北京工业大学联合多家单位开展了太阳能相变蓄热日光温室技术体系研究与应用的攻关研究。传统日光温室的最大“瓶颈”问题——建筑热工设计理论与方法不完备、机械化作业大空间与高能耗相互制约、全被动式能源利用方式难以满足温室环境精细化调控需求的问题已基本解决。实现指标：较传统日光温室，单栋日光温室土地利用率提高30%以上，越冬生产经济价值高喜温果菜作物产量提高20%以上，相关技术累积推广面积达1775亩。

（1）建立了日光温室建筑热工设计新理论，提出了适应地域气候、低能耗高效生产的高性能日光温室建筑设计新方法及技术；

（2）发明了高性能GH-20水泥基复合相变蓄热材料及制备成型工艺与工业生产技术；3）发明了系列适应于日光温室的高性能多曲面聚光、多管集热槽式太阳能空气集热器制备及工业生产技术；

（3）基于研发的相变蓄热、聚光型空气集热、墙体通风技术，构建了适应地域气候的日光温室设计技术体系，破解了北方地区传统日光温室冬季太阳能保证率低、无法满足喜温果菜生产热环境的“瓶颈”。示范工程应用结果表明：温室热环境保障率提高60%以上，耕地资源利用率提高30%以上，冬季番茄、黄瓜等喜温果菜产量提高20%以上。

研究成果先后在北京、新疆、天津、河北、山东、内蒙、宁夏农业园区示范应用。工程实践结果表明，越冬生产黄瓜，在宁夏地区最低室外温度-23.4℃时，室内最低温度达到9℃以上，保证了黄瓜的越冬生产，产量提高了12%；升级改造温室内最低温度达到12℃以上，产量提高20%以上。与传统日光温室相比，河北地区新建日光温室在栽培面积保持不变的条件下，采用新型柔性墙体材料、模块化组装、高空间，其建造成本为传统温室成本的2/3；提出的大跨度可变空间日光温室建筑设计原理与优化设计方法，耕地资源利用率提高30%以上；单栋投影面积减少了30%；北京、天津地区越冬生产番茄、西瓜的开花期、坐果期提前了数天，成熟期提前了约2周，产量提高20%~30%。研究成果还辐射应用到了低能耗混凝土预制构件生产行业，在河北混凝土预制构件生产的应用，太阳能保证率达到20%以上、节能降耗30%以上。近三年，项目成果累计推广面积超过20万㎡；完成单位以及其他应用单位新增销售额达18283.74万元、新增利润为2705.99万元。

第一完成人：陈超，女，教授，主要从事暖通空调、 建筑热能方面的研究。曾获中国可再生能源学会科学技术一等奖、军队科学技术进步二等奖、第八届北京发明创新金奖、第十一届中国农业园区论坛农业园区推荐产品精品奖。主导并对项目的全过程进行策划、设计与实施，包括示范工程的建设。

第二完成人：郑宏飞，男，教授，主要从事太阳能热利用方面的研究。曾获2015年获教育部科技发明二等奖，排名第一。创新发明了镜像焦点重叠式可变向平行光能流密度倍增器和槽式顺向聚焦轴向传光太阳能聚光器，领导完成了新型离轴多曲面太阳能聚光器的设计和工业化生产，领导了多曲面太阳能聚光空气集热器与土壤储热系统结合在农业工程中的推广应用。

第三完成人：焦庆影，女，副教授，主要从事物理化学方面的研究。基于物理共混法，通过机械搅拌方法，提出了利用石蜡类物质作为贮热材料、交联高密度聚乙烯作为主要支撑材料，膨胀石墨与SBS共同作为包封材料，膨胀石墨同时改善材料的导热性能的复合定形相变材料的制备工艺方法。结合工程应用需要，协助研究团队完善了复合定形相变材料的工业生产技术体系。

第四完成人：周增产，男，教授级高级工程师，主要从事设施农业工程方面的研究。曾获：1) 2017年获得国家科学技术进步二等奖“高光效低能耗LED智能植物工厂关键技术及系统集成”，证书编号2017-J-251-2-03-R04; 2)2016年获得北京市科学技术二等奖“智能植物工厂能效提升与营养品调控关键技术研究与应用”，证书编号2016农-2-002-03; 3)2005年，获得国务院授予的“政府特殊津贴专家”荣誉称号。4)2015年，获得北京市人民政府授予的“北京市劳动模范”荣誉称号。设计研发了轻简保温隔热墙体、新型相变储能系统，创新性实现了日光温室前屋面角、脊高与跨度的最优设计，采用了大跨度设计，集成构建了适应地域气候的新型节能日光温室，在北京示范应用，并辐射推广至河北、内蒙古、陕西等地。

第五完成人：谢静超，女，教授，主要从事暖通空调方面的研究。探究了不同太阳辐射强度下相变围护结构动态蓄放热规律，把可用相变潜热纳入到温室环境营造体系。

第六完成人：薛鹏，男，教授，主要从事建筑节能方面的研究。通过实测方法探索了太阳光谱功率密度分布的变化规律，结合光谱选择性材料的特征，建立了基于光谱信息的二次传热计算方法。

近三年，完成单位以及其他应用单位新增销售额达18283.74万元、新增利润为2705.99万元。其中，河南宇锐化工科技有限公司新增销售额10590万元、新增利润1257万元；北京京鹏环球科技股份有限公司新增销售额6000万元、新增利润960万元；北京金福腾科技有限公司及其他非完成单位新增销售额1693.74万元、新增利润488.99万元。

本项目实施过程，指导毕业博士生13人、硕士生30人；其中4位博士生先后在博士论文研究方向获得国家自然科学基金资助。培养人才中多数已成为本领域的学术带头人或骨干。累积培训农业专业技术骨干近44人、培训农民3760余人次，辐射带动了周边农户增加收入，降低了设施农业生产过程中的能源消耗，经济效益及环境效益巨大。

通过技术实施，预计每亩日光温室可增加太阳能得热量240MJ/（亩·日），相当于减少标准煤耗量8.27kgce/（亩·日）；若推广10000亩，可减少冬季标准煤消耗9624 tce /年、减少CO2排放量24512 tCO2/年、减少SO2排放量198 tSO2/年、减少粉尘排放量100 t/年。

希望与相关企业进行合作，降低农业园区日光温室建造成本、提高生产效率，并带动周边农户增加收入。