利用建筑垃圾、废弃泡沫等城市固体废弃物能让建筑变得冬暖夏凉？百年老建筑也能充分利用可再生资源？环境与建筑学院刘卫东教授带领的团队通过技术攻关，让这些设想都变成了现实。团队就像是建筑的“诊疗医生”，通过科学“体检”， 根据建筑的安全性、节能水平、历史建筑保护的需要等指标，创新“治疗手段”，进行一体化、绿色化的加固改造，让老建筑焕发出勃勃生机，实现了建筑全生命周期的健康诊断和可持续性康复。
变废为宝 创新绿色“诊疗”技术
改造后的老建筑变得冬暖夏凉，像是装了智能温度调节器，你或许不敢相信，这是塑料泡沫在发挥作用。
刘卫东教授团队针对老建筑墙体隔热保温的需求，以及改造现场作业面小、施工难度大的现实情况，创新了防火型喷射聚合物保温砂浆墙体节能与加固改造工艺，发明了小机具喷射设备，结合分层喷射工艺，在墙体内侧喷射防火型聚合物保温砂浆。刘卫东教授介绍说：“在保温砂浆材料的选择上，我们尝试了废弃泡沫轻质材料，让墙体结构层能够及时吸收、释放热量，从而达到冬暖夏凉的效果，使建筑更加绿色环保。”以此来实现节能与建筑一体化、节能与加固改造的绿色化。
日常生活中令人烦恼的白色污染，制成混合砂浆， “摇身一变”成了老建筑的保温层，不仅能起到支撑作用，有效减少和防止温度应力的产生，消除砖砌墙体常见的裂缝，还相当于给老建筑穿上了“防护服”——雨、雪、有害气体、紫外线等都被阻隔在外。
此外，团队也没有“放过”数量庞大的建筑垃圾。“我们通过把建筑垃圾分类处置，把其中的废弃混凝土制成再生骨料，让它们成为新的混凝土砂石骨料。”刘卫东教授说。这些再生骨料从废弃的老建筑里来，又回到“需要帮助”的老建筑身上去，实现了拆除及加固与再利用一体化。针对开裂的老建筑，这群建筑“医生”也积极开发废弃混凝土和工业固体废弃物的资源化再利用技术，研制出了既能降低裂缝发展，又有助于自身愈合的混凝土材料。
“对症治疗” 提高历史建筑的健康值
漫步上海街头，除了高大的梧桐树，让人印象最深的就是这一幢幢历史建筑了。海派文化在这里扎根，历史建筑里留存着这座城市的历史风貌和文化肌理，而它们的维护却一直是个行业“痛点”。
“这些老建筑里，不乏历史文化建筑，我们就一直在探索，如何对它们进行系统性地保护利用，延续城市文脉，改善里面居民的居住条件”。刘卫东教授说道。其实早在2006年，刘卫东教授团队就参与了学校沪江国际文化园历史建筑的修缮工作，从一砖一瓦里去研究建筑结构。“对于历史建筑，先‘健康诊断’，后才能‘对症治疗’，为此我们无数次跑市场，终于功夫不负有心人，‘淘’到了与历史建筑同年生产的砖块，熬制了糯米粥黏土石灰砂，从材料到工艺，尽量去还原历史建筑当年的砌筑工艺。
通过这样的还原，来检测历史建筑的安全性、耐久性，预估这些历史建筑的使用寿命等，团队鉴定出了历史建筑的承载状态，从而更好地“对症下药”，最终“修旧如故”地保留了百年历史建筑的特色，有效地保护了学校和城市的历史文脉。
有情怀还不够，技术突破才是关键。“在对历史建筑的‘治疗’中，不仅要掌握不同建筑物的特性，最重要的是既不能破坏建筑的原有风格，又能更好地实现加固和改善。”为此，团队又研制出了与建筑一体化的太阳能利用与地源热泵节能技术，在充分利用太阳能的情况下，将太阳能装置进行“隐身”，让老建筑保持它们最初的模样，实现了太阳能与建筑一体化的构想。刘卫东教授介绍：“我们还通过双环路型太阳能供暖换热复合装置，把收集的太阳能用辅助热源环路输送到需要供热的地方，大大提高了太阳能全年利用率。”
授权发明专利13项，学术论文87篇，其中SCI/EI收录42篇……正是因为团队对老建筑的一腔热情和孜孜不倦的技术攻关，近几年团队的科研成果硕果累累。刘卫东教授领衔的建筑“医生”们，为老建筑的节能与“健康”想出了种种“处方”，研究成果已经在5家企业的既有公共建筑节能与加固改造工程中得到了应用，节能与加固绿色化改造面积132.7万平方米，近三年直接经济效益新增产值3.23亿元，这些“处方”正让越来越多的老建筑变得更加“节能健康”。
“目前团队正以‘只争朝夕时不我待’的干劲，整合产学研用一体化的优势，互补资源，为永利官网冲击国家科技进步奖、适应新时代学科建设发展的需求、为永利官网申报土木工程一级学科博士点做出应有的贡献。”刘卫东教授说道。
文：李卉云
视频：李新宇 王骁哲
