吴志强:“双一流”大学校园规划

江立敏:吴院士,您好!中国是教育大国,在走向教育强国的过程中,提出了“双一流”大学的战略。从校园规划和设计的角度,请您分享关于您对“双一流”大学的总体判断,或者在您看来,我们国家的“双一流”大学建设是怎样的状态?吴志强:“双一流”与“985工程”“211工程”一样,是十年为期的国家战略。1995年,我国提出了“211工程”;1998年,提出了“985工程”,旨在使中国高校冲到世界前列;2017年,国家提出了“双一流”建设。

专访吴志强 人类创造新材料、新明天

本期《建筑创作》以“建筑中的混凝土”为主题。《建筑创作》杂志主编胡越、副主编邹雪红和编辑王梦雪采访了中国工程院院士吴志强。访谈以近几年吴院士团队重点研究方向为切入点,深入探讨城市发展中自上而下的城市规划与自下而上的自组织之间的边界问题,并将话题延伸至人工智能、大数据辅助设计领域,寻求如何利用科学技术手段规划设计出高情感高质量的城市,用新材料、新技术共同开创人类的新时代、新明天。本文经录音整理,双方确认成稿。

五个境界的城市观——吴志强教授谈可持续发展与城市观

问:我们国内接待了很多来自国内外的专家和各大院校的专业人士,他们都说,在中国发现同济产、学、研相结合的模式在美国、欧洲甚至在中国其它院校都是没有的。我们首先想问您,这一模式是如何产生的?

数字乡村建设赋能共同富裕的实现策略

数字乡村建设是推动乡村振兴的重要路径,也是实现共同富裕的重要战略部署,顺应了乡村发展时代潮流。数字乡村建设作为农业农村信息化建设的延伸,必然会在新时代国情农情背景下整体带动提升农业农村现代化水平,为共同富裕提供基础保障。我国数字乡村建设存在着农业发展层次较低、数据获取难度较大、数字鸿沟较为明显、优质要素供给不足、数字理念渗透不够等困境。数字乡村建设要与产业振兴的实际需求结合起来,契合乡村居民对美好生活的向往。应高起点完善数字乡村规划、高标准建设数字基础设施、高效率完善各类要素支撑、高质量打造数字农业样板、高品质推动数字乡村治理、高水平提供数字公共服务,打造一条数字乡村建设的共建、共治、共享路径,从而推动实现共同富裕。

居民收入结构与收入差别的关系研究

收入水平及收入分配状况是判断是否实现共同富裕的重要依据。我国居民各来源收入水平都有所提升,但各来源收入对居民收入差别的影响是不一样的。对居民收入差别按收入来源分解发现,工资性收入对全国居民收入差别的综合贡献率和边际影响较高,财产性收入对全国居民收入差别的综合贡献率和边际影响有上升趋势,增加工资性收入和财产性收入会提升居民收入差别。经营性收入和转移性收入对全国居民收入差别的边际影响为负,增加经营性收入和转移性收入可以降低居民收入差别。基于以上结论,本文提出应优化居民收入来源结构,改善居民收入分配状况,从而实现共同富裕。

以数字乡村建设推动实现共同富裕

数字乡村建设路径与共同富裕目标高度契合,数字乡村建设是乡村居民实现共同富裕重要手段。数字乡村建设使得我国乡村治理方式更加有效、农业生产效率快速提升、居民致富手段更加多样、乡村居民生活更加多彩。在数字乡村建设过程中还存在着数字基础设施覆盖不足、数字农业建设意愿不高、智能决策预警水平偏低、数字应用场景不够丰富等问题。为持续推动实现共同富裕目标的实现,应不断完善数字乡村发展顶层设计,加快数字乡村基础设施建设,强化数字乡村建设人才支持,提升农业全产业链整合水平,合理布局数字乡村应用场景。

空间植物栽培装置方案与验证

为满足空间植物培养的需求,基于空间微重力环境和平台资源约束,开展了根部水分和养分控制、栽培室大气环境控制、光环境控制等方面的空间植物栽培装置方案研究。研制了具有水分/养分供应、大气环境控制、光源、测量与控制、栽培室和根盘等6个功能模块的空间植物栽培装置。开展了装置的集成与调试,对装置各功能模块设计合理性进行验证。最后利用组合体试验平台,进行装置各功能模块集成性能验证、植物功能评价验证(生物学特性、物质和能量交换、营养品质和生物安全性等)及植物栽培流程验证(流程合理性、资源需求及保障、与环境之间的相互影响)。验证结果表明:水分供应、养分供应、大气环境控制、植物光照控制和参数测量控制等性能良好,能够满足植物培养对各类生长环境条件的需求;生菜生长旺盛,生产效率101.31 g(鲜质量)·(kWh)^(-1)·d^(-1)·m^(-2),光能利用率0.31 g(干质量)·mol^(-1)光子,富含各种营养,食用安全。装置方案和植物栽培流程合理可行,性能良好,具有较高的植物生产能力。研究结果为后续开展空间植物栽培装置研制奠定了技术基础。

空间站CO_(2)去除系统节气技术研究

针对空间站CO_(2)去除系统周期性真空解吸会损失大量气体的问题,对系统的节气技术进行研究。从分子筛材料的吸附及解吸特性出发,研究影响系统气体损失量的关键因素。结合系统运行流程和运行周期,综合考虑节气泵工作特性、寿命要求和系统的CO_(2)去除性能,提出了满足指标要求的系统节气方案。采用对损失气体进行实测采样的方法对系统的气体损失量进行了试验验证。试验数据及空间站在轨运行数据表明:设计的节气方案可以控制系统的气体损失量小于45 g/d,提出方案满足设计指标要求。

空间站舱内微量有害气体状态评价和流转分析

文章聚焦于中国空间站长期在轨运行中微量有害气体的整体状态和控制情况,阐述了微量有害气体随舱内物质循环向冷凝水回收净化以及CO_(2)去除和还原等环节流转的规律。通过在轨状态分析、地面比对评估试验结果和流转特性分析,说明中国空间站各净化系统对舱内微量污染物成分进行了有效控制,舱内空气中微量有害气体浓度保持在较低水平。研究旨在为后续微量有害气体净化环节的运行和监测提供指导。

世界规划教育30年的演变概览——以代表期刊为例1991-2020年的动态分析

文章基于代表期刊《规划教育与研究》(Journal of PlanningEducation and Research)30年跨度的1670篇文献及18093次引用数据,使用“引文关系”替代测度规划教育研究的发展演变概况。研究发现,规划教育群落在扩大,社会关注度随城镇化进程稳步增加,前景广阔。证实其在演变过程中与内外部学科互动日益密切,体现了跨学科、多元的特性。总结规划教育关注领域的演变,将规划教育的核心思想和关注领域归纳为4个主要群落,展示30年间规划教育64个研究方向、热点的演变。按时间维度分类,总结其研究方向的演变规律。规划教育的研究方向和热点虽潮起潮落,此起彼伏,但均与社会保持高度互动,证明规划教育从未脱离物质空间规划这一核心,协同多学科解决城市社会问题,实用性的学科本质未变,促进城市社会可持续发展的初心未变。

深圳市公立中医医院医疗服务价格改革历程与思考

通过梳理深圳市公立中医医院医疗服务价格改革历程,分析优势与难点,提出动态调整中医药服务价格,定价应体现中医劳务价值和技术价值,完善医疗服务价格目录,建立中医医疗技术评定指标体系等建议,以助推中医药综合改革,优化深圳中医医疗服务价格改革模式。

国际主流规划教育价值体系的核心目标认同及其启示

整理规划教育的起源,选取世界主流规划教育认证体系比较其异同,总结凝练规划教育价值体系的共性。规划教育的价值观主要体现在规划教育认证体系中,因此系统梳理世界主流规划教育认证体系可以凝练规划教育价值体系。对世界主流规划教育价值体系的对比分析、价值体系共性的总结凝练,有助于对中国规划教育进行科学理性的认识,提供世界全局视角的参考。通过系统分析中国规划教育价值体系与世界各主流规划教育价值体系的异同,从国际视野分析当前国土空间规划的价值体系转型情况,探索如何顺应世界主流规划教育价值体系的发展规律。同时,发挥中国国土空间规划教育的独特性和优越性的积极作用,贡献中国规划教育价值体系的理论和实践力量。

直接空气捕集CO_(2)典型工艺与关键装置开发进展

常规的碳捕集与封存技术和碳捕集、利用与封存技术多针对固定源排放CO_(2),直接空气捕集CO_(2)(Direct Air Capture,DAC)技术作为一种新兴的负碳排放技术可对分布源排放的CO_(2)进行捕集,进一步降低全球大气CO_(2)体积分数。介绍了DAC典型液体吸收工艺、固体吸附工艺的发展过程及相关示范项目建设情况,分析了新兴DAC工艺的技术特点,探讨了现有DAC工艺关键装置方案和未来发展趋势。DAC液体吸收工艺具有吸收剂原料成本较低、选择性较高的特点,可实现大规模连续化捕集,但再生过程中能耗较高。DAC固体吸附工艺具有模块化、投资成本较低的特点,且再生过程能耗相对较低,但需要定期对吸附材料更换和吸附设备维护,适用于较小规模的DAC应用场景。对2种典型DAC工艺吸收/吸附材料进行了概述。DAC电振荡吸附工艺中CO_(2)在固体电极中发生化学反应被捕集,并通过外加电场改变固体电极极性实现CO_(2)脱附,该工艺具有比基于热量或压力的分离过程更高的效率。空气中CO_(2)选择透过DAC分离膜从而实现了高效碳捕集。DAC变湿吸附工艺通过湿度的改变实现CO_(2)的吸脱附,突破了常规变温/变压吸附的高能耗限制等问题。DAC生物吸收工艺通过藻类生物的光合作用将CO_(2)吸收固定。基于双功能催化剂的DAC工艺可以在一个综合过程中实现CO_(2)的捕集与催化,节省了CO_(2)捕集后的运输与存储成本。DAC液体吸收工艺的关键装置为空气接触器、颗粒反应器、煅烧炉和熟化器,其中空气接触器开发的核心在于提高气液接触效率,减少喷淋过程中的水分损失和减轻设备腐蚀,颗粒反应器和熟化器开发的关键在于提高固液两相物料的接触效率以及反应后的固液分离效率。DAC固体吸附工艺由引风模块、吸附/再生模块、供能再生模块和CO_(2)压缩模块组成的模块化装置组成,其中优化吸附模块的核心在于提高气固传质速率、调谐CO_(2)捕集效率、降低压降;并基于不同应用场景工艺需求选择合适的再生系统或利用清洁能源,优化DAC工艺过程和开发高性能的DAC核心装置至关重要。

不同碳捕集场景下MEA/MDEA混合胺溶液的适用性分析

醇胺溶液吸收CO_(2)是工业上固定碳排放源碳捕集时最常用的方法,然而,捕集过程中的能耗问题一直是限制其大规模应用的主要障碍。通过提高化学吸收法入口处烟气中CO_(2)的含量,可提高吸收效率,在一定程度上实现降低能耗的降低。醇胺溶液的种类繁多,其中单乙醇胺(MEA)和甲基二乙醇胺(MDEA)因其良好的性能而备受关注。研究人员对醇胺溶液在燃煤烟气中的捕集性能进行了广泛研究,但鲜少对其他烟气工况下的吸收剂降低捕集能耗的效果进行相关研究。为了研究不同碳捕集场景下MEA/MDEA混合胺溶液适用性,获得不同碳捕集场景下MEA/MDEA混合胺溶液的最佳配比,使用Aspen Plus软件搭建了CO_(2)年捕集量为50万t的燃烧后碳捕集系统,对比分析了贫液负载、吸收压力以及解吸压力等关键操作参数对捕集过程中混合胺溶液胺流量、富液负载、循环容量以及再生能耗的影响,为不同碳捕集工况下捕集过程中操作参数的选择提供了依据。同时,对不同碳捕集场景下,不同配比的混合胺溶液的捕集性能展开深入了研究。结果表明,在同一碳捕集场景下,不同配比的混合胺溶液的性能呈现出较大差异,配比为1∶4的MEA/MDEA溶液对CO_(2)浓度变化最为敏感,当CO_(2)质量浓度从5%提高至55%时,再生能耗下降了40.07%。最后,通过层次分析法获得了不同碳捕集场景所适用的混合胺溶液的最佳配比:在CO_(2)质量分数为5%的碳捕集场景中,质量配比为4∶1的MEA/MDEA混合胺溶液性能最佳;在CO_(2)质量分数为15%的碳捕集场景中,质量配比为2∶3的混合胺溶液性能最佳;而在CO_(2)质量分数为25%~55%的碳捕集场景中,则是质量配比为1∶4的混合胺溶液呈现出最佳的性能。

横向感应加热装置功率因数的研究与优化

横向磁通感应加热技术因其连续加热金属薄板带材的优异性能一直是近年来研究的焦点。为了满足节能环保要求,提高加热系统的功率因数可加强系统能源的利用率同时降低设备的成本。基于对45钢薄带加热需求设计了横向感应加热装置,采用有限元数值模拟的方法研究结构参数与电激励参数对横向感应加热系统功率因数的影响,并结合各参数对加热系统功率因数的影响规律对加热模型进行优化。结果表明,优化后模型与初始模型相比,系统的功率因数上升0.048,相对不均匀度下降5.15℃。优化后的模型有效地提高了系统的功率因数,并改善了带材的温度均匀性。

陕北富油煤分子模型构建及其热解提油分子动力学特性

【目的】富油煤结构复杂,热解反应过程与机理不明晰,需要进一步研究富油煤结构与其热解产物分布的构效关系,明晰富油煤热解提油机理。【方法】以陕北典型富油煤为研究对象,结合^(13)C NMR、FTIR和XPS等表征方法,计算并构建富油煤分子模型,分子式为C_(444)H_(380)O_(74)N_(8)S。基于构建的富油煤分子模型,通过ReaxFF MD对陕北富油热解产物分布、热解特性以及焦油生成机理进行了深入分析。【结果和讨论】结果表明,陕北富油煤具有大量脂肪侧链和桥键等富氢结构,受热容易分解生成焦油和气体等挥发分。温度和升温速率对富油煤热解产物分布影响显著,模拟热解温度在1500 K时富油煤没有完全反应,挥发性产物质量分数为7.8%;模拟热解温度升高至2000~3000 K时,分子及自由基碎片运动越剧烈,二次反应也更明显。随着升温速率的增加,气体产物降低,而焦油产物先增加后减少;升温速率在100~200 K/ps时,富油煤没有完全热解,导致挥发分产率低于36%。根据热解产物分布推测,陕北富油煤热解反应机理是富油煤大分子中富氢结构受热断裂形成自由基碎片,进一步发生热解生成轻质焦油、重质焦油和气体产物。

产物导向与机器学习驱动的富油煤热解提油热效应评估

煤炭热解过程的热效应是煤炭热解机理研究、反应器设计等过程的关键参数。目前关于煤炭热解热效应的评估方法之间精度差异较大,其中应用最多且可行性最大的方法为基于同步热分析仪(TG-DSC同步联用)来进行测定,但该方法依然对仪器的测量精度依赖较大,且在得到热流曲线之后的热效应计算方法之间精度也存在差异,导致数据的可重复性差,难以适应大规模生产及工艺设计的需要。富油煤含有较多的脂肪侧链、桥键等富氢结构,在热解过程中受热裂解生成更多的焦油,是良好的煤制油原材料。热解工艺的调控是影响富油煤热解所制焦油品质的关键因素,这其中热解过程的热效应又是热解工艺开发的重要参数,因此无论是对富油煤热解还是对广义的煤炭转化来说,都迫切需要开发准确、高效的煤炭热解热效应评估方法。基于富油煤慢速热解实验结果并结合热解反应机理和经验公式,以产物为导向构建富油煤热解反应体系,利用经典热力学分析方法进行反应体系的热力学计算,得到富油煤热解过程的化学反应热,再结合热解过程中的物理吸热量,得到了富油煤中低温慢速热解过程中的热效应。结合已报道的煤炭热解实验结果和热解热效应测定值,利用机器学习方法中的随机森林模型对煤炭热解热效应进行非线性建模和预测。结果表明:基于实验结果,以产物为导向计算得到的富油煤慢速热解热效应数值总体要低于利用TG-DSC同步联用测得的数值,误差均在10%以内。基于机器学习算法预测得到的富油煤热解热效应的预测精度达到0.9352。综合来看,所构建的2种富油煤热解热效应预测模型具有实用性和适用性。

陕北富油煤热解提油产物分布特性研究

【目的】富油煤是集煤、油、气属性于一体的特殊煤炭资源,富含带有脂肪结构的侧链和桥键等富氢结构,在热解过程中易裂解生成焦油和煤气,是实现煤热转化制油气的理想原材料。目前关于富油煤热解提油相关研究尚处于起步阶段,探究热载体类型、升温类型、热解温度等工艺条件对热解过程的影响,对于优化富油煤热解制油气工艺具有重大意义。【方法】以陕北神木富油煤为研究对象探究其在CO_(2)、N_(2)等不同气体热载体条件下热解的油气产出特性,并利用响应面分析法建立富油煤热解所得焦油产率和轻质焦油产率受关键因素影响的回归模型,探究升温类型、气体热载体类型、热解温度三因素交互作用对二者的影响以及焦油产率和轻质焦油产率最大时的最优反应条件。【结果和结论】结果显示:慢速热解过程中,焦油产率在N_(2)气氛下随温度升高呈先升后降趋势,在550℃时最高为10.50%;轻质焦油产率不断增加,在600℃时达到60.67%。相比N_(2)气氛,CO_(2)气氛下,焦油产率和气体产率均有所升高,轻质焦油产率进一步提高,最高达63.67%,焦油中芳香烃和含氧化合物含量也有所升高。相比于慢速热解,富油煤在两种气体热载体条件下快速热解所得焦油产率均有所升高,600℃时CO_(2)气氛下最高(11.71%),焦油中酚油、蒽油等含量增加,轻质焦油产率下降,焦油中酚类、脂肪烃、含氧化合物含量有所增加,热解气中H_(2)和CH_(4)浓度有所降低。基于响应面分析得到三因素对焦油产率和轻质焦油产率影响的显著性顺序均为:热解温度>气体热载体类型>升温类型。以最大焦油产率和最大轻质焦油产率为目标,利用回归模型优化得到最优热解工艺分别为:快速热解、CO_(2)气氛、595℃和慢速热解、CO_(2)气氛、558℃,最优预测值分别为11.72%和60.75%。经过实验验证确定最优条件下的焦油产率和轻质焦油产率分别为:11.94%和60.67%,优化结果与实验验证结果基本一致。