范蕊老师团队隶属于同济大学建筑与城市规划学院。多年来，团队先后承担并完成多项国家级、省部级及企业项目，研究内容包括低碳城区建筑能源利用、土壤源热泵利用技术以及建筑节能与新能源利用等方面，并取得了卓有成效的研究成果，作为项目负责人完成或在研国家自然科学基金、国家自然科学基金青年项目、教育部职业院校教师素质提高计划、省部级项目等，累计发表学术论文60余篇，其中SCI/EI检索10余篇，出版学术著作及标准7部，申获专利2项，获华夏建设科学技术一等奖等奖励。

        团队已毕业多名研究生，团队科研气氛浓厚，师生相处融洽，定期举行组内学术讨论会。导师非常注重研究生与本科生的教育培养，积极制定学生的培养计划。此外，本团队注重团队培养建设，组织集体活动，业余生活丰富。

        目前主持一项国家自然科学基金面上项目（基于不确定性的集成低品位能源总线系统运行机理与多目标优化研究，项目编号：52078356），项目针对能源总线系统不确定性开展机理、模型、优化以及成套应用技术的研究，将有助于低品位能源技术应用于区域供冷供热系统，减少城市和乡村燃煤供暖造成的碳排放问题，有效解决传统能源转型所面临的问题，加快推进供暖电气化进程，并帮助政府有计划高效率地实现区域能源系统的节能减排目标。

一、项目摘要：

        面向全球能源革命、低碳可持续发展以及中国快速的城镇化进程，区域能源系统品位对应 、多能互补等特点都使其成为建筑供冷供热的必然选择，科学有效集成低品位能源是区域能源 系统进一步提高可再生能源利用比例与能效的主要瓶颈。能源总线系统是集成利用低品位能源 的有效解决途径，但缺乏理论支撑与成套技术方案。本项目围绕集成低品位能源总线系统的不 确定性、耦合机理与运行优化等科学问题开展研究：解析能源总线系统源网荷储不确定性，研 究能源总线系统模型要素与作用机理；应用区间理论表征源网荷储不确定性，基于不确定性建 立多源互补融合模型与总线系统耦合模型，对系统能量水平、温度波动等主要性能进行度量； 针对运行经济性、环境效益、用户舒适性、系统稳定性，搭建基于区间理论的多目标优化模型 和联合仿真平台，进行参数敏感性分析，形成技术指南关键要素和参数。研究成果将丰富未来 区域建筑能源系统低碳化和智慧化所需基础理论和技术解决方案。

二、研究内容

        本项目将以机理解析、模型建立、仿真应用为主线，从能源总线系统模型要 素与作用机理、基于不确定性的能源总线系统耦合模型、基于区间理论的能源总 线系统多属性多目标优化、典型应用场景联合仿真与技术指南几方面开展研究：

（1）能源总线系统模型要素与作用机理研究

        · 能源总线系统概念模型与作用机理

        · 源网荷储不确定性因素及耦合机理研究

        · 能源总线系统多属性多目标体系研究

        · 运行机理的区间理论分析

（2）基于不确定性的能源总线系统耦合模型的建立

        · 基于不确定性的源侧出力建模

        · 基于不确定性的负荷预测建模

        · 基于不确定性的能源总线管网（含储能）能量水平建模

        · 基于区间理论的源网荷储耦合机理建模

（3）基于区间理论的能源总线系统多属性多目标优化建模

        · 多元优化目标函数设计

        · 多属性多目标优化的区间理论分析

        · 多属性多目标优化模型建立及求解

        · 基于优化模型开展参数组合优化

（4）典型应用场景联合仿真与技术指南

        · 场景应用验证模型

        · 能源总线系统联合仿真平台参数敏感性分析

        · 形成技术指南的要素与关键参数

三、研究目标

        本课题旨在基于不确定性开展集成利用低品位能源的能源总线系统运行机 理和多目标优化研究，探索源网荷储不确定性及影响要素，系统分析能源总线耦 合机理、拓展低碳区域能源系统协调研究领域，利用仿真优化平台解析关键要素 和参数，为未来低碳能源系统低品位能源规模化利用提供理论基础和技术支持。

[1]国家自然科学基金面上项目“基于不确定性的集成低品位能源总线系统运行机理与多目标优化研究，52078356”，项目负责人；

[2]国家自然科学基金青年项目“基于土壤热平衡问题的土壤源热泵理论和实验研究（50806052）”， 项目负责人；

[3] 教育部项目： “建筑环境与设备工程专业职教师资培养包开发”（职业院校教师素质提高计划（VTNE041），项目负责人；

[4] 上海市科委科技攻关计划（13dZ1203103）“浅层地热能地下传热机理及运行优化研究”，项目骨干；

[5]  国家科技支撑计划课题“崇明低碳经济产业发展模式、关键技术集成应用与示范研究”子课题“崇明低碳能源关键技术研究（2009BAC62B02）”，项目骨干

[6]      国家科技支撑计划课题（2009BAC62B03）“崇明低碳经济发展关键技术研究与集成应用示范”，项目骨干

[7]     四川省科技基础条件平台项目（18PTDJ0052）——四川省节能环保创新服务平台，项目负责人

[8]     郑州中物房地产开发有限公司项目（KJY-2018-016）——郑州科技产业园绿色生态园区建设咨询服务合同，项目负责人

[9]     赫德双语学校空调系统故障诊断及节能改造（上海、宁波、北京三个校区），项目负责人

[10]      美国国家自然资源保护委员会（230252）“先进建筑节能技术发展和应用的激励政策分析”，项目负责人；

[11]     新奥能源服务有限公司(113114)“肇庆新区低碳发展规划”项目，项目负责人；

[12]     06青年优秀人才培养行动计划“土壤源热泵热渗耦合理论及应用研究”，项目负责人；

[13]     同济大学2009年度校优青资助“土壤源热泵系统运行策略研究”，项目负责人；

[14]     横向合作项目“中鼎豪园”住宅小区集中供冷（热）及卫生热水收费标准咨询报告, 项目负责人；

[15]     上海市政府间国际科技合作项目“上海虹桥商务区低碳城市建设评价指标研究”（10230712300），项目骨干

[16]     建设部项目浙江省安吉县“安吉低碳发展行动计划”，项目骨干；

[17]     上海市科委攻关项目（09DZ1200802）“临港新城低碳综合社区建设技术导则及方案研究”，项目骨干

[18]     上海市科委科技攻关项目“生态城镇建设技术导则——可持续能源高效利用技术导则”（08DZ1205705），项目骨干

[19]     香港理工大学“关于楼宇设施行业发展的国际比较研究”，项目骨干

[20]     美国能源基金会“Researchon guide of community building energy planning in developing of low-carbonhabitat(G-0805-10156)”，项目负责人

[21]     建设部住宅产业化促进中心“上海市执行节能标准工作的评估及经验推广(UNDP项目B包子合同B11分项)”，项目骨干；

[22]     建设部“政府办公建筑与大型公共建筑能效公示管理办法”， 项目骨干；

[23]     科技部“十一五”科技支撑重点项目“城镇绿地生态管控关键技术研究”（2008BAJ10B05-04），项目骨干；

[24]     英国WSP咨询公司委托项目“崇明陈家镇中心城区LEED-ND认证绿色技术咨询”，项目骨干；

[25]     上海市浦东新区张江高科技园区中区能源中心项目—暨地源热泵能源总线系统设计，项目骨干。

（A）发表论文（按时间倒序）

1)       Ting Bu, Rui Fan, Bin Zheng, Kexin Sun, Yibing Zhou. Design andoperation investigation for the fifth-generation heating and cooling systembased on load forecasting in business districts. 294 (2023) 113243, Energy& Buildings (SCI检索)

2)       YibingZhou, Rui Fan*, Kexin Sun, Ting Bu, Bin Zheng. Performance Analysis andOperation Optimization of Energy Bus System for Residential Community in theDownstream of Yangtze River. COBEE Montreal 2022

3)       FANRui*,LI Yue, BU Ting, SUN Kexin, ZHOU Yibing, SHI Jie, ZHANG Xinyu. Comparativestudy of solar hot air heating systems with phase change materials in plateau areas.224 (2020) 110265, Energy andBuildings. (SCI检索)

4)       周亿冰，范蕊*，步婷，孙可欣. 住宅能源总线系统多元匹配与控制策略仿真分析.[J]. 建筑科学, 2022, 38(6): 150-159.

5)       孙可欣, 范蕊*, 步婷,等. 夏热冬冷地区办公建筑用能源总线系统夏季运行特性研究[J]. 建筑科学,2022, 38(4): 26-36.

6)       步婷, 范蕊*, 孙可欣,等. 基于机器学习算法的区域建筑负荷预测建模研究[J]. 建筑科学,2022, 38(4): 85-96.

7)       周亿冰，范蕊*，步婷，孙可欣. 住宅能源总线系统运行特性研究分析. 建筑科学, 2021, 37(2): 87-96.

8)      龙惟定，白玮，范蕊，梁浩，刘魁星. 疫情之后:能源总线与第5代区域供热供冷系统的发展. 暖通空调,2020(10), 1-13，优秀论文

9)      Rui Fan ,Yan Gao, Yiqun Pan, Yingqi Zhang. Research on cool injection and extractionperformance of borehole cool energy storage for ground coupled heat pump system.11（2015）,35-44，Energy andBuildings.(SCI检索)

10)   Rui Fan, Yan Gao, Li Hua, Xiaoxi Deng, Jie Shi. Thermalperformance and operation strategy optimization for a practical hybridground-source heat-pump system. Energy and buildings. 2014, 78: 238-247（SCI检索）52次

11)   Yan Gao, QunliZhang, Rui Fan, XinXing Lin, Yong Yu. Effects of thermal mass and flow rate on forced-circulation solar hot-water system: comparison of water-in-glass and U-pipe evacuated-tube solar collectors.Solar energy. 2013（SCI检索）55次

12)    GAOYan, FAN Rui, ZHANG Qun-li, J. J. ROUX. Building dynamic thermal simulation of low-ordermulti-dimensional heat transfer. J. Cent. South Univ. (2014) 21: 293−302（SCI检索）

13)    Y.Gao, R. Fan, X.Y. Zhang, Y.J. ANb, M.X. Wang, Y.K. Gao, Y. Yu. Thermal performanceand parameter analysis of a U-pipe evacuated solar tube collector. Solar Energy.107 (2014) 714–727. （SCI检索）47次

14)   范蕊，李玥等. 中国西部高海拔地区空气式蓄能地板性能研究. 建筑科学, 2019年12月

15)   李玥，范蕊，肖洪海. 中国西藏地区太阳能采暖系统优化研究. 建筑科学, 2019年2月

16)    范蕊, 李玥, 董琇. 西部高海拔地区空气式蓄能型太阳能采暖系统特性分析. 建筑科学, 2018年12月

17)   范蕊， 陈旭，马宏权，龙惟定. 滩涂水岸环境下地埋管换热影响因素回归分析，太阳能学报，2013，34（6）：839-845（EI检索）

18)   Rui Fan, Yan Gao, Weiding Long. The coupled heatconduction & advection model for ground heat exchanger and its applicationfor utilizable resource amount calculation in soil. ADVANCES IN INDUSTRIAL AND CIVIL ENGINEERING.2012. 594-597: 2201-2209（EI检索号：20125115820716）

19)   龙惟定，范蕊，梁浩. 城市节能,暖通空调. 2012.42（02）：1-9

20)   龙惟定,梁浩,范蕊,张峰. 中国城市化进程中的规划节能问题[J]. 建筑科学, 2012,(06) .

21)   花莉,潘毅群，范蕊，黄治钟. 基于TRNSYS的土壤源热泵热平衡问题的影响因素分析. 建筑节能，2012,04

22)   龙惟定，范蕊，梁浩. 城市节能,暖通空调. 2012.42（02）：1-9

23)   高岩，陈艳红，范蕊，张昕宇，安玉娇. 太阳能集热器容水量对热系统性能影响的研究. 太阳能学报. 2012,03(33):374-379（EI检索）

24)   范蕊, 张改景, 龙惟定. 浅层土壤蓄热层资源量计算分析，哈尔滨工业大学学报，2012，04：111-115（EI检索号：20122415111594）

25)    Yan Gao, Rui Fan etc.. Thermal performanceimprovement of a horizontal ground-coupled heat exchanger by rainwater harvest.Energy and Buildings. Volume 110, 1 January2016, Pages 302-313 (SCI检索)

26)   Song Yingqian,Fan Rui, Long Weiding. Experimental research on performance of Water-CooledVRF system in winter in Shanghai. Advanced Materials Research, 2011,243-249:4891-4898 (EI检索号：20112314045714)

27)   Regressionanalysis on influence of various factors on heat transfer of vertical groundheat exchanger. 10th IEA Heat Pump Conference 2011, May, Tykyo, Japan.

28)   范蕊，高岩，陈旭，龙惟定. 基于热平衡的土壤源热泵系统特性分析, 同济大学学报(EI检索号：20111713935825),2011.39（2）：282-286

29)   花莉,范蕊，潘毅群，黄治钟. 复合式地源热泵系统的回顾与发展. 制冷与空调. 2011. 25(5): 518-525.

30)   Rui Fan, YanGao,etc.. The influence of soil heat imbalance on ground-coupled heat pump systemand strategy, ASME International Mechanical Engineering Congress & Exposition,2010.11（EI检索）

31)   高岩，范蕊，赵立华. 多维传热的传递函数方法的建筑热模拟应用. 暖通空调. 2009，39(8): 48-50

32)   Rui Fan,Yiqiang Jiang, etc..Theoretical study on the performance of an integratedground-source heat pump system in a whole year. Energy, Volume 33, November2008, Pages 1671-1679（EI检索号：20083911602176；SCI检索号：000260750100009）

33)   Rui Fan,Yiqiang Jiang, etc.. A Study on the Performance of a Geothermal Heat Exchangerunder Coupled Heat Conduction and Groundwater Advection. Energy, Volume 32,Issue 11, November 2007, Pages 2199-2209（EI检索号：20073710809848；SCI检索号：000250370500016）

34)   陈 旭，范 蕊，龙惟定，马宏权. 竖直地埋管单位井深换热量影响因素回归分析. 制冷学报. 2010，31(2): 11-16                   

35)   陈 旭，范 蕊，龙惟定，张改景. 竖直U型地埋管换热器单因素敏感性分析. 暖通空调, . 2010，40（2）:112-115

36)    范蕊，马最良. 土壤蓄冷与热泵集成系统全年连续运行特性分析. 暖通空调. 2008, 38(10):18-24

37)   范蕊，马最良等. 地下水流动对地下埋管换热器影响的实验研究. 太阳能学报. 2007，Volume 28， issue 8，874-880 （EI检索号074210875020）

38)   Fan R, MaZliang, etc..Elementary Analysis of Influence of Groundwater Advection on Performanceof Geothermal Heat Exchanger through Experiment. The 22nd InternationalCongress of Refrigeration, 2007

39)   范蕊，马最良.热渗耦合作用下的地下埋管换热器传热分析.暖通空调. 2006，36(2): 6-10

40)   范蕊，马最良.地下埋管换热器传热模型的回顾与改进.暖通空调.2006，36(4):25-29

41)   范蕊，马最良.双功能地下管群换热器的管间距分析.建筑热能通风空调.2006，25(1) :11-14

42)   范蕊，马最良.地下水流动对地下管群换热器传热的影响分析.太阳能学报.2006，27(11) :1155-1162 （EI检索号：070610414681）

43)   姚杨，李斌，范蕊等.热渗共同作用下的地下换热器的初步实验研究.全国暖通空调制冷2006年学术年会文集，中国建筑工业出版社出版（优秀论文）

44)   赵立华，刘欣彤，范蕊. 采暖居住节能建筑能耗评估软件的开发. 建筑节能，2006，34（2）：44-46

（B）参编著作标准

1)      实用新型专利“多源集成供能能源总线系统”，ZL201120573406.6，2012-09-05

2)       实用新型专利“一种供热供冷系统”，ZL 2022 2 2699459.8，2022-10-13             

3)       国家标准“太阳能供热采暖工程技术标准” GB50495-2019，2019-12-1

4)      上海市工程建设规范“地源热泵系统工程技术标准”DG/TJ08-2119-2021 J12325-2021

5)       福建省工程建设地方标准“福建省装配式建筑碳排放计算标准和分析方法”，2022年，同济大学主编

6)       中国材料与试验团体标准委员会CSTM 标准《既有建筑节能改造碳排放计算标准和分析方法》，2022年

7)      《空调工程案例设计》教材,同济大学出版社，主编，2022年出版

8)      《低碳城市的区域建筑能源规划》 中国建筑工业出版社，2011年，十二五重点图书

9)      《建筑能源管理与节能》教材 中国建筑工业出版社，2010年；

10)   《建筑节能》，中国建筑工业出版社，2022年；

11)   《热泵技术应用理论基础与实践》教材 中国建筑工业出版社，2010年。