本期介绍的启明星――李魁山(见图)博士,来自建筑节能领域,一开始我看介绍他是从事“城市微气候、建筑围护结构热湿传递”研究的,这和我对建筑节能的想象比较吻合,但真正接触后才知道他的研究兴趣其实还远不止这些,这次访问使我有机会认识一位优秀的年轻人,而且也令我长了不少知识。
听从表哥建议,选择暖通空调为业
魁山是吉林长春人,他显魁梧的身材令人会想起东北汉子这个词,他在长春一直呆到读完高中,大学本科和硕士都是在哈尔滨工业大学。谈起专业――暖通专业的选择,他说其实他是深受他的表哥的影响,表哥长他10岁左右,毕业于同济大学土木工程专业,由于对行业的了解和多年的工作经验,表哥推荐他选择暖通专业,并断言这个专业日后会越来越走俏。哈工大的暖通专业是国内最早成立的这一专业。大三四时分专业,他们这个专业包括制冷、供暖、通风、空气调节,他选了空调,因为感觉空调实用性更宽一些,尽管我们现在的格局大致还是北方是采暖,南方是空调,但随着节能减排的逐步推进,空调这种采暖方式会更多地采用。
魁山说他本科时就想来上海,一方面受他表哥的影响,另一方面上海在许多人心里都是一个应该去闯一下的中国最值得去的地方。2006年3月,魁山如愿考到上海同济大学张旭教授门下读博,专业仍是暖通。张旭教授在全国这个领域很有名,跟着这样一位导师,魁山有了不少参加学术交流活动的机会,导师有意识通过这种方式,让学生准备论文参加学术交流,给他们多一点学习和锻炼机会。当时正值上海世博会筹办,魁山赶上机会,参与了世博轴地源热泵等大项目,这样也和华东建筑设计院等有了联系。
与此同时,他的博士论文课题方向也大致确定,主要围绕上海地区建筑的围护结构保温,即砖墙外部的保温隔热材料(上海地区的围护结构约30毫米厚),同时研究围护结构中的热湿传递。魁山告诉我,通常空气里有的水分(特别是南方地区的梅雨时节)进入围护结构和砖墙中间后就冷凝下来,时间一长会发生长霉、保温材料脱落等情况,魁山说他想通过博士论文研究,在掌握机理后提出有效的规避和防范办法,选择更合适的材料和施工方式(合理的围护结构构造)。
魁山在网上查文献时了解到有一本《建筑物理》杂志(英文)上刊登的文章和他专业很相近,于是就毛遂自荐和这家杂志主编联系,这样,他的第一篇SCI文章就发表在这本杂志上(2008),该文讨论的是和材料的稀释性和湿热传递有关的一个实验,也是和博士论文相关的工作。
如愿到上海发展,参与APEC项目
2009年8月博士毕业。他的博士论文从热湿传递理论出发,提出了适合上海及华东地区气候、环境特点的保温方式:还是以外墙保温为主,采用30毫米的保温材料;以及可供选择的几种材料。魁山并不讳言,他这篇论文的特色在于把湿和热放在一起考虑,以往两者是分离的,而且考虑传热居多,较少考虑传湿。课题也是国家十一五的课题的一部分。博士期间,魁山拿到过博士光华奖学金,并入选同济大学优秀毕业生。
博士毕业后,魁山说他比较现实,没有想过要进高校,就一门心思想进企业。当时上海建科院和华东建筑设计院有限公司都有机会,因为世博会期间有过很好的合作,这样就选了华东建筑设计院有限公司。刚工作不久,他就有机会参与了一些项目,包括国家和上海市的重大工程项目,市科委和集团的科研项目,如虹桥商务区、机场项目、国家会展综合体项目,还有一些节能环保低碳项目,如武汉光谷生态艺术展示中心,大连生态城生态规划等。魁山说他通过这些项目最大的收获是知道了自己适合做什么。
在华东院期间,一个偶然机会,他在国外开会时知道APEC(Asia-Pacific Economic Cooperation亚太经合组织)有国际合作项目,2012年得到APEC资助研究APEC地区降低能源强度的措施,其实APEC项目的目的是通过研究,促进区域合作。该项目以大连生态科技创新城为背景,为今后APEC地区低碳城镇降低能源强度提供了借鉴意义,今年2月在大连生态科技创新城举办了一次小型国际研讨会。目前该项目已经结题,很快200页的研究报告会在APEC网站上与大家见面。
在华东院呆了四年半后,今年2月魁山离开了华东院,进入中国建科院上海分院,但是入选启明星是在华东建筑设计院有限公司,所以他很感念华东院给予的机会。
理论指导实践,专注建筑节能
到了新单位后,他的重点转为建筑监测能源管理。这件事的背景是国家对建筑节能的事要动真格,第一步要求超过2万平米的大型公共建筑的耗能情况要上传,高校、医院等都在此列。魁山他们现在正在做的事情就是在这个大型公共建筑耗能监测平台加入专家系统,自动分析这些数据,比如说通过监测发现某一建筑内空调耗电量很大,就要查原因,通过末端一些传感器来找到耗电大的原因,有些要分析原因,有些系统自己能解决。目前更多的是监测,很少有专家系统给出诊断意见。对此,魁山希望拿到一套可靠的数据,在此基础上提供一套节能解决方案,以补专家系统的不足。
魁山告诉我,目前他们这个专家系统已经进入最后的调试阶段,顺利的话本月底可进入试运行阶段。
除了这个建筑物耗能动态监测分析系统的研制,李魁山现在的工作还有一块,就是屋顶绿化、垂直绿化的效果及定量研究。魁山说,现在绿化的理念被几乎所有人接受,但很多人对绿化的理解是比较浅层的,认为能带来赏心悦目的视觉效果就好,但作为专业人士的李魁山显然想的更深一些,他是想做一些定量分析,仍是从热湿传递角度来做一些理论探索研究以指导工程设计。其实,通过建筑绿化达到降温、降噪的效果还是一门相对新的技术门类,有点交叉技术的味道,这里涉及到绿化植物种类的选择、绿化面积和厚度等概念。魁山想通过理论研究,尝试将一些建筑学上还无法确定的东西加以量化来指导实践。比如,不同的植物,植物的叶面大小、高度、密度与建筑物温度调节的关系。目前,建筑绿化与建筑物降温的关系研究目前还只是魁山个人的兴趣,他想等研究有了点眉目后再申报相关的课题。
为绿色建筑拿出定量、可信指标
实际上,这次魁山获得的启明星计划资助项目――建筑绿化对降低区域热岛强度的热湿传递机理研究,和他以上的研究有很大的相通性。谈到这个启明星课题立题的背景,魁山说,现在各地建造很多生态城,往往建筑绿化都是必不可少的内容,但到底效果如何,没有明确说法,也无法量化。国外有研究说屋顶绿化和建筑外墙绿化可以降低屋内温度3-5度,但国内现在拿不出这方面的检测标准和数据。从现时紧迫性来看,现在区域热岛强度、建筑绿化率及其效果都已纳入国家评定绿色建筑的指标,如果拿不出可量化的指标,对绿色建筑的标准的制订缺乏说服力。
魁山说以上这两件事其实都是围绕建筑节能,希望通过自己的工作能为改变一些所谓的绿色建筑并不节能的“尴尬”做些实在的事情,“现在相当部分绿色建筑都没有达到设计要求,我想做的事就是使绿色建筑、节能建筑真正名副其实。”谈到具体操作时,魁山说,他和他的团队今年正在参与一些项目,争取拿到成果示范,这样可复制才有说服力。
这几年,由于自身的努力,李魁山除了在华东院工作期间就获聘高级工程师外,还以他的专业能力受聘为APEC低碳能源专家、上海市的绿色建筑和建筑节能(暖通专业)专家和绿色建筑评价标识(暖通专业)评审专家,曾多次作为专家参与APEC低碳城镇的评审工作。
我和魁山约好,等他上述两项工作有实际进展后我会来进一步关注和推介,因为这方面的研究和成效将直接造福我们的生态城市建设,期待尽早听到魁山他们的好消息。
江世亮采写自2014年6月1日