西安建筑科技大学为西藏建设太阳能清洁供暖屋
发布者:xylona | 来源:西安日报 | 0评论 | 1645查看 | 2020-07-07 10:17:34    

“奖金我们肯定不能要,留在那里为西藏人民做一点贡献。”近日,2019年度西藏自治区科学技术奖励大会上,西安建筑科技大学“太阳能建筑与环境”科研团队牵头完成的“西藏高原可再生能源供暖关键技术创新与应用”荣获一等奖,却缺席了颁奖仪式。


的确,这只是该校为全面提升西藏高原建筑宜居水平所做的其中一件“功德”。穿越十多年的时间长河,那是一条由三代“送暖者”用辛勤汗水汇成的无私奉献的长河。


世界屋脊,海拔高、气压低,极端干燥寒冷,昼夜温差大,即使在炎热的夏天,到了晚上也会很冷。房屋需要的供暖时间长、供暖需求强烈。西安建筑科技大学三代学人共同的目标追求,就是寻找适合区情的高效清洁能源方式,盖出“靠太阳就能取暖”的房子。


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“义务”工作 为藏区“送暖”建标准填空白


在没有实现供暖之前,西藏的冬天,是漫长的。“日子过得特别难,再冷都是硬往过捱着。”2004年,参加西安建筑科技大学在西藏自治区开办的首个工程硕士班培训的学员、拉萨市建筑设计研究院院长陈明红说。


当年,西藏地区尚未纳入采暖区,青藏铁路还没有全线通车,煤炭、天然气资源无法运输,即使花费很大代价运输过去,又会对这片“高原净土”造成不可逆的环境污染。在陈明红看来,要在西藏实现大面积集中供暖,简直比登天还要难。


中国工程院士刘加平作为当年赴藏培养工程硕士的导师组带头人,到拉萨一边了解这些状况,一边震惊于藏民们艰难落后的生活条件——室内都要穿着厚实笨重的衣服,人畜共处,门前处处堆放着要用来取暖和做饭的牛粪、柴薪。


晚上,住在温度接近零度却没有任何采暖措施的宾馆,要忍受整夜的寒冷。而到了早晨,打开窗户,阳光照进的同时,温暖才随之而来。“西藏这片‘阳光之域’,作为全世界太阳辐射最强的地区之一,有着得天独厚的太阳能资源优势。为什么不能用它来取暖呢?”一个念头在刘加平心头久久盘旋。


选择可再生能源进行供暖,确实是这片高原净土绿色生态发展的最佳选择。“我们一定要找到最合适的方法改善这里的居住条件,为当地老百姓送去温暖。”当年,站在布达拉宫上,俯看着拉萨城边的建筑,刘加平满是信念地对他当时的博士生刘艳峰说。


随着调研深入,面对西藏地区地理环境、地域文化、建筑风格等方面的种种特殊性,刘加平意识到,要实现如此大的工程领域的行业“变革”,一定得先建立起适应当地的建筑节能与采暖的标准化体系,要有规范的“标准”,大到建筑土木构造,小到建筑装饰色彩,都要在基础研究中考虑到。


2006年,刘加平相继申报获批国家自然科学基金重点项目《西藏高原节能居住建筑体系研究》和国家863项目《太阳能富集地区超低采暖能耗居住建筑设计研究》,成为西藏地区在该领域开启大规模基础科学研究的开端。


此后,研究群体建立了与太阳能富集区被动式设计相匹配的主动式太阳能采暖系统设计方法,主编完成了《西藏自治区民用建筑采暖设计标准》《西藏自治区居住建筑节能设计标准》(以下简称《标准》)及《西藏自治区居住建筑节能构造图集》,被评价为“填补了当地在该领域标准规范的空白”。


时任西藏自治区住建厅副厅长的田国民至今清晰地记得,“当时我问,你们编制这套《标准》需要多少费用?得到的答案竟然是,做这些事是天经地义的,不能要钱!”


为牧民盖好房子 为“送暖”创新技术推广应用


2008年,刘艳峰带领团队与青海当地科研单位联合申报项目,为青海省海北藏族自治州刚察县解决100户藏族牧民的定居工程提供技术支持。“本该属于项目组的100万研究经费,全部投入到了工程建设,团队的所有研究花费都是自掏腰包,我们的愿望很简单,就是要为牧民盖好房子,盖成我们想要的房子。”


“特别震撼,两万多平方米的太阳能集热场一望无际,实现了不用煤、不用气、不用电就能温暖整个县城八万多平方米的千家万户。”浪卡子县供热中心现场负责人杨金良激动地表示。


“太阳能昼夜两用暖床”“太阳能相变暖风机”“太阳能新风预热墙”“太阳能强化散热地板”……目前,团队已经研发了不少专利技术,并在不断寻求最佳的技术组合方式,形成一整套“全链条”节能技术方法——即从村镇规划、建筑设计开始到建筑保温、被动太阳能增温、主动太阳能供暖、建筑分时分区调节等成套的太阳能建筑供暖方案,最大化地集约能源,提高人体在建筑室内的舒适度。


“他们甚至考虑到,我们祖祖辈辈都寒冷惯了,不能一下子供暖温度太高。所以,晚上可以只给卧室供到12~15℃,甚至只给床体供暖,周围形成一道热帷幕,温度刚刚够用就好,既以符合人体生理需求,又节约供暖能源。”西藏大学教授索朗白姆充满感激地说。


“暖床”既能白天当散热器,又能晚上当取暖器;墙体既能采集太阳加热空气,又能实现新鲜空气对流;除了太阳能送暖,以后还要实现送氧、送湿……“未来,要让青藏高原的人们生活得更幸福,要让每年数以万计奔赴此地的建设者、旅游者享受到无异于内地的舒适的室内环境。”提及美好愿景,刘艳峰眼里满是光芒。


“把这些工程用好、用准” 为“送暖”提升能效优化运行


作为第三代学人的王登甲,最早是在2007年7月青藏铁路通车一周年之际,跟随导师刘艳峰首次进藏。那时,他还只是一名研究生一年级的学生。


“这件事做到一定阶段,我们年轻人就得要接力。往哪个方向接呢?前期把工程都建好了,那么就要把这些工程用好、用准,使得室内综合环境不断提升,同时使可再生能源供暖系统在当地高效、安全、可靠、精准运行。”王登甲坚定地表示。


2017年,团队作为中国技术代表团受邀参加了在迪拜阿布扎比召开的世界太阳能大会,刘艳峰分享了“在西藏高原的系列低能耗太阳能供暖技术标准和工程应用”,受到世界太阳能学会主席David、国际能源署太阳能供热制冷委员会主席KEN等国际同行的高度赞赏,后续开启了多方国际合作交流。


截至目前,研究团队已在青海刚察、玉树,西藏拉萨、浪卡子、当雄、日喀则等地建设各类太阳能供暖试验/示范工程20余处,达20多万平方米,推广近千万平方米,受益人群约50万人。


“我们刚发现这一领地时,它在环境条件上是一块‘穷地’,在学术上是一块待开发的‘富地’,如果没本事地就荒了。但今天,很高兴看到它已经变成了一块多产的‘肥地’。”刘加平院士欣慰地说。

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