作為我國人工環(huán)境學的倡導者之一、我國暖通空調(diào)領域第一位院士,江億完成了多項核心技術研發(fā)并直接主持了百余項工程項目,其中就包括人民大會堂、故宮博物院等30多個大型重點建筑的空調(diào)系統(tǒng)工程。
40余年,江億親身經(jīng)歷了暖通空調(diào)領域從“冷”到“熱”的過程,見證了全社會對可持續(xù)發(fā)展,對節(jié)能、環(huán)保、低碳重視程度的不斷提高。
自然對流式冷梁、通風地板、感光太陽能采光燈、多層真空隔離玻璃……走進清華大學建筑節(jié)能研究中心,這座看上去不大的實驗樓,卻集合著上百種先進的節(jié)能技術,宛如一個大實驗室。
該中心主任、67歲的江億院士,剛剛結束一場學術會議,風塵仆仆地趕了回來。“每到季節(jié)變換,我們這些‘空調(diào)人’就忙開了。”他撂下雙肩包,還沒來得及摘掉參會證件,便同記者聊了起來。
提起暖通,恐怕鮮有人知曉其準確的定義;不過要是說起建筑里的采暖、空調(diào)等設備,大部分人都不會陌生。暖通是建筑不可或缺的組成部分,學科全稱為“供熱、供燃氣、通風及空調(diào)工程”。
追溯歷史,清華大學的暖通專業(yè)是1952年成立的,屬于成立時間很晚的專業(yè)。“從把房子建起來到設計得更美觀,再到居住環(huán)境的改善,這其實反映出人們對居住環(huán)境的需求和認識在不斷提升。”江億說。
清華大學暖通專業(yè)成立之初,師資、科研力量都很薄弱,甚至連一本合適的中文教材都沒有。江億1973年考入清華建工系暖通專業(yè)時,學習的內(nèi)容與居住環(huán)境還有些“不搭界”。“我們當時主要研究的是工廠的生產(chǎn)過程,像‘恒溫恒濕’‘正負0.1度’這些內(nèi)容,解決的都是工業(yè)生產(chǎn)和科研中環(huán)境特殊要求的問題。”直到讀研究生時,江億甚至連一臺像樣的空調(diào)機都沒見過。
改革開放以來,隨著經(jīng)濟飛速發(fā)展,人們對居住環(huán)境的要求也在不斷提升,暖通空調(diào)行業(yè)真正迎來了自身的發(fā)展機遇。江億這個“老空調(diào)人”,親身經(jīng)歷了這個從“冷”到“熱”的過程。“以前多少年沒被關注過,現(xiàn)在關注度高了,說明全社會對可持續(xù)發(fā)展,對節(jié)能、環(huán)保、低碳的重視程度在不斷提高。”江億說。
從1978年讀研究生算起,江億在暖通空調(diào)行業(yè)摸爬滾打了40多年。他帶領團隊結合能源利用、建筑模擬分析、人體熱舒適等方面的研究成果,致力于探索在節(jié)約能源、保護環(huán)境的前提下,為人類創(chuàng)造各種適宜的室內(nèi)物理環(huán)境,并由此成為我國人工環(huán)境學的倡導者之一。除系統(tǒng)參與人工環(huán)境基礎理論、方法的建立和發(fā)展,他還完成多項核心技術研發(fā)并直接主持了百余項工程項目,其中就包括人民大會堂、故宮博物院等30多個大型重點建筑的空調(diào)系統(tǒng)工程……2001年,年僅49歲的江億憑借在建筑熱環(huán)境模擬分析、地鐵熱環(huán)境仿真與控制、熱網(wǎng)調(diào)節(jié)與優(yōu)化等方面的研究成果,當選為中國工程院院士,由此成為我國暖通空調(diào)領域的第一位院士。
江億說,自己與暖通行業(yè)結緣屬于“先結婚后戀愛”,在親身實踐中才對暖通、對建筑節(jié)能有了更加深刻的認識,“人到哪兒都不能忘本,現(xiàn)在作為院士,更要為國家、為老百姓做好建筑節(jié)能這件大事”。
為業(yè)界劃出一條建筑節(jié)能紅線——切實降低能耗才是節(jié)能的本質(zhì)
建筑節(jié)能這件事有多重要?江億用這樣一組數(shù)字來解釋:“建筑能耗大約要占到全球總能耗的1/3以上,在發(fā)達國家甚至有可能達到40%以上,在咱們國家也超過了20%的比例。它對生態(tài)環(huán)境的影響很大。”
江億也一直在為建筑節(jié)能“鼓與呼”。他帶領團隊經(jīng)過在多地的實地測算,并結合自主研發(fā)的建筑環(huán)境模擬分析軟件,為業(yè)界劃出了一條建筑節(jié)能的紅線——切實降低能耗才是節(jié)能的本質(zhì)。用他的話來說:“一定要把最基本的方向性問題搞清楚,實踐當中才不會南轅北轍。”
江億要搞清楚的方向性問題,首要的就是我國建筑和發(fā)達國家建筑之間的能耗高低問題。長期以來,在這一問題上的認識偏差,導致了一些對節(jié)能建筑的誤解,以及對一些不切實際的節(jié)能技術的盲目崇拜。
他給記者算了這樣一筆賬:目前國內(nèi)用戶夏天制冷主要使用分體式空調(diào),而且一般在睡眠、外出時,都會關閉空調(diào)設備。這樣一夏天下來,空調(diào)使用時長就在200到300小時之間;而在一些發(fā)達國家,主要使用的是“24小時連續(xù)空調(diào)”,通過門口的室外機和風道風管,把冷風送到室內(nèi),并采用恒溫器來控制,一般很少關閉運行,夏天的運行時長就在3000小時以上。“即使這種所謂的節(jié)能建筑比普通空調(diào)建筑能效高出一半,總能耗也在它的7到10倍之間。”江億說。
這樣的例子還有很多。如今不少家庭使用的多聯(lián)機中央空調(diào),往往是按照滿負荷工況來設計、運維和優(yōu)化的。江億卻發(fā)現(xiàn),這些機器一般都是在低負荷條件下使用,滿負荷使用的情況極少。設計跟實際脫節(jié),就會導致多聯(lián)機中央空調(diào)的能耗高、效率低,進而對環(huán)境產(chǎn)生不利影響。這些看似都不是高深的問題,卻是江億本著“敢于質(zhì)疑,敢說真話”的原則,在大量現(xiàn)場測算分析的基礎上得出的結論。
作為建筑節(jié)能領域的權威專家,江億是一個經(jīng)常發(fā)出不同聲音的人。他對區(qū)域集中供冷、南方外墻建筑保溫等問題都提出過不同看法,甚至專門寫過一本《二十種不適宜的建筑節(jié)能技術》,批判一些看似時髦的節(jié)能技術。在他看來,這是工程師的社會責任。“我是搞工科的,很多時候也想用一些復雜的技術,顯示自己‘學問大’。可是如果方向錯了,技術很強也沒用。”江億笑著說。
方向瞄準了,才能做出引領性的創(chuàng)新成果來。冷暖之間雖然對立,在這條規(guī)律面前卻是統(tǒng)一的。除了研究“冷”的問題,近年來,江億在供暖這個“熱”問題上也是孜孜探索,取得了不少成績。他指導設計的太原古交電廠遠距離輸熱工程于2014年開工建設,項目采用乏汽余熱利用、大溫差輸送、多級中繼循環(huán)泵聯(lián)動等先進技術,把電廠熱電聯(lián)產(chǎn)余熱長距離輸送到主城區(qū)。項目建成后,拆除分散燃煤鍋爐254臺,減少城市燃煤使用400萬噸,既解決了城市的供熱難題,也為太原實現(xiàn)清 潔型能源供熱奠定了基礎。
如今,山東、寧夏、內(nèi)蒙古的一些電廠正采用相似的辦法,源源不斷地將原本被浪費的熱量輸送到城區(qū),河北遷西也用上了鋼廠的余熱供暖。“用大量能源資源消耗換來舒適性,這條發(fā)達國家走過的道路已被證明不可持續(xù),也不可復制,中國一定要走出一條真正可持續(xù)發(fā)展的道路。”談起未來,江億信心堅定。
爬風道、鉆冷卻塔、進鍋爐房是“空調(diào)人”的日常
近年來,隨著節(jié)能環(huán)保成為更多建筑的標配,暖通空調(diào)專業(yè)也迎來了自身發(fā)展的機遇。江億說:“我畢業(yè)40多年了,從沒遇到這么好的機遇。現(xiàn)在黨中央提出加強生態(tài)文明建設,全社會也都在提倡低碳生活,我們把這件事想好了、做好了,就一定能在好的機遇中做出好的成績來。”
雖然暖通專業(yè)的目標之一是追求人的舒適,可是研究和工作環(huán)境卻稱不上舒適。“我們不太愿意躲在屋子里算點什么,倒是愛出去跑跑。”江億說起來輕描淡寫,要知道,有時在盛夏時節(jié)耐著三四十攝氏度的高溫到商場、寫字樓去搞測量,實在算不上一件“美差”。
每屆暖通空調(diào)專業(yè)的學生,江億都會帶他們穿著藍色的工作服“跑外業(yè)”。他們不踩地毯、不坐客梯,爬風道、鉆冷卻塔、進鍋爐房……這些,都是“空調(diào)人”的日常。
“這是一個很實在的專業(yè),沒有什么高深的理論,更多的是關乎老百姓生計的事,只有到現(xiàn)場去、到一線去,掌握了第一手資料,才能掌握實際運行中的問題。”江億認為,“不要認為書中是這樣寫的,我們就必須這樣做。實踐才是第一位的。”
談及我國建筑節(jié)能的前景,搞技術出身的江億十分看重的卻是文化和觀念。“比如,有的廠家設計出低功耗的空調(diào)產(chǎn)品,卻不敢放在廣告里廣泛宣傳,擔心消費者覺得性能不如別人家的好,這就是文化和觀念上出了問題。”江億說,文化和觀念既不是法律也不是標準,但是影響很大,在某種程度上也將決定我們這個大國生態(tài)文明建設的未來走向。
江億舉例說,夏天我國居民在睡眠、外出時,經(jīng)常隨手關閉空調(diào),這就是老百姓一個很好的節(jié)能習慣,每年能節(jié)約大量能源,“在節(jié)能環(huán)保方面,我國不但重視科技,還尊重自然,追求‘天人合一’的境界,這實際上就代表了一種先進的文化”。
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