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刘加平院士:创建真正的绿色建筑

http://www.chla.com.cn 2012-01-13 来源:中国新闻网 作者:李友海 发表评论(0)

  全球能源短缺,气候变暖已成为世界性难题。对此,科学界该如何提供强有力的技术支持?

  数据显示,中国的能源消耗构成中,建筑能耗约占三分之一;二氧化碳排放总量中,建筑行业几乎占到一半,缓解这种压力是应对气候变化的有效途径。

  西安建筑科技大学教授刘加平科研团队多年来系统开展“西部低能耗建筑”研究并应用于实践,取得了巨大的经济效益、社会效益和生态效益。经实际测算,他们完成的西部典型低能耗建筑工程示范超过100万平方米,每年直接节约能耗约5500吨标煤,减少二氧化碳排放约16000吨。

  2011年12月,因在建筑热工与建筑节能研究领域的突出贡献,刘加平当选为中国工程院院士。

  让窑洞民居成为“时尚”

  延安传统民居窑洞具有冬暖夏凉、节省资源的优点,也有阴暗潮湿、通风不畅的缺点。生活条件改善后,不少富裕起来的窑居人纷纷弃窑建房,消耗大量水泥、砖木等建筑材料。

  为了把窑洞这一地域特色浓郁的传统民居发展成新的建筑时尚,1996年,刘加平科研团队开展了“黄土高原绿色窑洞民居建筑研究”课题,运用绿色建筑原理对传统窑洞进行创新改造。他们综合分析了传统窑洞的优缺点,采集了大量科学数据,成功设计出了新型窑洞。

  新型窑洞以天然石材为基本建材,减少了制砖的能源消耗和污染。室内卧室、客厅、餐厅、厨房、洗浴室等一应俱全。室外增设阳光房以改善室内热环境,并采用大玻璃窗改善了室内采光条件。

  窑顶增加了太阳能热水器,设计了采用地热、地冷的通风空调系统,洗澡、取暖、制冷均不采用电力而是充分利用自然条件。新型窑洞还将延续了几千年的一层结构改造为二层结构,从而大量节约了土地。

  如今,延安的新型绿色窑洞不但带动了当地旅游业的发展,也深刻地影响和改变着当地人的生活观念。2006年,“黄土高原绿色窑洞民居建筑研究”课题荣获联合国“世界人居奖”。

  让生土民居建筑“再生”

  2001年,云南省永仁县猛虎乡伊帕拉乍村的大部分彝族山民搬迁到附近的莲池乡生活。但不久,搬迁户发现沿用传统方法修建的新房地基开始下陷,墙壁也出现了裂缝。

  刘加平科研团队调研发现,就地所取的建筑生土因居住地海拔高度发生变化而出现了不同的特性,加上气候、温度变化等因素,使得搬迁户用同样方式建造的房屋的使用结果完全不同。于是,他们把目光转移到建筑材料的物理测试上,力求从科学数据中直接找到这种差异所在。

  一系列实验表明,搬迁地的土质并不适合于夯土材料,而生土结构体系可以满足绿色建筑的需要,且在抗震性能方面还有较大提高空间。由此,科研人员认为,莲池乡地区适合发展生土民居建筑。

  于是,由刘加平主持的长江上游绿色乡村生土民居示范工程开始在莲池乡实施。在示范房里安装的太阳能装置、沼气燃料系统、排污系统和被动式通风系统,以及人畜分离、玻璃采光、庭院化设计效果,吸引了众多乡亲前来参观学习。

  云南彝族生态民居建筑的研究成功及推广,既继承了彝族传统民居的优点和风俗习惯,又把绿色建筑技术应用进来,进一步推动了具有不同地域特色的乡村绿色建筑体系的发展和完善。两院院士吴良镛教授称之为“可持续发展理论指导下人居环境工程成功的范例和样板”。

  让雪域高原不再“寒冷”

  西藏属高海拔高严寒地区,供暖是个大问题。但对于缺煤少油的西藏来说,大量燃烧煤、油集中采暖将使运输成本过高,造成的污染也会让青藏高原的生态环境“雪上加霜”。地热采暖也不现实,尽管拥有羊八井地热区,但地热水中的硫磺对于输送管道具有强腐蚀化学作用。且大部分居民都住在偏远的农牧区,地热资源管道输送也难以顾及如此分散的住户。

  因此,太阳能成为西藏主要采暖热源。在深入调研后,刘加平向西藏建设厅递交了一份利用太阳能采暖的成熟方案。

  方案很快获得批准,由于农牧区房子之间的差别很大,采暖还涉及房屋的结构、门窗设计和材料的保温等一系列问题。刘加平科研团队实地调研了西藏民用建筑的大量资料,采集、整理了不同气候条件下不同户型的温度变化数据,并广泛征求意见,为《西藏自治区民用建筑采暖设计标准》和《西藏自治区居住建筑节能设计标准》两个标准的编制取得了一手资料。

  不久,这两项在国内尚属首例的以太阳能采暖节能的地方性建筑标准在西藏推广,对开发利用太阳能,对保护环境、缓解能源供需矛盾具有重要意义。

  让地震灾区民居走向“生态”

  四川省彭州市通济镇大坪村,在汶川地震后蕴育了一场让灾后重建和新农村建设走上生态文明轨道的巨大变革。

  这归功于刘加平教授和他的科研团队。汶川地震后,刘加平成了大坪村灾后重建中的一名专家义工,并带来了一个自带干粮的志愿者建筑师团队。

  他们通过详细调研研究,研究出了具备抗震安全、就地取材、节能节地、成本低廉、舒适便利等特性,具有鲜明川西地域特征的生态民居建筑模式,实现了生态民居的低能耗,为我国地震多发区民居建筑提供了样板。目前,由刘加平主持的“四川地震灾区生态民居建筑模式”项目在大坪村先后建成约200户,2万平方米的节能低碳建筑如珍珠般散落在青山绿水间。

  2011年,刘加平主持的“乡村可持续发展:四川大坪村灾后重建和康复”项目再次荣获世界人居奖。

 

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编辑:ljing
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