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□王遂社

        西安建筑科技大學(xué)李安桂教授是國家重點(diǎn)學(xué)科培育學(xué)科供熱、供燃?xì)�、通風(fēng)及空調(diào)工程學(xué)科負(fù)責(zé)人，國家一流專業(yè)、國家級(jí)特色專業(yè)建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)負(fù)責(zé)人，國家一流課程（空氣調(diào)節(jié)）負(fù)責(zé)人。科學(xué)素養(yǎng)深厚是基本特點(diǎn)，善統(tǒng)籌是顯著標(biāo)志，富有創(chuàng)造性的戰(zhàn)略眼光是他成為“這一個(gè)”的魅力所在。上至廟堂之高，下至江湖之遠(yuǎn)，一致認(rèn)為他是能夠引領(lǐng)學(xué)科持續(xù)發(fā)展的杰出科學(xué)家，是引領(lǐng)技術(shù)進(jìn)步方向和前瞻布局、帶動(dòng)關(guān)鍵領(lǐng)域創(chuàng)新能力提升的“關(guān)鍵少數(shù)”。

地下空間環(huán)境安全衛(wèi)士 李安桂

“守護(hù)地下空間環(huán)境的衛(wèi)士”

        “在地下空間環(huán)境與建筑通風(fēng)領(lǐng)域，李安桂是開拓者之一。”

        真有這么厲害嗎？

        資料顯示，37年來，李安桂一直致力于建筑室內(nèi)環(huán)境及國家重大基礎(chǔ)設(shè)施（水電站及高鐵、地鐵、地下軍事工程等）的通風(fēng)生命線工程——地下空間空氣高效清潔供給、有害氣體安全引排的理論及技術(shù)研究，從新現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)、特征規(guī)律揭示、理論模型建立、先進(jìn)通風(fēng)及引排技術(shù)發(fā)明、工程應(yīng)用到標(biāo)準(zhǔn)制定，取得了系統(tǒng)性創(chuàng)新成果。

        這些成果價(jià)值何在？

        解決了“平時(shí)環(huán)境”清潔低碳營造、“災(zāi)變環(huán)境”生命安全保障的重大難題。這是對(duì)人類生存環(huán)境的深刻洞察，也是對(duì)未來可持續(xù)發(fā)展的卓越貢獻(xiàn)。

        體現(xiàn)在哪里？

        李安桂建立了空氣高效清潔供給的建筑附壁（貼附）通風(fēng)理論。揭示了豎向附壁運(yùn)動(dòng)--水平空氣湖流動(dòng)的建筑通風(fēng)邊界層運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以及受限射流、組合熱對(duì)流耦合作用的通風(fēng)高效供給機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了低碳通風(fēng)和室內(nèi)空氣科學(xué)理論的突破。

        創(chuàng)建了地下及封閉空間災(zāi)變環(huán)境的空氣安全保障關(guān)鍵技術(shù)。揭示了煙氣、重氣等有害氣體的分層、擴(kuò)散流動(dòng)規(guī)律，建立了保障生命安全的通風(fēng)高效引排裝備技術(shù)，攻克了重大地下工程的災(zāi)變環(huán)境安全保障關(guān)鍵共性技術(shù)難題。

        突破了空氣高效清潔供給和有害氣體安全引排關(guān)鍵技術(shù)難題，成果被廣泛應(yīng)用于京雄鐵路雄安站、魯?shù)乩�水電站等重大工程，為保障我國建筑行業(yè)節(jié)能降碳，以及地下水電、核電、國防軍事等重大基礎(chǔ)設(shè)施通風(fēng)生命線安全做出了重要貢獻(xiàn)。

附壁通風(fēng)技術(shù)用于雄安高鐵站 

附壁通風(fēng)技術(shù)用于鄭州地鐵17號(hào)線

        從成果上看，出版中英文著作8部，發(fā)表期刊論文456篇、SCI收錄204篇，授權(quán)發(fā)明專利91件，成果納入國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)/指南12部。作為第一主編、受Springer邀請(qǐng)與北歐供暖通風(fēng)衛(wèi)生學(xué)會(huì)主席Kosonen共同編著聚焦國際研究前沿的“室內(nèi)環(huán)境與可持續(xù)建筑”英文叢書。

        從科技成就上看，以第一完成人獲地下水電站環(huán)境、地鐵環(huán)境保障的國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)2項(xiàng)（2012年和2016年），國際可持續(xù)能源技術(shù)創(chuàng)新發(fā)明獎(jiǎng)（2019年）一項(xiàng)，省部級(jí)一等獎(jiǎng)4項(xiàng)。

        從國際影響力上看，多次擔(dān)任建筑環(huán)境領(lǐng)域國際學(xué)術(shù)會(huì)議主席，2018年創(chuàng)建國際地下空間環(huán)境學(xué)會(huì)并被選為首屆主席，顯著提升了我國在該領(lǐng)域的國際學(xué)術(shù)地位。

2019年國際可持續(xù)能源技術(shù)創(chuàng)新發(fā)明獎(jiǎng)（WSSET）頒獎(jiǎng)

2018年國際通風(fēng)大會(huì)（ROOMVENT2018）受邀作主旨報(bào)告

        事實(shí)勝于雄辯，真金不怕火煉。日月昭昭，乾坤朗朗，確實(shí)名不虛傳。

        對(duì)了，他的獎(jiǎng)項(xiàng)里有“地下空間環(huán)境保障——全國高校黃大年式教師團(tuán)隊(duì)”這項(xiàng)榮譽(yù)。黃大年式的“杰出科學(xué)家”，他當(dāng)?shù)闷疬@一稱號(hào)。

“魔”一樣的鉆研

        2023年的秋天，在古都西安街頭蓬勃出成熟的魅力，氤氳著絢爛的色彩。

        初識(shí)李安桂，第一印象是儒雅，睿智，氣韻沉雄。一雙洞察世事的眼：溫暖的，明亮的，宛若一種有重量的光在里面流動(dòng)，這便是人們經(jīng)常形容的那種“浩然氣象”吧。

        李安桂是上世紀(jì)八十年代的第一批大學(xué)生。1984年從山東建筑工程學(xué)院供熱通風(fēng)工程專業(yè)畢業(yè)后，考取西安冶金建筑學(xué)院研究生，師從新中國暖通專業(yè)的奠基人之一戴慶山（參與人民大會(huì)堂、劉家峽水電站、龍羊峽水電站等工程建設(shè)的功勛專家）系統(tǒng)學(xué)習(xí)專業(yè)理論。留校工作4年后，考取了西安交通大學(xué)博士學(xué)位，師從我國制冷學(xué)科首批三位博士生導(dǎo)師之一的吳業(yè)正教授。嗣后，又于2000～2001、2002～2003兩度在英國權(quán)威機(jī)構(gòu)研究訪問，作為主要參與人擔(dān)綱歐洲聯(lián)合項(xiàng)目、威爾士大學(xué)建筑學(xué)院數(shù)項(xiàng)通風(fēng)課題等工作，熟諳國際研究的前沿進(jìn)展。進(jìn)入美國普渡大學(xué)、日本大學(xué)訪問、合作，更使李安桂如虎添翼，如魚得水。在此期間，李安桂遍訪名師悉心感悟，地上地下認(rèn)真探查，孜孜矻矻，兢兢業(yè)業(yè)，探幽燭微，焚膏繼晷，簡直像著“魔”了一樣。尤其對(duì)地下空間環(huán)境與建筑通風(fēng)的研究漸趨佳境，完成了從跟跑、并跑到領(lǐng)跑的跨越。嚴(yán)謹(jǐn)扎實(shí)的學(xué)術(shù)素養(yǎng)，豐富充裕的工程實(shí)踐，開闊博大的國際視野，使李安桂深刻地認(rèn)識(shí)到：“戰(zhàn)略不是研究我們未來要做什么，而是研究我們今天做什么才有未來。”（彼得·德魯克語）

        “以天下之目視，則無不見也；以天下之耳聽，則無不聞也；以天下之心慮，則無不知也。”（語出《六韜·文韜·大禮》）干將發(fā)硎，李安桂首先盯上的是地下水電站等工業(yè)廠房的通風(fēng)技術(shù)。與普通民用建筑不同，工業(yè)廠房往往會(huì)產(chǎn)生大量的熱負(fù)荷（如主變壓器室內(nèi)熱強(qiáng)度可達(dá) 50-300W/m3）。如何因勢(shì)利導(dǎo)、充分利用熱源的羽流效應(yīng)誘導(dǎo)實(shí)現(xiàn)合理、高效、有組織的熱壓自然通風(fēng)氣流組織方式、改善生產(chǎn)及工作環(huán)境，避免生產(chǎn)事故的發(fā)生，保障從業(yè)者身體健康、提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，就需要從戰(zhàn)略高度精心運(yùn)籌，心懷“國之大者”，著眼于全局性、根本性、前瞻性，實(shí)現(xiàn)重大突破性創(chuàng)新。極目國內(nèi)，從根本理論上說，對(duì)自然通風(fēng)的分析方法，盡管提出了兩種不同類型的問題，即已知室溫問題和僅知熱量散發(fā)的問題，但卻難以對(duì)工業(yè)通風(fēng)模式的設(shè)計(jì)有直接的指導(dǎo)作用。放眼世界，從上世紀(jì)五、六十年代前蘇聯(lián)的開創(chuàng)性研究，到八、九十年代歐洲以及發(fā)達(dá)國家的全球性探索，仍然停留在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)、CFD 模擬等階段。在工業(yè)熱車間熱壓自然通風(fēng)計(jì)算中，國內(nèi)外對(duì)確定排風(fēng)溫度主要是按排風(fēng)溫度和夏季室外通風(fēng)計(jì)算溫度的允許差值確定排風(fēng)溫度，弊端非常明顯：只注意到熱源幾何條件的適配，忽視了建筑空間受限的影響，導(dǎo)致“理論上有意義，通風(fēng)工程設(shè)計(jì)實(shí)踐中不可行”。

河北張河灣抽水蓄能電站地下廠房復(fù)合通風(fēng)測(cè)試

廣東惠州蓄能水電站通風(fēng)能效實(shí)驗(yàn)

        稟性所持即定力所在，眼界始大而了悟遂深。李安桂在長期的實(shí)踐中提出了新的理論及技術(shù)：附壁通風(fēng)模式及設(shè)計(jì)方法。即根據(jù)豎壁（側(cè)墻）送風(fēng)/射流的貼附效應(yīng)，通過合理的控制射流物理參數(shù)，將新風(fēng)最大限度地送到工作區(qū)，并沿地面擴(kuò)散開來，產(chǎn)生一種空氣湖通風(fēng)模式，來達(dá)到最大程度地減少能耗，提高工作區(qū)的空氣品質(zhì)條件。自1987年瑞典斯德哥爾摩國際通風(fēng)大會(huì)（ROOMVENT）以來，關(guān)于通風(fēng)氣流組織的文章日漸增多。但是，對(duì)豎壁貼附送風(fēng)及空氣湖通風(fēng)模式的核心問題研究當(dāng)時(shí)尚未見公開報(bào)道。

        “能夠正確地提出問題，就是邁出了創(chuàng)新的一步。”（李政道語）

        只有做出科學(xué)的因果解釋，才能做出正確的價(jià)值判斷。

        李安桂將通風(fēng)、空調(diào)、建筑學(xué)、土木工程、系統(tǒng)論、思維科學(xué)、流體力學(xué)等融為一體，統(tǒng)籌設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試、示范、推廣等優(yōu)質(zhì)資源，李安桂胸有成竹，運(yùn)籌帷幄，或小分隊(duì)出擊，“攻城掠寨”，或大兵團(tuán)作戰(zhàn)，“直搗黃龍”。通過艱苦卓絕的努力，終于“修成正果”——

        首次揭示了建筑空氣附壁（貼附）通風(fēng)機(jī)制。闡明了建筑通風(fēng)射流邊界層“豎向附壁→約束轉(zhuǎn)向→水平流動(dòng)”的演化規(guī)律，提出了通風(fēng)冷/熱射流與建筑壁面的貼附及分離機(jī)制，建立了附壁流動(dòng)及空氣湖區(qū)劃分判別準(zhǔn)則，以及附壁流失效判據(jù)。

        完整建立了建筑附壁通風(fēng)理論及設(shè)計(jì)方法。提出了豎向附壁區(qū)、約束轉(zhuǎn)向區(qū)及水平流動(dòng)空氣湖區(qū)的速度、溫度等整套通風(fēng)參數(shù)計(jì)算公式，建立了低碳附壁通風(fēng)設(shè)計(jì)方法，自主研發(fā)了設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)。與傳統(tǒng)全面通風(fēng)相比，減碳可達(dá)60%以上（高大空間），并大幅降低污染物濃度，實(shí)現(xiàn)了空氣高效清潔供給。

        主持編著了附壁通風(fēng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)并納入國際通風(fēng)設(shè)計(jì)指南手冊(cè)。出版了系統(tǒng)性闡述等溫、非等溫、變工作區(qū)附壁流動(dòng)及換熱理論的中、英文專著，總結(jié)工程應(yīng)用實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，牽頭制定《貼附通風(fēng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，并被納入歐盟暖通空調(diào)指南、國際通風(fēng)手冊(cè)等。

        那是一個(gè)早春的晚上，空氣中飄浮著寒意，也一定彌漫著芳香。因?yàn)椋�枝頭的花蕾，已經(jīng)含苞怒放了……

        成果既出，好評(píng)如潮。這一發(fā)明填補(bǔ)了國內(nèi)外空白，被譽(yù)為“勇執(zhí)牛耳”，“蟾宮折桂”。

        北歐供暖通風(fēng)衛(wèi)生學(xué)會(huì)主席Kosonen評(píng)價(jià)“李首先提出附壁通風(fēng)”、“杰出研究”；丹麥Nielsen院士等知名學(xué)術(shù)同行專家在“先進(jìn)通風(fēng)理論方法”聯(lián)名綜述中大篇幅肯定了這一理論，評(píng)述“對(duì)提高通風(fēng)能效有很大優(yōu)勢(shì)”；香港林章教授等評(píng)價(jià)“在各類工程實(shí)踐中取得巨大成功”。建筑通風(fēng)國際大會(huì)主席Oloffson在瑞典期刊《能源與環(huán)境》專題推介，“取得通風(fēng)和室內(nèi)空氣科學(xué)理論的重大突破”、“提升了世界通風(fēng)理論與技術(shù)發(fā)展水平”。

        這項(xiàng)卓越的成果是2016年國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)主要內(nèi)容之一，并于2019年被授予國際可持續(xù)能源技術(shù)創(chuàng)新發(fā)明獎(jiǎng)。

“牛”一樣的奉獻(xiàn)

        地下隧道（洞室）工程通常是指在地面下（或山體內(nèi)部）以人工機(jī)械開挖修筑的工程。古籍《左傳》中即有“闕地通路曰隧”的記載，說明當(dāng)時(shí)已有通道式的隧道。江河行地，日月經(jīng)天，如今，我國已成為世界上隧道數(shù)量最多、建設(shè)規(guī)模最大、發(fā)展速度最快的國家。已建成各類隧道（洞室）幾十萬座，其中70%以上巖體隧道是用鉆孔爆破法掘進(jìn)施工完成的。

        問題來了！

        地下隧道鉆孔作業(yè)產(chǎn)生的連續(xù)性“噴射型”粉塵、爆破作業(yè)產(chǎn)生的彌散性“脈沖型”粉塵，最高質(zhì)量濃度可達(dá)上千毫克每立方米，影響范圍可達(dá)百米，由于環(huán)境封閉，擴(kuò)散速度快，污染程度高，嚴(yán)重影響施工人員的身體健康，極易引發(fā)以肺組織纖維化為主的職業(yè)性“塵肺病”，這可是只可預(yù)防、無法治愈的“不治之癥”啊！據(jù) 2005~2013 年國家衛(wèi)生健康委員會(huì)（前國家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì)）統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，塵肺病為 154853 例，占職業(yè)病發(fā)病率的 84.22%。目前，我國已登記在冊(cè)的接觸揚(yáng)塵工人約2000 萬，暴露于粉塵超標(biāo)作業(yè)場(chǎng)所的人數(shù)高達(dá)5000萬人。進(jìn)入 21 世紀(jì)以來，隨著工程建設(shè)快速發(fā)展，接觸粉塵等職業(yè)病報(bào)告病例總體呈上升態(tài)勢(shì)，此前國家衛(wèi)計(jì)委的數(shù)據(jù)顯示，截至2017年底，全國累計(jì)報(bào)告塵肺病 82 萬多例。形勢(shì)嚴(yán)峻，刻不容緩。粉塵污染既嚴(yán)重地威脅施工人員的身體健康，造成勞動(dòng)效率下降，也給國民經(jīng)濟(jì)造成了巨大損失。

地下隧道鉆孔粉塵彌漫，危及作業(yè)人員健康

        幾十年來，許多學(xué)者先后對(duì)地下巷道的粉塵顆粒運(yùn)動(dòng)以及遷移、沉降及彌散，礦山爆破后粉塵及有害氣體的擴(kuò)散行為等進(jìn)行研究，嘗試從技術(shù)措施層面解決控塵困難問題。但是，對(duì)于平洞、深井地下巖體隧道施工期粉塵污染分布規(guī)律，通風(fēng)設(shè)計(jì)參數(shù)、具體措施多不明確，通風(fēng)除塵、排塵效果有待于進(jìn)一步提升。

        歐美國家上世紀(jì)二十年代就開展了關(guān)于粉塵擴(kuò)散特性的研究。曾經(jīng)提出過“氣溶膠”概念，研究了塵粒的碰撞、沉降、擴(kuò)散等變化規(guī)律……遺憾的是，多年來，雖然國內(nèi)外科學(xué)家已經(jīng)建設(shè)性地提出了許多技術(shù)措施，但大多只是把污染控制單純看成工程技術(shù)問題，較少針對(duì)地下隧道粉塵擴(kuò)散機(jī)理和規(guī)律進(jìn)行革命性探究，治標(biāo)不治本，使地下隧道（洞室）施工期的粉塵污染成為了久治不愈的“頑疾”。

        直到2018年7月，著名工業(yè)通風(fēng)專家、加拿大工程院院士Howard D. Goodfellow還在ROOMVENT2018 國際會(huì)議上所作的綜述報(bào)告中說：“……粉塵機(jī)理及通風(fēng)控制是有待于研究解決的重要技術(shù)難題之一”，“其粉塵超標(biāo)的根本原因在于對(duì)塵源的性質(zhì)、散塵量機(jī)理及設(shè)計(jì)計(jì)算方法尚不完善，缺乏‘精準(zhǔn)’高效通風(fēng)的設(shè)計(jì)方法”。從而導(dǎo)致在地下隧道（洞室）工程設(shè)計(jì)中要么“盲目”加大設(shè)計(jì)風(fēng)量，造成一、二次投資增加及能量浪費(fèi)，要么風(fēng)量不夠或氣流組織不當(dāng)，造成粉塵污染嚴(yán)重的窘境。

        “科學(xué)的存在全靠它的新發(fā)現(xiàn)，如果沒有新發(fā)現(xiàn)，科學(xué)便死了”。（李四光語）

        李安桂充分發(fā)揮戰(zhàn)略科學(xué)家前瞻性判斷力、跨學(xué)科理解能力、團(tuán)隊(duì)作戰(zhàn)組織領(lǐng)導(dǎo)能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，緊緊抓住清除粉塵污染這個(gè)“牛鼻子”，從控制塵源出發(fā)，溯污染機(jī)理之“本”，絕粉塵擴(kuò)散之“源”，實(shí)現(xiàn)了切斷傳播途徑和凈化現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的雙向奔赴。

        每個(gè)問題的提出在本質(zhì)上都包含了它的解決方式。

        李安桂緊緊抓住主要矛盾，以產(chǎn)生塵源的鉆孔及爆破“兩大過程”為突破口，重點(diǎn)探究鉆孔產(chǎn)生的“噴射型”粉塵與爆破導(dǎo)致的“脈沖型”粉塵的發(fā)塵機(jī)理及擴(kuò)散特性；研究通風(fēng)氣流與粉塵耦合擴(kuò)散運(yùn)移過程；給出鉆孔、爆破過程的產(chǎn)塵量計(jì)算方法；提出改善生產(chǎn)衛(wèi)生環(huán)境，控制粉塵職業(yè)性危害的高效通風(fēng)設(shè)計(jì)原理與方法，從粉塵彌漫的困境中“殺”出一條潔凈清爽的通道。進(jìn)而改善生產(chǎn)環(huán)境，保護(hù)作業(yè)人員的身體健康，促進(jìn)我國暖通空調(diào)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步。

        6個(gè)月不眠不休，日夜奮戰(zhàn)。

        8個(gè)月風(fēng)餐露宿，現(xiàn)場(chǎng)考察。

        10個(gè)月攻堅(jiān)克難，上下求索。

        連續(xù)3年聚焦難點(diǎn)，“逢山開路，遇水搭橋”。

        最終解決了地下隧道施工期遷延難愈的粉塵控制難題。

        他提出以控制“噴射型”粉塵和“脈沖型”粉塵為目標(biāo)的高效通風(fēng)理論方法，屬開創(chuàng)性成果；首次得出地下隧道（洞室）控制“噴射型”粉塵和“脈沖型”粉塵擴(kuò)散的機(jī)理及通風(fēng)原理、設(shè)計(jì)方法，將現(xiàn)有的研究成果向前推進(jìn)了一大步；他提出的高效通風(fēng)設(shè)計(jì)模式為設(shè)計(jì)人員、為地下隧道（洞室）施工期高效通風(fēng)設(shè)計(jì)具體應(yīng)用創(chuàng)造了條件，為有效控制工業(yè)粉塵、改善生產(chǎn)環(huán)境，開辟出一條新路�！痘�于工業(yè)生產(chǎn)過程粉塵逸散機(jī)制與通風(fēng)控制設(shè)計(jì)原理及方法》、《地下隧道及洞庫環(huán)境安全保障關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用》相繼完成, 并獲華夏建設(shè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

        作為出類拔萃的科學(xué)家，他看得遠(yuǎn)、悟得透、握得準(zhǔn)，能夠站在學(xué)科前沿，高瞻遠(yuǎn)矚、見微知著、未雨綢繆，以國內(nèi)、國際領(lǐng)先的一系列優(yōu)秀成果樹立起在地下空間環(huán)境與建筑通風(fēng)領(lǐng)域的一面旗幟，在引領(lǐng)學(xué)科方向的基礎(chǔ)上，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)一起投身創(chuàng)新，率領(lǐng)這門科學(xué)走到時(shí)代前列，促進(jìn)科技應(yīng)用與相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展并產(chǎn)生了顯著效益。

        “發(fā)之以勇，守之以專，達(dá)之以強(qiáng)”，是地下空間環(huán)境安全衛(wèi)士——李安桂的立身之道。