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从高原到岛礁 刘加平院士团队引领绿色建筑革命

2024-07-02 13:25:28来源:中华建筑报网作者:郭芷怡责任编辑:xmt02

  巍巍秦岭之畔,悠悠渭水之滨,西安建筑科技大学的校园内,有一群科技工作者正以卓越的智慧和不懈的努力,描绘着中国绿色建筑的新蓝图。

从高原到岛礁 刘加平院士团队引领绿色建筑革命

  他们以刘加平院士为核心,用一项项科研成果诠释着科技工作者的爱国奋斗精神,2024年,其团队项目“极端气候区超低能耗建筑关键技术与应用”荣获国家科技进步二等奖,研究成果对维护国家安全、助力建筑双碳目标实现作出了重要贡献。

  极端气候区的绿色建筑挑战

  节能降碳,要抓重点行业。建筑行业作为“碳排放大户”,全面推行绿色建筑是实现我国“双碳”目标的必由之路。

  在绿色建筑的探索之路上,刘加平是一位不折不扣的开拓者。他深知,绿色建筑并非仅仅是个别高楼大厦的华丽外衣,而应是惠及全民的宜居环境升级。面对中国建筑领域对节能降碳和人居环境改善的迫切需求,刘加平带领团队,将目光锁定在青藏高原和南海岛礁,这两个看似遥远却极其关键的极端气候区域。

  在青藏高原,面对冬季寒冷漫长、昼夜温差大,但太阳能资源丰富的特殊条件,刘加平首次提出围护结构“差异化”保温设计原理,通过巧妙地将被动式太阳能技术与藏式建筑特色结合,既保留了藏式民居传统韵味,又符合现代绿色建筑标准。构建了青藏高原太阳能供暖成套技术体系,设计建成我国首个大规模高原太阳能区域供暖项目,实现了青藏高原集中供暖零碳排放,为青藏高原人居环境改善奠定了坚实的技术基础。

  在南海岛礁,面对常年湿热的区域环境和能源极度匮乏的发展阻碍,他们研发出以太阳能为支撑的零能耗建筑技术体系,实现了建筑用能自给自足,极大地减轻了对军事与民用资源的依赖,并首次提出了建筑“全遮阳”设计原理与方法,构建了光热除湿、光伏发电制冷的空调系统形式,开发了蓄电与蓄冷两级蓄调和模块化空调机组等新技术与新装置,实现了孤立岛礁太阳能空调系统常态化稳定运行。

  现如今,青藏高原和南海岛礁已建成示范建筑152万平方米,推广应用总面积超过1000万平方米,每年减少二氧化碳排放超过20万吨。

  传统智慧与现代科技的创新融合

  在刘加平看来,科研的价值最终一定要体现在改善民生上。早在1995年,刘加平就带领团队深入西北地区,实地考察研究如何将绿色建筑技术与传统民居智慧相结合。

  以延安窑洞为实践地,创新性地引入现代科技,集成运用了被动太阳能、自然通风、蓄热构造、复式空间等适宜性技术,在刘加平的改造下,古老的窑洞焕发新生,成为既节能环保又舒适宜居的新家园。

  随后,刘加平把研究的视域进一步扩展到西北和西南地区,通过揭示西部传统建筑节能经验的科学机理,先后设计完成了云南多民族聚集区生态民居建筑、新疆生土民居建筑、长江上游低能耗生土民居建筑等低能耗建筑模式,示范工程建筑面积超过60万平方米,学术成果在国内外产生重要影响。

  此外,在四川地震灾区低能耗生态民居建筑中,刘加平率领他的团队通过研究川西地震灾区的气候特征及传统民居的特点,提出了多种具备抗震安全、节能节地、适应气候、成本低廉的川西生态民居建筑方案,其抗震性能达到8度设防标准,成果被誉为“灾后重建首个节能低碳乡村”。

  以科学家精神续写绿色建筑新篇章

  作为建筑行业的“战略科学家”,刘加平始终站在绿色建筑研究的最前沿。

  刘加平认为,真正的绿色建筑应该面向国家战略需求,服务于国家的长远发展目标。从推动绿色建筑底线水平提升,到助力国家双碳目标实现,刘加平的每一次科研布局,都紧密围绕国家生态安全和行业发展战略进行。

  在他的引领下,西安建筑科技大学绿色建筑全国重点实验室不仅成为西部地区绿色建筑研究的高地,更是在全国乃至“一带一路”共建国家和地区留下了绿色足迹。为解决绿色建筑行业“卡脖子”难题,刘加平带领其团队在做好绿色建筑科学研究的基础上,致力于将现行全部建筑设计标准规范提升到“绿色建筑设计”水平,并加快推进人机协同成套施工装备技术研发,以助力实现建筑业“双碳”目标。

  正如刘加平所言:“绿色建筑不仅要关注老百姓舒适、健康的宜居需求,也要从国家社会发展的层面,注重能源、资源节约,保护环境,更要担负起国际义务,实现碳减排目标。中国城乡环境绿色发展、建筑业双碳目标实现,是我们这一代建筑人的光荣使命。”

  (郭芷怡)

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