校友访谈 | 泰山学者李安桂:精心培养桃李人才,解决地下环境问题

李安桂,山东建筑大学1980级校友,西安建筑科技大学建筑设备科学与工程学院院长,二级教授,博士生导师。入选“百千万人才工程”、国家突出贡献中青年专家,“建筑环境与能源应用工程”国家一流专业、国家特色专业负责人。

李安桂30余年来致力于室内空气与地下空间环境保障领域,从事先进通风、地下空间污染控制、流体输配网络减阻理论与技术领域的研究。

主持完成国家、省部级项目及重大工程环境保障近百项,授权发明专利100余项,获国家技术发明奖二等奖2项(排名1),省部一、二等奖12项(排名1),世界可持续能源 WSSET 创新奖。

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采访实录

1.您的大学生活是怎样度过的呢?当时有哪些事情使您到现在还记忆犹新的呢?

我是1980年考上山建工的,当时学校的名称还是山东建筑工程学院,我学的是采暖通风与室内给排水专业,也就是现在的建筑环境与能源应用工程专业,供热、供燃气、通风及空调工程学科。

当时大学生的入学率普遍比较低,我们暖通专业一年也就招收三十来人,大家都很珍惜学习的机会,学习氛围浓厚。除了每天白天上课之外,晚上的课余时间大多也是在教室自习。同学们来自天南地北,说着不同的地方方言,彼此之间关系很融洽。上大学那会儿,我的经济条件属于比较差的,很多老师及同学在学习和生活上给了我诸多帮助,我一直铭记在心。

2.春秋更迭,时光变迁,如今您身为大学二级教授、博士生导师,您的许多学生成为了我国暖通空调行业的骨干力量,有的成为了国内外知名大学的教授和研究骨干,请问您对学生们的教育理念是什么?

光阴如梭,不知不觉间,站上讲台已经三十余年了。从刚毕业时的青涩懵懂开始,几十年间的上下求索,我一直在不断思考——“需要培养什么样的学生”“如何培养出优秀的人才”“一个合格的教师应该是什么样的”之类的问题。时代在变化,教育的内涵也不断发生变化,且行且思考。作为一名教师,应该把培养优秀人才作为最根本的任务。教育与教学是一个“双向交流”的过程,大学的学习过程,也是学生们学习能力和素质逐渐养成的过程。

在暖通空调专业本科教学过程中,我发现“启发式”教学和案例教学对学生思维能力及创新能力的养成具有促进作用。同时,通过带领学生参加科技创新、社会实践活动、本科生科研训练计划项目等,提高了学生创新和科研能力。在硕士生、博士生的培养过程中,注重论文选题结合国家重大工程需求。譬如,我指导的研究生的一些论文选题是结合国家重大水电工程、地铁工程、隧道工程、管廊工程等技术瓶颈难题而开展的,还有一些研究生论文选题是基于国家自然科学基金项目、国家重大科技支撑计划等,在解决这些技术问题的背后,进一步归纳、提升其所蕴含的共性科学理论问题。在此过程中,培养了研究生们的创造性科学思维和独立从事科研的能力。他们很多人已成为了国家暖通空调行业的骨干力量和国内外大学的知名教授、学术带头人。

3.被誉为厄瓜多尔“第一水电站”的科卡科多·辛克雷电站的通风系统是由您的团队进行设计的,设计之初,由于当地的气象条件极端潮湿,如何保证CCS水电站发电机组设备稳定运行和电力安全,成为横在工程人员面前的“拦路虎”,请问当时您们是怎样一步步克服困难的呢?

科卡科多·辛克雷水电站(CCS水电站)项目是中国水电迄今为止最大的海外EPC总承包项目。CCS水电站是一个巨型工程,具有1500兆瓦的装机容量,80余公里长的工区分布。属热带雨林性气候,全年湿热多雨,年平均相对湿度高达91%。在如此极端潮湿的气象条件下,保证发电机组设备稳定运行和电力能源安全至关重要。

我负责的课题是CCS水电站通风空调系统气流组织设计与大系统流体力学特性分析计算。本项目存在两大难点。其一是国内外水电站设计中缺乏类似气象条件下的工程可参考,且业主提供的概念设计阶段的图纸及资料比较少,缺乏必要的设计资料。为了啃下这块硬骨头,项目团队做了大量的资料收集及分析工作,参考处于纬度比较接近于热带的我国海南和赤道几内亚工程的气象数据,以及结合地层温度的统计比较,提出了地下洞室基础温度与当地年平均温度的关联性指标。

另一难点是在环境保障系统设计中如何和国际标准接轨,为此团队研究了所有相关的美国、欧洲、ISO等各类国际标准,并与中国标准一一对比分析,提出了我国标准和国际标准的协同性条款以及解决方案。圆满解决了极端气象条件下CCS水电站能源安全的暖通空调设计及环境保障难题。

4.是什么促使您在地下水电工程,乃至地铁工程及隧道工程的空气环境保障及火灾通风排烟控制技术的科研里躬耕几十年的呢?

国家工程建设中需要解决的难题就是我们工程学科的研究任务。水电是我国清洁能源的重要组成部分,我国水电站的数量及装机容量位居世界第一。

我接触的第一个水电站项目是三门峡电站通风空调故障诊断及环境提升项目,当时我被水电站内部巨大的空间体量、蜿蜒的内部廊道、纵横交错的洞室群所震撼。由于深埋地下,水电站内部一些场所的热湿负荷巨大,且一旦发生火灾事故,烟气及有害气体易滞留,严重危害生命健康。由于水电站所处的气象条件、洞室构造、装机容量的不同,其内部热湿负荷计算、通风气流组织设计、热压效应、毒害气体引排等系列环境保障技术及设计方法各不相同。多年来,我们团队解决了长江、黄河流域中鲁地拉、小浪底、李家峡、景洪、棉花滩等几十座水电站的环境保障问题。多年来对水电站环境保障技术的研究,解决了一系列国家水电工程建设环境保障的瓶颈难题。

二十一世纪是地下空间大开发的世纪。地铁工程、隧道、洞库等地下工程在我国得到了迅速发展,但仍存在相当多的地下环境保障及火灾烟气控制问题值得研究。地下空间环境保障及安全问题涉及国计民生、能源安全乃至战略安全等,这也是暖通空调工作者的艰巨任务与光荣使命。

5.您在疫情期间做了不少工作,相关工作被中央电视台报道,请您简要的介绍一下?

2019年年底爆发的新冠疫情搅乱了大家正常的生活与工作。疫情的爆发使人们意识到室内空气环境安全保障的重要性,尤其是居住建筑、公共建筑的空气环境防疫问题。疫情期间,我参加了中国工程院、科技部“新型冠状病毒传播与环境的关系及风险防控”紧急攻关项目。对建筑室内环境而言,人们对疫情期的通风空调系统设计、运行策略存在着许多疑虑,期待着科学的答案。2020年5月份,受中国工程院、住建部紧急委托,基于团队对建筑通风及室内环境保障的长期研究积累,会同国内设计院、高校、医疗等相关单位,在不到一个月的时间内,系统总结了国内外民用建筑防疫与室内空气安全保障方面的设计、运行管理及新冠病毒的防控实践经验,牵头编制了《公共及居住建筑室内空气环境防疫设计与安全保障指南》,这是我国首部针对公共及居住建筑室内空气环境防疫制定的全国性的应急设计与管理指南。

此外,基于团队研发的贴附通风理论技术,提出了适用于呼吸性传染病房的贴附通风洁净空气定向输送技术,并被央视一套专访报道。总的来说,贴附通风理论和技术的发展经历了理念创新到设计方法创新,再到技术创新的过程,在工程建设领域,如雄安高铁、郑州地铁等实现了越来越多的应用。贴附通风技术还正在进入家用空调领域,期待未来人们可以在日常生活中感受到这项技术带来的便利。

6.您作为山东省泰山学者,有什么话要对母校说的吗?

我作为山东建筑大学80级的一名学子,见证了母校四十余年来的发展历程,衷心感恩母校的培养。学校迁到凤鸣路后,校园软硬件设施、环境氛围都越来越好,学校各专业的发展也上了一个新的台阶。祝愿母校抓住历史机遇,更上一层楼;祝愿所有师生和校友幸福安康。

来源:建大热能

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原标题:《校友访谈 | 泰山学者李安桂:精心培养桃李人才,解决地下环境问题》