国家预应力工程技术研究中心  

吕志涛:建筑节能勿忘预应力
发布时间: 2011-07-04 访问次数: 376

 

“重视降低公共建筑的能耗,积极推进我国建筑节能工作,刻不容缓。”建筑节能问题在今年两会上被再次列为重要议案。

作为全国突出的建筑大省,江苏建筑业以占全国10%的从业人员、占全国总产值13%的份额,站在了全国建筑之巅。而如何降低建筑能耗、打造建筑强省,这一难题在金融危机的背景下,显得更为迫切。为此,记者专访了土木工程学泰斗——中国工程院院士、东南大学教授吕志涛,请他为江苏建筑节能问题出谋划策。

与院士面对面:见识“钢铁人”的意志

与以往不同的是,这次专访地点没有安排在办公室,也没有安排在实验室,而是安排在吕志涛院士的家里。这种安排令记者非常好奇,从侧面打听才知道,做土木结构研究,需要经常出入建筑工地。而在一次实地勘察中,吕志涛因交通事故意外受伤,至今还依靠留在身体中的两段短钢筋支撑行走。面对这样的劫难,他却连“一朝被蛇咬、十年怕井绳”的“觉悟”都没有,仍然像个局外人一样,继续带着学生在工地间穿梭。

在一个晴朗的午后,记者带着敬佩和求教之心,敲开了吕志涛院士家的大门。

“吱嘎吱嘎”,随着门轴的转动,一位头发花白、面目慈祥的老人映入记者眼帘,而在老人身后,无论是桌子旁,还是书柜旁抑或是冰箱边上,都堆满了一摞摞的书籍。看来这个家,已经难逃第二个办公室之嫌了,难怪吕院士的学生一提起吕院士,就说他做起研究来不要命,活脱脱一个“钢铁人”。

当记者说明来意后,吕志涛笑着说,记者犯了一个很多人都会犯的错误,那就是将建筑和土木工程混为一谈了。“

在很多年前,建筑和土木工程还没有分家,譬如1956年我高考时两者是统一归属在建筑学之下的,这也就导致很多人认为建筑和土木工程是一回事。但随着学科的发展,学科内部出现了细化,建筑学和土木工程学开始越来越向两个不同领域伸展,所以到了现在,建筑学和土木工程学成了截然不同的学科。简单通俗说,建筑学是做建筑设计的,建筑物漂亮不漂亮,是建筑学的事;而土木工程学科是负责结构的,建筑物结不结实,能不能抵御地震、台风,就是土木工程的事。”吕志涛说,“当然,怎样盖房子更节能也是土木工程学科的研究范畴。”

说完,吕志涛从一堆摞得老高的材料中抽出一份,“你看,这就是我这一阵子正在忙的事。”

这是一份标题为“关于以创新为支撑,打造建筑强省的建议”的江苏省科技工作者建议,这份建议深入地分析了江苏建筑业的现状,阐述了在国际金融危机下打造建筑强省的必要性和迫切性,以及如何打造建筑强省并促进节能减排的措施。

看到这份材料,记者深知,此番前来,真是找对人了。

为建筑节能“开药方”:科技创新是根本

江苏建筑业一直占据全国的领先地位,尤其是“十五”和“十一五”期间,江苏累计完成建筑业总产值年均增长23%和11%,而江苏的优秀建筑企业也成长迅速,建筑科技成果累累。

但即便如此,目前在世界范围内,我国单位建筑面积能耗仍然是发达国家的2至3倍,物耗水平与发达国家相比,钢材消耗高出10%至25%,每拌和1立方米混凝土要多消耗水泥80公斤……面对能耗消费日趋严峻的事实,加快建筑节能提速步伐已成当务之急。

“所以我建议成立省级预应力工程技术研究中心,将预应力混凝土结构和预应力钢结构多多应用到实际建筑中,少设计些怪异的大能耗的建筑,实现建筑材料和能源的节约。”吕志涛表示。

为了使记者这个门外汉了解什么是预应力技术,吕志涛拿出一个类似长方形“橡皮擦”的模型,不过这个“橡皮擦”的下部却被一根钢丝穿透。

吕志涛说,这就是常见的钢筋混凝土预制梁模型。在建筑中,由于钢筋混凝土预制梁受到向下的荷重压力,所以在其下面一般都会因弯曲拉伸而开裂。为了增强钢筋混凝土预制梁的抗裂性,可以在钢筋混凝土预制梁使用之前,在制作过程中先将梁内的钢筋向两端预先张拉,给钢筋混凝土预制梁预先作用一个力,以此来减轻向下的荷重压力的作用,这样就可避免因过度荷重造成的开裂。这预先作用在钢筋混凝土预制梁上的力,就叫预应力。

“预应力技术不仅仅能让建筑更结实,还具有跨度大、自重轻、节约建筑材料和能源、提升建筑与结构功能等优点,是当今世界土木建筑领域一项十分重要的新技术。”吕志涛院士表示。

记者了解到,吕志涛自上个世纪50年代末就开始预应力技术研究,当时国内的预应力技术研究也才刚刚起步。如今,以吕院士为首的东南大学预应力研发团队,以领先全国的技术取得了多项开创性成果,并将预应力技术广泛应用于大跨度多层建筑、桥梁、地下建筑等重点工程。如著名的两大“国门”工程——北京西客站工程和珠海拱北口岸工程,及“一塔”工程——江苏南京广播电视塔工程,都是吕教授的得意之作。

“因此,我建议,以东南大学为基础,联合省建科院及省内其它设计和施工单位优势力量,成立全省预应力工程技术研究中心或重点实验室,深入研究现代预应力结构的耐久性和抗灾害能力,促进江苏省建筑企业提高技术水平,降低建筑项目的各类消耗。同时,建议政府进一步鼓励预应力技术在大型公用建筑、住宅建筑和城市桥梁建设中的应用,建立和健全预应力工程质量监督管理体系,以促进基础建设健康发展。”吕志涛一说起他的专业就滔滔不绝。

“另外,推广预制装配式结构,重视绿色材料研发,研究建筑和桥梁功能提升技术,加快发展节能建筑也是建筑节能减排的重要措施。此外,值得一提的是,江苏虽有‘建筑铁军’蜚声海内外,但在特大型工程的承包竞争中,常常因规模不够而败北。因此,我建议在省内组建省级江苏建工集团,整合省内研究、设计、生产、施工等各路力量,同时,以预应力技术和其他自主技术作为集团的核心竞争力,打造独树一帜的江苏‘品牌’。”

据透露,目前这份建议,已经由江苏省科协递送至省委省政府,看来解决建筑节能问题,江苏又将领先全国,向前迈出一大步。

续写节能新篇:人才培养尤为重要

作为预应力学科的带头人,吕志涛一直认为,到本世纪中叶的四五十年,需要几代人投身于现代化的工程建设中,因此,培养一大批德才兼备的科技人才,为本世纪的工程建设所用也是当务之急。

值得庆幸的是,自上个世纪80年代起,吕志涛院士就担任起培养博士生和硕士生、指导国内访问学者和年轻教师的重任,至今吕院士已经指导培养了博士生6³名,硕士生66名,国内访问学者¹³名。

对于培养学生,吕志涛有他独特的想法:凡自己熟悉或做得较多的课题,不再让研究生做,而让学生去闯新路、研究新问题。所以,他为学生确定的课题,都是较新的或是国内从来没有人做过的。

“作为导师,知识面应该较宽广,要能将学生引向正确研究方向,要能分析判断研究结果是否正确。具体问题让学生自己去研究解决,具体的路要学生自己去闯。”吕志涛院士说。

也许正是这个独特的方法,令吕志涛和他的学生完成的课题,不少是国内最早开创的,有的甚至在国际上是领先的。在培养学生成才的同时,吕志涛更强调他们做人的原则。

“人才人才,首先是强调做人,做到德才兼备。”吕志涛的学生告诉记者,这是他经常挂在嘴上的一句话。

吕志涛还强调工科大学生基础理论一定要深入,同时必须理论联系实际,具有很强的解决工程实际问题的能力。他自己就是这样。记得有一次,某项工程在施工过程中一根大梁出现了裂缝,对于是否需要大返工,设计人员与施工单位发生了争议。吕志涛经过现场勘察和深入分析,提出了“不用大返工”的意见。为此,施工单位十分感激,给他送去礼金。吕志涛断然拒绝,而他的话也一时成为校园美谈。“以实事求是的科学态度做出结论,是对一位科技工作者最起码的道德要求。”

几十年来,吕志涛获得的荣誉和称号不计其数,有“国家有突出贡献的中青年专家”、“全国高校先进科技工作者”、“江苏省优秀研究生导师”、“何梁何利基金科学与技术进步奖”和“全国模范教师”等等。

“但是,你知道哪一个在我心中的分量最重吗?”吕志涛院士忽然露出一脸调皮的微笑问记者。

“最后一个!这是2001年获得的。我一生最崇敬老师,我能够得到这份殊荣是我一生的欣慰。”吕志涛说。

“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干。”在教师的岗位上,吕院士正用他全身心的爱,呵护着学生,传递着一份“蜡烛”的精神。

· 人物简介

吕志涛,1937年11月生,浙江新昌人,东南大学研究生毕业,研究方向是钢筋混凝土结构。1997年当选为中国工程院院士。东南大学学术委员会主任、教育部科学技术委员会委员、江苏省土木建筑学会理事长。在国内外已发表学术论文150多篇,出版著作8本。

曾获国家级和省部级科技进步奖20项。荣获“国家有突出贡献的中青年专家”(1986)、“全国高校先进科技工作者”(1990)、“全国模范教师”(2001)和“何梁何利基金科学与技术奖”(2000)等荣誉称号。

40余年来,吕院士为我国结构工程科学技术的发展,作出了重要贡献:完善了混凝土结构理论和计算方法,发展了预应力混凝土结构体系和设计方法,设计和咨询过上百项预应力工程,如北京西客站、珠海海关大楼、珠海玻璃纤维厂及南京电视塔等结构工程。近10年,对加气轻质混凝土(ALC)板技术、预制预应力混凝土建筑(PPB)技术以及为高性能纤维增强复合材料(FRP)在我国土木工程中的应用开展了创新研究。

迄今,已培养博士生63名,硕士生66名,国内访问学者13名。曾被西南交通大学、浙江大学和江苏大学等十多所高校聘为名誉教授或兼职教授。