今年70歲的中國工程院院士江億，近日榮獲由北京市委宣傳部、市科協(xié)等部門聯(lián)合授予的2022年北京“最美科技工作者”稱號。這位頭發(fā)花白的老人，接受采訪時(shí)平易近人，會滔滔不絕地講故事，還會樂呵呵地問記者：“我是不是又成話癆了？”
江億是清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心主任，2001年成為我國暖通空調(diào)領(lǐng)域的第一位中國工程院院士。調(diào)節(jié)一屋冷暖，是他的事業(yè)，也是關(guān)系全球氣候變化與未來能源革命的大事。
一線是做科研的根
務(wù)實(shí)篤行是江億院士的鮮明特征。在他的科研履歷里，有北京人民大會堂、故宮博物院等大型重點(diǎn)建筑的空調(diào)系統(tǒng)工程，也有接地氣的蘋果、白菜儲存保鮮設(shè)計(jì)。
“我不是走學(xué)院派道路的，我深受工人農(nóng)民影響。”江億的科研風(fēng)格與他青少年時(shí)期的經(jīng)歷密切相關(guān)。
江億1952年出生于北京，學(xué)生時(shí)代在天津讀書。1969年年初，他去了內(nèi)蒙古四子王旗半農(nóng)半牧區(qū)插隊(duì)。“我父親是數(shù)學(xué)教授，因?yàn)槎δ咳荆覐男√貏e喜歡數(shù)學(xué)。如果按部就班上學(xué)，可能就去讀數(shù)學(xué)系了。”
江億在內(nèi)蒙古農(nóng)村待了4年半。那時(shí)，共有7個(gè)天津小伙子在村里插隊(duì)，白天干活，晚上拿著書本學(xué)習(xí)討論，想著怎么把農(nóng)村變好。“我在那里真正認(rèn)識到中國社會、中國老百姓是咋回事。現(xiàn)在教給孫女的好多諺語，還是那時(shí)跟當(dāng)?shù)乩相l(xiāng)學(xué)的。”江億說。
1973年，江億在村里入了黨，被推薦參加“文化大革命”期間唯一的一次高考，進(jìn)入清華大學(xué)建工系暖通專業(yè)學(xué)習(xí)。
暖通是建筑的組成部分，包括供暖、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)三個(gè)方面。最常見的是建筑里的采暖、空調(diào)等設(shè)備。清華大學(xué)暖通專業(yè)創(chuàng)立于1952年，恰與江億同齡。這個(gè)專業(yè)不是他填報(bào)的志愿，而是國家分配。江億從此在暖通專業(yè)深耕了一輩子，他笑稱這是“先結(jié)婚后戀愛”，又“白頭偕老”。
從1973年10月至1974年4月，江億在清華大學(xué)校園里只讀了半年書，老師就帶著同學(xué)們一起下了工廠，在各種工程實(shí)踐中學(xué)習(xí)，廣泛接觸社會。老師工作之余拎著塊小黑板，在宿舍里給十幾個(gè)學(xué)生上課，是江億記憶中最常見的課堂景象。
“過了一兩年，我豁然開朗，工程問題我似乎都會了。”江億說，跟工人師傅們貼心交流，讓他收獲很大。“那時(shí)沒有考試，同學(xué)們直接用剛學(xué)到的知識解決實(shí)際生產(chǎn)問題，學(xué)習(xí)動(dòng)力很強(qiáng)。”
1978年10月份，清華大學(xué)恢復(fù)研究生招生，江億回校應(yīng)考。之后幾年，他先后獲得清華大學(xué)熱能系碩士學(xué)位、博士學(xué)位，畢業(yè)后留校任教至今。
回顧青少年時(shí)代那段曲折的求學(xué)經(jīng)歷，江億不覺得辛苦，反而覺得受益終身。
2007年，是江億本科畢業(yè)30周年，同學(xué)們在清華大禮堂開會，看到會場標(biāo)語上寫著“人民送我上大學(xué)，我上大學(xué)為人民”，很多人流下熱淚。“就是這句話鼓勵(lì)我們上大學(xué)、參加工作。要做點(diǎn)實(shí)實(shí)在在的事，才能對得起老百姓。”江億說，后來這么多年做研究、教書，始終沒離開一線，“那是家，是根底，要定期去農(nóng)村轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，心里才踏實(shí)”。
理論和應(yīng)用相結(jié)合
沉到一線，為江億之后的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。“基礎(chǔ)理論和應(yīng)用研究相輔相成。基礎(chǔ)理論弄明白了，能找到破解工程問題的關(guān)鍵；工程問題解決了，能加深對基礎(chǔ)理論的理解。”江億說。
40年前，還在讀博士的江億參加了由山西省農(nóng)科院主持的國家“六五”攻關(guān)重點(diǎn)項(xiàng)目“蘋果的產(chǎn)地儲存技術(shù)”，負(fù)責(zé)熱環(huán)境原理研究及性能優(yōu)化。當(dāng)時(shí)農(nóng)村沒條件建冷庫，蘋果的儲存期不長，存久了就不脆了，賣不上價(jià)。為了解決這個(gè)難題，江億坐火車去農(nóng)村調(diào)研測試，常常買站票來回。
借鑒農(nóng)民打窯洞存蘋果的土辦法，江億團(tuán)隊(duì)研究出“土窯洞+自發(fā)式氣調(diào)技術(shù)”――打出幾十米的窯洞，再修一條通風(fēng)道，通過控制窯洞內(nèi)外空氣的流通來調(diào)節(jié)洞內(nèi)溫度，讓溫度常年控制在0攝氏度至6攝氏度。不耗一千瓦時(shí)電，頭年秋天收獲的蘋果存到窯洞里，來年5月份拿出來吃還是脆甜的。“農(nóng)民的勞動(dòng)果實(shí)存到春節(jié)再賣，1斤可以多掙2角錢。”江億說。
蘋果儲存是江億早期的科研工作，但節(jié)能環(huán)保的理念貫徹他的一生。他是人工環(huán)境工程學(xué)科的倡導(dǎo)者之一，該學(xué)科旨在節(jié)省能源保護(hù)環(huán)境的前提下，為人類創(chuàng)造各種適宜的室內(nèi)熱濕環(huán)境。圍繞此目標(biāo)，江億組建了一支研發(fā)團(tuán)隊(duì)，開展建筑節(jié)能領(lǐng)域系列研究，系統(tǒng)參與了該學(xué)科基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)方法的建立和發(fā)展，完成了多項(xiàng)核心技術(shù)研發(fā)，直接主持了百余項(xiàng)人工環(huán)境工程項(xiàng)目。
江億建立了建筑熱過程的“狀態(tài)空間”模型，率先提出熱過程隨機(jī)分析概念和方法；提出熱濕環(huán)境分析的熱學(xué)新概念和新方法，為找到新的節(jié)能系統(tǒng)形式和設(shè)備方式探索出新途徑；提出一系列供熱空調(diào)系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)方案和在線故障診斷方法，應(yīng)用于北京人民大會堂等200多個(gè)工程；提出城市熱電聯(lián)產(chǎn)供熱兼顧電力系統(tǒng)削峰填谷的運(yùn)行方式，對城市能源系統(tǒng)有重要參考價(jià)值。
2001年，49歲的江億憑借在建筑熱環(huán)境模擬分析、地鐵熱環(huán)境仿真與控制、熱網(wǎng)調(diào)節(jié)與優(yōu)化等方面的研究成果，當(dāng)選為中國工程院院士。
2003年北京非典型肺炎肆虐，江億帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)入疫情重災(zāi)區(qū)――北京大學(xué)人民醫(yī)院現(xiàn)場實(shí)測，分析研究病毒傳播規(guī)律，率先為應(yīng)對疫情區(qū)域的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)安全運(yùn)行指明方向。2020年新冠肺炎疫情暴發(fā)后，室內(nèi)環(huán)境安全引起重視，他第一時(shí)間牽頭成立了“中國制冷學(xué)會抗擊新冠肺炎專家小組”，為有效抑制病毒在空氣中傳播獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策。
“建筑節(jié)能在過去是個(gè)不起眼的行當(dāng)，是配角，現(xiàn)在隨著節(jié)能環(huán)保理念的深入，我們成主角了。”江億感慨道，入行40多年，從解決吃得好到解決住得健康舒適的問題，再到改變能源結(jié)構(gòu)，解決全球氣候變化的問題，這既是一個(gè)行業(yè)水平的提升，也是國家綜合國力和人民生活水平不斷提高的體現(xiàn)。
推廣實(shí)用節(jié)能技術(shù)
作為一名在國內(nèi)完成本碩博教育的“土專家”，在面對節(jié)能領(lǐng)域的“洋技術(shù)”時(shí)，江億有著建立在務(wù)實(shí)基礎(chǔ)上的強(qiáng)大自信。
是發(fā)達(dá)國家建筑能耗高，還是中國建筑能耗高？“每平方米建筑耗能，中國是美國的40％。”江億介紹，這個(gè)數(shù)據(jù)是其團(tuán)隊(duì)做了3年中美校園建筑節(jié)能排放對比研究后得出的結(jié)論，中國選的地點(diǎn)是北京清華園，美國選的則是與北京氣候接近的費(fèi)城。出現(xiàn)這種結(jié)果，是由于發(fā)達(dá)國家室內(nèi)溫度冬天調(diào)得太高、夏天調(diào)得太低，并且24小時(shí)長開不關(guān)造成的。
建筑節(jié)能常以采用了多少項(xiàng)先進(jìn)節(jié)能技術(shù)為指標(biāo)，卻少有人關(guān)心實(shí)際用能數(shù)據(jù)。江億曾多次公開批評那些看似時(shí)髦卻不實(shí)用的節(jié)能技術(shù)。
“中國應(yīng)該走一條與發(fā)達(dá)國家不同的建筑節(jié)能技術(shù)路線。在節(jié)能環(huán)保方面，我國不但重視科技，還尊重自然，這代表了一種先進(jìn)文化。”江億說，未來能源之路，應(yīng)該是取之不盡、用之不竭的可再生能源。
面向未來，江億期待在全國推廣“光儲直柔”技術(shù)。光儲直柔是在建筑領(lǐng)域應(yīng)用太陽能光伏、儲能、直流配電和柔性交互四項(xiàng)技術(shù)的簡稱。光儲直柔是發(fā)展零碳能源的重要支柱，有利于直接消納風(fēng)電光電。
目前，江億院士團(tuán)隊(duì)已在山西省芮城縣開展能源革命技術(shù)示范工作。他們通過實(shí)際調(diào)研發(fā)現(xiàn)，一個(gè)經(jīng)典的北方農(nóng)村院落，住房、糧棚、庫房等總面積為300多平方米，屋頂可裝28.3千瓦光伏發(fā)電設(shè)備。中國農(nóng)村各種建筑物屋頂總面積為200多億平方米，可裝20億千瓦的光伏發(fā)電設(shè)備，一年發(fā)電能力接近3萬億千瓦時(shí)。農(nóng)村屋頂光伏利用在未來零碳社會將屬于重要資源。
江億理想中的未來農(nóng)村將徹底電氣化，“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”。一戶投資6萬元至8萬元安裝光儲直柔系統(tǒng)設(shè)施，做飯、采暖、制冷、農(nóng)機(jī)、汽車等用電都可免費(fèi)獲得，一年余電銷售收入可達(dá)7000元至8000元。
一屋冷暖，干系環(huán)球涼熱。實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，在江億看來，是建設(shè)美麗中國的必由之路。“用零碳能源系統(tǒng)慢慢替代化石能源系統(tǒng)，才能真正實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。” （經(jīng)濟(jì)日報(bào)記者 佘惠敏）
