化方法。针对夏季湿负荷大与处理能效低的问题，发明冷冻水梯级利用温湿度独立调节空调系统，较热湿耦合系统能效提升23%；建立了冷负荷预测模型。

    三、技术的创造性与先进性。 本项目取得了如下创新性成果： 1. 创新超高性能建筑墙体隔热技术。针对夏热冬暖地区公共建筑墙体空调负荷大的问题，发明无机晶须复合气凝胶隔热材料，相比同厚度常规隔热材料性能提高1.1~2.6倍；针对夏热冬暖地区气候动态变化引起的建筑墙体非稳态传热过程，基于集总参数法建立了简化的热阻-热容模型；针对超低导热系数特征，构建热阻非均匀分布墙体的热工动态性能快速预测模型，发展仿生粒子群全局优化方法，使墙体热流降低39%、温度振幅衰减52%；发展了超高性能建筑围护结构高效优化方法。经检测项目气凝胶隔热材料导热系数0.015/m·K，较国外同类技术指标提升30%。 2. 研发温致相变玻璃与自动调节可变遮阳技术。针对太阳辐射强、公共建筑玻璃面积大的问题，发明掺钨氧化钒热致相变玻璃，红外辐射穿透比16%~74%可变，低穿透比状态较中空玻璃内表面温度降低21%；针对大面积玻璃屋面，开发自动调节遮阳装置应用于大面积采光玻璃屋面，玻璃屋面下部空间温度降低5.9℃、建筑空调能耗下降6.7%，显著改善室内热环境、降低空调能耗。 3. 创新了建筑环境高能效调控方法。针对夏季湿负荷大与处理能效低的问题，发明冷冻水梯级利用温湿度独立调节空调系统，较热湿耦合系统能效提升23%；建立了冷负荷预测模型，提出了基于不确定性分析的冷水机组群控鲁棒增强方法，融合双线性反馈方法、增益规划和鲁棒预测控制策略，开发了变风量末端设备的LMI（线性矩阵不等式）鲁棒预测控制技术，大幅提高冷水机组和末端设备的控制稳定性和节能能力。 经国内外查新，未见国内外有集成本委托项目技术特点的文献报告，该研究成果具有新颖性。

    四、技术的成熟程度，适用范围和安全性： 项目热湿环境调控关键技术列入国家发展改革委员会《国家重点节能低碳技术推广目录》（2016年本节能部分），获广东省高新技术产品，核心技术专利获中国专利优秀奖（2020年）。适用于夏热冬暖地区公共建筑，可显著提升该气候区建筑围护系统与环境营造节能技术水平。

    五、应用情况及存在的问题： 项目成果已成功应用于在广东、广西等夏热冬暖地区公共建筑工程：应用于广州白云机场T2航站楼、广州周大福金融中心（东塔）、广州唯品会总部大厦、深圳华为研发实验室大楼等夏热冬暖地区百余项公共建筑（应用面积650万平米），实现年节能30万吨标准煤、减排20万吨二氧化碳，近三年新增产值13.1亿元、利润0.95亿元，取得了显著经济效益和节能减排社会效益，有效提升夏热冬暖地区公共建筑节能减碳技术水平，对推动建筑业可持续发展与生态文明建设具有积极意义。 存在的问题：无。

    六、历年获奖情况： 项目执行期间，获授权专利17件（其中授权发明专利12件），计算机软件著作权3项；发表研究论文56篇（其中SCI/EI检索32篇）；参编标准规范5部；形成省级工法2部；成果获中国专利奖2项（2017年、2020年）、鲁班奖（2013年）、三星级绿色建筑设计标识（2015年）、LEED金奖（2019年）等奖项。