當前位置:首頁  科學頭條

“百萬立方”計劃:一片“野地”上的驚喜

《能源與環(huán)境系統(tǒng)工程概論》課程答辯速寫

發(fā)布時間:2016-12-02來源:浙大新聞辦作者:柯溢能5687

一次課程項目答辯,吸引了來自網(wǎng)易公司、環(huán)保公司的管理人員,以及包括浙江大學環(huán)資學院、航空航天學院、化工與生工學院、建筑設計及其理論研究所、計算機學院、課程與教育研究所和智能農(nóng)業(yè)裝備研究所等7個不同領域的青年學者。

作為課程外的人,不禁要問,《能源與環(huán)境系統(tǒng)工程概論》何以撬動如此多不同領域老師前來坐鎮(zhèn)?

看得見的學科交叉

9位校園內(nèi)外的評委此行的目的,是點評制冷與低溫研究所徐象國副教授的課程項目設計——百萬立方”計劃。

學生通過利用一百萬個1米×1米×1米的立方體,自由組合形成空間,在其中建設一個人類社會。而徐象國要求,這個空間能源自給自足,能夠維持100個人的生存。允許自然界的物質(zhì)流入流出這個空間,但要將對自然界的影響降到最低。

今年,是徐象國主講《能源與環(huán)境系統(tǒng)工程概論》的第二年,也是項目設計嘗試的第二年。在設立項目的最初,他便抱有一個頗具野心的愿望:以開放性的初始條件,讓百萬立方有可能對接真實世界中所有可能的專業(yè),而不僅僅只是能源。為了嘗試學科融合,今年他對課程設計做了新的調(diào)整,他與浙江理工大學藝術與設計學院的副教授高寧合作,將這兩所大學的兩個專業(yè)班級打通一起上課,一起討論,一起來完成“百萬立方”。

面對能源與設計專業(yè)的融合,學生即覺得驚喜,卻也一時無法找到對接的頭緒。在歷經(jīng)一個多月的項目設計過程中,爭執(zhí)、妥協(xié)、再爭執(zhí)是每個項目組的日常。不同專業(yè)的同學們往往想退回到自己擅長和熟悉的專業(yè)領域,去享受知識壁壘中的確定感和既有成就。對此,徐象國說:“學生個體專業(yè)知識的漏洞和不確定性,提供了一片野地,荒蕪卻可能充滿驚喜。”

最終,學科交叉的奇妙作用開始了。

當人們對所住的環(huán)境產(chǎn)生厭倦,想從某一功能區(qū)移居時,一般想法是“跑得了和尚,跑不了廟”。而在“百萬立方”加達嶼項目中,遷移的卻是整個房屋的位置。

這樣的設計創(chuàng)意就是先由浙江理工大學環(huán)境設計專業(yè)同學提出,而他們在此問題上也拋出一個疑惑,能源供給是否可以支撐他們的設想。浙江大學方面的組長加達宇則通過理論計算,驗證了可行性。加達宇說,不同專業(yè)間同學們的碰撞,促進了專業(yè)知識的共享和設計思路的拓寬,比如他們對功能區(qū)塊劃分、道路分布合理性有了更為直觀的表達。

 “百萬立方”合作教師浙江理工大學副教授高寧說,在課程融合中,設計使科技生活化、可視化。與此同時,科技為設計拓展視域,捕捉到解決實際問題的途徑。

能源設計是課程主打

我們設計的概念模型圖,類似于一個WIFI標志的梯級扇狀結構。蔚藍參差組的組長漆映荷說,這樣的設計與能量流動的理念不謀而合。

在具體的設計中,“蔚藍參差”的能量從鉆井平臺獲取,根據(jù)扇環(huán)輻射的路徑流動,從前一級提供給后一級。而廢棄物從生活區(qū)開始收集,又沿扇環(huán)輻射的相反方向流回,在廢物處理區(qū)進行最大程度的凈化和處理,避免工業(yè)廢棄物的二次污染,達到人類活動對環(huán)境和自然的影響程度最小的要求。

像這樣的“百萬立方”本次共展示了8組,學生們圍繞能源開展設計與布局,除了對常規(guī)能源的開發(fā)使用,不少同學們也涉及到對風能、太陽能、潮汐能等清潔能源的應用。而這些能源的演算公式,除了課堂上徐象國的講述,更有他們在通過網(wǎng)絡參考國內(nèi)外文獻中的公式,進行演算和推導。每本厚厚的項目設計說明書都涵蓋了大到整體設計概念,不同設計區(qū)之間的能源流、物質(zhì)流、交通流,小到人均膳食需求、能源消耗,不同品種農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)出,不同能源形式的效率。

參加當天答辯的建筑設計及其理論所的王卡老師在點評時說,很多團隊的“小世界”都用到了潮汐能并將之轉(zhuǎn)化為電能,然而這樣的能量轉(zhuǎn)換過程應該有更多想象的空間。

例如在“日月星辰”小組的世界內(nèi),所有建筑是否可以隨著潮漲潮落轉(zhuǎn)換彼此的對接,在不同時刻形成不同的建筑格局王卡遐想,在未來城市中,可以運用不同能源的個性特點,在社區(qū)中做出不同的呈現(xiàn)。這些能源利用角度,是值得大學生思考的方向。

 “課程形式很好,這次來做評委很受啟發(fā),自己也會有適當?shù)膰L試?!眮碜原h(huán)境與資源學院趙和平說,“我認為在設計項目時也要有適度的邊界,這樣學生既可以有天馬行空的發(fā)散,也會有解決具體能源問題的落腳點?!?/span>

面向未來的接口

誠如科學家們對人與自然的關系的思考,本次百萬立方,也要求對環(huán)境的影響降到最小。這其中一個重要的命題,就是思考未來人類的生產(chǎn)生活的方式。

海洋之心組大量使用了3D打印和粉碎技術,通過粉碎技術即可粉碎大部分的固體廢棄物。與此同時,3D打印工廠對可重復使用的材料重新加以利用,打印生產(chǎn)出各個領域所需要的材料甚至成品。他們期待在中國的南海,建立一片如海洋之心般璀璨的美麗世界。

 “新的時空環(huán)境,我們不想讓人們生活在歷史和記憶中。”在設計過程中,“蔚藍參差”組開始思考人們在百萬立方里的思想文化生活。他們設計出單獨文藝和科技的研發(fā)中心,將作為未來“百萬立方”文明進程的動力源泉。“我們想要給予生活更多的活力,讓人們活在未來與希望之中,在已有文明的基礎上開展學習,形成新的文化形態(tài)?!逼嵊澈烧f。

“凡是通過技術能夠解決的問題,個人認為都不是很大的事兒。”網(wǎng)易農(nóng)業(yè)部產(chǎn)品經(jīng)理徐凌濤表示,除了純技術的構想,“百萬立方”項目里的很多同學思考了社會中人的屬性問題,應該要肯定一種人文情懷表達。

徐象國說,課程越到后來,越超過了能源課本身的邊界。這不僅僅表現(xiàn)為答辯時評委構成的復雜性,更表現(xiàn)為學生在思維碰撞中涉及更廣領域,而這種多學科的思維訓練也讓學生有了更多與外界聯(lián)系的接口。

“百萬立方”計劃成果

(柯溢能)