2023年10月13日，世界工程組織聯(lián)合會(huì)（WFEO）執(zhí)行委員會(huì)會(huì)議公布了2023年WFEO獎(jiǎng)項(xiàng)獲獎(jiǎng)?wù)呙麊?，在這其中，由中國科協(xié)推薦的“中國西部科技創(chuàng)新港7號(hào)樓——源居樓”，榮獲全球唯一獲獎(jiǎng)“2023年WFEO工程建設(shè)卓越獎(jiǎng)”。
左至右分別為周典教授、顧兆林教授、王宇鵬教授、羅昔聯(lián)教授
源居樓于2022年2月正式建成，位于中國西部科技創(chuàng)新港，其名來源于“知萬物之源，則居可知矣”，這兩句話分別出自《韓非子·主道》和《易經(jīng)·系辭上傳》，該建筑是由西安交通大學(xué)人居環(huán)境與建筑工程學(xué)院師生團(tuán)隊(duì)自主設(shè)計(jì)，聯(lián)合不同學(xué)科的專家們傾力打造，作為全國首個(gè)一體化智慧綠色能源建筑，不僅是綠色零碳建筑的先鋒，更是技術(shù)創(chuàng)新與學(xué)科交叉的結(jié)晶。
作為新型“實(shí)驗(yàn)性建筑”，源居樓充分展現(xiàn)了中國建筑學(xué)的獨(dú)特魅力和超前水平，可謂是亮點(diǎn)滿滿：
首先，是由人居環(huán)境與建筑工程學(xué)院統(tǒng)籌安排，積極發(fā)揮科研與人才優(yōu)勢(shì)，由人居環(huán)境與建筑工程學(xué)院師生團(tuán)隊(duì)聯(lián)合自主設(shè)計(jì)。
其次，在規(guī)劃設(shè)計(jì)中有效應(yīng)用了多種被動(dòng)式節(jié)能建筑技術(shù)，綜合采用了太陽能、地?zé)崮?、風(fēng)能等多種能源轉(zhuǎn)化利用技術(shù)，執(zhí)行了綠色建筑的使用標(biāo)準(zhǔn)。
最后，既是一座“自然能源協(xié)同轉(zhuǎn)化與利用低碳建筑”，也是響應(yīng)國家“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)開展低碳建筑研究的大型科研平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了“科學(xué)研究、學(xué)科展示、學(xué)術(shù)交流”等綜合功能。
這棟高科技建筑是如何建造出來的呢？現(xiàn)在，就讓我們走進(jìn)西安交大人居環(huán)境與建筑工程學(xué)院，走進(jìn)源居樓，去深入了解它背后的故事吧。
統(tǒng)籌協(xié)調(diào) 交叉融合顯特色
作為我國第一個(gè)依據(jù)“人居環(huán)境科學(xué)”理念辦學(xué)的實(shí)體學(xué)院，西安交大人居環(huán)境與建筑工程學(xué)院于2005年成立之初，就由孫九林院士、顧兆林教授、周典教授等提出了“人居環(huán)境顯特色，學(xué)科交叉謀發(fā)展”的發(fā)展理念。
“我們很早就認(rèn)識(shí)到，大項(xiàng)目需要大團(tuán)隊(duì)，大項(xiàng)目需要大平臺(tái)?！鳖櫿琢纸淌诒硎?，他們提出這個(gè)項(xiàng)目的初衷，就是為人才培養(yǎng)提供一個(gè)科學(xué)研究的平臺(tái)。
2014年，人居學(xué)院團(tuán)隊(duì)聯(lián)合陶文銓院士、何雅玲院士提出了低碳綠色建筑的理念極具前瞻性。項(xiàng)目不僅獲得了學(xué)校的大力支持，還被列入教育部“雙一流”建設(shè)項(xiàng)目之中，同時(shí)也得到了校友企業(yè)的資金技術(shù)支持。
源居樓的設(shè)計(jì)工作由周典教授帶領(lǐng)馮偉副教授、馬立副教授以及學(xué)生團(tuán)隊(duì)共同完成。周典教授指出，建筑主要采用了清水混凝土裝飾墻面，體現(xiàn)了源居樓作為高?？蒲薪ㄖ|(zhì)樸的風(fēng)格，同時(shí)以金屬板為裝飾，在粗獷與細(xì)膩的對(duì)比中彰顯建筑的美學(xué)價(jià)值。
周典教授笑談，工作學(xué)習(xí)的同時(shí)也要兼顧生活，樓體內(nèi)部通過不同的色彩搭配來增強(qiáng)空間的可識(shí)別性，活躍室內(nèi)空間氛圍。目前已經(jīng)在各層設(shè)置了水吧，后續(xù)也將進(jìn)一步建設(shè)，努力打造學(xué)生休閑娛樂的空間。
顧兆林教授表示，源居樓的設(shè)計(jì)建設(shè)成為學(xué)科交叉的生動(dòng)實(shí)踐，建筑學(xué)、土木工程、環(huán)境科學(xué)與工程等學(xué)科在整座樓體的建設(shè)過程中都發(fā)揮了巨大的作用。談及對(duì)源居樓的設(shè)想與展望，周典教授滿懷憧憬：“我們將整個(gè)樓宇作為實(shí)驗(yàn)載體，它也將在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中展現(xiàn)出持久磅礴的生命力?！?/p>
攻堅(jiān)克難 齊心戮力謀布局
其實(shí)，源居樓著手設(shè)計(jì)之時(shí)，創(chuàng)新港其他大樓已接近竣工，因此必須結(jié)合地形，綜合考慮采光、功能需求等多方面因素，并符合總體規(guī)劃要求，打造適合交大人產(chǎn)學(xué)研用一體的實(shí)驗(yàn)性建筑。
周典教授表示，如果采用傳統(tǒng)的圍合型布局方式，南北縱長的建設(shè)用地會(huì)導(dǎo)致很多房間處于東西朝向，采光和通風(fēng)性能均不佳，因此團(tuán)隊(duì)結(jié)合縱長的用地形態(tài)，為最大程度利用南北朝向，決定采用“Z”字形的平面布局。
于是，源居樓北邊的房間設(shè)計(jì)成面積大的實(shí)驗(yàn)室，南邊一側(cè)做成了較小的教師辦公室；而在“Z”字形的兩個(gè)轉(zhuǎn)折部位，一處設(shè)置為下沉式庭院，另一處設(shè)置多功能大廳。如此一來，不僅滿足了教師學(xué)生工作學(xué)習(xí)和生活的基本需求，還大幅度提升了空間利用度。
顧兆林教授提到，源居樓在設(shè)計(jì)建設(shè)期間曾遇到諸多困難，因?yàn)閷⒃O(shè)計(jì)方案和工程結(jié)合起來并非易事，團(tuán)隊(duì)配合顯得尤為重要，需要大家一起攻堅(jiān)克難。
樓宇建設(shè)主要由人居學(xué)院楊鵬書記和顧兆林教授負(fù)責(zé)統(tǒng)籌，周典教授負(fù)責(zé)總設(shè)計(jì)?！八旧厦恐芏紩?huì)帶學(xué)生到工地實(shí)地考察，盡可能將方案設(shè)計(jì)落到實(shí)處。”顧兆林教授提到。由王宇鵬教授、羅昔聯(lián)教授、孟祥兆研究員等組成的工程師團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了建筑中的節(jié)能技術(shù)與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并與工程隊(duì)對(duì)接跟進(jìn)實(shí)施細(xì)節(jié)。面對(duì)實(shí)際問題的考驗(yàn)，多學(xué)科領(lǐng)域的老師們都會(huì)聚集在一起反復(fù)商討，不斷調(diào)整和完善方案，攻克難題，整個(gè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)形成了一條鏈，環(huán)環(huán)相扣、緊密配合，最終呈現(xiàn)了出色的成果。
技術(shù)超前 低碳建筑展未來
據(jù)了解，世界工程組織聯(lián)合會(huì)（WFEO）是世界上最大的由國家成員和區(qū)域成員組成的國際組織，聯(lián)合體成員覆蓋93個(gè)國家、地區(qū)和11個(gè)相關(guān)領(lǐng)域的國際工程組織，在國際工程領(lǐng)域具有廣泛影響力。自2011年開始，每兩年頒發(fā)一次WFEO工程建設(shè)卓越獎(jiǎng)，旨在表彰工程促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展建設(shè)項(xiàng)目，每次根據(jù)主題獎(jiǎng)勵(lì)特定的建筑項(xiàng)目。迄今為止，全球共有來自美國、英國、新加坡等地的7個(gè)項(xiàng)目榮獲此獎(jiǎng)項(xiàng)。而2023年WFEO工程建設(shè)卓越獎(jiǎng)的評(píng)選主題正是零凈碳的建筑和基礎(chǔ)設(shè)施。
當(dāng)?shù)弥淳訕琼?xiàng)目獲得了“WFEO工程建設(shè)卓越獎(jiǎng)”時(shí)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的成員們都倍感欣喜，但他們也從未忘記初衷：“我們希望在學(xué)校的支持下，為學(xué)生們打造一個(gè)學(xué)術(shù)交流與科研的綜合性平臺(tái)，讓他們可以在這里自由探索、實(shí)踐和創(chuàng)新?！?/p>
源居樓不僅是一座節(jié)能現(xiàn)代建筑的示范樓，更是低碳建筑研究設(shè)計(jì)的新型“實(shí)驗(yàn)性建筑”“自然能源協(xié)同轉(zhuǎn)化與利用低碳建筑”綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。談及樓體的技術(shù)運(yùn)用時(shí)，周典教授滿臉自豪，他強(qiáng)調(diào)說：“源居樓建筑將太陽能、地?zé)崮?、風(fēng)能等多種能源轉(zhuǎn)化利用，突破了以往被動(dòng)式節(jié)能技術(shù)，采用主、被動(dòng)相結(jié)合的方式，大大提高了自然資源的轉(zhuǎn)化率?！?/p>
建筑學(xué)系王宇鵬教授介紹說：“建筑立面的創(chuàng)新讓自然資源得以充分利用，使這棟樓的技術(shù)更符合中國城市的低碳建筑需求，同時(shí)，樓宇建筑的技術(shù)和理念具有較高的可推廣性，可以面向既有建筑的更新改造?！?/p>
據(jù)悉，源居樓建成投入使用后，將在樓宇內(nèi)開展20多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究。在這里，學(xué)生們不僅能夠參與實(shí)驗(yàn)，更能通過監(jiān)測數(shù)據(jù)采集與分析，成為建筑的設(shè)計(jì)、使用者，深入體驗(yàn)和理解建筑設(shè)計(jì)的智慧，并為后續(xù)進(jìn)一步開展低碳建筑科學(xué)技術(shù)研究打下良好基礎(chǔ)。
建筑學(xué)系羅昔聯(lián)教授分享了源居樓在儲(chǔ)能設(shè)備和裝備研發(fā)與應(yīng)用方面展現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)，他說，“這些技術(shù)已經(jīng)在秦創(chuàng)原落地并轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用，例如為陜西的清潔供熱項(xiàng)目提供了重要支持，尤其是在陜南地區(qū)的鄉(xiāng)村振興項(xiàng)目中，相關(guān)儲(chǔ)能技術(shù)與設(shè)備裝備得到了廣泛應(yīng)用?！?/p>
談及低碳建筑的未來趨勢(shì)，王宇鵬教授充滿了期待：“這是我們?cè)诩夹g(shù)及設(shè)計(jì)過程中著重思考的一個(gè)方向。源居樓不僅僅是一個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)或科研樓，更是一個(gè)面向未來的、真正意義上的低碳建筑。在最重要的能源消耗占比問題上，我們希望通過實(shí)踐和研究，為住宅類建筑提供可借鑒的經(jīng)驗(yàn)?！彼嘈?，通過不斷地源居樓實(shí)踐、研究與創(chuàng)新，低碳建筑將成為未來發(fā)展的主流，真正走進(jìn)人們的生活，為環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。
據(jù)了解，源居樓自2023年6月開始正式投入使用以來，人居學(xué)院已經(jīng)開始依托建筑中的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，開展了建筑立面光伏背面能量回收潛力分析實(shí)驗(yàn)（羅昔聯(lián)）、出土遺址預(yù)防性保護(hù)實(shí)驗(yàn)（羅昔聯(lián)）、相變蓄熱材料研發(fā)（楊肖虎）、低品位太陽能儲(chǔ)能技術(shù)研究（金立文）、城市建成環(huán)境監(jiān)測及影響評(píng)估（王宇鵬）、自然蓋層對(duì)土質(zhì)遺產(chǎn)的保護(hù)研究（楊淑燕）、建筑墻體維護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能實(shí)驗(yàn)（張聯(lián)英）、太陽能光伏－蒸發(fā)冷卻復(fù)合通風(fēng)腔體的環(huán)境調(diào)控特性研究（崔鑫）、室內(nèi)藝術(shù)展陳空間設(shè)計(jì)實(shí)踐（石峰）、光伏幕墻通風(fēng)模式對(duì)建筑熱環(huán)境的影響研究（楊玙珺）、農(nóng)房節(jié)能改造技術(shù)評(píng)估研究（齊應(yīng)濤）等系列的技術(shù)研究與成果孵化工作。
未來，隨著源居樓文化與內(nèi)涵建設(shè)的不斷深化，必將持續(xù)發(fā)揮其在實(shí)踐育人領(lǐng)域的創(chuàng)新作用。
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