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为中国建筑事业的可持续发展而不懈追求

——记江亿院士领衔的建筑技术科学系科研团队

●新闻中心记者 周襄楠

  在世界上率先提出“动态热舒适”概念,并完成相应的理论与实验研究工作,形成国际上关于人体热舒适的不同学派。

  提出在建筑环境设计全过程依靠模拟分析来对设计进行比较和优化的方法,,并基于这一方法开发出DeST(Design by Simulation Tool)软件包,在国内外教学、科研、设计等部门广泛应用,该成果被教育部评定为“国际领先水平”。

  针对我国大型区域供热网的特点,提出了一套“均匀化”调节的理论与方法,并在国内多个热网中实施,降低热量消耗,改善了供热效果,取得了巨大经济效益,获国家科技进步二等奖和教育部科技进步一等奖。

  研制出新型溶液调湿式空调机组,主要技术指标国际领先;开发出基于溶液调湿方式的温湿度独立控制空调系统,成功应用在北京、上海、南京等地多个大型公共建筑中,从根本上改变了传统空调中难以满足室内热湿比变化、空气品质不佳、能耗大等缺陷,具有显著节能效果……

  清华大学建筑技术科学系(以下简称建筑技术系)多年来在系主任江亿院士的带领下,如何在科研方面取得了如此突出的成绩?带着这个问题,我们探寻了建筑技术系的师生的科研之路。

  选择科研项目——远离功利为国家和民族的发展而虑

  “作为国家重点高等学校的研究者,应该有高度的社会责任感,凡事从国家的重大战略需求和人民的实际需要出发,从长远发展出发。我们从本科生入学教育开始,就给学生们讲这些,老师在这方面也是以身作则。所以系里每个人都能够高度地意识到自己肩负着重大的社会责任和使命。在这个前提下,研究者能够对于自己的研究有一个长远的规划,做到高瞻远瞩,而不会被一时的名利所左右,这样才能干成大事。”江亿说。

  回顾一下我们就可以看到,凡是现在出成果的项目,哪一个都有10年“卧薪尝胆”的历史。

  比如,在地铁在大城市高度发达的今天,建筑技术系有关地铁热环境的模拟与控制手段的研究成果派上了大用场,而很多人没有想到的是,这个研究项目起步于1979年。那个时候搞地铁的环境研究,是相当的苦,没有一分国家的投入,师生还是兢兢业业地做现场测试、程序模拟,这个“冷板凳”一直坐了快10年,80年代中期,随着上海地铁开始启动,有关地铁热环境的研究才开始逐渐有了需求的“市场”,到了90年代,全国各大中城市开始了建设地铁的高峰期,建筑技术系这方面的研究成果成了“香饽饽”——依靠这项技术,开发出的STESS软件用于地铁热环境模拟,被评为“国际领先水平”。此软件目前已经成为我国地铁建设方案论证中必须使用的工具,为我国各城市的地铁建设起到了重要作用,并在伊朗德黑兰地铁工程种发挥了重要作用。

  “很多人只看到我们最近几年的风光,但是如果没有我们前面这十来年的投入,是不可能有今天的。”江亿说。

  建筑环境系统模拟分析是建筑业环境研究的重要基础,这一方向主要以电脑分析室内热湿环境的受制因素,进而进行仿真,是预测、分析以及评价建筑热湿环境的主要手段。世界上的相关软件都是依靠政府资助进行。然而在国家没有资助的情况下,建筑技术系从80年代初开始投入这方面的研究,做了10年的基础理论准备,90年代初开始应用方面的研究,开发出这种大型分析软件在国内同行看来是不可思议的。

  90年代末适逢国家开始重视建筑节能的工作,他们研发的软件DeST立即有了巨大的应用,不仅在国内其他地方设立了研发推广中心,还在日本、欧洲成立了研发中心,美国的研发中心正在组建中,研究成果在世界范围内正在推广中。该成果已成功地应用于国内上百项大型建筑热环境工程的空调设计、系统控制、节能改造。近几年,各奥运场馆如“鸟巢”“水立方”等也都是应用该软件作了建筑环境的分析。

  “我们这个团队中的所有人,从大教授到学生,都是从实践当中寻找科研问题的,我们的研究一直是与实践紧密结合的。我们的老师,可以亲自爬上冷却塔,查找出现的问题,也可以亲自下机房、钻地沟考察情况,这就是我们的作风。” 魏庆竼说,他从大一下学期开始就跟随江亿搞建筑技术研究,一直博士毕业仍然在这个团队努力工作着。

  “我觉得我们这个团队最重要的是有社会责任感。现在我们这个专业很受重视,但是多年以前,我们的专业并不受重视的,那个时候我们的经费非常少,但是大家还是努力钻研。因为大家10年以前已经看到节能建筑和绿色建筑一定会成为当今社会建筑的主流,所以那个时候我们就极力向政府、房地产商推广节能建筑、绿色建筑,现在看来这个路子是对的。”参与“地铁热环境研究”、“可持续发展建筑研究”等科研项目的朱颖心教授说。

  “真正的创新一时很难被大家接受,如果那个时候能够被大伙儿认同那就不叫创新了。”江亿说,“如果搞研究,就是只想着自己弄一个奖,发表一些文章,或者是争取一大笔科研经费,恐怕在这些功利因素的指导下,做研究绝对做不出大成果来的。只有看准一个领域,觉得这个领域该做什么,一步一步踏踏实实、坚定不移,才能真正起到对学科发展的促进,才能做出对国家的建设有实际贡献的成果。”江亿说。

江亿老师和同学们讨论  

  构建科研团队——“矩阵”合力团队作战

  江亿说,建筑科学系这支科研团队,能够形成一个有力的“矩阵”,靠着大家共同的力量才能够走到现在,而且有出色的成果。

  “要解决好科研的需求与每个人的发展之间的协调,要让每个人小的专业特长得到充分发挥,同时又能够使得大家能够合起来,共同承担大的科研和工程任务,这件事情我们下了很大的功夫去做。”江亿说。

  根据大家的特长和爱好,在现在的科研队伍中,主要分成若干个学术小组,包括大型建筑节能研究、建筑环境系统模拟分析方法研究(DeST)、温湿度独立控制空调系统研究、城市能源供应系统研究等。平时大家的工作都非常有团队性:每个组的研究由一名教师负责,研究生都是在每个学术组里而不是单独在一个老师那里成长起来的。江亿作为整个团队的带头人,和小组的负责教师、每个小组的师生保持着紧密的联系。

  虽然具体的研究方向不同,但是在系里,人力和物力都是统一调配使用的,很多方面大家都不分你我,互相帮助,互相促进。

  “这几个课题组,经常是今年这个组经费特别多,别的组经费很少,那么这个课题组的钱大家就混着花;过一阵,另外一个组钱多了,但是别的组经费又少了,那么那个组的经费就会有一部分给其他组用。从来都是这种模式,否则哪摊儿都发展不起来,都是‘狗熊掰棒子’,因为大家的前期研究怎么都得10年左右时间。”江亿说。

  12名教师,80个研究生,30名本科生就这样下成了“一盘棋”。

  “我们系比较小,很像一个大家庭,我们随时可以找江亿老师讨论问题。经常是江亿老师刚来上班的时候在一楼就被老师或者是学生叫住讨论问题,二楼、三楼同样也是有人找他讨论,等到他走到4楼的办公室的时候,已经过去好几个小时了。” 江亿的博士研究生杨秀说。

  “我们的团队非常团结。大家都是一专多能,对其他人没有互相划线,一起努力,并没有私心。我的学生可以帮助另外的一名老师工作,这都是完全没有问题的,所以大家的交流也是非常多的。”朱颖心说。

  对于现在科研上出现的“一个教授一摊活儿”的现象,江亿认为这种情况很糟糕:“也许理科以这样的方式进行研究还行,但是对于工程类的学科,这样是不能够拿出有水平的、真正对国家和社会有好处的成果的。”

  对于团队凝聚力的来源,江亿还是将其归结为大家的责任心:“我们总是讲能源环境对人类和对社会发展的重要性,逐渐大家都意识到我们的社会责任,应该是把房子盖好,并且注重保护环境和节约能源。当系里把这个观念树立得很清晰的时候,师生做事情的衡量标准和出发点就很明确了。”

  “我特别感谢我团队的每个成员,在艰苦的时候,他们只能够拿到基本的生活费用,大家还是多少年在这里持之以恒地努力、做贡献,他们的精神是非常可贵的。”江亿说。

  立足长远——开展中国建筑节能战略研究

  “中国是现在全世界最大的建筑市场,中国每年盖的房子占全世界新建筑的一半以上,所有最大的难题都出现在中国,不解决中国的问题做研究,那就是二流水平,能解决的就是世界一流的水平。”

  “中国建筑业这一年的产值上万亿,建筑能耗约为社会总商品能耗的30%,一个人70%的时间在建筑里面,所以我们的建筑设计、建造得怎么样,责任重大。”

  “科研进行到一定的程度,我们就发现,必须要从全国和民族的利益上,全面地审视中国家建筑这个领域的状况。”江亿说。

  江亿的手里拿着一本书——《2007中国建筑节能年度发展研究报告》,里面凝聚着建筑技术系师生对在建筑节能研究方面的心血,以及对于国计民生的关爱。

  “我们目前正在和社会学系合作,新开了一个研究方向,就是建筑节能方面的国情研究。现在看来,要在中国的建筑业上实现可持续发展,不仅仅是技术的问题,还有文化、社会的问题。”

  现在国际上有很多种建筑技术,并不适合中国的国情,在很多情况下是不应该采用的。但是现在很多人并不知道这一点,建筑技术系的师生,一有机会就会在各个场合宣传这件事情,甚至因为这件事情得罪了人。

  江亿说,这样做看似好像在“砸自己的饭碗”,但是必须这样做,否则对不起国家和人民。

(http://news.tsinghua.edu.cn)
[更新:2007-05-16]
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