一、背景
青藏高原包括川西高原和川西南山区、云南横断山区西部，西藏、青海、新疆南部以及甘肃的部分地区， 涉及7省（区），面积200万km2 以上，人口近2000万。
目前，高原建设所需要的建筑材料（钢材、水泥、玻璃等），主要靠内地生产，运输较为艰难。在建设过程中，也面临技术标准落后、生态脆弱等问题。就能源来说，青藏高原供电以水电为主，小型水电站占有重要比例，但由于冬季处于枯水期，电力无法满足人们日常需求。高原同时缺乏燃料，煤、石油、天然气也依赖外地输送，在高原缺氧的的条件下，化石燃料热效率也大大降低。高原绿色节能建筑的研究成了关系高原环境保护以及居民生活质量的重要课题。
按照国家西部大开发和中央西藏工作会议精神，国家将投入上千亿元进行城镇化和牧民定居行动以及高原部队营房建设，促进高原地区经济社会全面发展，改善高原人民、部队的生活条件和居住环境质量，维护藏区稳定。中建西南院作为西部地区的央企二级企业，从支援国家西部建设、提高人们生活质量的角度出发，积极履行社会责任，充分发挥自身专业优势，联合清华大学、西藏自治区勘察设计研究院组成研究团队，就青藏高原“人•气候•建筑•环境”相关问题进行了深入研究。
二、责任行动
1. 从零开始：建立高原工程设计室外气象参数基础数据
青藏高原地处高寒、地广人稀。由于自然环境复杂，高原工程一直处在“无相关基础数据、无针对性技术标准、无适应性的技术手段”的“三无”状态。而照搬内地工程设计标准，又会造成很多不适应，例如在四川成都的人体采暖室内舒适温度为20℃—24℃，高原地区由于日晒时间长，气候干燥、缺氧，16℃则更为科学。
面对改善高原居民生活环境、保护高原自然生态环境的双重需求和几乎空白的高原工程设计领域，2001年，项目组从基础数据采集开始，通过实地考察、实验研究、数据分析、问卷调研、模型测算等方式，历时三年，完善了高原主要城市设计计算参数，形成了包括高原被动式太阳能采暖设计气候区划、自然风能区划、不同海拔高度人体生理基础实验数据等，并创建了与地域气候相适应的高原建筑室内热环境设计参数确定原理和方法，为高原节能建筑设计提供了科学的室内外设计参数与原则。这部详细的数据库精确到青藏高原7个省（区）每个乡镇，并且针对高原“十里不同天”的气候特征，还对山地建筑中不同高度、南北坡差异地区进行数据分析。数据建立后，各地设计人员不用实地考察就能很快获知远在千里之外的高原地区某地点的各月份气候条件、光照、风能情况以及人体最佳舒适度温度等等，以便有针对性地展开设计。
2. 技术攻关：“人•气候•建筑•环境”完美结合
以“降低能耗、节约资源、保护环境”为目标，项目组不断摸索、实验、比对优化，逐步建立了青藏高原建筑可持续发展与节能技术的理论体系，系统提出高原地区气候适应性建筑规划设计、高原可再生能源利用优化设计、高原极端气候条件下低能耗建筑优化设计理论和方法，为青藏高原建筑可持续发展与节能减排提供了科学的指导原则以及合理、经济、有效的设计方法和技术措施。这些措施主要涉及三个方面的关键技术：一是在无相关国家与地方工程建设标准情况下，在高太阳辐射、昼夜温差大气候条件下，建筑规划设计中建筑形态、平面与空间模式，围护结构（屋面、地板、外窗、墙等）的保温、集热、储存、转化问题及量化指标和相关标准的确定；二是建筑用相变蓄热材料的相变温度控制、蓄放热速率与材料的选择；三是根据建筑功能和性质对可再生能源的选择、蓄存与分配以及优化设计参数的确定与工程示范。
“南面增加窗户面积、北墙封闭”、“房间进深不超过9米，才能保证采光需求”、“利用相变材料的蓄放热特性夜间提供热量”、“适当增加墙体厚度增加蓄热量，恰当使用墙体保温材料能防止室内热能损失”……，在这些技术的支撑下，高原建筑节能保暖的解决方案层出不穷。
3. 项目应用
该科研项目成果在我省川西高原工程建设和牧民定居、西藏自治区、青海省玉树地震灾后重建、西藏军区营房采暖等项目中得到了应用，已经成功应用于牧民定居点建设，直接示范工程面积超过300万平方米，推广运用工程逾2000万平方米。
在四川甘孜州，11个县牧民定居点示范工程已在2009年完工。这些保留着浓郁藏式建筑风格的建筑不仅外形美观，而且抗寒保暖。它们的建成使用，极大推动“牧民定居”行动的实施。一批又一批当地牧民打破千年不变的“游牧”生活，开启新的生活方式。每天辛苦劳作之后，他们不用“烧牛粪”、不用盖十几床被褥，也不用花钱“买煤炭”也能和内地居民一样在温暖的房间里看电视、喝茶休闲。
在灾后玉树，一座崭新的红旗小学已拔地而起，考虑到当地气候，项目采用是一种围合建筑（即四面通过走廊连接），这样即使遇到雨雪天气，同学们可以通过走廊正常活动，而设计师巧妙构思在围合而成的中庭上方搭建一个钢结构的阳光板，使同学们在严寒的冬天也有广阔的活动操场。学校教室的窗户也都经过“分隔式”的特殊设计，既避免强光直射影响视线，也保证了正常光照。
在海拔4500以上的野外地震观测站等工程中，相变材料的运用可以让白天受阳光照射的热能保存下来自动到晚上释放。这样，就算在连续三天大雪，室外温度低于零下20度且无能源的极恶劣条件下，保证室内温度保持在0度以上，保障了人员的基本生存条件。
三、履责成效
研究成果为青藏高原建筑可持续发展与节能减排提供了科学的指导原则以及合理、经济、有效的设计方法和技术措施，并建立了青藏高原建筑可持续发展与节能技术的理论体系。减少了高原地区工程建设对自然环境和资源的压力，保护了青藏高原脆弱的生态系统。
据相关部门统计，2000万平方米的项目实施与成果应用累计节煤量约为30.7万tce（1吨标准煤当量），折合人民币约2.58亿元/年。在产生巨大经济效益的同时，该项目的实施也最大限度地减少了高原地区工程建设对自然环境和资源的压力。
在2011年世界太阳能大会上，联合国工业发展组织国际太阳能中心主任喜文华教授在大会上给出以下评价：“青藏高原气候适应性太阳能建筑技术是最适合这一地区的研究成果，是世界被动太阳能建筑最高成果，中国的‘南墙计划’将对世界太阳能应用做出重要贡献”。
在2013“四川省科学技术奖励大会”上，项目因为对改善高原居住环境，推动我国高原建筑、建筑热工以及可再生能源应用技术的创新和发展做出显著贡献，赢得评审组广泛认可，荣获四川省科技进步一等奖，成为该年度28项科技一等奖项目中唯一一项建筑类科研成果。
四、结语
冰是睡着的水，水是醒来的冰。
在清寒的青藏高原，有这样一种地板。在白天，阳光直射，室温超过20℃，原本固态的地板胶囊材料转化为液态，将过多的热量储存起来，避免室内温度过高；夜晚气温骤降，液态的材料又化为固态，释放热量，起到保暖的作用。
这只是项目里一个很小的应用方案。朴素、实用，却凝聚着项目人员的智慧，凝聚着对洁净雪域的守望。
