巍巍秦嶺之畔，悠悠渭水之濱，西安建筑科技大學(xué)的校園內，有一群科技工作者正以卓越的智慧和不懈的努力，描繪著(zhù)中國綠色建筑的新藍圖。
他們以劉加平院士為核心，用一項項科研成果詮釋著(zhù)科技工作者的愛(ài)國奮斗精神，2024年，其團隊項目“極端氣候區超低能耗建筑關(guān)鍵技術(shù)與應用”榮獲國家科技進(jìn)步二等獎，研究成果對維護國家安全、助力建筑雙碳目標實(shí)現作出了重要貢獻。
極端氣候區的綠色建筑挑戰
節能降碳，要抓重點(diǎn)行業(yè)。建筑行業(yè)作為“碳排放大戶(hù)”，全面推行綠色建筑是實(shí)現我國“雙碳”目標的必由之路。
在綠色建筑的探索之路上，劉加平是一位不折不扣的開(kāi)拓者。他深知，綠色建筑并非僅僅是個(gè)別高樓大廈的華麗外衣，而應是惠及全民的宜居環(huán)境升級。面對中國建筑領(lǐng)域對節能降碳和人居環(huán)境改善的迫切需求，劉加平帶領(lǐng)團隊，將目光鎖定在青藏高原和南海島礁，這兩個(gè)看似遙遠卻極其關(guān)鍵的極端氣候區域。
在青藏高原，面對冬季寒冷漫長(cháng)、晝夜溫差大，但太陽(yáng)能資源豐富的特殊條件，劉加平首次提出圍護結構“差異化”保溫設計原理，通過(guò)巧妙地將被動(dòng)式太陽(yáng)能技術(shù)與藏式建筑特色結合，既保留了藏式民居傳統韻味，又符合現代綠色建筑標準。構建了青藏高原太陽(yáng)能供暖成套技術(shù)體系，設計建成我國首個(gè)大規模高原太陽(yáng)能區域供暖項目，實(shí)現了青藏高原集中供暖零碳排放，為青藏高原人居環(huán)境改善奠定了堅實(shí)的技術(shù)基礎。
在南海島礁，面對常年濕熱的區域環(huán)境和能源極度匱乏的發(fā)展阻礙，他們研發(fā)出以太陽(yáng)能為支撐的零能耗建筑技術(shù)體系，實(shí)現了建筑用能自給自足，極大地減輕了對軍事與民用資源的依賴(lài)，并首次提出了建筑“全遮陽(yáng)”設計原理與方法，構建了光熱除濕、光伏發(fā)電制冷的空調系統形式，開(kāi)發(fā)了蓄電與蓄冷兩級蓄調和模塊化空調機組等新技術(shù)與新裝置，實(shí)現了孤立島礁太陽(yáng)能空調系統常態(tài)化穩定運行。
現如今，青藏高原和南海島礁已建成示范建筑152萬(wàn)平方米，推廣應用總面積超過(guò)1000萬(wàn)平方米，每年減少二氧化碳排放超過(guò)20萬(wàn)噸。
傳統智慧與現代科技的創(chuàng )新融合
在劉加平看來(lái)，科研的價(jià)值最終一定要體現在改善民生上。早在1995年，劉加平就帶領(lǐng)團隊深入西北地區，實(shí)地考察研究如何將綠色建筑技術(shù)與傳統民居智慧相結合。
以延安窯洞為實(shí)踐地，創(chuàng )新性地引入現代科技，集成運用了被動(dòng)太陽(yáng)能、自然通風(fēng)、蓄熱構造、復式空間等適宜性技術(shù)，在劉加平的改造下，古老的窯洞煥發(fā)新生，成為既節能環(huán)保又舒適宜居的新家園。
隨后，劉加平把研究的視域進(jìn)一步擴展到西北和西南地區，通過(guò)揭示西部傳統建筑節能經(jīng)驗的科學(xué)機理，先后設計完成了云南多民族聚集區生態(tài)民居建筑、新疆生土民居建筑、長(cháng)江上游低能耗生土民居建筑等低能耗建筑模式，示范工程建筑面積超過(guò)60萬(wàn)平方米，學(xué)術(shù)成果在國內外產(chǎn)生重要影響。
此外，在四川地震災區低能耗生態(tài)民居建筑中，劉加平率領(lǐng)他的團隊通過(guò)研究川西地震災區的氣候特征及傳統民居的特點(diǎn)，提出了多種具備抗震安全、節能節地、適應氣候、成本低廉的川西生態(tài)民居建筑方案，其抗震性能達到8度設防標準，成果被譽(yù)為“災后重建首個(gè)節能低碳鄉村”。
以科學(xué)家精神續寫(xiě)綠色建筑新篇章
作為建筑行業(yè)的“戰略科學(xué)家”，劉加平始終站在綠色建筑研究的最前沿。
劉加平認為，真正的綠色建筑應該面向國家戰略需求，服務(wù)于國家的長(cháng)遠發(fā)展目標。從推動(dòng)綠色建筑底線(xiàn)水平提升，到助力國家雙碳目標實(shí)現，劉加平的每一次科研布局，都緊密?chē)@國家生態(tài)安全和行業(yè)發(fā)展戰略進(jìn)行。
在他的引領(lǐng)下，西安建筑科技大學(xué)綠色建筑全國重點(diǎn)實(shí)驗室不僅成為西部地區綠色建筑研究的高地，更是在全國乃至“一帶一路”共建國家和地區留下了綠色足跡。為解決綠色建筑行業(yè)“卡脖子”難題，劉加平帶領(lǐng)其團隊在做好綠色建筑科學(xué)研究的基礎上，致力于將現行全部建筑設計標準規范提升到“綠色建筑設計”水平，并加快推進(jìn)人機協(xié)同成套施工裝備技術(shù)研發(fā)，以助力實(shí)現建筑業(yè)“雙碳”目標。
正如劉加平所言：“綠色建筑不僅要關(guān)注老百姓舒適、健康的宜居需求，也要從國家社會(huì )發(fā)展的層面，注重能源、資源節約，保護環(huán)境，更要擔負起國際義務(wù)，實(shí)現碳減排目標。中國城鄉環(huán)境綠色發(fā)展、建筑業(yè)雙碳目標實(shí)現，是我們這一代建筑人的光榮使命。”
(郭芷怡)
