孟庆林:以科技创新成就建筑节能

2016-03-11 11:49高妍毛艳玲
科技创新与品牌 2016年2期
关键词:亚热带遮阳围护结构

高妍+毛艳玲

你可知道,一扇窗开多大才能以最小的能量损耗得到最佳的通风效果?

你可了解,选择怎样的玻璃,才能既做到遮阳隔热,又保证足够的光线照明?

…………

没错,这些生活中的小细节,都蕴含着科学,它们都是现代建筑节能中不可忽视的部分。华南理工大学建筑节能研究中心主任孟庆林教授就是深谙建筑节能秘密的高手。

孟庆林多年致力于亚热带建筑热环境与节能研究,他敢于创新,取得了多个首创性的研究成果并应用于工程实践,获得了显著的社会效益和经济效益。他创建了“亚热带建筑热环境与节能”学科方向和南方建筑节能研究机构,制定了首部应用于城市居住区热环境设计的国家行业标准,开发了首个城市热环境低空遥感系统,研制出首个动态热湿气候风洞实验台。他获发明专利6项,发表论文127篇,出版专著和编著4部,主持编制国家行业和地方标准及标准设计图集17部,培养博士和硕士研究生73名,为我国南方地区建筑节能的学科建设、科技进步、标准完善与人才培养作出了突出贡献。

立足前沿,投身南方建筑节能

孟庆林,生于吉林海龙,是一个地地道道的北方人,却在机缘巧合之下扎根岭南,专注于亚热带建筑的节能技术研究与应用,并以多项创新成果立足业内。

孟庆林1985年毕业于吉林建筑工程学院供热通风专业,后南下求学于我国著名的建筑老八校之一—重庆建筑大学,先后获得建筑技术科学专业硕士、博士学位。1995年7月,孟庆林转投同为建筑老八校之一的华南理工大学建筑学院,并扎根于此,历任副教授、教授。

华南理工大学的亚热带建筑研究起步于上世纪初,百年发展中,对华南地区的建筑教育、建筑设计实践及岭南建筑风格的形成作出了巨大贡献。该校的亚热带建筑科学国家重点实验室,是全国高等学校建筑领域中唯一的国家重点实验室;华南理工大学建筑节能研究中心则是亚热带建筑科学国家重点实验室的重要组成单位,也是我国高校系统首个通过国家计量认证的建筑节能检测机构。

现在,孟庆林承担着华南理工大学亚热带国家重点实验室副主任、建筑学院副院长、建筑节能研究中心主任等职务。

孟庆林将专业方向锁定在亚热带建筑的热环境与节能技术研究上,是从硕士阶段开始的。

在当时的中国,建筑节能仍是一个相对冷门的研究领域,并未受到重视。但一直以来,建筑是个“能耗大户”却是不争的事实,特别是进入新世纪以来建筑行业飞速发展,所带来的能耗额更是快速上涨。

有数据显示,我国建筑能耗占社会总能耗比例已超过30%,且呈现逐年上升的趋势。而由于受到高温高湿气候的影响,以及人们生活水平提高等刚性需求的扩大,使得亚热带地区民用建筑能耗增长迅速,已经占到全国民用建筑能耗总量的54%。

随着全世界节能减排战略的实施及人们绿色环保意识的提高,建筑节能已逐渐成为社会共识,建筑节能技术的研究与进步也已经成为热门及前沿研究领域。

孟庆林介绍,建筑节能技术的发展与应用,是一项具有显著地域性的工作,与当地的气候等密切相关。也就是说,北方的节能技术和创新成果,并不都适合南方,同样的道理,发达国家的先进技术也会因地域、气候的差异,难以在我国产生良好的效果。“这就决定了南方的建筑节能,必须走自主创新的道路。”

孟庆林专注建筑节能研究二十余年,正是在不断探索适合南方气候和地域特征的新的建筑节能技术与方法。他认为,“解决南方建筑节能问题的根本途径,是坚持和发展围护结构防热为主的技术路线”。

所谓围护结构,是指建筑及房间各面的围挡物,如门、窗、墙等,能够有效地抵御不利环境的影响。众所周知,南方地区夏热冬冷、温高湿重、辐射强烈,因此,近百年来我国南方地区一直运用遮阳、通风、隔热等传统防热技术解决建筑环境过热问题。

但随着空调设备的普及,原本用以防止室内过热为目的的围护结构传统防热技术体系不再适用,必须立足新情况,提出新理论、新技术与新方法。

浸淫行业多年,孟庆林非常清楚自身所面临的挑战,“在我国,不计成本和代价地实现少数建筑物的节能并不难,而让我国数以千亿计的建筑物乃至整个建筑业都节能,面临的困难很多,我们意识到,在今后的一个相当长的历史时期里,探索适合国情的建筑节能新技术、新方法、新材料,对于落实国家建筑节能政策至关重要。”

孟庆林是这样想的,也是这样做的。多年来,他将研究重点放在围护结构上,依托亚热带建筑科学国家重点实验室和建筑节能研究中心,围绕最为经典的遮阳、隔热、通风三点深入开展研究,已经取得了丰硕的研究成果,社会效益显著。

锐意创新,结累累硕果

2001年,我国正式启动亚热带地区建筑节能。但在当时,在亚热带建筑围护结构的热工设计理论和技术领域,仍面临着若干关键问题亟待解决。

孟庆林介绍,问题涉及多个方面,比如在围护结构蒸发降温基础理论和应用技术方面,迫切需要建立标准的实验气候分析方法,以确定建筑节能设计中的热工参数;在建筑遮阳节能技术基础理论与构造设计方面,需要建立基于建筑能耗的遮阳性能参数模型,提出建筑门窗玻璃的自身遮阳关键技术方法;在围护结构防潮理论和构造设计方面,需要研究围护结构热湿双向传递机理和构造设计方法,确定围护结构多孔材料的工程设计参数;在围护结构自然通风节能原理与设计方面,需要解决大尺度建筑群的风环境模拟问题,在此基础上进一步分析建筑开口设计与室内风场分布之间的相关性等。

面对着重重困难,孟庆林和他的团队都没有气馁。

他们依托亚热带建筑科学国家重点实验室研究平台,联合中国建筑西南设计研究院有限公司、江苏省建筑科学研究院有限公司、广东省建筑节能协会几家单位,在国家自然科学基金重点项目等12项课题的资助下,围绕亚热带地区建筑围护结构蒸发、遮阳、防潮、通风节能设计的基础理论、实验方法和工程应用研究,开展了长达12年的系统研究,最终形成了建筑围护结构防热节能设计关键技术和应用的创新成果。endprint

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