时间:2023-03-22 17:35:56
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关键词:建筑节能;建环专业;课程设计;毕业设计
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)05-0069-02
一、引言
随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善,我国建筑能耗的总量逐年上升,在能源总消费量中所占的比例已从上世纪70年代末的10%,上升到27.45%,逐渐接近三成。这其中用于供暖、通风、空调系统的能耗约占到建筑能耗的30%~50%。随着人们对居住环境质量要求的不断提升,该比例还有进一步加大的措施。如果不开始注重建筑节能设计,将直接加剧能源危机,同时也会间接带来严重的环境问题[1,2]。
建筑节能是指在建筑物的规划、设计、新建(改建、扩建)、改造和使用过程中,执行节能标准,采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品,提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷制热系统效率,加强建筑物用能系统的运行管理,利用可再生能源,在保证室内热环境质量的前提下,减少供热、空调制冷制热、照明、热水供应的能耗[3]。由于暖通空调系统是建筑耗能的大户,对暖通空调系统的进行节能设计和节能运行就成为降低建筑能耗的关键,其中节能设计是系统能节能运行的基础。
培养能从事建筑物采暖、空调、通风除尘、空气净化和燃气应用等系统与设备以及相关的城市供热、供燃气系统与设备的设计、安装调试与运行工作,具备建筑节能设计、建造、运行管理的基本理论与专业技能的专业技术人才是建筑环境与能源应用工程专业的人才培养目标之一[4]。作为培养暖通空调系统设计和运行专业人才的对口专业,建环专业在人才培养过程中应从各教学环节有意识地培养学生的节能概念和节能意识,以便为其将来从事建筑节能工作奠定基础。
培养学生的建筑节能观念可以通过相关专业课理论教学与实践教学来实现。但相关理论课教学可能涉及的问题都是局部的,很难从系统整体入手揭示建筑节能本身的规律,而实践教学中的课程设计和毕业设计环节为建筑节能整体观念的培养提供了良好的教学平台。
二、课程设计和毕业设计中节能概念的培养
我校建环专业的课程设计为综合课程设计,非传统意义上的完成单科的大作业。其目的在于培养学生将大学前期所学的与本学科相关的专业理论基础知识和专业知识、工程设计方法和原则,综合应用于实际工程设计的能力。其主要内容是每个同学独立完成针对某城市办公楼的建筑设备(通风、空调、供暖、锅炉房、制冷、室内给排水、建筑控制系统)的工程设计。而毕业设计是在生产实习与综合课程设计的基础上,通过对完整的、实际的、建筑设备工程的设计和专题研究,培养学生综合运用及深化所学基础理论、专业知识和基本技能;培养学生独立分析和解决工程实际问题的能力,并且受到工程师的基本训练。学生在指导教师和设计院工程师的指导下应独立完成供热(含供暖)、通风(含除尘)、空调(含净化)、制冷(含中、小型冷库)、中小型供热锅炉房(含热力站)工艺、小区给排水(含建筑消防)等建筑设备系统的工程设计,毕设的题目全部来源于设计院的实际工程。相对而言,毕业设计涉及的工程类型更广,学生受到的锻炼更广泛。
对某工程的暖通空调系统进行设计,其设计的主要内容涉及:冷热负荷的计算、空调采暖方案的确定、水系统与风系统的水力计算、房间的气流组织计算、设备的选型、控制方案的确定等。如何将节能概念贯穿在各设计阶段,是设计节能系统的前提。
1.确定冷热负荷时的节能考虑。单纯的冷热负荷计算看似简单,但学生在此阶段应该了解设计对象围护结构的热工参数、体型系数、窗墙比等是否符合相关的节能标准;建筑物的朝向可能对冷热负荷的影响;遮阳对夏季空调负荷的影响;室内设计参数取值的高低,与能耗的多少有密切关系。加热工况下,室内计算温度每降低1oC,能耗可较少5%~10%;在冷却工况下,室内计算温度每升高1oC,能耗可较少8%~10%。为了节约能源,学生在此阶段应了解在保证室内人体舒适的前提下冬季应避免采用过高的室内温度,夏季采用过低的室内温度。负荷计算完成后,通过各负荷分项分析,提出节能的改进建议。
2.系统的方案确定阶段的节能考虑。应考虑当地的资源、环境等因素以及建筑物的使用功能、结构特点,并通过技术经济比较来选择并确定适合所设计建筑物的空调系统方式、冷热源方式、以及空调系统控制方式。
在冷热源的方式选择上,应根据建筑的规模、使用特征、结合当地的能源结构及价格政策、环保规定等尽可能地利用基于太阳能、地热、废热等可再生能源或低品位能源驱动的冷热源,减少电能的直接利用。
在选择空调、采暖系统时,应考虑建筑物的使用功能、建筑物本身的结构特点、当地的气候特点、负荷的特点,选择合理的采暖及空调方式,达到运行节能的目的。对于公共建筑的高大空间的采暖,尽可能采用辐射供暖的方式。建筑高度大于或等于10m,体积大于10000m3的高大空间建筑,应采用分层空调系统。空调系统有集中排风系统时,应考虑设置排风热回收装置。有条件时,可采用自然通风来消除建筑物内的余热、余湿。
3.风管、水管系统、房间气流组织设计的节能考虑。风管、水管系统设计时应考虑尽量减少阻力损失,在管路通过不需采暖或空调的房间或空间时,相应管路需设置保温措施以防止冷、热量的散失。对于复杂或高大空间的气流组织,应尽可能借助于数值模拟来优化空调房间的送、回风方式,以达到优化节能的目的。
4.设备选型的节能考虑。在空调系统中,冷水机组的能耗是最大的。选择冷水机组时,机组的COP值应满足标准的要求。然而,实际测试表明,冷水机组的COP随部分负荷的大小和机型的不同而变化。存在冷水机组在部分负荷下运行COP值不高这个问题的原因是多方面的。众所周知,机组实际运行性能系数COP是由机组内部因素和外部条件共同影响的,而通常在部分负荷下运行时,其外部条件较满负荷时优越,环境温度相对较低。在不考虑传热性能变化影响的情况下,可充分利用环境温度的降低来降低冷凝温度、缩小压缩机的高低压力差以改善系统性能系数,COP最大能提高20%。
冷水机组的单台容量及台数的选择应能适应空调负荷全年变化规律,满足季节及部分负荷的要求,当空调负荷大于528kW时,所选择的机组不宜少于2台。
在供暖系统中,严寒地区的燃油、燃气或燃煤锅炉选择时应保证单台锅炉的容量确保在最大热负荷和低谷负荷时都能高效运行,以充分利用锅炉产生的多重余热,锅炉台数不宜少于2台(除小型建筑)。锅炉的额定热效率燃煤、蒸汽热水锅炉不小于78%,燃油、燃气蒸汽热水炉额定热效率不小于89%。
在空调系统中,一般系统设计输送能耗约占空调总能耗的20%,而实际运行能耗占到了空调总能耗的30%~40%。在系统中,经常遇到的问题是水泵选择扬程过大,造成“大马拉小车”,高扬程的泵用于低扬程场合,便会出现流量过大,导致电机超载。若长时间运行,电机温度升高,绕组绝缘层便会逐渐老化,甚至烧毁电机。因此该环节中,要重视变频系统的选用。但也应注意到在冷冻水系统中,对于水泵选择变频技术固然有利于水泵运行节能,但是,过小的流量会造成制冷机效率的严重下降,而制冷机是系统的主要耗能设备,因此必须从整体上考虑系统的用能情况。
当通风系统使用时间较长且运行工况(风量、风压)有较大变化时,应考虑采用双速或变频调速风机。
通过上述各个设计过程对节能概念的灌输,学生可实现从课本上介绍的常规空调系统设计到节能空调系统设计的转变。经过课程设计和毕业设计两个设计环节的锻炼,在综合运用所学专业知识的基础上,学生对暖通空调系统设计过程中各环节的节能设计有了一定程度的认识,这将对其以后从事暖通空调实际工程的设计和运行将会有较大的帮助,对一些节能概念和理论的理解也会随着实际工作的逐步开展进一步加深,为设计更好、更节能的空调系统奠定基础。
三、结论
随着建筑耗能量的逐年提高,实施建筑节能已刻不容缓。建筑节能中的关键是暖通空调系统的节能,对暖通空调系统的节能设计是降低其能耗的基础。作为培养暖通空调系统设计和运行专业技术人员的建环专业,应从各教学环节注重培养学生的节能观念和节能意识。本文从毕业设计和课程设计两个环节出发,探讨了在系统设计过程的各个阶段如何培养学生的节能意识、设计节能系统,以便为其将来从事建筑节能工作奠定基础。
参考文献:
[1]江亿.中国建筑能耗现状及节能途径分析[J].新建筑,2008,(2).
[2]余晓平.建筑节能科学观的构建与应用研究[D].重庆大学博士论文,2011.
【关键词】绿色建筑;太阳能;光伏发电;光伏建筑一体化
中图分类号:TM71文献标识码
目前,环境污染、生态破坏和资源短缺带来的直接或衍生影响和破坏危害问题日益突出,危害着人们的生存与发展。我国对能源的过度采伐导致诸如地面下沉、塌陷且还产生了大量的CO2和SO2等有毒气体严重污染环境,造成生态恶化。因此,在传统能源枯竭之际,太阳能成为人类利用的主要新能源之一。
一、太阳能开发利用
地球上的风能、水能、生物质能和潮汐能等都是来源于太阳。太阳能具有:储量的“无限性”、存在的普遍性、利用的清洁性和经济性等优点,是最理想的可再生能源。
目前,从利用形式、环保节能和造价方面,太阳能都比现有的利用煤炭和水力发电的形式都较经济和无污染行等特点,通过主动式太阳能设备和系统进行统一的管理和控制,已达到优化太阳能应用系统使太阳能得到充分利用,从而使建筑能耗最大限度的降低,此技术与目前国家政策相适应,促进经济的持续快速发展,保护生态环境,节能降耗,解决国内能源短缺等问题。
二、光伏系统与建筑结合的研究
(一)光伏建筑一体化
一体化是把建筑、技术和美学融为一体,不是两者的简单相加,而是二者的有机结合,改变了传统太阳能发电设备对建筑外观的影响。它是“建筑物产生能源”新概念的建筑,是将太阳能光伏发电作为一种体系纳入建设工程基本建设程序中,同步的设计、施工、验收、使用和后期管理,是一种理念、设计、工程的总称。
(二)建筑结构对节能的影响因素
对建筑设计方面研究建筑体对节能的影响因素,其主要有以下几方面:
1.地理位置的影响
太阳能建筑应建在太阳能辐射丰富的地区,因此,在建筑选址时宜选在向阳的周围无遮挡的山地、坡地及位置较高的地方,以便于更好地接收太阳光,增大辐射量提高发电率。
2.建筑朝向的影响
从地理学角度来看:我国建筑一般坐北朝南:我国居住采光的朝向是南向的,这是因为我国位于地球北半部,一天中阳光大多数时间都是从南面照射过来。
3.建筑间距的影响
日照间距是影响太阳能建筑辐射量的重要因素。建筑类型、建筑朝向、用地地形、当地地理纬度位置等因素影响日照间距。其理想的间距:D≥Hctg。
4.建筑外形的影响
太阳能建筑一般采用的屋顶,这是因为光照条件不受影响,可自由接受太阳辐射。目前遮阳板常选择pv材质,其材料不但具有很好的遮阳功效,还能够光伏发电。
(三)在建筑设计中应考虑的因素
太阳能光伏建筑一体化是利用各种光伏电池特殊的特性与建筑进行有机整合,同时考虑环保、节能、美观、安全和经济实用等因素。建筑设计中应考虑建设造价、楼层高度、日光的控制、美学和冷却等问题的影响,建筑师在设计时就需要平衡、协调、解决彼此之间的矛盾。
1.美学要求
建筑应该从初步设计时就将太阳能系统作为建筑中不可或缺的元素加以设计,将其包含的各个部件融入建筑之中进行一体设计,使其成为建筑组成不可分割的一部分,以达到其与建筑物的完美结合的目的。
2.屋顶倾角的要求
太阳电池方阵倾角影响方阵面接受太阳的辐射量。固定的光伏方阵若倾斜面设计的未达到最佳合理角度,就需要靠太阳电池组件来补给。对倾角固定的屋顶满足负载用电的条件,而平屋顶要确定方阵的最佳倾角。
3.建筑形体的要求
太阳能辐射量集中在每天的9:00-16:00,地面反射对建筑的影响约为32%。所以,为了使太阳能辐射热量更多地获取,常把建筑墙体设计为东西轴朝向的长方体,正方形次之,南北朝向的长方体体型的建筑节能效果最差。
4.光伏系统及光伏组件的要求
将光伏系统和建筑这两个独立的系统有机结合,涉及诸多方面,如建材的隔热性、抗风、绝缘性、美观、抗老化能力以及强度和刚度等性能要求。
5.光伏建筑设计中应注意的问题
目前,对不同项目的不同情况在不断的改变,要使光伏建筑设计、结构和技术的问题达到一个平衡比较困难。为了把光伏系统与建筑能更好的整合,在设计时需要考虑如下一些因素:1.如何与建筑有机结合;2.如何增加建筑美感;3.光伏板色彩和肌理;4.注意通风降温设计、光伏板维修与扩容和建筑结构与光伏组件电学性能的配合等问题。
(四)光伏建筑的结合方式及应用
太阳能光伏建筑一体化按结合方式不同可分为:独立安装型和建材安装型。真正意义上的光伏建筑构件即可用做建材又可以发电,是光伏和建筑的完美融合。
1.与建筑外墙体结合
对于多、高层建筑,为了使墙面更多地收集太阳能。目前,常从墙体构造和材料两个方面分别考虑,将光伏板及玻璃幕墙集成为PV玻璃幕墙,即可屏蔽太阳的热辐射有效减低建筑墙体的温度,从而降低建筑物室内空调冷负荷;另外,也增加了太阳能转化为电能。
2.与建筑屋顶结合
光伏阵列安装在建筑屋顶可最大限度的接受太阳光辐射。同时,为了减少夏季屋顶的热负荷兼做屋顶的遮阳板,或者做通风隔热屋面,综合使用了材料节约了成本。
3.应用与建筑天窗
在新建或改造建筑中采用光伏板代替天窗玻璃。通过利用光伏采光天窗和中庭间接采光,白天可以减少或者完全不需电力照明,大大节约了电能用量,节约了运作成本。
4.其它建筑元素中的应用
建筑中遮雨篷、遮阳板、阳台等构件与光伏板集成一体化用于建筑构建,在满足美观性要求的情况下,建筑构件应满足工程技术规范要求。
三、结语
在太阳能光伏系统与建筑结合应用的调查研究的基础上,从技术和美学两方面考虑,分析与建筑集成的光伏系统技术性和光伏建筑美学性的设计,建筑与太阳能有机结合应考虑的因素和措施分析研究,从而得出上述方案措施,已达到解决如何将太阳能光伏系统与建筑更好地进行有机整合的目的,从而为其很好的运用提供一定的参考。
参考文献:
[1]唐莉芸.光伏发电系统在绿色建筑中的应用及其节能研究[D].华南理工大学,2012.
[2]郑诗程.光伏发电系统及其控制的研究[D].合肥:合肥工业大学电气与自动化工程学院, 2004.
[3]候岱.太阳能光电技术在建筑节能中的应用研究[D].河南师范大学,2011.
[3]纪献兵.太阳能热发电技术[J].阳光能源,2005(4):2-3.
[4]龙文志.太阳能光伏建筑一体化[J].建筑技术,2009.
关键字: 既有建筑;改造;国外
引言
城市的老化和衰退是一种自然的经济规律和历史现象,在城市的发展过程中是不可避免的。既有建筑的改造活动从欧洲奴隶制社会时期就已经存在,延续至今,不论是技术方面还是改造标准方面均得到了很大的进步与完善。本文概述了西方国家既有建筑改造活动发展的历程,重点介绍了当代西方国家既有居住建筑改造的先进技术与政策法规等,希望能对我国的既有建筑改造活动起到指导作用。
根据西方建筑的发展史,本文将西方既有建筑改造的理论与实践活动分为欧洲古代、欧洲资产阶级革命时期和现代三个时期加以论述。
1 欧洲古代(~1640)
据现有的史料掌握情况,西方既有建筑改造的雏形始于欧洲奴隶社会时期。较早的改造活动是以建筑功能与类型不断推敲、加以完善为目的展开的。由于经济和文化的发展,致使建筑创作领域不断扩大,进而公共建筑类型增多。会堂、剧场、市场、浴堂、旅馆等一些功能性建筑在这一时期形成了相对成熟的形制,如剧场、浴堂等(如图1)。
而中世纪的既有建筑改造活动大多围绕宗教运动的更迭展开,改造的建筑类型比较单一,多集中于教堂、清真寺等。由于建造工期较长,建筑的改造活动存在着周期长、技法不一的特点。
欧洲资本主义萌芽和绝对君权时期出现了欧洲古代旧建筑改造实践活动的亮点,集中体现于意大利文艺复兴时期。这一时期出现了现代意义上的体量、功能改造,对立面改造也上升到了美学层次,譬如阿尔伯蒂设计的安农齐阿教堂立面改造(1470-1477年)(如图2)。这一时期的建筑改造技术普遍应用当时的现有技术和成熟技术,具有鲜明的时代特色[1]。
2 欧美资产阶级革命时期(1640~1918)
英国资产阶级革命后,工业化进程不断加速的同时,也加快了建筑技术的变革,产生了新技术和新材料;同时催生了近代城市化,带来新功能,进而出现新建筑。对既有居住建筑的改造活动始于19世纪初的巴黎改造。1811年,巴黎着手改建丢勒里宫北侧的李沃利大街,沿街是一色的房屋,连阁楼一共五层,底层是商店,前面有连绵的券廊,形成人行道。这条大街在19世纪中叶改造完成后成为商业街道的范本[2]。
在这一时期,出现并提供了改造既有建筑的新手段:钢铁,玻璃、钢筋混凝土和相应的结构科学。技术进步与设施革新对既有建筑的再利用实践活动起到了根本的推动作用,有一些经典的改造技法得到普及,进而演化成为新的建筑形制,如玻璃廊的产生(如图3)。
3 现代(1919~今)
一战到二战期间,西方国家处于动乱的时期,两战期间虽然出现了屈指可数的旧建筑改造再利用实践项目,但是在长期战乱与经济萧条的影响下却难以为继。旧建筑的改造在这一时期显得无章法可循、支离破碎。
战争结束后,受到战争破坏的国家纷纷开始了战后重建活动。
战后的德国,以再造的方式保留传统。在那些已经进行重建的城市里,古老而传统的面貌残留下来的痕迹,往往是小心翼翼地被保护了下来。许多遗迹甚至被完全摧毁的纪念物,被精心照原样恢复,像科隆的圣马丁附近沿河住宅。可以说,这些真实作品的等比例模型自然不会真正取代原作,却使得重建工作更容易些,并在城市景观中重现它们的存在。
在这一时期,既有建筑的改造仍然大多局限于对特殊历史文化价值的珍宝式建筑遗产的艺术化再利用,改造的类型局限性大,功能置换的自由度不高,改造仍然不是大量的、能够应对社会需求变化的再设计与再建造活动。
1970年后爆发的两次石油危机造成的巨大冲击与影响,使开发商认识到新建建筑耗费巨大的能源,能源危机又迅速提高其成本,进而转求更为廉价的建筑方式――既有建筑的改造再利用。
20世纪80年代后,西方对旧建筑的改造包括两方面的内容:一方面是对既有建筑特别是普通老建筑的性能与功能改造,另一方面是延续一个时期对历史性建筑的持续更新与改造再利用。
比如,美国1980年代中期以来,美国的改造更新发展继续同城市复兴实践紧密地结合在一起,以旧金山渔人码头的戏剧性再生为例:从罐头厂到商业中心(如图4)。
4 当代
新世纪以来,西方各国延续着上世纪的节奏,大有“将改造进行到底”之势。普遍从节能、绿色、生态等角度出发,掀起了新一轮既有建筑改造热潮。
德国政府还设立专门的基金用以推动旧房改造,如Kfw基金,对建筑改造工程提供资金上的优惠,使改造工程可以更好地执行。,以实现提高建筑舒适度、降低建筑能耗、减少环境污染的三大目标。
具体行动上,德国每年投入大量资金用于住宅改造,旧房改造的内容很多,包括:增加建筑外保温措施(住宅墙体增加保温材料),更换高效门窗(防止热量从门窗散失),替换高能耗的采暖措施(提高热能利用率),通过这些维护更新方法,德国的旧房改造取得了很高的成效。从政府公布的数字来看,德国旧房改造后,居民住宅每平米CO₂减少的排放量达到40公斤/年。
德国既有建筑具体的改造技术如下[3]:
(1)德国冬季多以燃油取暖为主。未进行节能改造的住宅,其燃油量在20升/以上。路德维希港的一栋示范建筑,主体为砖墙的住宅,外墙贴上20厘米厚的聚苯乙烯板做外保温,屋顶则采用29厘米的聚苯板保温,还采用了其他一些措施。改造的结果,在提高室内舒适度的情况下,采暖燃油降到3升/
(2)外窗采用了三层玻璃密封窗,采用Low-e玻璃,内充惰性气体,外设卷帘或窗板。
(3)将石蜡制成成分散的极小颗粒掺入保温材料中,抹于外墙内侧,利用石蜡相变吸收或放出的热量的特性,起调节和保温的作用。
(4)外保温与装饰一体装配化。对既有建筑的节能改造来说,尽量采取施工速度快,没有湿作业、对住户影响小的技术。在聚苯乙烯保温层外贴面砖,在工厂预制成块体,到现场用锚固件固定在外墙上,修补好预留的、错开接缝后,外保温与外饰面即可一次完成。该种技术可用于我国既有建筑的节能改造。
英国的既有建筑量巨大,1970年以后的新建建筑仅占全部建筑的20.9%,住房基本已经饱和。英国政府每五年修订一次房屋节能标准,不断调整建筑围护结构传热系数限值,并依次展开节能改造活动。如表1列出了英国住历年宅围护结构传热系数的限值,可看出英国对围护结构的要求标准越来越高。
以下是英国既有建筑改造的一些做法[4]:
对于旧墙加强保温来说,往墙内空气间层中填入高效保温材料,是最廉价、最迅速的解决方法。施工时不至干扰住户,缺点是热桥问题不能解决,有时在间层内还有结露的可能性。
基本上不动旧窗,只在窗户上加透明层,利用中间的空气层保温。该种做法是利用原有窗框,或镶在特制的轻质框内,再用螺丝拧上、铁钩构筑或用磁铁吸住。
结语
国外的既有建筑改造活动开始的较早,尤其是近三十年来发达国家在新型建筑保温材料的研究、开发和应用,建筑节能法规的制定和实施、建筑设计施工、新型建筑节能产品的认证和管理以及建筑使用中的节能等方面做了大量的工作。不但改善了环境,提高了建筑的舒适度,而且节省了宝贵的能源,取得了可观的经济效益。
在我国经济迅速发展的今天,城市的结构性和功能性衰退将日益成为我国旧城改造的关键。既有建筑的综合改造不是推倒重建,这既不经济也不现实,而是立足于现有条件,新建与改造并重。故借鉴国外较先进的技术、建筑节能产品以及建筑节能法规等,创造出适宜的既有建筑改造技术显得尤为重要。
参考文献:
[1] 郑宁.关于建筑改造之中西对比研究[D].天津大学博士论文,2004.
[2] 陈志华. 外国建筑史(第三版)[M].中国建筑工业出版社,2004.
[3] 卢求,卓定疆. 德国建筑节能政策体系和技术措施[J].北京房地产,2006(4),103-105.
Abstract: Today, more attention has paied on the circular economy and low carbon economy. The development route of circular economy is considered from four aspects, including, constructing city circular economy indurstry chain, creating circular economy enterprise, constructing circular indurstrial park, creating circular society.
关键词: 城市;循环经济;发展
Key words: city;circular economy;development
中图分类号:F293.1文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)22-0014-02
0引言
循环经济就是将清洁生产和废弃物的综合利用融为一体的经济,它是按照生态规律利用自然资源和环境容量实现经济活动的生态化转向。可持续发展是城市循环经济发展的本质。①发展循环经济遵循3R原则,即减量化(Reducing)、再利用(Reusing)和再循环(Recycling)原则,从而解决资源稀缺、环境污染等问题,缓解由此带来的社会矛盾,促进社会和谐。循环经济的概念有很多层次,其中包括:第一,资源、废弃物的回收利用;第二,生产过程中的低能耗、低排放、高利用;第三,是从经济发展方式和经济形态的角度,认为循环经济是一种新的经济增长点。本研究中的循环经济概念立足于城市可持续发展,遵循3R原则,即在资源利用上做到减量、回收再利用。在经济的增长方式上追求低碳、环保,减少污染物、废弃物的排放,使城市中的人处于空气新鲜、绿色环保的生活中。
1构建城市循环经济产业链
城市循环经济产业链主要从生态农业、工业和第三产业三个方面来构建。生态农业以动植物生产加工废弃物综合利用为核心,以动植物产品加工为纽带,连接种植业与加工业、养殖业与加工业,如种植或养殖中产生的废弃物或粪便通过沼气工程变成有机肥,又回到种养殖业中,形成循环。或在农场的基础上发展生态旅游业,形成低碳农业。发展城市循环经济产业链,重点在工业。要针对电力、石化、建材等高能耗企业设计循环经济发展路线。如电力:成电力行业――工业锅炉、窑炉生产运行――余热余压利用――能效发电、制冷――等效能源的循环产业链。石化:形成石化行业――石油冶炼――油品、工业原料(乙烯等)――化工工业产品――废旧化工产品回收利用――化工工业产品的循环产业链。建材行业建环产业链,要以工业固体废渣、建筑废物回收利用为核心,循环利用大量的工业固体废渣、建筑废物、生活污泥与垃圾,形成工业固体废渣、建筑废物。另外,家电、汽车、电子信息产业,主要以回收利用旧家电、旧汽车、报废电子信息产品等,加强对家电配件、汽车配件的再利用。第三产业主要包括发展绿色旅游循环经济产业链和绿色物流循环产业链。绿色旅游循环经济产业链主要包括一方面珍惜绿色旅游的宝贵生态资源;另一方面加大对景区的环保工作。绿色物流循环产业链主要是形成绿色物流――废旧物品(生产、生活垃圾)――清洁运输――废旧物品回收利用的循环产业链。
构建城市循环经济产业链还要从产业之间、产业内部不同类型企业之间、园区之间、区域之间形成多元化的循环经济产业链入手。如农业生产出来的产品提供给食品加工企业,如甘蔗制糖厂生产出来的虑泥可以用在水泥厂,废二氧化碳可以用在轻钙厂,蔗渣可以用在制浆厂,还可以把废糖蜜用在酒精生产车间。产业内部循环经济产业链的构建最重要的是需要先进科技的引领。如通过运用高新技术,加强对污泥的利用,可以运用在建筑、化工等企业上。只有突破了技术难关,才能更好加强循环经济之间的产业配合。
2创建循环型企业
循环经济发展最重要的主体就是企业。企业是资源消耗的重要场所,要利用循环经济理念构建企业,运用高科技环保技术加强企业的清洁生产和资源综合利用,创建循环型企业。
创建循环型企业,要严格把控企业产品设计、原材料采购、生产运营、售后服务以及废料的回收利用等环节,达到资源利用的最大化。要鼓励企业自愿实施清洁生产,对污染物排放超标超总量的污染严重企业、使用或排放有毒有害物质的企业,严格依法实施强制性清洁生产审核。1989年,联合国环境规划署提出了清洁生产的概念,即将整体预防的环境战略应用于生产过程、产品和服务中,增加生态效率。清洁生产包括清洁的能源、清洁的生产过程、清洁的产品和服务。
城市创建循环型企业主要在于工业领域。对电力、钢铁、有色金属、石化、建材、印染、皮革、陶瓷等行业进行清洁生产审核。对污染大的企业,要求其做好水、气、废渣废料的污染处理工作,如企业自建水处理工厂,将生产过程中产生的污水在排放前进行处理。做好对企业产品的设计,设计出易回收、易降解的产品。企业建立节能、节水等研发机构,发展清洁能源和可再生能源,扭转传统高污染企业对城市环境污染的不利局面。
建立循环经济示范企业。企业在设计、生产、销售、回收利用环节,做到运用循环经济理念发展的,对这样的企业予以大力的扶持,并建立示范企业。如在建筑领域,推行《民用建筑节能条例》,推广建筑生态设计和使用绿色建材,推动建筑施工单位对建筑废物进行综合利用。中国目前的房地产也发展非常迅速,如果能在房地产、建筑行业率先开展循环经济示范企业活动,将有利于扩大影响,推动社会对循环经济示范企业的关注。
3创建循环型工业园
循环型工业园是依据循环经济理念和工业生态学原理而设计成的一种新型工业组织形态,是循环经济在园区层次的具体体现。循环型工业园通过将园区中一个工厂生产的产品作为另一个工厂的原材料,通过废物交换、循环利用,建立起企业之间的共生。如在工业园区内,企业之间不是各自为政,而是在生产、研发等方面有密切的联系,形成上下游的生产关系。多年来的实践和经验表明,循环型工业园建设是落实科学发展观的成功探索,是新型工业化发展的有效模式,对于解决结构性污染和区域性污染,调整产业结构和工业布局,实现节能减排,建设资源节约型、环境友好型社会具有十分重要的意义。
在循环型工业园内,由于下游企业利用上游企业的“废料”作为生产的原料实现了对副产品的综合利用。在传统工业园区内企业的生产中,许多副产品往往被作为废物处理,而在循环型工业园内,由于企业之间的合作形成了“联合式的大企业”就可以对这些副产品进行再利用,而且是较低价格甚至免费的。这样,可以使企业节省材料的购买成本。在循环型工业园中,各企业不是孤立的,而是通过物质流、能量流和信息流互相关联的,促进资源利用一体化,增强园区内企业抗击风险的能力。如发电厂生产的煤电灰可以用于水泥厂,产生的蒸汽,可以供应给居民区或者生物工程公司,生物公司产生的污泥可以供应给农业区。
创建城市循环型工业园具有良好的社会效益和环境效益。在循环型工业园中,由于模拟自然生态系统建立了产业系统中“生产者一消费者一分解者”的循环途径,实现了物质闭路循环、能量多级利用,减少废物排放造成的环境污染,同时也提高了资源利用效率,减少对自然资源的需求,间接地降低了原生资源开发可能带来的生态环境影响,这样真正实现经济、环境和区域社会的可持续发展。
4创建循环型社会
构建循环型社会,最重要的就是构建循环型的城市体系。循环型城市包括产业循环体系、基础设施体系和生态保障体系。产业循环体系包括循环型工业、农业和第三产业;基础设施体系包括水、能源、固体废物;生态保障体系包括绿色建筑、人居环境和生态保护。循环型城市建立在“资源――产品――再生资源”的循环经济形态下,而不是单向的线性发展形态。
构建循环型社会,就是要将循环经济的理念在日常生活中体现,涉及生活的所有领域。主要包括,倡导绿色消费,开办绿色学校、商场、医院、社区等等。崇尚环保的生活方式,减少消费过程中的废弃物,增加多次利用率。提倡绿色生活,采用公共交通工具、自行车出行。减少生活垃圾,对垃圾进行分类处理,对垃圾进行无害化处理。加强对废弃物的回收和利用,在社区建立回收站,加强宣传,使社区成为宣传循环社会建设的重要基地。发挥政府导向和示范作用,在政府采购计划中明确政府优先采购和强制采购的节能产品类别,指导政府采购节能产品。
构建循环型社会的基础是立法。如日本2000年制定了《促进循环社会形成基本法》,确立了废弃物循环再利用的准则。日本在循环经济立法方面在各国中均占领先地位,仅2001年就有多项循环经济法律实施,如何《环境基本法》、《促进循环社会形成基本法》、《废弃物处理法》、《促进资源有效利用法》、《容器与包装分类回收法》、《家用电器回收法》、《建筑及材料回收法》等。
构建循环型社会,要从构建循环型街道、循环型社区抓起。选择有一定条件的社区建设循环型社区和街道,以绿色建筑、绿色环境、绿色管理为主要特色,建设城市循环型社区和循环型街道。
注释:
①史宝娟.城市循环经济系统构建及评价方法研究,天津大学,博士论文,2006.
参考文献:
[1]牛桂敏.城市循环经济发展模式[J].城市环境与城市生态,2006,(02).
[2]樊江串.城市循环经济发展运行机制研究[J].价值工程,2006,(09).
教书育人,收获智慧人生
说起教书育人,李教授说自己受鲁迅先生影响颇深,特别对《藤野先生》一文感同身受。他在日本留学时,处处能感受到像藤野先生一样的教授。
“我既然选择了教书,就要把自己一身所学,传授给学生。中国有句古话,浑身是铁也打不出几颗钉。当教出10个学生,就有了10份力量。”李教授笑起来特别慈祥,像一尊弥罗佛。
高高的个子,宽宽的额头,浓眉大眼,鼻直口阔:虽然年过六旬,但丝毫不显老态,精气神十足――“相由心生”,李教授就是中国最传统的福相。
李教授从事教育几十年,现在是桃李满天下,“我的学生中很多都是博士、校长,在各行各业中的佼佼者也不乏其人。”李教授乐呵呵地告诉我,“当教师最大的快乐就是看到他们超过我,青出于蓝而胜于蓝,长江后浪推前浪,社会才会进步啊。”
李教授说,作为一名教师,只有热爱自己的事业、热爱学校,树立坚定的教育事业心,才能把工作做好。只有自觉投身这平凡工作,敬业乐业,才能产生巨大的拼搏动力。教师的劳动是平凡的,生活是清苦的,但是,如果在知识结构的完善方面有自求自得的充实感,在精神寄托方面有育天下英才的自豪感,在人际沟通方面有师生相处融洽和谐的亲切感,就会使无知的玩童变成优秀学生,使迷惘的青少年成为祖国的栋梁,就会倍感欣慰和快乐。
李教授在教育方面主张以创新精神养成为目标,广纳世界科技,弘扬中华文化,重点培养教育大批本专业优秀人才。为此,热爱和倾心教师职业,在食品科学与工程人才培养方面,培养毕业博士研究生50名、硕士研究生53名,多名已成为教授、工程技术骨干和研究院所或大学领导。1993年获北京市普通高等学校优秀教学成果一等奖,同年被评为北京市优秀教师。2005年获教育部百篇优秀博士论文指导教师奖励。
阳光心态,在工作中享受生活
有一位名人说,“有阳光的地方就会有影子,关键看自己脸朝向何方”。李教授那个年代的人,经历都十分丰富。他是老三届知青,插过队,当过机械工人,1977年恢复高考上了大学,大学毕业后,被国家教委选为出国研究生,在日本获得硕士、博士学位后回国。“我从上学起,每门功课都是满分,在日本读研究生、博士也一样。”李教授笑呵呵地说起这段往事。
他的学习为什么这么优秀?因为勤奋!
不但他的学习如此,工作也是如此。他心态好,心地单纯,做什么工作都非常专心、专注。18岁时,有人对下放在农村的他说,他这一辈子就完了,只能当农民。但他不气馁,心态阳光,每次回城,都会带着一箱子书回去,博览群书。
李教授健康、平和、宽容、大度、崇高、自信、积极,他用这种心态影响自己、同事、学生,让他周围的人觉得是在幸福的天堂。
他积极乐观工作,虽然清苦、劳累,但在工作中发现更大的乐趣,实现自己的人生价值,享受生活,是其他任何物质替代不了的。
敬畏自然,倾心节能环保
遵循自然、热爱自然、敬畏自然的李教授,倾心农业技术开发,倾心节能、环保的新技术开发。
他从日本回国后取得的第一项成果,是在河北省饶阳县流满乡建成世界第一座利用自然冷源大型果蔬保鲜库。这一“利用自然冷源贮藏农产品机理研究”发明了分层并行差压送风冻结方法,获得国家专利一项。填补了国内外空白,达到国际领先水平,是国内外利用自然节能技术和果蔬保鲜技术的重大突破。比其他类型的冷库运营成本降低92%。目前该库已成功运转14年以上。为当地的果农菜农建造了一所高效节能的大型冷藏库。
1994年,李教授带领其研究组率先在我国进行了电生功能水的制备及在食品和农业上的应用研究,且在食品领域、果蔬保鲜及病害防治领域均取得了重要成果。尤其是首创性地将电生功能水应用于降解果蔬产品中的农药残留,防治果蔬大棚的黄瓜霜霉病、葡萄炭疽病以及大田中的小麦条锈病等,取得了令世人瞩目的成果,已使我国的农药“绿色革命”领先于世界先进水平。在酶法利用玉米芯制取低聚木糖的研究领域取得突破,2001年首次在我国实现工业化生产,通过教育部组织专家鉴定,评价为:“国内首创,达到国际先进水平”。
玉米芯在我国农村大多当柴烧掉或遗弃。李里特却把它当作了宝贝,他的“玉米芯酶法制备低聚木糖”项目获得2006年度国家技术发明二等奖。技术转移建成年产万吨低聚木糖示范工程项目,不仅打破国外技术垄断,而且使实施该项目的企业成为全球最大的低聚木糖生产企业。该企业累计生产低聚木糖19500吨,实现销售收入33.64亿元,利润总额8.41亿元,税金3.28亿元,每年可利用玉米芯7万吨以上,同时减少了废弃物的玉米芯对环境造成的污染,给农民带来经济效益近3亿元,带来就业机会2000多个。
李教授现在正在右玉县进行一个科研项目,就是针对雁北地区风大低温的特点,把风能由风车转化为机械能,再转化为热能,解决农业种植中严寒季节温室大棚的取暖问题和严寒地区建筑节能采暖问题,补充太阳能的不足。李教授说,这一技术可以为高寒风大地区的菜农提供新的补充能源,有效提高大棚蔬菜的产量和品质,也可推广应用到这类地区的养殖业和房舍取暖。
独立思考,科学实践的真知灼见
前一段时间,“地沟油回流餐桌”事件,将人们的眼球聚焦到食品质量安全问题上。李里特教授说,将地沟油进行简单的提炼味道是很重的,真正要把地沟油提炼成无色无味的食用油,并不是一个小工程,首先从地沟里捞油杂物太多,饭店厨佘的废油还是比较集中的,通过回收以后利用比重、加热等方法将油水分离,还要再进行脱碱、脱臭等一系列复杂的步骤,这些成本并不低。炸油条用不了多少油,而一桶油能花多少钱?
在李教授看来,不排除有人提炼地沟油。如果把这些提炼出来的东西,卖给肥皂厂或者用在其他工业用途上,才是正规的途径。通过垃圾的分类处理,将地沟油进行资源回收利用,减少环境污染,我们应该支持。但是,这些程序由小作坊来运作,不够规范,流向食品市场,就会造成危害。
近几年的食品安全问题却时时给我们带来危机感。归根结底要提高人们的意识,投机取巧、假冒伪劣不是获取利益的长久之法,提高技术,提高质量才是一个企业的发展之道。地沟油不是废物,而是宝贝,我们应该关注如何有组织、有制度,合理地将垃圾分类处理,重视支持资源再生利用技术研发,减少浪费、降低污染、让多数地沟油回收利用,变废为宝。
李教授说,这些问题的出现,跟我们很多人的营养知识缺乏,科普宣传力度不够,以及伪养生学家的误导不无关系。这是一个系统工程,需要大家一起努力!
科学养生遵循传统饮食之道
李教授是一个十分忙碌的人,对生活的要求不高。我们约在上午11点采访,李教授穿着背心短裤在给学生改毕业论文。他说,我一般都是自然凉,尽量不用空调,既是为了环保,也是节约资源,毕竟现在是暑假,不用上课……
当我问起他的一日三餐时,李教授说很简单的,饮食原则是越简单越好。早餐一杯豆浆,中午馒头,晚饭面条等,一般以面食为主,但一定吃主食。以蔬菜水果为主,轻油,限盐,食物多样化,最重要的吃到七八分饱即可。
说到吃豆浆,李教授说,“从营养学方面讲,豆浆是最好的植物蛋白,对人体健康非常有益。”
他说,中国人自古就知道大豆的好处。西汉时期,淮南王刘安母患病,食欲全无,刘安发明了豆浆,其母喝后病体复康,从此豆浆得以世代流传:《本草纲目》则如是记载:豆浆,利水下气,制诸风热,解诸毒:《延年秘录》亦载豆浆“长肌肤,益颜色,填骨髓,加气力,补虚能食”。
上世纪70~80年代,研究表明大豆蛋白超过鸡蛋清蛋白,是人类最理想蛋白。豆浆中不仅含有大量的大豆蛋白,更是具有降低血脂的功效,西方近年来掀起的吃大豆热就是冲着这点来的。另外豆浆中脂肪含量与牛奶差不多,但豆浆中的脂肪是不饱和脂肪,更有利于人体健康:豆浆在含钙方面比牛奶低,但在含铁方面则高于牛奶,另外豆浆含有大量不饱和脂肪酸、卵磷脂等14种成分则优于牛奶。
豆浆机的出现让我们更多地饮用豆浆,这不仅仅有利于我们的营养与食品安全,同时也会给中国大豆产业带来较大的机会,因为豆浆要消耗大量的大豆,这会使大豆重新走上中国人的餐桌,而WH0倡导的“每天25颗大豆”的重要性,也会被我们慢慢接受。
润泽心灵,重视弘扬食文化
李教授在从事多年的科研工作之佘,一直很关注饮食文化。李教授在去年的一次饮食文化讲座中,从食文化和食文化的功能、中华农耕文明和食文化、食文化的内涵以及食文化的弘扬几个方面带领同学们认识了食文化。并总结了中华食文化的几大特色:素食为主、饮食养生、中国饭和菜、蒸煮加工、五味调和、煎炸烹炒、文明礼仪、和谐科学、融合创新等。之后,他又将几个不同国家、地区的食文化作对比,形象生动地向同学们说明了应该热爱中华食文化,努力的继承和发展,而且最重要的是创新。
他自己的养生就是遵循中国传统的食文化,尊重自然规律,越简单越好。他遵循中国传统的养生自然规律,对中国古代典籍如《黄帝内经》十分推崇,特别提倡南北朝时的《玄门大法》所载,养生一是要粗食,二是要蔬食,三是要节食。
粗食才能营养平衡,如今很多谷物精加工,很多营养素在加工过程中流失了,口感好了,营养却差了:蔬食就是要尊重自身的规律,以蔬菜水果为主,既环保,而且卫生。节食是现在人最不容易做到的,古人云,饭到七分饱,活到九十九。现在很多食品加工、添加成分,改变了自然的法则,增加了人的食欲,让人不知不觉地吃撑了而不自知。其实很多资料说明,人的寿命是与饱饥度有关的。
中国传统饮食文化最符合自然规律,如中国人吃饭用筷子,筷子是为了挟菜,我们吃饭有主食,有副食:有荤菜、有蔬果、有汤类,这与西方国家吃的以肉为主的生活方式迥然不同。只是如今我们司空见惯,反而不被重视了。根据很多国内外的资料显示,从我们人类的牙齿结构,肠道结构分析,人类是以素食为主的动物。不管从进化、遗传、营养、基因的角度分析,也能说明人类是以素食为主。李教授说起他在韩国时与一位八十多岁的医生探讨长寿之道时,那位医生也是以素食为主。所以,我们要培养清淡饮食的习惯,推崇均衡饮食,多吃水果蔬菜。当然,也大可不必因此而放弃享受美食。
李教授除主要从事研究解决我国粮食加工,餐桌主食和传统食品工艺创新和科学技术开发外,还在“农产品的规格化、标准化及流通研究”、“中国粮食加工发展战略”、“农业现代化和食品生产系统研究”、“弘扬中华食文化”和“食育”等方面撰写了一些在国内颇有影响的文章,刊登在《农民日报》、《光明日报》、《中国食品报》等。
李教授说,“民以食为天”,我们应该重视食文化,不仅为了民族的强壮和农业的振兴,更是为了人类的膳食进步。传统食品是支撑本国农业的可贵的基础,我们要增强自信心,因为弘扬需要有文化的底蕴和自信。
“葡萄美酒夜光杯,何必崇洋替人吹”――李教授风趣幽默地告诫我们要重视本国的食文化,不能妄自菲薄。最后他希望我们能够为了复兴中华、弘扬文化做出自己的贡献。
李里特简介
1948年5月出生于西安,汉族,中国农业大学食品科学与营养工程学院食品工程学教授、博士生导师,2级教授。
1966年高中毕业,1968年作为“老三届知青”在陕西插队,1971年进陕西渭南纺织厂成为机械工人,1977年恢复高考,考入西北农业大学农业机械设计制造专业学习,1981年底大学毕业后经考试被国家教委选为出国研究生,1982年赴日本北海道大学研究生院农畜产加工工程专业攻读学位,硕士期间课题为小麦的干燥和加工品质研究,1985年2月获硕士学位,博士期间研究果蔬保鲜贮藏理论,1988年2月获日本北海道大学博士学位。之后在日本最大的面包企业――山崎面包公司中央研究所做博士后研究,期间学习和研究各类粮谷类食品的加工技术和研究方法。
1988年底归国,在原北京农业工程大学食品工程系加工工艺教研室任教。主讲过《食品加工工艺学》、《焙烤食品加工学》、《食品物性学》、《乳品加工工艺学》、《现代食品加工理论和技术》、《粮油加工新技术》等课程。曾任食品工艺教研室主任、食品工程系主任等职,1994年升任教授和原北京农业工程大学副校长、副书记、学术委员会主任,享受国家专家特殊津贴:1995年任中国农业大学副校长、副书记、博士生导师,并获农业部中青年有突出贡献专家称号。1997年以来任九届、十届、十一届北京市政协委员。
历任学术兼职主要有:中国农学会副会长(第7、8届)、中国农业专家咨询团副主任委员、第4届国务院学位委员会食品科学与工程学科评议组成员、第5届、第6届国务院学位委员会食品科学与工程学科评议组召集人、教育部食品营养科学教学指导委员会主任、国家食物与营养咨询委员会副主任、第3届中国食品科技学会副理事长、全国食品安全标准化技术委员会主任、中国农业机械学会副理事长、第6届中国农业工程学会副理事长(现任农产品贮藏与加工专业委员会主任)、中国粮油学会常务理事、中国粮油学会发酵面制品分会名誉理事长、专家委员会主任、北京农业工程学会理事长、国际大豆加工和利用学会常务理事、全国工商联烘焙业公会专家委员会主任(2005.7-2008.7)、中国食品科技学会大豆食品分会副主任、中国食品工业协
会大豆食品专家委员会主任等。
自留学归来,在农产品贮藏加工和粮油食品工程领域的科研方面主持完成了多项国家自然科学基金、“863项目”、国际基金、省部基金等项目。
主要学术思想是:充分综合现代物理、电子、工程和生物技术,以节约能源、资源和推进我国粮油食品加工、流通、贮运现代化和改善国民饮食营养为目的,弘扬中华食文化,研究开发适合我国国情的工程新技术。
生活是繁琐的,为了生活我们的内心里总会充斥着压力。
当我们为着自己的理想奋斗,或者是为着工作、身份、地位、关系、利益和安全感,不得不在生活中扮演某一角色,有些时候,不免失去了自我,在工作场所,在餐厅酒吧,在某种俱乐部,甚至在家中,都会感到莫名孤独。孤独的积压,增加我们的压力,阻碍着我们的前进步伐,让我们身心疲惫。这个时刻,不妨让自己开溜一下,找回自我……
放下,偶尔溜出去
工作是为了什么?工作为了生活。
生活为了什么?生活为了人生的精彩与幸福。
我为了这些一直忙碌奔波、殚精竭虑,太久了,压抑的胸膛有了爆裂的感觉。周末,与爱人糖糖一拍即合,放下一切,约上了三俩至亲好友,开溜。
我们把这次开溜的去向定在了塞罕坝――这个在我国的辽、金时期,被称作“千里松林”,曾作为皇帝狩猎之所的大草原。
我们在网上寻找到了所有能够看到的关于塞罕坝的介绍,那如诗如画的图片文字让我们心神向往,激动难平。
按照路程计算,我们预想6个小时车程能抵达塞罕坝,下午在塞罕坝森林公园景点游玩,骑马、漂流,玩卡丁车,第二天周日去御道口、红松洼游览一下就回京。但由于起床还是不够早,又开车去接上姐姐、姐夫,出京时,路上已经塞车,到达承德时已12点。从承德城区到塞罕坝有二百佘公里路程,只有省道,还经过几十公里破烂的矿区道路,行程很慢,到达围场县境内已经下午三点多了。尽管耽误了行程,但想到只有80公里就能抵达塞罕坝,一行五人依旧很“high”。
白色的越野车在蜿蜒的山道上盘旋,眼看天空是越来越阴暗,空气越来越潮湿,让人感觉好像已近黄昏。真是山雨欲来风满楼!
终于,山雨爆发了!
如何来形容这接近内蒙古境内的山雨?
那一颗颗雨点打在车窗挡风玻璃上足有一块钱钢蹦大的印迹。开始时,雨点还是疏疏落落,可没过几分钟,雨滴密集得犹如纱幕,把雨刷调到最快档也无法刮净雨水。虽然山道上行车稀少,但可见度已经只有不到5米,道路湿滑,我们已经无法再驱车前行,正好旁边有一排小屋,就势把车泊在屋前空地。几分钟后,这块空地就被十余辆小轿车、越野车挤满,呼啸的狂风中雨势越来越大,忽然之间,打在车窗玻璃的雨点变成了黄豆大的冰雹,
“砰砰砰”声势惊人。
车内的人都兴奋起来!
我完全忘记了生活中的严肃刻板,打开了一道车窗缝,密集的冰雹颗粒立即乘隙而入,连在副驾驶座位上的糖糖身上也洒落了不少冰雹珠子。糖糖一声笑骂,“多大的人了,还这么淘气,让我都中弹了!”车上所有的人都哈哈大笑。扭头看看两旁的车内,也是一片喧闹的景象,跟车外热闹的冰雹相映成趣。
半个多小时后,像是天女停止了洒银珠,冰雹一下子没了,天空一下子变得透亮透亮。我们在笑语欢声中继续前行,进入G111国道不久,就看见了一个大湖泊,犹如一颗明珠嵌在山谷间。沿湖山道虽然不宽,但是平整洁净。
外甥峰峰首先摇下车窗,拿出相机拍摄这山水一色。
原来偶尔开溜出来,即使在路上,也是如此放松!
错过景点,不会错过情趣
我们抵达塞罕坝森林公园大门时已经下午五点。在大门休息一会儿,买好门票,我们就驱车进山了。一条林荫夹道蜿蜒而上,清幽静谧。我们沿路而上,到了山顶后,开始不时出现一些岔道,旁边有农家院之类的。我们以为这只是途问休息之处,没有停留,径直往前,走了三十几公里,到了一处大门,从大门过去,是一块盆地,有好多农家院、商贩,有一个小型游乐场:草原在一片湖泊旁边伸延,远处丘陵起伏,嫩绿嫩绿:落日佘晖照耀天边,湛蓝中泛着红霞。我们想:这就是我们的目的地了:以为这是我们开始游览的第一处景点。
到了这个时间,我们决定先游玩一番,再找住宿之地落脚。
谁也未曾想到,我们为之倾倒的这一片绿洲,竟然是在塞罕坝森林公园门外。
去找住宿地时,我们开车返回到那个大门咨询工作人员,才知道这是公园大门,公园外属于内蒙古辖区。呵呵,塞罕坝的景点一个没看,我们却在内蒙古游玩了一个多小时。从进公园门到另一端出门,我们一路错过了所有公园景点。不过,这丝毫没有影响我们的心情,反而觉得更加高兴――原来我们傻得这么可爱。
有了这个经历,糖糖提议干脆先去一个景点观赏观赏,再去找食宿之地。进去的第一个景点是泰丰湖,我们驱车沿着小土路行了大约5公里,绕湖一周,天色已经昏暗。这又是别有一番景象,朦胧的山影、树影、湖影连接成一副印象派的图画,让大家有了另一种兴致――在湖边铺上一块布,搬出我们带着的美食、美酒,席地而坐,享受了一番夜光野餐的情趣。开溜,就是忘却“枷锁”
晚上看着一群外国游客开篝火晚会,在大排档吃烧烤、喝啤酒,都有各自的味道。作为青年学者的姐夫可爱的high劲,最是我们心情的写照。
第二天的骑马更是一种彻底的放松。一向比较害怕骑马的糖糖和峰峰,在马背上适应了个把小时后,胆怯之心一扫而空,拍着马屁股狂奔起来。
这个丘陵背脊叫百花坡,不但繁花似锦,橘黄灿烂的金莲花漫山遍野盛放,还是曾轰动一时的《还珠格格》外景拍摄基地。当年“小燕子”的马上戏,有很大一部分就是在这里拍摄的。这让我们感觉到意外的收获――也算是一种新奇感受吧?当时,却是什么都没想,只觉得好开心,笑声停不下来。
漂流是真正的野趣。一条小溪蜿蜒辗转,每人坐着一个充气小皮筏顺溪流而下,戏水,嬉戏、打闹,一个个开心的话题,忘乎所以……
在我国很多学者做了相关BIM的研究并取得了成果。例如,清华大学的张建平教授完成了“基于IFC的建筑工程4D施工管理系统”的研究,并成功地将其应用到了国家体育场等大型的项目中;另外,清华大学和中国建筑科学研究院合作了国家“十一五”项目“建筑设计与施工一体化信息共享技术研究”和“基于BIM技术的下一代建筑工程应用软件研究”,侧重于BIM应用软件的研究,正在推出基于BIM技术的建筑设计、建筑成本预测、建筑节能设计、建筑施工优化、建筑工程安全分析以及建筑工程耐久性评估等一系列应用软件[9]。在鸟巢、水立方这些近年来举国瞩目的项目上,已经运用了BIM。在水立方的设计中,设计人员用BentleyStructural和MicroStationTriForma有效实现了维伦第尔式空间梁架(Vierendeelspaceframe)的建模和计算,2005年赢得了美国建筑师学会(AIA)颁发的建筑信息模型奖。然而国人似乎更加津津乐道于这些建筑具有震撼力的表皮和外国建筑大师对中国文化的借鉴。其实,这些建筑留给中国建筑界的最大财富,可能正是信息时代以数字信息模型为基础的全新工作方式。从历史建筑的数字化保护研究领域来看,随着数字技术的发展,历史建筑保护也跨入了信息时代,数字技术开始应用于建筑遗产的保护研究。信息化技术在历史建筑保护与管理中的运用越来越广泛。特别是地理信息系统(GIS)、三维激光扫描、信息化建模、虚拟现实等技术的应用,给传统的历史建筑保护模式带来了新的技术手段[10]。文化遗产保护工作进入了一个新的信息时代,数字化遗产成为世界各国的共识和共同推进的目标,遗产的数字化、可视化和信息化等技术正在文博部门广泛开展。世界各国成立专门的机构将数字技术应用于历史建筑保护研究。1992年,联合国教科文组织开始推动“世界的记忆”项目,用现代信息技术使文化遗产数字化,这是信息技术与文化遗产结合的关键时期。虚拟现实系统成为人们承载历史记忆的方式之一[11],1995年英国巴斯举行了虚拟遗产会议(VirtualHeritage)展示历史建筑的虚拟现实系统。1997年在芬兰的倡议下,欧盟国家就开始为信息社会“第二发展阶段”描绘蓝图,文化遗产数字化是其基本内容之一。美国对文化遗产数字化建设非常重视,国家投入巨额资金开展“美国记忆”项目,各方协调合作将其珍贵的历史文献资源发展为数字资源库,并通过互联网向全球传播。同时一些硕博士论文和专著开展数字技术在历史建筑保护领域的理论研究,探讨信息技术对于建筑遗产的管理与运行机制[12];研究可视化等数字技术对文化遗产的冲击和影响[18]。同时也有一些研究是针对BIM技术在遗产保护领域的实际应用,如PrabhuVenkatesh以多伦多市区历史建筑改造为例探讨BIM技术在文物建筑整体改造过程中的实际应用[13]。Kim,J和Jeon,BH提出用BIM和参数化建模等技术复原传统的韩屋构造[14]。国内历史建筑保护与信息技术结合最早是从故宫和敦煌开始数字化遗产保护。随着GIS软件功能及GIS数据处理方法信息技术的推广,GIS在地理信息系统领域得到广泛应用[21],这些信息技术对文化遗产保护起到重要的辅助作用。清华大学建筑学院人居环境研究中心进行了GIS技术在北京旧城保护研究。
南京大学城市与资源学系也开展了基于GIS技术的苏州古城规划。2000年联合国教科文组织与东南大学建筑学院合作成立了GIS中心,并编制国内第一个专门用于历史街区保护的信息管理系统(镇江西津渡历史街区)[15],胡明星和董卫老师翻译联合国教科文组织地理信息系统手册[16],并开展GIS应用于历史街区的现状调查、保护规划编制、保护和管理的全过程研究。武汉大学建筑系在历史建筑保护方面也做了相关探索和研究,把GIS技术和历史建筑价值评估等现状研究工作紧密结合(图1)。另外,有一些国内院校的硕士论文集中在数字化、GIS等技术手段与历史建筑保护的结合,研究构建古村落文化遗产资源管理信息系统[17]、探讨利用GIS技术分析旧城区土地性质、面积、空间分布等变化[18]、利用现代信息技术(3S)手段构建文化遗产保护工程管理综合信息平台,通过该系统为文物日常管理、抢救性保护以及修复实施和管理监测工作提供支撑[19]。另外也有一些研究集中在根据古建筑的模式化特征,分析研究应用参数化技术的方法,尝试将参数化技术应用到古建筑的设计过程,建立古建筑的参数化模型,选用GDL(GeometricDescriptionLanguage)参数化技术研究中国古建筑大木的参数化设计[20]。以及建立参数化古建筑构件库来实现古建筑三维模型的精确重建,实现古建筑的数字化存档,为古建筑工程的复原、修复提供技术支持[21]。并探讨参数化在建立单个古建筑模型时的技术实现。计算机领域也有研究通过对实体扩展数据的研究和对ESTL文件的定义,利用面向对象技术、ObjectARX和OpenGL等开发技术,研发古建筑的三维建模组件和虚拟仿真平台[22]。在实际建造案例中,目前所能找到的将设计的具体信息公开的案例有鸡足山佛塔寺项目,此设计中用BIM完整地做了一套重檐歇山顶仿古建筑模型,并运用于施工。清东陵景陵修缮设计方案中也探讨了建筑信息模型在古建筑修缮过程中的实际应用[23]。研究历史建筑的结构、表皮以及设备管线等模型信息分“层”复原,扩充建筑数据采集的任务量与最终成果的信息涵盖量[24]。可见国内历史建筑数字化技术与实践已经迈出了可喜的一步。但由于我国起步较晚,历史建筑的各类信息和基础数据仍然不能及时准确地获取、分析、共享,也无法解决面临海量信息处理的难题。历史建筑的知识库不仅数据量大,而且根据时间的推移和技术的革新变化很快,需要建立追踪监测机制。
2历史建筑保护工作纳入云服务平台的可能性
历史建筑保护一直以来是城市规划、建筑学的研究重点之一,也是城市规划和政府决策必不可少的一部分。然而目前历史建筑保护工作和信息时代的差距仍然较大,历史建筑信息大多数仍停留在纸质文档,或者是单个计算机的电子文档,这些文档没有形成统一规范的数据库,不能很好地满足用户对相关数据和资料的查询需求;传统的测绘及保护手段不能满足人们管理与保护古建筑的需求,二维的观测也不能满足人们对于古建筑的全方位认知。随着计算机科学和激光技术的发展,地理信息系统(GIS)、三维激光扫描和虚拟现实技术的应用,我们可以清楚地看到在历史建筑保护领域里全方位引入现代信息工具已经迫在眉睫。
2.1历史建筑保护工作的数字化和信息化
目前的历史建筑保护开始运用数字化技术,BIM则可以统筹这些数字化技术,加速文物建筑的数字化、信息化进程。其实BIM的内涵及外延早已超出了模型的范畴,也延伸出了建筑行业,甚至到整个工程行业。因此BIM的实用性十分适用于历史建筑保护的工作。从时展的脉络来说,BIM把以2D图纸为基础的保护手段转变为3D模型为基础的保护手段(图2)。目前历史建筑保护管理系统还只能局限于一个单位内部,无法做到所有参与方的协同合作,数据可视化和关联性差,技术层级不够,迫切需要形成统一规范的数据仓库,在海量信息中自动搜集到相关的信息。BIM为历史建筑保护的协同合作提供了很好的平台。BIM的应用对于实现文物建筑保护及文物建筑管理,提高文物建筑保护的科学技术水平,促进文物建筑保护全面信息化和现代化,具有巨大的应用价值和广阔的应用前景。如何利用BIM,往下统筹历史建筑的各项数字化保护技术,往上整合到云服务平台,很多技术细节迫切需要立项深入开展研究。
2.2历史建筑保护工作的海量数据分析
历史建筑的数字化保护已经将建筑学和计算机学科紧密结合。而近年来云计算的风起云涌给我们带来了服务模式与技术上的创新思想和理念。云计算的设计思想就是把分散的计算任务分布在大量计算机系统构成资源上,使各种应用系统能根据需要获取计算力、存储空间和各种服务。云服务是基于云计算的各种服务,在基于云计算的云服务平台中,计算压力从客户端转移到服务终端,应用服务也由技术商提供远程支持。这种新型的计算资源组织、分配和使用模式,有利于合理配置计算资源并提高其利用率,实现绿色计算。云计算为城市信息化建设提供了有效手段,通过云计算平台提供的“云服务”经由网络可以提供给包括城市管理部门、行业部门以及大众用户各种资源信息[25]。云服务技术与云服务系统使智慧城市时空信息云平台与城乡规划的协同研究符合城乡规划的发展趋势[26]。数字地球和智慧城市为历史建筑的数字化保护指明了方向,基于云服务平台的建筑信息模型为历史建筑保护工作实现实时、动态、高效的时空信息管理提供了技术支撑。引入云计算技术统一化的数据访问和开发技术,实行各种不同系统信息之间的互联互通,保障信息的有效沟通和整合,从而实现海量数据的快速获取与更新功能,实现真三维动态建模与可视化功能,使得历史建筑向智能化、智慧化、语音化、真实化方向发展。
3基于云服务系统的历史建筑管理信息系统
历史建筑保护地域性强,需要强大的数据库支撑,而且根据时间的推移和技术的革新变化很快。历史建筑保护的先进技术包括虚拟复原技术需要进行大量的数据处理;历史建筑保护的材料选购、价格计算也需要数据分析;历史建筑的分类、寿命分析预测也需要运用数学模型。这些工作需要强大的数据分析工具。同时,依托历史建筑综合数据库,规划设计、文物保护和相关管理部门需要及时掌握各种能反映现状的动态资料,建立一定的监测机制。目前历史建筑的数字化保护技术多限于GIS、数字化测量、虚拟现实系统等方面,GIS可以对历史建筑模型的空间信息进行有效的组织和处理,参数化技术可以解决历史建筑信息数据的数字提取,数字化测量技术解决了传统历史建筑测绘方式不可比拟的存储和传递优势,虚拟仿真平台的交互性、沉浸感和构想性在建筑的多媒体展示方面更显其优越性,这些技术信息都是针对历史建筑保护过程的某个片段,不能实现历史建筑保护过程的全生命周期管理,缺乏在历史建筑保护全生命周期中对历史建筑的现状、变化规律及发展趋势做出完整的分析和评估的研究。BIM模型中包含的建筑信息可以被用于模拟历史建筑保护更新中的状态和变化,其普及与完善将对历史建筑保护工作产生变革式的飞速发展。历史建筑管理信息系统是以历史建筑数据库为核心,将计算机技术、通信技术、网络技术、地理信息系统技术、遥感技术、城市规划及系统科学、历史建筑资源管理和保护的理论和方法,综合应用于历史建筑保护与管理事务的图文一体化技术集成系统。
3.1基于建筑信息模型的历史建筑保护模式
从历史文化角度对城市中的历史建筑进行保护和再利用已成共识,但仍需要着眼于拓宽视野,从历史建筑的生态观、历史文化观、法制观和经济价值观等方面,对当今城市建设的可持续发展性进行了较为全面的研究,从更广阔长远的视角挖掘当今的城市建设中历史建筑的价值并提出相应的数字化保护对策。这种价值发现和挖掘是系统的过程,其模式与方法研究能够最大限度地发挥历史建筑所蕴含的各种价值,提高现代城市的核心竞争力。在历史建筑实体的保护层面,将基于数字技术研究方式进一步发展成为能支持对于历史建筑的协同研究过程、管理过程和保护实施过程的新型研究和保护模式。根据文物建筑保护方案建立和维护BIM模型,使用BIM平台汇总各项目团队所有的维护相关信息,将得到的信息结合三维模型进行整理和储存,以备项目全过程中各相关方随时共享。探索数字测图和各种检测技术在历史建筑实体保护应用中的可能性,通过调研和测试,用相关技术对历史建筑遗产保护的适用性进行评估和总结。将历史建筑信息管理系统与历史知识库等进一步集成,借助计算机网络化管理,使历史建筑研究过程、管理决策过程、以及实施优化过程进一步制度化、规范化,从而有效地提高历史建筑的研究和保护水平。
3.2基于云服务的历史建筑空间数据库和数据分析技术
历史建筑的空间数据库的构建对于数字化保护至关重要。这其中要运用扫描技术、CAD技术、3dsmax建模技术、VRML虚拟现实技术、PhotoShop后期处理等。按照前期信息建模研究所确立的建构标准和方法,分别建构建筑遗产单体数据库、维修历史档案库以及既往研究案例库中。以“三库”中蕴藏的大量建筑遗产知识为研究对象,运用人工智能原理分析知识间相互关系、知识的表达方式和检索方式,从中总结出基本规律,从而建构数据库框架模型。采用云计算技术,建立历史建筑云数据中心,以在线信息服务的方式支撑历史建筑保护相关专题信息系统建设。系统集成多源、多维、多尺度、多时态的信息,通过这个数据库可以显示历史建筑的相关数据及属性,特别是其现状影响信息,包括平、立、剖面,通过虚拟建造、信息化建模实现建筑的可视化和信息数据的可查询化,并对其进行统计和分析,满足多领域、多部门的应用需求。历史建筑转化为数字信息后需要的是信息方面的技术,包括信息建模技术(XML)、数据库技术(SQLServer)、虚拟现实技术(VRML)、信息集成技术(Internet)等。海量基础数据全过程统计分析、方法选定、特征归纳、维护分类等需要功能强大的、能根据需要及时更新的、实现集群计算的动态数据分析软件。在历史建筑转化为数字信息的研究基础上,引入数学和计算机理论,研究多维矩阵分析理论对一些涉及时序和PanelData的经典模型以及我们自己提出或改进的一些模型,对演化计算及其收敛性证明过程,实现数学模型的多维矩阵表达。进一步研究并实现基于多维矩阵理论的算法的程序表达,同时尽可能多地实现多维数据可视化。使用户直观地理解、分析数据,最终能多角度、多侧面地观察数据,深入地了解包含在海量历史建筑BIM数据中的信息和内涵。