利用建筑垃圾、廢棄泡沫等城市固體廢棄物能讓建筑變得冬暖夏涼？百年老建筑也能充分利用可再生資源？環境與建筑學院劉衛東教授帶領的團隊通過技術攻關，讓這些設想都變成了現實。團隊就像是建筑的“診療醫生”，通過科學“體檢”， 根據建筑的安全性、節能水平、歷史建筑保護的需要等指標，創新“治療手段”，進行一體化、綠色化的加固改造，讓老建筑煥發出勃勃生機，實現了建筑全生命周期的健康診斷和可持續性康復。

變廢為寶 創新綠色“診療”技術

改造后的老建筑變得冬暖夏涼，像是裝了智能溫度調節器，你或許不敢相信，這是塑料泡沫在發揮作用。

劉衛東教授團隊針對老建筑墻體隔熱保溫的需求，以及改造現場作業面小、施工難度大的現實情況，創新了防火型噴射聚合物保溫砂漿墻體節能與加固改造工藝，發明了小機具噴射設備，結合分層噴射工藝，在墻體內側噴射防火型聚合物保溫砂漿。劉衛東教授介紹說：“在保溫砂漿材料的選擇上，我們嘗試了廢棄泡沫輕質材料，讓墻體結構層能夠及時吸收、釋放熱量，從而達到冬暖夏涼的效果，使建筑更加綠色環保。”以此來實現節能與建筑一體化、節能與加固改造的綠色化。

日常生活中令人煩惱的白色污染，制成混合砂漿， “搖身一變”成了老建筑的保溫層，不僅能起到支撐作用，有效減少和防止溫度應力的產生，消除磚砌墻體常見的裂縫，還相當于給老建筑穿上了“防護服”——雨、雪、有害氣體、紫外線等都被阻隔在外。

此外，團隊也沒有“放過”數量龐大的建筑垃圾。“我們通過把建筑垃圾分類處置，把其中的廢棄混凝土制成再生骨料，讓它們成為新的混凝土砂石骨料。”劉衛東教授說。這些再生骨料從廢棄的老建筑里來，又回到“需要幫助”的老建筑身上去，實現了拆除及加固與再利用一體化。針對開裂的老建筑，這群建筑“醫生”也積極開發廢棄混凝土和工業固體廢棄物的資源化再利用技術，研制出了既能降低裂縫發展，又有助于自身愈合的混凝土材料。

“對癥治療” 提高歷史建筑的健康值

漫步上海街頭，除了高大的梧桐樹，讓人印象最深的就是這一幢幢歷史建筑了。海派文化在這里扎根，歷史建筑里留存著這座城市的歷史風貌和文化肌理，而它們的維護卻一直是個行業“痛點”。

“這些老建筑里，不乏歷史文化建筑，我們就一直在探索，如何對它們進行系統性地保護利用，延續城市文脈，改善里面居民的居住條件”。劉衛東教授說道。其實早在2006年，劉衛東教授團隊就參與了學校滬江國際文化園歷史建筑的修繕工作，從一磚一瓦里去研究建筑結構。“對于歷史建筑，先‘健康診斷’，后才能‘對癥治療’，為此我們無數次跑市場，終于功夫不負有心人，‘淘’到了與歷史建筑同年生產的磚塊，熬制了糯米粥黏土石灰砂，從材料到工藝，盡量去還原歷史建筑當年的砌筑工藝。

通過這樣的還原，來檢測歷史建筑的安全性、耐久性，預估這些歷史建筑的使用壽命等，團隊鑒定出了歷史建筑的承載狀態，從而更好地“對癥下藥”，最終“修舊如故”地保留了百年歷史建筑的特色，有效地保護了學校和城市的歷史文脈。

有情懷還不夠，技術突破才是關鍵。“在對歷史建筑的‘治療’中，不僅要掌握不同建筑物的特性，最重要的是既不能破壞建筑的原有風格，又能更好地實現加固和改善。”為此，團隊又研制出了與建筑一體化的太陽能利用與地源熱泵節能技術，在充分利用太陽能的情況下，將太陽能裝置進行“隱身”，讓老建筑保持它們最初的模樣，實現了太陽能與建筑一體化的構想。劉衛東教授介紹：“我們還通過雙環路型太陽能供暖換熱復合裝置，把收集的太陽能用輔助熱源環路輸送到需要供熱的地方，大大提高了太陽能全年利用率。”

授權發明專利13項，學術論文87篇，其中SCI/EI收錄42篇……正是因為團隊對老建筑的一腔熱情和孜孜不倦的技術攻關，近幾年團隊的科研成果碩果累累。劉衛東教授領銜的建筑“醫生”們，為老建筑的節能與“健康”想出了種種“處方”，研究成果已經在5家企業的既有公共建筑節能與加固改造工程中得到了應用，節能與加固綠色化改造面積132.7萬平方米，近三年直接經濟效益新增產值3.23億元，這些“處方”正讓越來越多的老建筑變得更加“節能健康”。

“目前團隊正以‘只爭朝夕時不我待’的干勁，整合產學研用一體化的優勢，互補資源，為我校沖擊國家科技進步獎、適應新時代學科建設發展的需求、為我校申報土木工程一級學科博士點做出應有的貢獻。”劉衛東教授說道。

文：李卉云

視頻：李新宇 王驍哲