一、项目概况
在国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目“预制木质建筑研究进展及其在乡村的应用探讨”资助下,西安建筑科技大学建筑学院陕西省村镇建设研究中心、全国绿色建筑重点实验室与瑞典达纳拉大学能源与建筑环境团队组成跨学科研究共同体,共同探讨预制木建筑在中国乡村地区的应用前景。
西安建筑科技大学建筑学院陕西省村镇建设研究中心承担多项乡村建设领域研究课题,长期从事中西部地区乡村振兴实践;西安建筑科技大学绿色建筑研究中心团队先后承担国家杰青、重点基金和重点研发项目等国家级重要课题,长期致力于建筑节能原理、方法、技术和参数等方面的研究;瑞典达拉纳大学能源和建筑环境研究团队承担瑞典及欧洲多项绿色能源课题,在建筑与气候耦合方面成果丰富。
截至目前,研究联合体展开共计6次学术交流活动。其中,2020年2月中瑞双方团队与联合国人居署共同举办了第十届世界城市论坛中的Networking Event并作主题报告;2023年5月瑞方来访西安建筑科技大学并开展学术研讨活动。疫情期间也持续通过线上方式进行学术交流与探讨。
2023年8月15日—20 日期间,由段德罡、杨柳、翟永超、刘衍、蔡忠原、王瑾、张凡、沈婕、谢留莎、何知衡等十余人组成的西安建筑建筑科技大学学术代表团到访瑞典达拉纳大学,开展木建筑学术研讨和城乡木建筑考察活动。
二、学术交流
此次学术交流活动主要包括两个部分的内容:通过对中国、瑞典两国木建筑发展的学术讨论,探讨预制木建筑在中国乡村地区未来推广应用的合作可能;通过对瑞典乡村地区的踏勘,并佐以对城市木建筑前端产业及后端应用情况的考察,为中国乡村预制木建筑的推广寻找可鉴路径。
1.学术会议
在学术研讨会上,有五位学者分享了中国、瑞典两国在木质建筑、乡村建造、绿色技术等方面的研究进展。
(1)瑞典达拉纳大学Mats Rönnelid教授就“瑞典碳排放和木工业的研究与发展概况”进行汇报交流:介绍欧洲能源发展目标及低碳政策背景,系统梳理瑞典的木建筑发展历史,探讨在CLT(多层叠合木)技术支撑下未来低碳建筑的发展趋势。(图1)
(2)中国西安建筑科技大学段德罡教授以“预制木建筑在中国乡村发展的前景”为题汇报:介绍中国乡村建筑发展趋势、中国木建筑的应用现状,以及在双碳战略、国民依恋度、经济发展程度、乡村建筑更新背景下未来预制木建筑发展分区的构想。最后,提出在中瑞高校及政府深度合作前提下展开相关学术交流以及预制木质建筑在中国乡村地区的探索实践。(图2)
(3)瑞典达拉纳大学Jonn Are Myhren副教授以“达拉纳大学可持续课程建设与人才培养”为主题进行交流,介绍拉纳大学的建校背景及发展,并对达拉纳大学在太阳能工程、节能建筑环境等专业的课程培养方案进行汇报,提出双方在硕、博士生共同培养、科研合作等方面的设想。(图3)
(4)中国西安建筑科技大学蔡忠原老师作题为 “预制木质建筑在乡村应用交流、研究回顾及当前研究”的报告:对合作课题已完成的学术交流、研究成果进行总结,介绍农村建造技术的未来发展趋势,并以陕西关中地区为例,对农业型农村未来建造技术发展进行预测,为后续中瑞进一步合作明确方向。(图4)
(5)中国西安建筑科技大学刘衍教授作题为"太阳能富集区零碳建筑技术路径及实施方案"的汇报,指出在中国太阳能资源富集地区探索以太阳能驱动的零碳建筑技术路径意义重大。在阐释太阳能富集区经济水平、气候条件、建筑热工性能、能源生产与消费等基本信息和数据的基础上,构建区域性建筑碳排放预测模型,并结合建筑单体、社区、农牧区等典型场景下的示范工程给出了总体碳中和实施方案。(图5)
学术交流期间,学术代表团在瑞方带领下对瑞方实验室、当地农村发展建设情况、预制木加工厂及城镇预制木质建设情况考察。
Mats Rönnelid教授、Xingxing Zhang教授、André Augusto教授、Puneet Saini博士陪同代表团参观达纳拉大学光热、光电实验平台及木质建筑物理环境实验室等,对中方未来开展相关研究起到启示作用。(图6,图7)
另外,中方学术代表团在瑞方带领下前往Borlänge省考察乡村(图8)。当前瑞典农村人口数量少且为多职业状态;农业生产机械化程度高且保持有机发展模式;农村社区规模小且分散;农村与城镇关系紧密,农民可借助高效交通设施实现既享受城镇公共服务设施又享有农村良好生态环境的现代生活。整体上,瑞典农村现代化程度高,城乡关系及建设模式对于我国城郊农村发展具有启示意义。
另外瑞典农房建设保留木质建造传统,在丰沛森林资源及完备木质建材加工体系支撑下形成完善现代木质工业体系——农户可选择房屋样式,通过建造商向工厂定制部品、构件,现场仅需少数工人即可快速组装,整个建房过程实现产品化、定制化、快速化。(图9,图10)
此外瑞典农房建造工艺完善、材料体系丰富,在确保基本功能及耐久性前提下实现视觉美观效果。如农房的金属屋面构造以及檐口处理工艺,使得材料体系类似的木质农房在细微之处变化,使农房整体建筑风貌“和而不同”,形成多样且统一的效果。(图11—图15)
除对瑞典农村地区调研外,代表团参观瑞典最大预制木材加工业企业Setra的生产线,并对中小型城Uppsala市、大型城市Stockholm市的预制木质建筑进行实地考察。
三、前景展望
通过多元高效的活动组织,本次学术交流取得了丰富的交流成果,中-瑞双方学术团队就下一步合作研究达成了系列共识,包括预制木建筑领域人才培养、预制木建筑相关技术研发、基于中国市场特征和环境特征等的适应性技术研究以及预制木建筑产品开发及应用实践等。
结合瑞典在预制木质建筑领域的技术优势及中国乡村地区的未来需求,通过技术手段有效降低预制木建筑成本,使其成为中国乡村地区改善住房条件的有效选择,为高品质乡村人居环境建设探索路径,此举将对促进中瑞两国的预制木技术交流、木材及预制木建筑产品贸易等带来新的机会,并对推动绿色宜居、低碳生态的中国乡村现代化进程发挥积极作用。