弘扬科学家精神丨三代学人接力“温暖”雪域高原

6月28日,西藏自治区科学技术奖颁奖大会在拉萨举行 。西安建筑科技大学“太阳能建筑与环境”科研团队牵头的“青藏高原可再生能源采暖关键技术创新与应用”获得一等奖。由于某种原因 ,该团队无法将员工送往颁奖地点 ,但决定将全部300,000奖金捐赠给西藏 ,以用于扶贫。

在过去的20年中 ,以中国工程院院士刘家平院士为代表的西安建筑科技大学的三代学者陆续着手建造“可以被阳光加热的房屋”。在岗茶 ,玉树,青海 ,拉萨  ,朗卡兹 ,当雄 ,西藏 ,日喀则等地建设了20多个太阳能供热试验/示范项目,占地200,000平方米 ,推广近1000万平方米 ,受益50万人。

刘家平院士是西安建筑科技大学来西藏工程指导老师小组的负责人。当时,他对藏族的艰难和落后的生活条件感到震惊:他们应该在室内穿厚而笨重的衣服,与动物同住 ,并堆放在门前。牛粪和柴火用于加热和烹饪 。

当年的西藏之夜,刘家平率领一支队伍去了一家温度接近零但没有暖气措施的旅馆。他整夜都忍受着寒冷,第二天又沐浴在阳光下,欢呼雀跃了很长时间 。“阳光”拥有世界上最独特的太阳能资源,为什么不能有效利用它 ?

“我们必须找到最合适的方法来改善这里的生活条件 ,并为当地人民带来温暖!”刘院士站在布达拉宫,低头看着拉萨边缘的建筑物,对他当时的博士生刘岩峰信心十足。

从那以后,他带领一个团队访问了西藏十多次 。每次我自费租车时,我都会去最偏远的地方 ,以克服高原反应,语言障碍和对藏人不信任的困难。在此基础上 ,根据当地地理环境,区域文化,建筑风格等特殊要求 ,主持建立了适应当地建筑节能和供暖的标准化体系 ,并申请国家自然科学基金批准。基金会的重点项目“青藏高原节能住宅建筑系统研究”和国家863项目“太阳能富集地区超低热能住宅建筑设计研究”,建立了主动式太阳能供热系统设计方法与太阳能富集地区的被动设计相匹配 ,主编完成了《西藏自治区民用建筑采暖设计标准》和《西藏自治区住宅建筑节能设计标准》。被评为“填补了该地区当地标准和规范的空白”。

当时的西藏建设局副局长田国民问刘院士:“编制这套标准要花多少钱 ?”答复是  :“您不能要求这样做 !”

“暖床”可在白天用作散热器,在夜间可用作加热器;墙壁不仅可以收集太阳能加热的空气,还可以实现新鲜空气对流。除了太阳能供暖外,未来还需要提供氧气和湿气...我们希望使生活在青藏高原上的人们更加幸福,并让每年成千上万的建筑商和游客来此享乐舒适的室内环境与大陆无异。他说:“每当提到青藏高原时,小组组长,长江学者刘延峰都会大放异彩。

“它应该是项目团队的100万研究资金已全部投入到该项目的建设中。团队的所有研究费用均由自己承担。我们的愿望很简单  ,那就是为牧民盖房子并建造我们想要的房子 !“2008年 ,刘延峰率队与青海地方科研单位共同申请该项目 ,为海北藏族自治州刚察县的100名藏族牧民定居项目提供技术支持 ,并进行了首次大规模“工程实验”

到2019年底,西藏兰卡兹县地区实现了太阳能热能的集中供热,成为中国首个完全依靠太阳能的大型地区供热“示范区”。县供热中心负责人杨金亮兴奋地说 :“令人震惊的是,超过2万平方米的太阳能集热器场层出不穷。它实现了不使用煤炭,天然气或电力就可以将整个县供暖面积超过80,000平方米 。数以百万计的家庭。”

“该系统采用主动和被动组合的原理 。白天,太阳加热墙壁和窗户以收集热量。晚上,按照“科学比例”将热量提供给所需的室内空间 ,以最大化利用效率 。形成一套完整的太阳能建筑采暖方案 ,从村庄规划 ,建筑设计到建筑保温,被动式太阳能采暖,主动式太阳能采暖,建筑物时分调整等 ,可以广泛应用集中供热,也适合一村一户。”西藏大学的Sorangbem教授感激地说:“他们甚至认为我们的祖先曾经很冷,不能很快升温。因此,到了晚上,我们只能为卧室提供12〜15℃的温度,甚至只能给卧室供暖 。床被加热,并在其周围形成热帘 ,其温度足以满足人体的生理需求并节省加热能量。”

“如何促进技术优化?实现多能量互补 ?实现精确控制 ?实现接近零能耗运行?……这是我们继续深入研究的动机 。”该项目的第一位完成者,第三代学者王登嘉教授说 。

王登佳和他的导师刘延峰教授于2007年7月首次进入西藏。当时,他只是研究生  。刹那间已经十多年了 。多年来,他多次进入西藏,并获得博士学位快速发展,晋升为副教授和教授,并成为该校最年轻,最强大的博士生导师 。

“我们走了很多路 。当时  ,由于年轻人的身体健康 ,那是夏天 ,我们仍然可以吃。后来,由于研究的需要 ,我们几乎到了冬天 ,头痛 ,呕吐,基本上晚上无法入睡 ,那种感觉真让人难忘。”王登佳回忆说:“2018年,作为组织者,我们邀请了牛津大学 ,帝国理工大学 ,清华大学 ,香港大学等70多个国际知名学者在西藏拉萨举办“中英零碳”活动。在“城市可再生能源系统研讨会”上,与会人员齐聚一堂 ,交流热烈!”

“当我们第一次发现这片土地时,就环境条件而言  ,这是一块'贫穷的土地',而从学术角度来说,这是一块'富裕的土地'。如果我们没有能力,我们将感到荒凉 。但是今天,我很高兴看到它 。这里已成为多产的'肥沃的土地'。”刘嘉平院士满意地说。

“十年过去了,我们将再工作十年左右。未来,青藏高原建筑内部的温度  ,湿度和氧气浓度将非常健康  ,舒适,并真正实现幸福和宜居性 。”刘延峰为球队的继任者欢呼。

科技日报记者石俊斌通讯员王军

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