楊柳

源于對(duì)建筑學(xué)的熱愛(ài)，我在26歲的時(shí)候，以一種“而今邁步從頭越”的勇氣，求學(xué)西安建筑科技大學(xué)，開(kāi)啟了新的專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)。建大的校園雖然不是很大，卻也小巧而精致。建筑學(xué)院有著深厚的歷史沿革和學(xué)科積淀，亦是大師云集的地方。因而，我一入學(xué)，就有幸跟隨我的導(dǎo)師劉加平教授參與了國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目的研究工作，初涉綠色建筑的前沿領(lǐng)域。隨后，有幸參與了杰出青年項(xiàng)目、重大國(guó)際合作項(xiàng)目、863項(xiàng)目、科技支撐項(xiàng)目等等科研工作。就這樣，自然而然地在研究中成長(zhǎng)，在學(xué)習(xí)中提升。20年后，令我沒(méi)有想到的是，我自己也主持了國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目，有了穩(wěn)定的團(tuán)隊(duì)和學(xué)術(shù)方向。我的經(jīng)歷見(jiàn)證了高校人才培養(yǎng)的初衷——科研與教學(xué)相長(zhǎng)。

1 《建筑氣候?qū)W》

2 《人體熱舒適的氣候適應(yīng)基礎(chǔ)》

3 《建筑節(jié)能綜合設(shè)計(jì)》

4 《室內(nèi)熱環(huán)境設(shè)計(jì)》

低能耗建筑設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與實(shí)踐

我國(guó)建筑的發(fā)展，從建國(guó)初期的“經(jīng)濟(jì)、適用、美觀”，到改革開(kāi)放后的節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境，再到今天的兩個(gè)百年建設(shè)的轉(zhuǎn)折時(shí)期，提出了碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)。從中可以看出，無(wú)論什么階段，設(shè)計(jì)建造低成本、高能效的綠色建筑，實(shí)現(xiàn)人居環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，始終是建筑設(shè)計(jì)的基本目標(biāo)。

人居環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，既要在快速的城鎮(zhèn)化進(jìn)程中不斷提高建筑環(huán)境質(zhì)量，也要節(jié)約建筑能耗和減少污染物排放，還要繼承和發(fā)揚(yáng)傳統(tǒng)地域建筑文明。在快速的城鎮(zhèn)化進(jìn)程中，簡(jiǎn)單地繼承傳統(tǒng)的建造方式，或者單一運(yùn)用現(xiàn)有的城市建筑設(shè)計(jì)規(guī)范及方法，均不能有效解決建筑環(huán)境質(zhì)量、建筑節(jié)能減排和建筑文化傳承的綜合需求問(wèn)題。因此，亟需針對(duì)地域氣候條件和社會(huì)經(jīng)濟(jì)文化背景，研究發(fā)展可持續(xù)的低（超低）能耗建筑設(shè)計(jì)方法體系，以保證建筑室內(nèi)環(huán)境的舒適性、地域建筑風(fēng)貌和傳統(tǒng)生態(tài)經(jīng)驗(yàn)的傳承，同時(shí)盡可能地利用太陽(yáng)能、風(fēng)能等自然能源，實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約。

建筑師在方案創(chuàng)作階段，充分考慮地域氣候條件和輻射資源，巧妙地利用和應(yīng)對(duì)氣候要素、輻射要素的地域和周期性波動(dòng)規(guī)律的影響，綜合運(yùn)用保溫隔熱、蓄熱通風(fēng)、太陽(yáng)能利用等氣候設(shè)計(jì)方法，是實(shí)現(xiàn)低能耗建筑最為直接有效的途徑。而這一過(guò)程，不僅需要?dú)夂騾?shù)和輻射參數(shù)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，還需要能具體分析地域氣候條件影響規(guī)律的工具，同時(shí)還需要掌握氣候設(shè)計(jì)方法及其基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù)，并能在設(shè)計(jì)方案中靈活運(yùn)用。我們這個(gè)“低能耗建筑團(tuán)隊(duì)”，多年來(lái)在國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的持續(xù)資助下，綜合運(yùn)用建筑學(xué)、建筑氣候?qū)W和建筑熱工學(xué)原理，在理論分析、實(shí)驗(yàn)測(cè)試和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，揭示了中國(guó)人群在室內(nèi)微氣候自然波動(dòng)條件下的熱舒適規(guī)律，建立了基于人體熱需求的氣候分析方法，提出了太陽(yáng)能采暖和蓄熱通風(fēng)降溫設(shè)計(jì)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了方案階段綜合定量分析“人－建筑－氣候”3個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的耦合作用。上述理論成果在西部進(jìn)行了開(kāi)創(chuàng)性應(yīng)用與實(shí)踐，形成了黃土高原、新疆盆地和四川震區(qū)等多種低能耗鄉(xiāng)村建筑設(shè)計(jì)模式，成為中國(guó)地域建筑更新設(shè)計(jì)的典范。

建筑氣候分析技術(shù)

厘清“人－建筑－氣候”3個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的耦合作用關(guān)系，采用描述空氣性狀的“焓濕圖”作為建筑氣候分析工具，定量分析不同地域氣候?qū)υO(shè)計(jì)各個(gè)環(huán)節(jié)的影響，提出建筑方案的優(yōu)化策略。

室外氣候的精細(xì)化表征方法

從建筑熱環(huán)境和人體熱舒適角度，描述室外氣候的逐時(shí)變化特征，為建立建筑氣候分析技術(shù)、進(jìn)行低能耗設(shè)計(jì)優(yōu)化提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。建立了逐日和定時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)的逐時(shí)化插值方法；建立了輻射數(shù)據(jù)的各類(lèi)估算修正方法；提出了不同地區(qū)氣象因子對(duì)能耗影響權(quán)重的選擇原則；建立了分析氣候變化對(duì)建筑能耗影響的未來(lái)典型年。

室內(nèi)微氣候與人體熱舒適

我國(guó)幅員遼闊，氣候多樣，社會(huì)經(jīng)濟(jì)背景和生活習(xí)慣等巨大的地區(qū)差異，造成中國(guó)人群的熱舒適需求既與國(guó)際人群顯著不同，還存在明顯的地區(qū)差異，因而熱舒適標(biāo)準(zhǔn)既不能完全照搬國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，也不能采用全國(guó)統(tǒng)一的溫度指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)對(duì)我國(guó)全部氣候區(qū)25個(gè)城鎮(zhèn)進(jìn)行的室內(nèi)微氣候環(huán)境、人體主觀熱感覺(jué)等調(diào)研，得到20,000余份有效樣本，揭示了中國(guó)人群舒適溫度隨地域、季節(jié)的變化規(guī)律，建立了不同地區(qū)人體的熱適應(yīng)模型和舒適溫度范圍。

適應(yīng)氣候的建筑設(shè)計(jì)技術(shù)

在詮釋中國(guó)傳統(tǒng)民居生態(tài)建筑經(jīng)驗(yàn)，分析地區(qū)氣候資源的基礎(chǔ)上，提出了“著力改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性，優(yōu)先發(fā)展被動(dòng)式技術(shù)，然后以主動(dòng)式設(shè)備系統(tǒng)做補(bǔ)充”的地域超低能耗建筑的“層次”設(shè)計(jì)原則，并在西部鄉(xiāng)村地區(qū)設(shè)計(jì)建造了安全、便利、適宜、經(jīng)濟(jì)、舒適、節(jié)能且具有地域風(fēng)貌的超低能耗示范工程。對(duì)建成建筑的實(shí)驗(yàn)測(cè)試與調(diào)查評(píng)價(jià)顯示，示范建筑均達(dá)到了在非采暖空調(diào)狀態(tài)下滿(mǎn)足當(dāng)?shù)鼐用竦幕緹崾孢m需求的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了“零”能耗建筑示范。