杏彩体育，【科研分享】建筑学院教授朱丽：探索建筑技术与艺术——我的建筑十年

　　在世界越来越注重能源可持续发展和新能源开发利用的背景下，以太阳能建筑为代表的绿色建筑正成为当下人类建筑发展的一大趋势。而在绿色建筑的发展中，技术与艺术也在逐渐实现着融合。在近期天津大学青椒学术沙龙活动中，建筑学院教授、现任世界能源理事会我的建筑十年”的报告，介绍了绿色建筑领域的发展现状和天津大学团队的探索，并分享了自己从化工学院毕业跨学科来到建筑学院，十年来探索与追逐自己科研理想的历程。

　　“化工”与“建筑”，“技术”与“艺术”，两个学科领域似乎有着天然的“鸿沟”。从2005年毕业于化工学院，到如今在建筑学担任教授，已过十年，朱丽的科研历程在很多人看来似乎有些“不务正业”，但她却坚持了下来，从最初的未知迷茫到现在的忠于热爱，并在这条科研道路上不断努力前进。朱丽坦言，在这十年中，她的确做了非常艰难的挣扎与探索。技术与艺术，最初的时候算是一对冤家，一直在“打架”。近年来随着绿色、低碳、可持续的发展，人们慢慢地开始寻求一些妥协的解决方案。而她也在“打架”到“妥协”的这个过程中慢慢地摸索出了自己的科研方向和成长道路。

　　朱丽将自己从化工跨学科来到建筑看作是从技术领域到艺术领域的过渡，并且将自己这十年的奋斗历程总结为“不务正业”。第一类“不务正业”的最初3年到4年是真正的迷茫期。她说道，当时她从化工学院转到建筑学院大多是凭着年轻时候的冲动和自己对挑战性的一种向往。来到建筑学院后她才发现化工和建筑是完全不同的两个领域，跨学科的挑战前所未有，找不到自我定位的问题也一直困扰着她：“我的落脚点到底在哪里？我对这个学科的贡献在何处？我能从哪些方面去发展？”朱丽表示，在这之后，随着专业知识的积累，再加上同建筑学院的各个老师学习与交流，她慢慢地学会换位思考，学会站在设计师、规划师或者景观的角度去思考：“到底他们需要什么样的技术？”也就是在这个阶段，朱丽开始有了技术和艺术融合的最初想法。到了2012年，她变成了第二类的“不务正业”。在2012至2015年这三年时间中，她一直在做平台搭建和资源整合的工作。天津大学可持续能源研究中心、天津市能源研究中心和APEC可持续能源研究中心便是三个重要平台和资源,也就是在工作过程中，朱丽意识到，其实太阳能远远不够，技术的需求是多样性的，能源的需求也是多样性的。

　　谈到自身优势，朱丽认为，国际合作就是她的优势之一，也是她的突破口。2004年她跟随自己的博士生导师到欧洲参加国际会议，在与德国的合作伙伴洽谈时，拿到了“太阳能烟囱”的选题，建立了国际合作的基础，确立了与建筑的萌芽关系。之后的“零能耗建筑”，亚太经合组织的国际合作项目更加确立了她的优势所在。在这个过程中，朱丽学到了技术在建筑中应用的方式方法，同时打开了国际合作的通道。

　　朱丽谈到，太阳能常常与“非常规”、“清洁”、“新能源”、“可再生”联系在一起。对于可再生能源或者新能源来说，太阳能分为两类：一类是窄义太阳能（即狭义太阳能），一类是广义太阳能。狭义太阳能即太阳向外进行电磁波辐射的热、光、电；广义太阳能包括所有因为太阳热或者太阳光引发的二次能源。举例来说，风能也是太阳能：太阳照射空气，由于地面的吸收率不同导致了空气密度的变化，从而形成了局部风或者大气环流，因此说风能也是太阳能。浅层地热，海洋海水的温差发电都属于广义太阳能。

　　关于太阳能与建筑，朱丽认为，其实人类出现的时候就已经开始在有意识无意识地利用太阳能，比如在农村里人们吃完饭晒太阳，建筑的南向会安装一些大面积的玻璃窗，这都是在利用太阳能给自己加热，只不过是被动的、无意识的。后来科技发展就要求把太阳能转化到技术利用的层面上来。所有的利用技术实际上都是在提高利用效率、降低成本，这也是所有技术研发人员一直在做的一件事。杏彩体育平台登录官网对于太阳能的利用也是如此杏彩体育。然而，太阳能与建筑的结合却不是一帆风顺的。最初，一些建筑设计师、甚至一些城市规划师并不愿意接受这种方案，他们认为这破坏了建筑的美观与艺术。朱丽分析道，究其原因，就在于技术的终极目标就是经济、高效，它与艺术没什么关系，厂商关心的是产品的市场占有率和经济效益。但是设计师要考虑很多综合的因素，包括美学。最初的太阳能与建筑结合的产物称为“单一技术产品”，即要么发电，如太阳能光伏板；要么供热，如太阳能热水器。由于它要作为产品，就必须“模块化”，于是，就产生了“太阳能建筑”这个概念。

　　太阳能建筑，就是利用太阳能供暖、制冷、发电。它包括热系统和电系统。此外，它分为被动式和主动式。被动式就是不需要机械装置或电力装置即可运行的；主动式就是需要提供外工，即增加外力，如使用泵、热泵或的手段。在新能源互联网时代下，建筑设计与建造出现了新模式和新—形式追随能量。朱丽介绍道，之前相继出现过“形式追随功能”和“形式追随系统”这两个，随着新能源互联网、IT智能、清洁、绿色低碳的发展，“形式追随能量”这个概念应运而生。关于中国最初的城镇化转型中建筑设计师对新技术的吸纳和采用相对来说被动和消极的现象，朱丽分析道：因为当时中国的城镇在大量的建设当中，建筑设计师手中的项目多，不会坚持一定要绿色低碳。但是现在情况发生了变化，城镇建设的量在逐渐地缩小，因此要求做出的成果必须有附加值。这就推动设计师主动地去接受这种新技术，同时，技术人员与建筑设计师长期的交流之后也逐步学会去理解建筑设计师和规划师对美学的执着。这也说明，有些时候妥协和平衡是必要的。在这种条件下，“形式追随能量”的新逐渐被更多的人接受，新能源技术与建筑艺术也在逐渐实现着融合。

　　“绿色”是当下建筑发展的一大趋势，朱丽认为，当下可再生能源中可以达到经济利用标准的主要是“风”和“光”两大类，也就是风能和太阳能。能源决定建筑的发展, 而太阳能建筑以定量化、清洁化著称,无疑则成为建筑设计的风向标。据国际能源署（IEA）预计，未来50年内太阳能将成为全球电力能源的主要来源。我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》亦明确提出“加快发展太阳能发电”，“到2020年光伏装机达到1亿千瓦左右，光伏发电与电网销售电价相当”。

　　朱丽介绍，目前她所在的新型太阳能技术科研课题组主要围绕两个方向开展研究：一是聚光太阳能光热/光伏技术，包括中高倍液浸聚光光伏、中倍线性聚光聚热及电热联用、聚光光伏催化混合水处理等，主要解决城镇区域规模的能源供应问题或者是建造大规模的太阳能发电站，提高发电效率并降低成本。二是建筑一体化太阳能利用技术，包括太阳能辐射板集热制冷、电热冷三联产光伏辐射板、跨季节蓄能、室内一体化超低温差辐射供能、室内多功能太阳灶等，主要解决将太阳能发电产品集成到建筑上的问题。团队相关技术共持有授权发明专利21项，申请国际PCT专利3项，发表论文120多篇，获得国家级科研项目14项，省部级科研项目10项，企业横向项目31项，建立了近40处示范工程，示范面积共计上百万平方米。

　　特别是对于建筑一体化太阳能利用技术，朱丽谈到，建筑载体的需求是多样性的。“怎么能用一种产品去满足建筑的多种能量需求？”是十分值得思考的问题。建筑的能量需求就是冷、热、电。技术人员研发的太阳能热水器就只提供热，太阳能光伏板就只提供电，但是屋顶的安装面积是一定的。基于建筑对能源的多种需求，技术人员开始致力于研发一种可以满足多种能源需求的产品。而太阳能的综合利用效率高达70%，此外，对空间的占用大大减少，而且可以省去共用部分的材料成本。所以在做建筑一体化集成时，首先追求功能化的建筑材料，即要让建筑材料本身成为能量的收集者；第二，提高技术产品的附加值，用附加效益来抵消它的高成本；第三，对于建筑用能系统，要从整体优化角度来追求综合利用效率最高，而不是单一系统的利用效率最高。绿色建筑的发展，正在建筑领域实现着技术与艺术的融合。

　　朱丽与她的团队一起，还在努力推动着包括太阳能建筑在内的可持续能源发展技术与理念走向世界，并提津大学的国际影响力。2014APEC中国年期间召开的第11届能源部长会上，中国国家能源局局长吴新雄正式宣布APEC可持续能源中心（APSEC）成立。APSEC由天津大学牵头筹建，天津大学整合校内跨学科优势科研力量和人才资源杏彩体育，汇聚国际、国内本领域一流的科研机构、产业联盟、重点企业和知名专家学者，实现资源的高度整合与高效利用。天津大学受国家能源局委托，负责APSEC日常运营管理；天津大学校长李家俊任执行，朱丽任亚太经合组织可持续能源中心首任主任。此外，国家能源局作为APSEC国内主管单位，为APSEC提供指导和必要的支持。

　　国务院副总理张高丽在会上提出“我们将共同见证亚太经合组织可持续能源中心的成立，将做好亚太可持续能源中心的建设和保障工作，为推动亚太能源可持续发展做出自己的贡献。”大会通过的《北京宣言》中，APEC各经济体能源部长同意APSEC的成立，并指示能源工作组给予强有力的支持和指导。

　　APSEC致力于加强APEC成员国在能源领域的战略合作，通过建立稳定成熟的信息共享平台和高效的协调机制，加强能源政策和科技研发的交流，优化亚太地区乃至全球能源结构，改善能源与环境危机，坚持平等开放、互利共赢的原则，促进亚太地区经济良性发展和环境保护的双重目标，推动能源的可持续发展。朱丽指出，在天津大学的外围，有许多企业，它们和天津大学共同形成产学研合作机制；同时APSEC要服务于亚太经济合作组织的21个经济体，希望以此成为发达地区和欠发达地区的一个链条。

　　朱丽,教授、博士生导师，2011年教育部新世纪优秀人才。现任APEC可持续能源中心主任、世界能源理事会（WEC）研究委员会委员、天津市可再生能源学会副理事长。

　　已获批项目56项，主持33项，其中国际合作项目15项、国家省部级重点项目17项、企业横向百万元以上项目3项。公开发表论文113篇，SCI/ISTP收录30篇，EI收录66篇，SCI/EI双收录27篇，一区5篇，二区13篇，他引108次。第一发明人申请发明专利15项，国际发明专利3项，授权6项。