深圳大学谢和平院士和孟建民院士做客院士讲堂 共议智慧建筑与智慧城市发展

阳春三月，草长莺飞

3月19日人才公园求贤阁迎来了阔别已久的院士讲堂

伴随着开讲铃声的响起

2023年度院士讲堂的序幕就此揭开

本期院士讲堂以智慧建筑与智慧城市发展为主题，中国工程院院士、深圳大学深地科学与绿色能源研究院院长谢和平重点阐述在深圳追寻高水平科技自立自强的创业历程，分享在低碳新能源领域的探索与突破；中国工程院院士、深圳大学本原设计研究中心主任孟建民介绍了数字孪生技术的研发与应用，展望未来建筑的发展趋势。此外，讲堂还特别邀请院士李勇等开展座谈交流，探讨智慧建筑与智慧城市的未来发展。

讲堂活动由中共南山区委组织部（区人才工作局）主办，华润置地城市运营管理（深圳）有限公司承办，南山区城市管理和综合执法局协办。南山区“两代表一委员”、来自高校、企业的高层次人才代表以及热心市民听众近300人现场聆听了本次讲堂。

在深院士再创业

踏上高水平科技自立自强探索之路

谢和平2018年来到深圳，聚焦粤港澳大湾区的海洋和地热资源研究，踏上了一条院士再创业之路。演讲中，谢和平首先宣布了“全新原理实现海水直接电解制氧”成果获评2022年度中国科学十大进展的重大喜讯，并从海水直接电解制氢、中低温地热热伏发电、近零碳排放的煤炭发电新技术、深地深海深空保真取芯探矿四个方向，讲述了自己近年来的研究成果。

谈及中低温地热热伏发电，谢和平表示广东是全国第三大的地热资源大省，大湾区地热资源也十分丰富，有60%的区域是花岗岩，花岗岩下面就是中低温地热。当前地热发电技术以涡轮机发电为主，效率十分低下，因此如何攻关研发新型的发电技术，特别是中低温地热发电的颠覆性技术和变革性技术，目前全世界均在攻关且都处于同一起点。2019年至今，谢和平院士团队在地热发电领域提出了热伏发电颠覆性技术、磁悬浮发电变革性技术、原位发电探索性技术三项新技术。目前热伏发电历经四年攻关，已实现三代热伏发电机原理样机的研制，实现了10W级—100W级—1000W级的跨越性突破，且有望结合磁悬浮和原位发电技术，以地热+太阳能、风能、生物质能等多元清洁能源协同互补，创新耦合多项负碳技术，构建全新绿色能源技术体系，打造全球首个“地热+”多能互补零碳负碳园区技术示范。

高新技术探索方面，谢和平简要阐释了近零碳排放的直接煤固体燃料电池发电新技术，以煤炭发电的碳排放为研究方向，使煤从本质上成为清洁能源，研究实现无碳排放的煤炭发电技术梦想；以及在深地深海深空保真取芯探矿领域，研发了深海天然气水合物保压保温取芯原理和技术、月基大深度保真取芯探矿原理和技术。

“六十归来仍少年。”谢和平说，科研人员既要当好战斗员，也要当好指挥员，还要当好参谋员，更要当好宣讲员，多去中小学做科普宣讲。院士更应带头集聚力量进行原创性引领性科技攻关，坚决打赢关键核心技术攻坚战，弘扬科学精神，在学风作风方面起表率作用，更要以“从零开始”的心态实现更多的科学发现和技术发明。

数字孪生技术与未来建筑

孟建民围绕主题，着重介绍了他所牵头的“智慧城市与建筑研究所”在相关领域的研究成果和应用。

什么是数字孪生？

孟建民介绍，这一概念的形成经历了三个阶段：90年代初，耶鲁大学的大卫教授最早畅想出一种电脑屏幕和现实世界之间相互对应和互动的故事场景，希望在未来可以通过这种镜像世界的方式把计算机转变成为像水晶球一样的神奇工具；后来美国航天局在两份技术路线文件当中正式开始使用“数字孪生”这个名称，并希望把它用于飞行器的健康维护，在数字空间建立真实的飞机模型，再通过传感器来实现与飞机真实状态的同步关系；时至今日，数字孪生技术已经进入到了各个生产部门和生产场景，其概念大致总结为通过信息化平台的数字模型，来模拟物理世界的真实状况，实现实时的控制反馈的技术手段。

近五六年来，孟建民院士团队对数字孪生的研究与实践已取得相关市场的应用成果，在城市住区、产业园区、轨道交通、大型工程、市政工程等等领域都有了数字孪生技术的广泛应用。不仅促进了整个建筑业管理的水平得到大幅提升，同时也节省了大量的人力、物力和财力，避免了资源浪费。他以建筑管理为例，介绍了数字孪生技术带来的三大根本性转变：

● 一是从过去的局域管理转向全域管理；

● 二是从文本式管理转向沉浸式管理；

● 三是从单一式管理转向协同式管理，形成人的行为和节能智慧的联动。

孟建民最后总结道，数字孪生驾驶舱建构的目标，可以用四个字概括：观、察、判、断。

●“观”就是以三维可视技术为依托，实时掌控建筑全局状况；

●“察”是以数据多元融合为抓手，深入了解建筑的局部和细节的信息；

●“判”是以信息人机分析为载体，科学精准地进行多层决策；

●“断”是以多层协同平台为支撑，便捷、高效地完成指令传达，做到数据互通，进行平台之间协同的合作，以此来简化流程，高效地完成任务。

数字孪生正在为建筑带来根本性的变革，也将为达成国家双碳战略等更大的目标做出贡献，从设计、建造、运营全流程来促进未来建筑的发展与成形。

院士专家座谈交流

交流探讨环节中，院士专家们分别就人工智能AI在市政工程和城市建设中的场景应用、BIM技术应用的实施方式及技术路径和智慧建筑技术创新方面的贡献，以及住宅、医院、学校、写字楼等建筑数据在智慧城市建设中的不同之处进行了探讨。

在随后的互动环节，各位院士嘉宾对热心市民们的提问进行了耐心细致地解答，精彩的演讲赢得观众掌声不断。

来源：深圳大学