匠心守护三十年 他用物理学给建筑“号脉”
二十多年前,在云南省楚雄彝族自治州永仁县的高山沟谷中,有一个叫迤巴拉乍的山村,住着800多名彝族群众。高寒山区生态环境脆弱,生活条件艰苦。2000年,当地决定整村搬迁。
时任昆明有色冶金设计研究院副总建筑师的周伟接受了这个易地扶贫搬迁项目,带领团队到安置点勘测考察。“项目面临很多困难,一方面,在山区住惯了的群众难以适应安置点闷热的气候;另一方面,发给每户人家的搬迁补助有限,群众难以负担房屋的改造费用。”

周伟带领团队设计的云南永仁彝族生土民居示范房。中铝国际昆明有色冶金设计研究院股份公司供图
经过精确计算,周伟提出利用彝族传统建筑两面墙的前后高差,将屋顶瓦片斜铺,并在一楼墙边开一条风槽。“瓦片被阳光晒热,‘热空气’上升形成负压,‘冷空气’就能在墙后‘流动’起来。不需要空调,出太阳时室内反而凉快。”
“云南永仁易地扶贫搬迁的彝族绿色生土民居研究”这一项目在2007年获得了华夏建筑科技奖二等奖,也成为周伟在专业领域内取得的标志性成果。他曾担任中铝国际昆明有色冶金设计研究院股份公司副总工程师、建筑设计院副院长、总建筑师,“将建筑更多地与科学技术结合”成为他从业30余年来一直奉行的准则。

云南永仁彝族生土民居示范房设计效果图。中铝国际昆明有色冶金设计研究院股份公司供图
“建筑是大地和天空的对话”
1977年,周伟高中毕业,恰逢昆明有色冶金设计研究院办“职工大学”招生,从小喜欢画画的他成为了第一批“结构专业”的学生。
“建筑是什么?当时我的认知是一片空白。”周伟坦言,跟着师傅学习画结构图的时候,他的思绪总是忍不住地发散:阳光照射在房屋上是什么模样?风如何在建筑表面流动? 一栋好的房子到底好在哪里?
所有杂乱无章的念头,在他参与昆明吴井电影院的设计时,找到了明确的指向。
周伟回忆:“过去的电影院是千人大厅,总有10个座位不卖票,因为坐在这些座位上的人听不清声音,为什么会出现这样的情况?”
本着“刨根问底”的精神,他四处向人请教,写信给西安冶金建筑学院(现更名为西安建筑科技大学)的王景云教授咨询。“老师为我解释了声音在封闭空间里传播的原理,同时建议我继续读研究生。”
1991年,周伟考入西安冶金建筑学院,成为王景云教授的硕士研究生,开始系统地学习“建筑物理”这一新学科。
建筑物理,即在不改变建筑构造的基础上,合理利用建筑的物理环境如声、光、热等自然元素,实现了节能、环保、生态等设计目标。
三年的学习,让周伟形成了一套较成熟的健康建筑理论。在他看来,有的房屋刚建好就成了“病态建筑”,建筑物理学科需要做的就是将“病因”找出来,提高建筑品质使人健康。
“建筑是大地和天空的对话,建筑要与物理结合才有意思,这是我们设计绿色建筑、生态建筑的基础,对社会可持续发展具有深远意义。”周伟说。

周伟代表中铝国际参加交流会。中铝国际昆明有色冶金设计研究院股份公司供图
“把建筑的灵魂找出来”
20世纪90年代,城市发展加速,这让周伟有了更多的施展空间,但接触的项目越多,他也隐隐有些担忧。“建筑物理在实际运用过程中有很多困难,要求设计师有良好的数学、物理和英语基础,能够根据物理规律精确计算,而不是照搬标准。”
多年来,周伟一直在思考理论与现实的连接点。他随身带着一个笔记本,随时想到了什么问题,就记下来。
问题越积累越多,2001年时,原来的知识储备“不够用了”,周伟决定继续攻读博士。
这一次,他学习的侧重点放在“绿色建筑设计理论”上,深入学习材料物理、核物理等学科,同时在课程表里加入了计算机编程。“搞清楚一个现象的原理,就要去了解分子、原子在热传导过程中的运动规律,再通过计算机,模拟理论实证模型以及环境物理要素的实测方法。”
扎实的理论基础、丰富的项目经验,成为他对专业领域细化提升的底气。从事建筑设计及建筑技术设计工作30余年,周伟参与研究的多个少数民族绿色民居设计,被列为“长江上游绿色乡村生土民居示范工程”,获得多项国家级、省部级优秀工程设计奖。
近年来,周伟还参与了国家自然科学基金研究项目等多项科研工作,如“传统民居生态建筑经验的科学化研究”等;完成了“丽江老君山傈僳族传统民居绿色更新研究”“香格里拉德钦藏族传统民居绿色设计”等。与西安建筑科技大学及西南建筑设计院合作共同完成的科研项目“西部低能耗建筑设计关键技术与应用”获2010年国务院颁发的国家科技进步奖二等奖。
博士毕业时,周伟本有机会去高校当老师,但他还是选择回到设计院,“肯定要回来,这里才有实践动手的机会。”

周伟展示其用电脑纸箱制作的高层建筑墙内“空调”模型。人民网 尹馨摄
如今,已经退休的周伟还在“折腾”新技术、新发明——他用电脑纸箱制作了一个安装在高层建筑墙体内的“空调”模型,于2018年申请了专利“一种高层建筑用自然通风缓冲器”……
“房屋不能只顾好看,设计的目的是把建筑的灵魂找出来。”他说。
在周伟的办公室里,凌乱地堆放着各种仪器、图纸,描摹着更多绿色、生态建筑的轮廓;窗外,城市发展日新月异,园林、水景拥簇着一栋栋崭新的建筑拔地而起,正将传统文化和前沿建筑理念一一呈现……
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