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行走在建筑节能的道路上

——记清华大学建筑环境与设备研究所副所长杨旭东教授

来源:科学时报 2010-09-10

  一片丹心

  1995年,杨旭东踌躇满志地来到了MIT攻读他的博士学位。MIT的建筑技术专业是一个综合交叉方向,老师和学生来自土木、机械、建筑等多个领域。原本读清华热能工程系空调工程专业的杨旭东说,在那里他感觉自己的专业特长得到了很好的发挥,同时又了解了许多交叉学科的知识。

  MIT建筑技术专业毕业后,1999年至2005年任教于美国迈阿密大学并获终身教授教席。迈阿密大学的建筑工程专业是学校的特色专业,在全美排名前六。迈阿密大学位于著名的旅游胜地,有着优美的校园环境和多元的文化体系。迈阿密漂亮的沙滩、大海、温和的气候都给杨旭东留下了许多美好的回忆,那也是他事业真正起步的地方。在他和同事们的共同努力下,已经建立了一个完善的“建筑环境系统实验室”和研究队伍,并被提拔为负责研究生工作的助理系主任(系内只设主任和助理主任)。从1995年到2005年在美国的10年间从没中断过与国内的联系。2002年起正式成为清华大学建筑学院的高级访问学者,虽然每年在国外工作4个月,但杨旭东讲由于自己本科和硕士都毕业于清华大学,出国前又在清华当过两年教师,所以他一直割舍不下对清华大学深厚的感情。他最终并没有为良好的科研环境和终身教授的光环所吸引住,在2005年毅然决定回到清华大学。为国家的快速发展贡献自己的一份力量。将辛苦打拼来的东西全部放弃,一切重新开始是要冒一定风险的。很多朋友的善意劝阻没有拦住杨旭东回到清华大学的步伐。他说,既然能在完全陌生的环境创造出这些,为什么在自己更为熟悉的领域做不到呢?谈到回国后的情况时,杨旭东表示尽管也遇到了一些始料不及的困难,但他从来没有对当初的决定后悔过。在他的眼中,能够在自己喜欢的环境中做喜欢做的事情,乃是人生的一大幸福。

  他山之石

  国内的建筑技术教育与MIT教育差别迥异,问及我们需要学习和借鉴之处时,杨旭东这样说:MIT作为一所世界顶尖名校,其教育理念是经过长期累积和积淀的。MIT的建筑系在美国排名第三,但在本科阶段,他们不分专业,而是要接受全面的建筑基础知识教育。学生的实践能力一般要到工作岗位后再行培训,即我们常讲的通才教育模式。研究生阶段的课程也基本如此,主要是让学生开拓知识面,培养思维模式。但在研究课题上,学校和导师对学生的要求很高,中间的考核环节也很严格。博士生资格考试不通过,被淘汰的比例较高,博士论文的创新性明显。严格遵循“宽进严出”的理念。我国的学生在本科阶段就把专业分得很细,这样尽管在专业知识上掌握得深入,但在知识面上有一定的缺陷。这样一来,对今后的科研创新就造成了一定的影响。另外,MIT的学生特别是研究生做事的主观能动性和积极性都很高,所选专业和研究方向都是学生自己选择的结果,如果没有兴趣他们就不读。我们的学生要经过层层筛选、级级考试,有些选择是家长或老师为学生做的,因此学生独立思考的能力比他们弱。还有一方面就是MIT特别重视培养学生的表达、实际动手等能力,鼓励学生大胆尝试和探索。这些方面,我们要向他们学习。

  谈到目前杨旭东自己带的博士研究生教育时,他说美国的高校科研一般以基础研究为主,产品和技术研发一般在大公司或企业完成,工程实践则由专门的设计或咨询公司完成。因此学生在校期间除了自己到外面进行实习之外,接触工程实践的机会并不多。我国高校除了承担基础研究,还在很大程度上负担着做企业R&D、设计、咨询等多重工作,因此也为学生尽早了解实际工程需求提供了条件。他认为在建筑领域,这是很符合国家发展和人才培养需要的。

  探索之路

  近年来杨旭东一直从事建筑环境与能源领域,特别是室内空气品质及污染控制的研究。那么该领域我国的现状如何,前景又怎样呢?杨旭东认为,建筑能源和建筑环境是关系我国能否真正实现可持续发展的重要领域。我国在建筑节能和建筑室内环境方面存在很多问题,但目前对二者的重视程度明显不同。随着能源问题的日益突出,建筑节能在近年来得到空前重视,也收到了明显的成效。但在室内环境,尤其是室内空气污染和健康方面尽管存在的问题也很多,老百姓和社会也很关注,但总体重视程度不够。随着人民生活水平的提高,杨旭东认为未来在室内环境质量方面会有新的需求,这方面的研究也将会不断加强。实际上,建筑节能和建筑环境不是割裂开的,而是密切相关的两个问题。杨旭东说,可持续建筑环境的理念就是在满足室内环境(包括热环境、声环境、光环境、空气质量等)舒适和健康的前提下,尽可能降低建筑能耗。不要认为改善室内环境就必须以高能耗为代价。二者有时可以是一致的。

  从1996年起在美国留学时,杨旭东就开始从事室内空气品质(IAQ)及污染物控制研究,在这个领域,他首次建立了“湿材料”的发散机理模型和基于计算流体力学(CFD)的室内VOC散发、吸附和传播一体化模型。这一模型到现在还在被大量引用。杨旭东认为要真正解决我国的实际问题,还有很长的路要走。未来在室内环境污染方面的发展应该是针对不同种类的建筑找出主要问题,特别要关注复合污染问题。

  2005年底,受邀与香港大学李玉国教授去东北农村考察中国炕时,杨旭东发现目前农村建筑存在的很多问题,并开始了对我国农村建筑能耗的深入调研。调研统计数据显示,我国农村地区目前年生活用能量已经超过3亿吨标煤。从整体能源结构上看,煤炭、电等商品能消耗占总能耗的60%,秸秆等生物质能仅占40%,乡村建筑商品能耗已占到我国建筑总能耗的38%。随着农村地区经济的发展,农民将会更加倾向于商品能源的使用,这和以前普遍认为的情况非常不同。尽管乡村建筑能耗大,但建筑室内环境普遍较差,大量使用的燃煤土暖气效率仅为40%左右,造成巨大的能源浪费,产生的颗粒物等污染又会严重影响农民的身体健康。

  认识到农村能源与环境问题的严重性,杨旭东及他的科研小组向有关部门呼吁应该重视农村建筑节能和环境问题,并将科研成果付诸实践。如与北京市可持续发展促进会合作,对北京地区村镇进行了大规模的既有建筑节能改造示范,提出了在北方农村实现“无煤村”的实现路径,并在北京房山区某村进行了示范,相关成果被CCTV拍成专题片播出,国际著名学术期刊Nature也对此进行了报道。在南方地区,目前项目小组正在进行北川县某村重建的生态示范工作,并对北川县城重建作出了低碳发展规划。

  孜孜不倦

  在工作上,杨旭东对自己要求非常严格。他很重视人与自然的和谐关系,他认为这不仅有利于建筑节能可持续发展,并且从根本上也有利于人的舒适健康。他承认自己很喜欢技术创新,但反对不分场合条件盲目使用“高技术”。他说,任何技术都有其适用性,建筑技术更是如此。如果能够用低成本、“低技术”来达到同样的目标,那么盲目采用高成本、“高技术”的方案就恰恰是不合理的方案。杨旭东表示,自己很喜欢王竹溪的名言:“所用多于所当用,所得低于所当得,皆为浪费。”

  杨旭东认为,教好书育好人是自己作为大学教师的天职。他笑着说,每天面对一群有思想的年轻人,自己也会感到年轻许多。他对自己的基本要求是,无论每天多忙,给学生上课决不能凑合,人才培养不能马虎。杨旭东希望自己做的每一件事,无论大小,都能直接或间接造福社会。他说,历史给了我们空前的发展机遇,这既是机会,也是挑战,同时还意味着更多的社会责任。我们时常要问问自己,每天做的是否和这种责任相称?这种责任也会时常变成一种动力,让他孜孜不倦,信心十足。(杨济华)

(http://news.tsinghua.edu.cn)
[更新:2010-09-10]
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