綠色建筑全國重點實驗室(以下簡稱“實驗室”)由西安建筑科技大學和中建科技集團有限公司聯(lián)合組建。實驗室以研發(fā)適宜不同自然與社會條件的綠色建筑新模式、新技術(shù)和新產(chǎn)品為主要任務,長期秉承適應氣候、因地制宜、繼承傳統(tǒng)、綠色發(fā)展的核心理念,不斷尋求減少建筑物碳排放、降低能源與資源消耗的行動方案和技術(shù)路徑,為實現(xiàn)建筑業(yè)雙碳目標和健康宜居環(huán)境提供堅實的科學支撐和技術(shù)支持。
特色鮮明 多面開花
實驗室構(gòu)建了特色鮮明、梯級層次合理的研究團隊,團隊榮獲全國首批黃大年式教師團隊稱號,多名學術(shù)骨干先后入選國家高層次人才計劃和項目。學術(shù)骨干先后主持完成了國家自然科學基金重大項目、重點項目以及國家重點研發(fā)計劃項目等各級各類科研項目。在綠色建筑模式創(chuàng)新研究及理論基礎(chǔ)、建筑氣候適應性理論與設(shè)計基礎(chǔ)參數(shù)、青藏高原建筑太陽能光伏光熱利用、高污染散發(fā)類工業(yè)建筑環(huán)境控制與減排、建筑工業(yè)化及綠色施工等方面形成特色優(yōu)勢。
目前,實驗室已經(jīng)形成了五大研究方向。
綠色建筑新模式與科學基礎(chǔ)研究方向的重點任務:建立不同地域綠色建筑空間原型和技術(shù)原型協(xié)同機理,構(gòu)建面向全壽命周期的新地域綠色建筑模式體系;提出不同建筑類型空間生成邏輯、參數(shù)化設(shè)計方法與設(shè)計工具;建立網(wǎng)格化建筑氣象參數(shù)數(shù)據(jù)庫平臺,構(gòu)建建筑碳排放關(guān)聯(lián)參數(shù)標準化計算方法及基礎(chǔ)參數(shù)數(shù)據(jù)庫;覆蓋不同地域居住與公共建筑的綠色建筑設(shè)計標準規(guī)范更新。
多性能集成結(jié)構(gòu)部品工業(yè)化設(shè)計體系研究方向的重點任務:提出力學、熱力學、聲學等性能集成的構(gòu)造與結(jié)構(gòu)一體化機制;研發(fā)標準模塊化通用部品設(shè)計及工業(yè)化制造技術(shù);研發(fā)一體化部品服役過程韌性提升技術(shù)與工法;建立結(jié)構(gòu)與構(gòu)造一體化部品設(shè)計、制造、安裝全過程標準規(guī)范。
健康室內(nèi)環(huán)境調(diào)控與減排新技術(shù)研究方向的重點任務:研發(fā)大型潔凈類工業(yè)建筑超低能耗環(huán)境控制關(guān)鍵技術(shù),提出零碳工業(yè)園區(qū)及工業(yè)建筑技術(shù)路線;研發(fā)大型高污染類工業(yè)建筑環(huán)境控制的新系統(tǒng)、新裝備與設(shè)計計算方法;研發(fā)民用建筑健康環(huán)境測評控協(xié)同技術(shù)體系,建立環(huán)境精細化控制指標,提出智能調(diào)節(jié)新方法;完成多個行業(yè)廠房工程試驗與示范、標準規(guī)范與手冊編制。
零碳建筑能源技術(shù)體系研究方向的重點任務:建立風、光、水等可再生能源國土空間全域?qū)m椧?guī)劃技術(shù),提出不同地域零碳建筑可再生能源利用指標體系;開發(fā)可再生能源供暖空調(diào)新模式,建立新型系統(tǒng)集成設(shè)計與技術(shù)方法;研發(fā)零碳建筑綜合產(chǎn)能、高效蓄能、精準調(diào)配及末端關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備;開展不同氣候區(qū)、不同場景零碳建筑能源系統(tǒng)工程示范,建立標準體系。
綠色建造新技術(shù)與集成示范研究方向的重點任務:提出綠色建筑部品部件標準化生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù);研發(fā)人機協(xié)同的裝備化施工技術(shù)及成套裝備;建立針對不同建筑類型的綠色建造標準規(guī)范及技術(shù)規(guī)程;開展大規(guī)模綠色建筑技術(shù)集成、綠色建造工程示范。
聚焦需求 引領(lǐng)示范
“基于多元文化的西部地域綠色建筑模式與技術(shù)體系”是實驗室2017年獲批的國家重點研發(fā)計劃項目,此項目由西安建筑科技大學牽頭,聯(lián)合清華大學、同濟大學、重慶大學和中國建筑設(shè)計研究院有限公司等17家單位共同承擔。項目面向國家綠色低碳和高質(zhì)量發(fā)展的建設(shè)需求,應對綠色建筑設(shè)計領(lǐng)域科技創(chuàng)新訴求,重點解決“我國綠色建筑因長期脫節(jié)于建筑文化而發(fā)展推廣受阻”這一瓶頸問題。
項目以西部地域建筑文化傳承和綠色發(fā)展一體協(xié)同為宗旨,變革傳統(tǒng)建筑設(shè)計原理與方法,主要取得了4項標志性成果:基于多元文化的西部地域綠色建筑設(shè)計理論與方法、“文綠一體”的西部地域綠色建筑設(shè)計模式、基于多元文化的西部地域綠色建筑設(shè)計技術(shù)體系、富含西部地域文化特征的綠色建筑工程示范與平臺。
項目首次提出了“地域綠色建筑學”的理論架構(gòu),推動了地域建筑學與綠色建筑學理論的交叉融合;構(gòu)建了以“文綠一體”為目標的西部地域綠色建筑多層級空間生成邏輯關(guān)系,凝練了適宜于西部地域綠色建筑的通用營建模式及青藏高原區(qū)、西北荒漠區(qū)、西南多民族聚居區(qū)的分區(qū)營建模式;研發(fā)了“文綠一體”的典型地域綠色建筑材料、構(gòu)造、部品、構(gòu)件、工法的技術(shù)體系,建立了相應的優(yōu)化、組合、應用路徑。項目研究成果形成“西部地域綠色建筑設(shè)計研究系列叢書”,共7冊,并入選中國建筑工業(yè)出版社“國家十四五重點出版項目”;編制了地域綠色建筑設(shè)計導則4套;建設(shè)了中國西部地區(qū)綠色建筑數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)存儲容量超過4TB;研發(fā)了“基于Rhino/Grasshopper軟件平臺的Passerine插件”等。西部11個省、自治區(qū),51所建筑院校,618所設(shè)計機構(gòu),都成為項目研究成果(數(shù)據(jù)庫、導則、圖集)的潛在受益者,在西部地區(qū)建筑行業(yè)中發(fā)揮出引領(lǐng)與示范的社會效應。
“藏區(qū)、西北及高原地區(qū)利用可再生能源采暖空調(diào)新技術(shù)”是實驗室2016年獲批的國家重點研發(fā)計劃項目,項目由西安建筑科技大學負責,聯(lián)合中國建筑科學研究院有限公司、北京工業(yè)大學、西安工程大學、四川大學、新疆建筑設(shè)計研究院有限公司等17家單位共同承擔。
項目聚焦藏區(qū)、西北及高原地區(qū)太陽能、干空氣能等可再生能源富集的特征,充分考慮當?shù)靥厥獾臍夂驐l件與地域建筑文化,以突破太陽能供暖、空氣源熱泵供暖、蒸發(fā)冷卻空調(diào)等可再生能源采暖空調(diào)技術(shù)在這些地區(qū)應用存在的技術(shù)難題為目標,在藏區(qū)、西北及高原地區(qū)可再生能源供暖空調(diào)全鏈條優(yōu)化設(shè)計理論與新方法,高原藏區(qū)太陽能高效供暖關(guān)鍵技術(shù)、設(shè)備產(chǎn)品及工程示范,適于低溫高濕環(huán)境的高效空氣源熱泵關(guān)鍵技術(shù)、設(shè)備產(chǎn)品及工程示范,大驅(qū)動溫差新型高效蒸發(fā)冷卻空調(diào)關(guān)鍵技術(shù)及工程示范應用等方面取得了系列創(chuàng)新成果。
在相關(guān)研究成果的支撐下,實驗室全面開展了高原藏區(qū)太陽能供暖、川西藏區(qū)空氣源熱泵供暖、西部炎熱干燥地區(qū)蒸發(fā)冷卻空調(diào)技術(shù)示范。在高原藏區(qū)建設(shè)太陽能供暖示范工程2處,示范建筑19座,總建筑面積約86 900m2;在川西藏區(qū)康定市和松潘縣共建設(shè)空氣源示范工程6處,其中包含2項復合熱水系統(tǒng)和4項戶用熱風空氣源熱泵供暖系統(tǒng),總建筑面積約4500m2;在新疆維吾爾自治區(qū)、甘肅省共建設(shè)大型公共建筑蒸發(fā)冷卻空調(diào)示范工程6處,總建筑面積約168455m2。此外,建成了大平板集熱器、耐凍耐高溫型平板集熱器、高效空氣源熱泵、間接蒸發(fā)冷卻器、戶式多能源互補熱源裝置5條生產(chǎn)線,均已實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。
發(fā)揮優(yōu)勢 助力科普
在科普方面,實驗室始終秉承強烈的社會責任感,發(fā)揮綠色建筑領(lǐng)域特色優(yōu)勢,建設(shè)了科研平臺和展陳中心為一體的教育、示范功能兼顧的場所,逐步形成了“發(fā)揮學科特長,圍繞科研成果,注重特色與影響”的科普工作思路,為科普工作提供全方位支持。
此外,實驗室還發(fā)揮自身綠色建筑領(lǐng)域領(lǐng)軍人才和多層級科研團隊優(yōu)勢,結(jié)合實驗室城鄉(xiāng)建設(shè)的任務和特色,開展了涵蓋“綠色理念推廣、科學知識普及、科學精神傳揚”的多元化活動,形成了獨具特色的傳播方式。