今年70歲的中國工程院院士江億,近日榮獲由北京市委宣傳部、市科協等部門聯合授予的2022年北京“最美科技工作者”稱號。這位頭發花白的老人,接受采訪時平易近人,會滔滔不絕地講故事,還會樂呵呵地問記者:“我是不是又成話癆了?”
江億是清華大學建筑節能研究中心主任,2001年成為我國暖通空調領域的第一位中國工程院院士。調節一屋冷暖,是他的事業,也是關系全球氣候變化與未來能源革命的大事。
一線是做科研的根
務實篤行是江億院士的鮮明特征。在他的科研履歷里,有北京人民大會堂、故宮博物院等大型重點建筑的空調系統工程,也有接地氣的蘋果、白菜儲存保鮮設計。
“我不是走學院派道路的,我深受工人農民影響。”江億的科研風格與他青少年時期的經歷密切相關。
江億1952年出生于北京,學生時代在天津讀書。1969年年初,他去了內蒙古四子王旗半農半牧區插隊!拔腋赣H是數學教授,因為耳濡目染,我從小特別喜歡數學。如果按部就班上學,可能就去讀數學系了!
江億在內蒙古農村待了4年半。那時,共有7個天津小伙子在村里插隊,白天干活,晚上拿著書本學習討論,想著怎么把農村變好!拔以谀抢镎嬲J識到中國社會、中國老百姓是咋回事,F在教給孫女的好多諺語,還是那時跟當地老鄉學的!苯瓋|說。
1973年,江億在村里入了黨,被推薦參加“文化大革命”期間唯一的一次高考,進入清華大學建工系暖通專業學習。
暖通是建筑的組成部分,包括供暖、通風、空氣調節三個方面。最常見的是建筑里的采暖、空調等設備。清華大學暖通專業創立于1952年,恰與江億同齡。這個專業不是他填報的志愿,而是國家分配。江億從此在暖通專業深耕了一輩子,他笑稱這是“先結婚后戀愛”,又“白頭偕老”。
從1973年10月至1974年4月,江億在清華大學校園里只讀了半年書,老師就帶著同學們一起下了工廠,在各種工程實踐中學習,廣泛接觸社會。老師工作之余拎著塊小黑板,在宿舍里給十幾個學生上課,是江億記憶中最常見的課堂景象。
“過了一兩年,我豁然開朗,工程問題我似乎都會了!苯瓋|說,跟工人師傅們貼心交流,讓他收獲很大。“那時沒有考試,同學們直接用剛學到的知識解決實際生產問題,學習動力很強!
1978年10月份,清華大學恢復研究生招生,江億回校應考。之后幾年,他先后獲得清華大學熱能系碩士學位、博士學位,畢業后留校任教至今。
回顧青少年時代那段曲折的求學經歷,江億不覺得辛苦,反而覺得受益終身。
2007年,是江億本科畢業30周年,同學們在清華大禮堂開會,看到會場標語上寫著“人民送我上大學,我上大學為人民”,很多人流下熱淚!熬褪沁@句話鼓勵我們上大學、參加工作。要做點實實在在的事,才能對得起老百姓!苯瓋|說,后來這么多年做研究、教書,始終沒離開一線,“那是家,是根底,要定期去農村轉轉,心里才踏實”。
理論和應用相結合
沉到一線,為江億之后的發展打下了堅實基礎!盎A理論和應用研究相輔相成;A理論弄明白了,能找到破解工程問題的關鍵;工程問題解決了,能加深對基礎理論的理解!苯瓋|說。
40年前,還在讀博士的江億參加了由山西省農科院主持的國家“六五”攻關重點項目“蘋果的產地儲存技術”,負責熱環境原理研究及性能優化。當時農村沒條件建冷庫,蘋果的儲存期不長,存久了就不脆了,賣不上價。為了解決這個難題,江億坐火車去農村調研測試,常常買站票來回。
借鑒農民打窯洞存蘋果的土辦法,江億團隊研究出“土窯洞+自發式氣調技術”――打出幾十米的窯洞,再修一條通風道,通過控制窯洞內外空氣的流通來調節洞內溫度,讓溫度常年控制在0攝氏度至6攝氏度。不耗一千瓦時電,頭年秋天收獲的蘋果存到窯洞里,來年5月份拿出來吃還是脆甜的!稗r民的勞動果實存到春節再賣,1斤可以多掙2角錢。”江億說。
蘋果儲存是江億早期的科研工作,但節能環保的理念貫徹他的一生。他是人工環境工程學科的倡導者之一,該學科旨在節省能源保護環境的前提下,為人類創造各種適宜的室內熱濕環境。圍繞此目標,江億組建了一支研發團隊,開展建筑節能領域系列研究,系統參與了該學科基礎理論、基礎方法的建立和發展,完成了多項核心技術研發,直接主持了百余項人工環境工程項目。
江億建立了建筑熱過程的“狀態空間”模型,率先提出熱過程隨機分析概念和方法;提出熱濕環境分析的熱學新概念和新方法,為找到新的節能系統形式和設備方式探索出新途徑;提出一系列供熱空調系統控制調節方案和在線故障診斷方法,應用于北京人民大會堂等200多個工程;提出城市熱電聯產供熱兼顧電力系統削峰填谷的運行方式,對城市能源系統有重要參考價值。
2001年,49歲的江億憑借在建筑熱環境模擬分析、地鐵熱環境仿真與控制、熱網調節與優化等方面的研究成果,當選為中國工程院院士。
2003年北京非典型肺炎肆虐,江億帶領團隊進入疫情重災區――北京大學人民醫院現場實測,分析研究病毒傳播規律,率先為應對疫情區域的通風空調系統安全運行指明方向。2020年新冠肺炎疫情暴發后,室內環境安全引起重視,他第一時間牽頭成立了“中國制冷學會抗擊新冠肺炎專家小組”,為有效抑制病毒在空氣中傳播獻計獻策。
“建筑節能在過去是個不起眼的行當,是配角,現在隨著節能環保理念的深入,我們成主角了!苯瓋|感慨道,入行40多年,從解決吃得好到解決住得健康舒適的問題,再到改變能源結構,解決全球氣候變化的問題,這既是一個行業水平的提升,也是國家綜合國力和人民生活水平不斷提高的體現。
推廣實用節能技術
作為一名在國內完成本碩博教育的“土專家”,在面對節能領域的“洋技術”時,江億有著建立在務實基礎上的強大自信。
是發達國家建筑能耗高,還是中國建筑能耗高?“每平方米建筑耗能,中國是美國的40%!苯瓋|介紹,這個數據是其團隊做了3年中美校園建筑節能排放對比研究后得出的結論,中國選的地點是北京清華園,美國選的則是與北京氣候接近的費城。出現這種結果,是由于發達國家室內溫度冬天調得太高、夏天調得太低,并且24小時長開不關造成的。
建筑節能常以采用了多少項先進節能技術為指標,卻少有人關心實際用能數據。江億曾多次公開批評那些看似時髦卻不實用的節能技術。
“中國應該走一條與發達國家不同的建筑節能技術路線。在節能環保方面,我國不但重視科技,還尊重自然,這代表了一種先進文化!苯瓋|說,未來能源之路,應該是取之不盡、用之不竭的可再生能源。
面向未來,江億期待在全國推廣“光儲直柔”技術。光儲直柔是在建筑領域應用太陽能光伏、儲能、直流配電和柔性交互四項技術的簡稱。光儲直柔是發展零碳能源的重要支柱,有利于直接消納風電光電。
目前,江億院士團隊已在山西省芮城縣開展能源革命技術示范工作。他們通過實際調研發現,一個經典的北方農村院落,住房、糧棚、庫房等總面積為300多平方米,屋頂可裝28.3千瓦光伏發電設備。中國農村各種建筑物屋頂總面積為200多億平方米,可裝20億千瓦的光伏發電設備,一年發電能力接近3萬億千瓦時。農村屋頂光伏利用在未來零碳社會將屬于重要資源。
江億理想中的未來農村將徹底電氣化,“自發自用,余電上網”。一戶投資6萬元至8萬元安裝光儲直柔系統設施,做飯、采暖、制冷、農機、汽車等用電都可免費獲得,一年余電銷售收入可達7000元至8000元。
一屋冷暖,干系環球涼熱。實現“雙碳”目標,在江億看來,是建設美麗中國的必由之路!坝昧闾寄茉聪到y慢慢替代化石能源系統,才能真正實現可持續發展。” (經濟日報記者 佘惠敏)