利用智能化技术为建筑减负提质北京工业大学教(2)
【作者】网站采编
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【摘要】有价值的挑战 从清华大学“走出去”,最终落脚北京工业大学。张伟荣对于这一举动,毫不避讳自己的务实,坦言这是综合考虑后的决定。不论是学校平
有价值的挑战
从清华大学“走出去”,最终落脚北京工业大学。张伟荣对于这一举动,毫不避讳自己的务实,坦言这是综合考虑后的决定。不论是学校平台、专业优势还是留给自身的施展空间,她说,北京工业大学是最合适的选择。
在那里,建筑环境与能源应用工程专业在刘加平院士的带领下,正是风头强劲。张伟荣看准机遇,准备大展拳脚,回国后迅速转换角色、适应新的研究环境,先后参与到两项科技部“十三五”国家重点研发计划项目中,负责子课题研究。“从大方向来讲,原来做通风也好,节能也好,实际上都是局限在建筑内部,是比较微观级别的,甚至只是一个房间。”两项课题打破这种惯例,尺度从室内跃升到城市住区,从住区扩展到国家级新区。
这种由小到大的跨尺度跳跃,挑战虽大,但却更符合国家需要、时代需求。2019年,《近零能耗建筑技术标准》作为我国首部引领性建筑节能国家标准问世,也让“近零能耗建筑”这一概念置于聚光灯下。让建筑节能成为大势所趋,同时业内也发出讨论:建筑物如何迈向更舒适、更节能、更高质量、更好环境?
既有住房的改造首当其冲。在“既有城市住区功能提升与改造技术”项目中,张伟荣指出,老旧小区的升级绝不止刷墙美化等“表面功夫”。“比如说,如何建设海绵城市?如何在有限的空间里加装电梯?又或者是,如何为能源形式单一的城市住区提供更多的可再生能源利用……”在中国建研院王清勤院长牵头的既有住区改造项目中,张伟荣负责住区能源负荷强度预测的研究。她指出:“住区的复杂性在于使用者的行为太多样、太随机,建筑的使用模式特别复杂。”她提出了像拼搭乐高玩具一样,把不同人的行为模式包含在房间模块上,通过简单输入小区人员结构、人口比例等信息,快速叠加出建筑负荷——基于模块重构的建筑负荷预测方法,再进一步叠加改造给住区微气候带来的变化影响,从而准确预测住区负荷强度。
假如既有住区的研究是张伟荣向空间尺度拓展的一小步,城市新区低碳规划设计就是又一大步。由同济大学吴志强院士牵头的“城市新区规划设计优化技术”,共有15家单位参与。张伟荣负责的工作简单来说就是,如何获取碳排放监测数据,支撑规划设计做得更扎实。
“国家的19个新区,像浦东、滨海、雄安等承载着不同的功能和战略需要。在整体规划上,推动城市新区绿色发展是我国集约、智能、绿色、低碳新型城镇化的应有之义。”为了能够圆满完成城市新区碳排放监测核算方法与模拟分析技术研究,张伟荣在现场调研、数据获取、统计分析等方面下足功夫。由于碳排放数据不同于人口、G D P等常规统计数据容易获取,张伟荣只能另想办法。“相对成熟的新区,数据公开做得比较好的,统计年鉴或者公报中会有数据记载,可以直接取用。没有统计年鉴的,我们就先借用所属城市的数据。又或者数据时间不统一,就按照GDP发展去推算碳排放量变化,毕竟碳排放一般跟着GDP走势。反正,各种各样的方法都用了。”这份用心得到了吴志强院士的肯定。用数据说话,也为未来更多有价值的分析提供了科学化的地基。
二度创业,忙是常态
除了两项“十三五”子课题,张伟荣回国两年多,还接连拿下了国家自然科学基金青年项目1项、面上项目1项、日本文部科学省合作研究1项。她目的明确,想趁年轻多拼出些成绩。
她坦言,作为女性科研人员,总会有一段时期必须将更多注意力转移到家庭,陪伴孩子成长。但家庭和事业并不绝对是对立的,也不应该成为阻挡女性追求事业发展的壁垒。“所以现在更要拼尽全力,回国的高起点是国家给我的二次创业的机会”,她说道。
对张伟荣来说,科研更像是一种乐趣,一个有趣的发现问题、解决问题的过程。特别是近年来,绿色建筑节能技术不断发展,张伟荣深感,机会在大环境中涌出。降低建筑能耗、提升建筑能效已经是产业发展的必然要求,也即将成为应对全球能源危机和实现绿色低碳与可持续发展的重要手段。
面对温湿度独立控制空调、新式风机盘管、辐射末端等各种新型环境调控形式层出不穷,她认识到新技术、新产品的利弊共存。一方面,这些末端设备促进了由传统的空气调节方式向分布式末端调节的转化,提高了舒适性和建筑能效;另一方面,它们也带来了负荷分配、调控复杂等挑战。这种情况下,在建筑内部的细微控制上便大有文章可做。于是,张伟荣重拾建筑内部能源研究的老本行,引入大数据、人工智能等火热技术,定下了为建筑物“提供全空间热环境信息”的目标。
文章来源:《清华大学学报》 网址: http://www.qhdxxbzz.cn/qikandaodu/2021/0223/638.html
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