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战“疫”期谈谈“暖通、建环”产学研那些事儿!

作者:admin来源:《建筑节能》上传时间:2020-03-12

内容摘要:通过呼吸道传播的流行病与空调通风系统脱不了干系,已经成为行业共识。暖通空调系统的诞生源自于人们对控制室内冷热的需求,另外就是排除室内污染物的需求...

       2020年的“三八”国际妇女节,是该节日自确立以来的第110个国际劳动妇女节、我国的第97个妇女节。
 

       回眸2020年伊始,我国以全民抗击应战新型冠状病毒疫情的方式迈入了这个特殊的年份。短短的几十天内,我们经历了从对病毒不了解而心生恐慌、焦虑、困惑,到拥有国家全面部署、科学统筹救治防控安排后的内心坚定。我们坚信战“疫”必胜!而我们也深知,此刻的坚定是无数战“疫”一线拼搏中的勇敢、可敬的“战士”们在保护我们的生命安全与精神家园。 
 

       在庆祝国际女性共同的节日之际,我们相信,每位同胞都愿意诚挚地向那些在战“疫”一线的女勇士们致以崇高的敬意、谢意与问候!!!她们是救死扶伤的医疗队伍中的女性医务工作者,她们是参加雷神山医院、火神山医院等各类医疗建筑设计团队中的女性设计师,她们是默默无闻奋战在所有防控疫情服务团队中的女性!她们是这场战“疫”中不可或缺的中流砥柱! 
 
 
       经历了这样的历练,相信大家也会静心思考,重新认知在人世间存在的意义。 
 

       朱颖心(1959-),清华大学建筑学院副院长、博士生导师、教授,教育部高等学校土木类教学指导委员会副主任委员、教育部高等学校土木类教学指导委员会建筑环境与能源应用工程分委员会主任委员、中国建筑学会暖通空调分会理事、国际建筑性能模拟学会会士IBPSA Fellow、国际室内空气学会科学院会士(Fellow of ISIAQAcademy)、国际室内空气学会热舒适委员会STC33 主席、国际期刊Indoor Air 副主编、国际期刊Building and Environment 编委。
 

       编辑:时值战“疫”的关键时期,我们迎来了女性国际节日,欢迎您代表《建筑节能》杂志社编委会,向建筑行业女性同仁、高校女生发表特殊时期的感言。
 

       朱颖心教授:让我们一起为我们的国家加油打气吧!愿中国早日走出疫情阴霾,战胜病毒!也期待世界各国人民能够早日战胜新冠病毒,恢复正常生活。在此也衷心向所有在战“疫”中无私奉献的坚强勇敢女性致敬!
 

       在建筑环境与能源领域有很大比例的女性工程技术人员、科研工作者和在校女生。由于女性对室内环境以及人的感受具有更敏感、更细腻的触觉,因此,更适合从事建筑环境的营造、评价和研究工作。这也是与其他工科领域相比,暖通、建环专业有更多的女总工、女专家、女学术带头人、女教授的原因。
 

       编辑:请您谈谈在疫情期间对于暖通专业建设、学科发展的思考?疫情的发生是否会对当今的专业科研导向有所影响?疫情期间您是否对建筑节能工作有新的看法?包括对暖通设备产品企业在产品性能优化方面是否有何新建议?
 

       朱颖心教授:通过呼吸道传播的流行病与空调通风系统脱不了干系,已经成为行业共识。暖通空调系统的诞生源自于人们对控制室内冷热的需求,另外就是排除室内污染物的需求。尽管排除、去除室内的细菌与病毒以保证室内人员的健康也是暖通空调系统的传统任务之一,但是,防止建筑内因空气传播产生更大规模的交叉感染并没有成为普通民用建筑空调通风系统设计与运行的一个重点,只是在医院建筑设计的时候需要考虑的任务。SARS、新冠病毒等流行病的肆虐,尤其是钻石公主号邮轮的大规模交叉感染,已经给了我们很大的警示,就是针对具有很多空间聚集或者具有很多密闭空间而不得不依赖空调通风系统的大型建筑或者载人交通工具,应该如何设计暖通空调系统才能保证一旦疫情出现也不会产生交叉感染的现象。因此,暖通空调系统和设备必须保证一旦在室内出现呼吸道传染病人的时候,也能避免病毒在整个建筑内通过空气流动途径进行传播扩散而导致交叉感染。因此,暖通空调系统设计的理念很可能就要发生很大的变化,也可能催生出一批具有防疫病功能的暖通空调新设备、新产品。
 

       商场、写字楼、交通枢纽等大型公共建筑由于人员聚集,空气在整个大楼内循环流动,而新风量又不足,会带来传染病扩散的风险。一些特殊的环境如地下空间、监狱等因其密闭性而导致新风量有限,也会成为疫病传播的温床。疫病的传播导致乘坐公共交通工具面临更大的挑战。所以,高铁、飞机、邮轮均成为高风险空间。所以,在这些建筑和交通工具內,未来的暖通空调系统要把防止疫病的传播作为常态的任务,因为任何第一例传染病源的传播都是在无预警的情况下不知不觉地发生的。近年来,全球重大呼吸道传染病的发生越来越频繁,例如2003年的SARS、2009年的H1N1流感、2012年的MERS、2019年的新冠肺炎,以及无处不在、年年发生的各种流感,可见病毒伴随人类已经成为常态。那么,防止不知何时会出现的病毒通过暖通空调系统传播、聚集,也应该成为我们常态化的任务。
 

       为了避免病毒的传播,首先就应该尽量避免采用在多空间之间循环空气的空调系统,这就会带来新的视角的考量。例如,我们过去为多空间的建筑如拥有很多独立空间的写字楼或者餐厅做设计的时候,考虑到底该采用风机盘管加新风系统还是采用变风量系统的主要出发点是其独立调控性和节能性。但是,未来还必须考虑其防止疫病传播的安全性。在教科书上和我们的教学中,针对全空气系统,我们总是说直流系统不节能,而回风系统就能够达到节能的目的。但是如果考虑防疫的角度,结论就又有所不同了。未来个人化的、局部的冷热控制设备和系统应该成为一个重要的新发展方向,因为它可以取消这一部分要求的空气循环。而室内人员需要的空气质量应该由直流式的新风系统来保证,而新风系统的设计也应该考虑防止疫病的需求。
 

       为了达到上述目标,有很多基础研究工作需要开展,而且必须开展跨学科的合作。例如,在不同类型的建筑与交通工具中,病毒的传播途径是怎么样的?需要多少新风量才能把病毒的浓度降到安全的阈值?如何组织气流和压力才能改变病毒的传播方向?除了稀释以外,针对不同类型的空间,还有哪些更好的消除病毒的方法?等等。
 

       编辑:面对疫情,节能建筑与健康建筑的建设需求是否存在冲突?对于两种建筑性能需求的平衡问题您如何看?
 

       朱颖心教授:实际上,建筑节能与维持健康的建筑环境并不总是矛盾的。2003年SARS肆虐期间,完全依靠自然通风的医院内很少有医护人员被感染,而有着高档空调系统的医院反而有更多的医护人员被感染。
 

       健康的概念除了保证有好的室内空气质量以外,还应该有健康的室内热环境。我长期以来都在进行热环境与健康关系的研究。有一些商业宣传认为,高能耗的恒温恒湿室内环境是更加高档的,但实际上恒温恒湿的环境对人体来说是不健康的。因为已经有科学数据证明,长期生活在恒温恒湿的环境中,会使人体的热应激能力退化。这样,在偏冷偏热的环境中,人就很容易出现不舒适,甚至很容易感冒或者中暑。因此,更接近自然的、动态的热环境对于人体来说是更加健康的。
 

       所以,当我们重新考量了暖通空调系统的任务之后,采取新的理念进行暖通空调系统的设计,以及用新的思路开发空调采暖设备,应该就能够达到既健康又节能的目的。
 

       编辑:疫情促使全国高校学生开启了在线求学模式,在教学过程中,您对高校教师同行在学科建设工作方面有何建议和意见,或好的方法推荐给大家?是否可以向同学们推荐一些读物,既可以是专业方面的,也可以是其他读物。
 

       朱颖心教授:目前,全国都在进行在线教学,相当于这次疫情把全国高校的在线教育工作狠狠地向前推了一把,对促进疫情后的在线课程建设,以及教师运用更多的现代化手段来提高教学质量来说,也是一件好事。
 

       从2016年起,我已经把我主讲的三门课程都做成了慕课,包括《绿色建筑与可持续发展》、《暖通空调》和《建筑环境学》,还参加了石文星教授主讲的《建筑冷热源》的慕课建设。其中《暖通空调》被评为国家级在线开放精品课程。部分课程还开展了翻转课堂的教学探索。因此面临这次疫情的教学压力,应对起来还是相对比较从容的。但在线上进行翻转课堂的教学的确不如在教室里大家面对面的效果好,因为在线上师生交互以及学生讨论的过程是有延迟的,另外还面临着网络速度的问题。
 

       但是如果不是翻转课堂,而是老师在线上进行讲课直播的话,相对要容易得多。带来的问题可能是亲临现场感不足,老师看不到学生真正的反应,效果可能会打折扣。因此教师需要在课程中间设计比较多的互动环节,比如利用“雨课堂”app设计一部分习题,每一段都停一下,发放雨课堂习题,来考察学生是否注意听讲了,以及学生是否理解了老师刚才所讲的内容。如果某些问题,大多数人都没有听懂的话,老师可以再次进行重点讲解。这样做,对于大班教学来说,有可能反而比在教室上课的效果要更好。因为在教室里进行大班教学,老师很难观察到后边同学的反应。而进行线上教学,所有人看屏幕的距离都是一样的,又利用雨课堂app进行互动,就不存在后排和前排同学的差别问题了,老师还可以观测到每一个人对课程内容的理解是否到位。
 

       《暖通空调》、《建筑环境学》和《建筑冷热源》是很多学校的必修课程。我非常欢迎各个学校的老师和同学们去使用这三门慕课。因为在“学堂在线”的慕课平台上,这都是可以免费观看的,这三门课都有助教在线答疑。如果有什么问题也可以直接联系我,并恳请各位老师一旦发现其中存在不足之处及时通知我修改。
 

       此外,最近清华大学主办的英文国际学术期刊Building Simulation的主编杨旭东教授把近年来期刊中发表的有关通风、气流与室内环境传染病传播控制相关的24篇论文做成了一个特辑。为了便于国内读者们阅读,还做出了一个中文精华版。(可扫码直接下载)

 
“通风、模拟及室内环境传染病传播控制”专辑
 
       编辑:近日,教育部、科技部印发了《关于规范高等学校SCI论文相关指标使用树立正确评价导向的若干意见》,引起了学界高度关注。对于“把论文写在祖国大地上”的倡导,您如何看待?您对青年读者、作者、学者在治学方面有哪些中肯建议?
 

       朱颖心教授:我完全同意教育部和科技部关于规范SCI论文指标的意见。我们的专业是一个工科专业,一定要立足于解决实际问题。开展大量的基础理论研究工作也是必须的,那也是为了解决未来前瞻性的国家需求。目前中国是世界上的人口大国,也是一个经济发展最快的国家,实际上解决了中国的问题,也就是解决了世界上最重要的问题,属于世界级的成果。
 

       在科研选题方面,我一贯反对从文献缝里找课题,跟着潮流跑。我们一定要立足于解决我们国家的实际问题来选取研究的方向。那么我们首先就需要了解国情,了解国家、社会和人民的真正需求,了解我们所在地域的现状和需求。我们写论文的目的应该是总结提炼成果,并向同行分享经验,通过交流互相促进。在国际期刊上发表论文,实际上是要到国际学术界的舞台上发出中国学者的声音,用我们的经验和理念在国际学术界发挥引领作用,甚至用我们的影响力去纠正一些走偏的看法。SCI论文的数量和质量的提高,只是这个过程的副产品,并不是我们的终极目的。
 

       毋庸讳言,目前高质量的论文在国内学术期刊上发表得不多。这是因为国内学术期刊的质量与影响力与国际SCI学术期刊的差距还是比较大,导致很多作者有了好作品也不愿意向国内学术期刊投稿。另外知名国际学术期刊不需要论文发表费也是一个重要的因素。但是对于工程技术界人士来说,国内的学术期刊读起来更加方便。为了把科研成果向国内的应用领域尽快地推广,提高国内学术期刊的质量与影响力是一个刻不容缓的任务。这需要我国的学者们积极向这些国内学术期刊贡献好的论文,另外也必须寻求途径解决国内学术期刊办刊的经济压力问题。只有解决了经济压力方面的问题,才有可能使得办刊机构心无旁骛地致力于提高期刊的学术质量,避免经济压力的因素降低对录用论文的要求,从而导致期刊变成“水刊”,陷入恶性循环。
 

       【后记】
 

       朱颖心教授作为一位优秀的女性学者,长期致力于国家建筑环境科研、教育工作。以朱教授为代表的时代优秀女性,是国家建设突飞猛进发展过程中不可或缺的一股重要力量、一支重要队伍。
 

       2020年,必将成为中国人民心中非凡的一年,不仅仅是国家誓言中有全面建成小康社会的宏愿,更因为我们的祖国经历了一场“万众一心、越是艰险越向前”的战“疫”。而这场奇迹中,女性不仅未曾缺席,甚至做出了巨大贡献,巾帼力量熠熠生辉。未来,持续尊重、关爱女性,让“半边天”更好地发挥价值,展示智慧,我们的家园会更加美好。(文/侯恩哲)


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