立足亞熱帶地域特色探索建筑科學與工程
——亞熱帶建筑科學國家重點實驗室

華南理工大學

櫛風沐雨中成長壯大

華南理工大學的亞熱帶建筑研究起步于20世紀初，是我國高校建筑學科領域“老八校”之一。20世紀50年代，夏昌世教授、陳伯齊教授等老一輩科學家籌組創(chuàng)建亞熱帶建筑研究室。進入六七十年代，以林克明、馮秉全、龍慶忠、林其標、譚天宋、符羅飛等為代表的一批曾留學于歐、美、日的知名專家教授繼承和發(fā)揚了我國建筑領域現(xiàn)實主義學術傳統(tǒng)，對建筑自然降溫、通風、防潮及古建筑防雷、防洪、防震等展開了設計理論和方法的探索，對華南地區(qū)的建筑教育、建筑設計實踐及嶺南建筑風格的形成作出了巨大貢獻，逐步形成了嚴謹、務實、創(chuàng)新的研究理念和專業(yè)教育特色，在全國產(chǎn)生較大影響，在國內(nèi)建筑教育界享有較高學術地位。

經(jīng)過數(shù)十年櫛風沐雨的建設和發(fā)展，華南理工大學建筑學科已成為全國特別是華南地區(qū)教育和科研的重要基地，為國家和地方培養(yǎng)了大批具有扎實專業(yè)素養(yǎng)的建筑學科人才，孕育了莫伯治、佘峻南、容柏生、張佑啟、何鏡堂、吳碩賢6位院士和多位國家工程勘察設計大師。1978年，國家批準華南理工大學成立教育部亞熱帶建筑研究室；2005年，亞熱帶建筑科學教育部重點實驗室設立；2007年年初，在原亞熱帶建筑教育部重點實驗室的基礎上，以建筑學和土木工程兩個一級學科為核心，融合聲學、光學、交通、環(huán)境科學與工程、材料科學、信息技術、城市社會學等交叉學科，經(jīng)科技部批準，亞熱帶建筑科學國家重點實驗室（以下簡稱“實驗室”）成立，2010年6月通過科技部驗收，2013和2018年實驗室通過科技部2次評估。

實驗室現(xiàn)有兩觀三性建筑理論與設計創(chuàng)新團隊、綠色建筑與可持續(xù)城市團隊、亞熱帶建筑遺產(chǎn)保護與活化團隊等13個研究團隊，現(xiàn)有固定研究人員109名，其中院士2名、“長江學者”特聘教授2名、國家杰出青年科學基金獲得者4名、國家“百千萬人才工程”2名、國家勘察設計大師4名，教育部新世紀人才7名、廣東省珠江學者特聘教授3名。有建筑學、城鄉(xiāng)規(guī)劃學、風景園林學、土木工程、力學5個博士后流動站。

緊扣需求推動技術進步

實驗室主體研究工作緊扣國家經(jīng)濟與社會發(fā)展的重大需求，根據(jù)當前我國小康社會人居環(huán)境建設和城鎮(zhèn)化的大背景，緊緊圍繞生態(tài)宜居城鄉(xiāng)規(guī)劃，密切關注建筑與土木工程學科領域國際國內(nèi)前沿發(fā)展動態(tài)，突出亞熱帶地域特色，積極開展新型城鎮(zhèn)化、綠色建筑、鄉(xiāng)村振興、防災減災、環(huán)境保護、遺產(chǎn)保護等研究。探索建筑科學與工程領域中的重大科學和技術問題，取得高水平的自主創(chuàng)新性成果，推動我國及國際相關領域的技術進步。核心研究方向包括：綠色建筑設計創(chuàng)新理論與實踐研究，大灣區(qū)智慧城市與景觀規(guī)劃創(chuàng)新理論研究，亞熱帶建筑物理環(huán)境與節(jié)能，綠色高性能建筑結(jié)構與建材及其工業(yè)化技術，亞熱帶海洋軟弱土地區(qū)工程結(jié)構全壽命智能監(jiān)控與管理。

近年來，在華南理工大學“雙一流”建設的大力扶持下，實驗室在何鏡堂院士、吳碩賢院士的帶領下，一大批中青年學術骨干脫穎而出，在科學研究、隊伍建設、學科建設、人才培養(yǎng)等實驗室建設各方面都取得了長足的進步和快速的發(fā)展，社會知名度和影響力有了較大提升，呈現(xiàn)出了非常良好的跨越式發(fā)展勢頭。2018年以來，實驗室共承擔各類科研項目849項，合同總經(jīng)費達到46951.85萬元，其中國家級項目71項，科研合同總經(jīng)費6525萬元；發(fā)表各類論文1620篇，《科學引文索引》（SCI）收錄論文近600篇；專著與教材37部；授權發(fā)明專利92項；獲科技類獎項13項，包括國家科技進步獎二等獎1項，華夏建設科學技術獎一等獎1項，廣東省科技進步獎一等獎4項，廣東省技術發(fā)明獎一等獎2項。在工程實踐方面，獲設計類獎項245項。

實驗室將在依托單位華南理工大學的領導和有力支持下，充分發(fā)揮科學研究與人才培養(yǎng)優(yōu)勢，結(jié)合自身建設任務，以協(xié)同創(chuàng)新作為實驗室發(fā)展的基本思路，以創(chuàng)新求發(fā)展，以發(fā)展促創(chuàng)新，盡快實現(xiàn)科研成果的轉(zhuǎn)化，服務國家和地方經(jīng)濟建設。經(jīng)過5～10年的時間，將實驗室建設成為國內(nèi)一流、在國際上具有較大影響和競爭力的建筑科學應用基礎研究基地、高素質(zhì)科技人才培養(yǎng)基地、建筑科技文化傳承與創(chuàng)新基地和學術交流基地。

創(chuàng)新交流為雙碳助力

2021年，雖然面臨新冠肺炎疫情的考驗，但是實驗室仍然頂住壓力，在多個方面取得了可喜的成果。

其中，大灣區(qū)可持續(xù)景觀研究團隊的創(chuàng)新項目入圍2021年英國皇家風景園林獎景觀創(chuàng)新獎。此項目是由華南理工大學建筑學院、土木與交通學院、計算機科學與工程學院及設計學院師生共同參與的跨學科聯(lián)合團隊項目，名為“低影響開發(fā)布局工具包——基于成本效益分析的低影響開發(fā)空間優(yōu)化布局可視化框架”。

此項目通過風景園林師和水利工程師的通力合作，探索如何實現(xiàn)最優(yōu)的低影響開發(fā)（LID）設施空間布局，以得到不同建設成本下削減雨水徑流的定量方法。通過多目標優(yōu)化算法（MOEA）與雨水管理模型（SWMM）的耦合，建立了低影響開發(fā)的成本-效益分析模型，實現(xiàn)了在不同建設成本的條件下低影響開發(fā)設施布局與成本效益關聯(lián)的可視化。

項目還將上述研究可視化為網(wǎng)站工具，用以幫助建設方、設計師和工程師更好地量化和控制LID建設成本，實現(xiàn)LID設施的最優(yōu)布局。作為應對城市內(nèi)澇和氣候變化的有利手段，它還將有助于提高城市的韌性，在全球范圍內(nèi)顯著提高LID實踐的質(zhì)量和數(shù)量。此外，它將有助于推廣“更高效益和更低成本”的發(fā)展理念，這與聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標相呼應。

另外，在建筑表皮技術節(jié)能方面，實驗室推出國際首創(chuàng)的全新建筑表皮節(jié)能技術，迎合“雙碳”戰(zhàn)略之下建筑節(jié)能邁向超低能耗、近零能耗的趨勢。采用這一技術的產(chǎn)品名為UP（不飽和聚酯樹脂）氣密平移窗。此產(chǎn)品國際首創(chuàng)采用玻璃纖維增強不飽和聚酯樹脂拉擠成型，使得窗框型材的熱工、力學、耐腐蝕性能均得到了顯著提升，并且降低了材料生產(chǎn)與型材加工成本。

在合作交流方面，2021年，亞熱帶建筑科學國家重點實驗室智慧低碳城市聯(lián)合實驗室（以下簡稱“聯(lián)合實驗室”）掛牌成立。聯(lián)合實驗室的成立，結(jié)合了實驗室在建筑物理環(huán)境與節(jié)能、防災減災、生態(tài)環(huán)境等方面積累的研究成果，也依托于廣東省城鄉(xiāng)規(guī)劃設計研究院多年扎根城鄉(xiāng)規(guī)劃設計行業(yè)、深耕粵港澳大灣區(qū)的實踐經(jīng)驗優(yōu)勢，是校企戰(zhàn)略性互動合作的新嘗試。未來，立足聯(lián)合實驗室的平臺，實驗室將為智慧低碳城市建設發(fā)展作出更多貢獻。