王继明:清华“挖井人”的世纪人生

来源:中国教育报 2015-5-15 马金 万玉凤

  他,是中国建筑给水排水学科的奠基人,在中国高校首次开设了《房屋卫生设备课》,为中国培养出第一个建筑给排水专业研究生,首次将建筑中水技术引入中国。

  他,在70多年的教学科研和工程实践中,致力于我国建筑给水排水工程事业发展,使它从无到有,并逐渐发展、成熟。

  他,被吴良镛院士誉为清华的“挖井人”,1952年高等院校院系调整后,“新清华”的第一口井就是由他主持定位。

  厚德耕耘七十载,自强砥砺一世纪。4月26日,清华大学迎来104个校庆之际,他也迎来了百岁华诞,荣获清华大学环境学院终身贡献奖。

  他,就是著名给水排水与市政工程科学家和教育家王继明。

  “作为王先生的弟子已经58年,先生留给我最深刻印象就是严于律己、宽于待人,他一共教过8门课,这一纪录估计在我们院无人能破。作为后辈,我们应该学习王先生的为人为学品格。”在王继明先生百岁华诞贺寿会上,中国科学院院士、清华大学环境学院教授钱易说。

从小结缘土木工程

  1916年,王继明出生于河北滦县一个家境尚好的家庭。家族中的叔、兄们许多受过高等教育,在社会上从事土木工程等建设工作。他自幼受到良好的教育,在耳濡目染之下,从小就对自然科学尤其是工程建设产生了浓厚的兴趣,对修桥、铺路、盖房子、建工厂的工作非常向往,也为他日后投身土木工程打下了基础。

  高中毕业后,王继明在1936年考入清华大学土木系。回忆起当时的情形,王继明印象深刻:“学校极重视新生的培养,各课配以名师,教授学识渊博,治学严谨,诲人不倦,受益良深。校中学习环境极好,但要求很严,学习努力毫无松懈。清华办学思想民主,学术自由,兼容并包,因此学生思想活跃。”

  在勤奋而紧张的学习中,王继明以优异的成绩完成了第一年的学业。1937年暑假,就在王继明回到家后第三天,日本悍然发动了“七·七事变”,华北大乱,交通及电信中断。他被迫在家滞留半年,在得知清华、北大南迁并与南开组成西南联合大学后,他不顾家中反对,赴昆明复学。

  回忆联大岁月,很多细节王继明仍记忆犹新。“文理法三院在大西门外建起简易房屋作为教学用房,茅草房为学生宿舍;工学院设在拓东路拓西会馆内,学生住盐行会馆,每室住20人。生活全靠救济金,每月4元,交饭费后还剩几角钱作为理发和文具费;饭是带沙子的糙米饭,菜是半荤两素,起初还能吃饱,以后物价上涨,生活愈加困苦。”

  王继明还记得,当时,教授们携家带口,全家住在两间民房内,既是卧室饭堂,又是书房兼客厅,生活艰苦。联大三校合成,大师学者会集,他们学深识博,不畏艰辛,爱国敬业,高风亮节,令人敬佩。那时,师生团结奋斗,同仇敌忾,虽在敌机狂炸下,仍弦歌不辍,充分显示师生抗敌必胜,重建祖国的决心。

  “曾有美籍著名华人林语堂参观联大后作讲演,内容忘记了,但有两句‘不得了’印象很深:一句是说师生物质条件差得‘不得了’;另一句是说精神上不畏艰苦,团结敬业,怀有驱除倭寇,复神京还燕揭之决心,这个‘不得了’。”王继明认为,这两点是对当时情况的高度概括。

  “综观联大在抗战八年中,培养学生八千人,有诺贝尔奖、两弹一星奖获得者、两院院士、教授专家多人以及直接参军抗战者千余人,其中不少人为国捐躯,在那种极端困难条件下,确实是个奇迹。”那段时间内所受的深刻的爱国团结、刚毅坚卓、艰苦奋斗的教育,对王继明当时以及之后的工作、学习和为人处世都有极深刻的影响。

  1941年,王继明毕业后作为工程师加入了云南地区的抗疟工作。1945年,日本无条件投降,王继明回联大在土木系水工试验室任助理研究员,协助施嘉炀先生进行雨量分析研究。1946年,他回北平协助王裕光教授进行清华复原前的校园修复工作,并协助陶葆楷先生辅导给排水工程课程。

  老一辈学者学识渊博、治学严谨、认真负责、诲人不倦的品格深深印在王继明的脑中。他时常回忆当年陶先生给他们上环境卫生课,讲授、强调房屋卫生设备中室内给排水工程的重要作用,因为室内卫生设备不仅为人们提供卫生、舒适的工作、生活环境,也为保障生产提供必要条件,建筑消防则在保护人民生命财产、经济建设安全等方面发挥着重要作用。

  与前辈学者共处的日子,王继明既在知识积累上更上层楼,也为他们身上所体现的将毕生精力倾注到祖国的教育事业中的崇高品质所激励。在此后的教学科研中,都可以看到王继明对前辈学者精神的传承。

技术攻关,解决排水难题

  建国初期,以苏联为主的东欧社会主义国家援助我国进行经济建设。当时的工业厂房的设计中,基本采用苏联的设计标准和规范,从我国南方到北方,按苏联规范设计的80%以上的厂房,在雨季均发生过房顶泛水和地下雨水井冒水的问题,使得工厂设备、产品损坏,影响了正常生产,给国家造成巨大的经济损失。

  尽管国内一些科研机构和设计部门,对雨水排除系统进行了改造,但仍未能彻底解决冒水问题,而且很长一段时期,一直困扰着我国大面积屋面雨水系统的建设。上世纪60年代初,有关部门责成清华大学与一机部一院、建工部设计院三家联合攻关。

  经过调研和初步试验,人们发现冒水原因主要是屋面雨水排泄时携带大量空气,在雨水管道中形成极不稳定的掺气水流,由此引发冒水。由于当时条件不太具备,研究工作暂时中断。

  1973年,在审查相关规范中有关雨水设计的内容时,因无技术依据,这部分内容空缺。1975年,原国家建委决定由清华大学建工系承担,机械部一院和八院参加,进行大面积屋面雨水排除的研究,并为设计规范提供设计技术措施。王继明担任该项目的负责人,领导科研组开始进行筹备。

  “当时,由于‘文革’刚结束,科研经费紧张,拨款五千元即开始工作,场地设在清华给排水实验室。”王继明回忆说,为了节约开支,他带领全组人员利用废料拼装、搭建试验管道系统,自己动手在试验室内建成了一个完整的雨水管道模拟与试验系统,由小模型开始,逐步扩大,整个试验装置既可以用于模拟、试验雨水排除过程,又可以观测和研究雨水在管道中的水流形态和冒水情况。

  王继明凭着扎实的理论基础和丰富的工程经验,在此前工作成果的基础上,他很快就制定出研究方向和具体的实施计划。他们用不同的水量进行模拟,经过反复试验获得了大量试验数据。

  雨水排水系统的水流情况极为复杂,影响因素很多,诸如水量、掺气量、管道情况等,难以用一般水力学方法进行计算。王继明带领科研组经过反复论证、计算和比较,尝试着用量纲分析法,终于得出雨水系统中水平管及立管的计算公式。经验证,试算结果与试验结果相符。

  多年来困扰人们的厂房屋面雨水为患的问题终于解决,这一成果同时为国家《建筑给排水设计规范GB15-1988》提供了设计措施,填补了我国《室内给水排水和热水供应规范》TJ15-74规范中雨水计算留下的空白。

  这套我国独有的屋面雨水设计方法,经过几十年的工程实践考验,显示出科学性和实用性。其设计方法被编写进相关教材与工程书籍,得到推广应用后,基本杜绝了屋面泛水、地面冒水的事故。

不辍创新,92岁时改造传统地漏

  建筑排水系统的功能,是把室内的污废水迅速地转输到室外排水管道中去。其管道系统需要满足两个基本要求:安全卫生性和经济性。安全卫生性能的重要内容之一,是顺利排水和隔断管道中的腐气及虫类等对环境的污染;经济性主要体现在排水系统合理、简化和节省用料,占用室内空间少及造价低廉。

  “文革”后,清华开始招收建筑给水排水学科的研究生,王继明带领研究生展开了单立管排水系统通水能力的研究。排水管中是水、空气及固体三种介质同时流动,流态极为复杂。研究后,王继明在国内首次提出排水立管内的压力是影响其通水能力的决定因素。

  该成果具有前瞻性,也引领了该领域的发展方向。此前,我国及国际上普遍采用美国学者上世纪20年代建立的方法。我国的国家标准《建筑给水排水设计规范》GB-50015在时隔25年后,开始采用由管道内压力确定排水立管通水能力这一方法,并修改了规范中的通水能力数据。近年,国内高校在此领域内也基本采用这一方法,进行各种管材排水立管的通水能力研究。

  王继明的研究还成功地指导了工程实践。上世纪90年代初开始,我国大范围推广塑料排水管,其宣传认为塑料立管因管壁光滑可以导致通水能力增大,这个观点也得到了相应的学术支持。

  王继明的研究生在他的帮助指导下,进行理论推导分析,发现塑料立管的通水能力并不会因此增大。这个发现被写成论文发表,此篇论文获得了中国土木工程学会给水排水学会颁发的特等奖。国家标准也修改、纠正了塑料排水立管的设计流量大于铸铁管道的错误。

  建国后,我国建筑内厨、卫生间多采用钟罩式地漏,其水封易被破坏,造成泛腐气、堵塞,导致卫生间环境恶化。王继明针对钟罩式地漏的结构及其性能进行了研究,发现其构造复杂不合理,导致排水不畅。

  他建议,将地漏的存水弯和钟罩去掉,只留上部进水口,下部另装P形存水弯,改成了新型的直通式地漏。这个建议得到了认可并推荐使用。改进后的地漏,虽然提高了排水性能,解决了易堵的问题,但还没有彻底解决冒臭气等问题。

  1993年,已近八旬的王继明在《给水排水》期刊发表《浅谈钟罩式地漏》,从理论上和实践中分析传统钟罩地漏的缺点,提出研制新型补水地漏的设想。2008年,92岁高龄的王继明,终于设计了补水卫生地漏,解决了几十年来由于地漏干涸冒腐气的大问题。这个设计在国内外尚未见到同类产品,属创新型产品,该项技术已获得国家专利。

  曾有很多朋友问王继明:“你为什么对这‘小’设备如此感兴趣?”在王继明看来,地漏形体虽小,却是建筑给排水必须装置的重要设备,起到防止水患及腐气污染等大作用,关系到家家户户的健康、财产安全。

传承师德,言传身教育人

  王继明教过的学生很多,在20世纪50—60年代毕业的学生,都已到古稀或花甲之年。4月26日,在王继明百年华诞贺寿会之际,不少学生从天南海北赶来。上午9时左右,清华大学环境学院节能楼的东一厅里,已是人声鼎沸。白发苍苍的老相识相互寒暄着,重温自己旧日的青春时光。

  一名老者说自己是王继明1959届的学生,跟王先生上过一门课。一听说老先生的百年寿辰,她就毛遂自荐做了当年班级的代表,带着同学们亲自制作的三份贺礼,前来贺寿,表达对王先生的崇高敬意。

  在学生的记忆中,对论文开题,王继明一般不做指定,而是开列相关研究方向的中、外文阅读书单,让学生在阅读中自行寻找、确定,并写出选题报告。这样,让他们切入学科前沿,了解专业领域内最高水平和最新科技动态,边阅读,边思考,学会在阅读中寻找需要进一步研究的问题。这种训练让他们在毕业后的工作中也非常受益。

  作为导师、长者的王继明,受到学生们的普遍尊重,他却从来不端架子。和他交流的学生,像是平辈的朋友,不受约束。有些刚入学的研究生,对科技论文的撰写不太熟悉,论文写作还采用以往作文的一些手法,夹带感情色彩。王继明会在审阅中指出并告诫学生,学生此后所发论文的质量有极大的提高。

  王继明对工科学生教育的理解非常明确,那就是要理论联系实际。他每次讲课,用生动的语言结合丰富的工程案例,讲述专业知识,激发学生的学习兴趣,取得很好的教学效果,并赢得了学生的尊敬。

  作为一名教授,他经常带学生亲赴生产第一线,他曾带领刚入学的一年级学生,参观施工现场及水处理厂,也曾指导即将毕业的高年级学生到施工工地进行实习,体验生产过程,获取专业经验。

  他认为,实习既可以使师生在共同生活和劳动中加深感情,又可以帮助青年教师理论结合实际,对课堂教学有帮助。每年暑假,他都领学生进行专业生产实习、毕业设计及参与生产设计工作,力图使教学结合生产,理论联系实际,培养学生的实践能力。

  在上课之外,王继明绝大部分时间都在试验室里。他和研究生的接触非常密切,其言传身教对学生的工作态度和治学作风都产生了很大影响。他也很关心学生的未来发展,王继明培养了我国第一个建筑给排水专业的研究生。由于该学科当时属于较新的学科,这位学生被分配到核工业部门去从事环保工作,不能将所学的专业知识很好地发挥。王继明亲自出面协调他到可以更好发挥专长的岗位工作,以更好为国家服务。这个学生而今已经在其学科发展中发挥着重要作用。

发挥余热,百岁恬淡老人

  1986年,年到古稀的王继明办理了离休手续,但仍受聘于清华环境系,担任研究生的授课及设计院工作。同时,他也参加各协会的学术会议、科研审核、产品鉴定、书刊审阅及编写教材等工作,有时还对热点问题撰写有关的学术论文,在卫生工程方面也做了些工作。

  虽然工作比较忙碌,但王继明说,心情是舒畅的,就这样,他又忙碌而愉快地工作10余年之久。1996年,王继明已年届耄耋之年。他辞谢了外面的工作。

  “有时间和计划欢度晚年了。”他说,“我的计划是不脱离国家和专业科技的大好形势。由于年岁老了,行动不便,采取‘秀才不出门,便知天下文’的办法,用读报纸,听广播,看电视及上网等方式了解国家大事。”

  在生活上,王继明恬淡知足。他把生活安排得很有规律,吃要早饱、午好、晚少,穿以前旧衣就足够了,从不穿名牌,住是30年前的旧楼,出行是步行,戴个步程计,以便计量运动量。

  “我的性格比较开朗,心胸坦荡,淡泊名利,团结友爱,顺利时不狂喜,逆境时不气馁,能接受事实,不把昨天的烦恼带到今天。有时间给花浇点水,施些肥,多想些高兴的事,天掉不下来,地球照转。总之,想些高兴的,做些愿做的,俗话说‘忧伤身、乐长寿’。”谈及他的养生秘诀,王继明说道。

  在70多年的教学科研和工程实践中,王继明全心致力于我国建筑给水排水工程的事业发展,使它从无到有,并逐渐发展、成熟。从教几十年,为国家培养了千余学生,他们毕业后在各自的工作岗位上都做出了很好的成绩和贡献。

  如今,王继明已近百岁。他感慨:“自强不息、厚德载物的清华精神,深深地印在我的脑中,并潜移默化地发挥了巨大的力量,始终在激励着我。”

  在百岁贺寿会上,王继明亲自到现场答谢大家的深情厚谊。他表示,相信青出于蓝而胜于蓝,新的一辈将有机会为国家环境事业作出更大贡献。

  (作者马金系王继明的学生,现为清华大学环境学院教师、高级工程师)

 

2015年05月15日 14:48:30  清华新闻网

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