“我们不是闭门搞研究，而是面向工程一线需求‘解题’。企业出了卷子，我们负责作答。”西安建筑科技大学副校长、绿色建筑全国重点实验室常务副主任王怡教授这样定义团队的工作。多年来，王怡领衔的工业建筑环境与节能创新团队把实验室“搬”进工厂，用一项项创新技术，改善工业建筑环境质量、提升智能化水平和推动节能降碳。
陕西省近年来将秦创原“科学家+工程师”队伍建设项目作为实施创新驱动发展战略的关键抓手，将高校科研前沿理论与企业工程实践需求紧密结合，精准对接生产实际，协助梳理测试中的技术难点，打通产学研壁垒，有效推动制造与服务融合发展。该项目采用“双首席负责制”，由企业工程师提出需求、高校科学家解决技术瓶颈，重点突破高端装备、新材料等九大领域技术难题。
一场始于“摆动流嘴”的接力
“校友说高炉出铁场的‘摆动流嘴’通风除尘效果一直不好，让我有空去看看。”王怡回忆。20多年前的一个暑假，她带着学生第一次走进了钢铁厂。
眼前的一幕让她记忆深刻：巨大的铁水罐车在铁轨上缓缓移动，作为高炉出铁场的关键设备，“摆动流嘴”承担着分配高温铁水的任务，高温熔融的铁水从中倾泻而下，与铁水罐车碰撞的瞬间烟尘便会腾空而起。“厂房里虽然有庞大的通风系统，通风管道甚至大到可以在里面开汽车，但还是会有烟尘‘跑’出来。”王怡说。
这些含有可吸入粉尘的高温烟气，是威胁工人健康的“头号杀手”。“工人如果长期在这样的环境里，会面临健康受损的风险。”王怡说。
团队接下了如何高效捕集高温烟尘这个任务，从精准捕集的机制创新出发，提出了高炉出铁场的通风捕集系统技术改造方案，有效提高高温烟尘捕集效率。经过反复计算、模拟和现场调试，最终让这个区域的烟尘浓度降低了90%，能耗也同步下降。
“我们持续总结经验，把这套技术写进了行业标准。现在，我们的高温烟尘捕集技术，已经在高炉、转炉、电炉、轧钢等钢铁行业的主要工艺流程中得到全面推广应用。”王怡说。
产业不断升级，团队就沿着产业链“追”着问题跑，从钢铁行业“追”到了有色金属冶炼。“有色金属冶炼不仅会产生高温烟尘，还有二氧化硫等气态污染物，炉型更开放，控制难度更大。”团队成员、西安建筑科技大学教授黄艳秋举例，在陕北一家镁企业，团队从污染源散发特性研究到捕集方案设计，提供了全链条服务，目标是既控尘又控气。
从有色金属冶炼，他们又“追”到了高端制造。“产业结构在转型，一些金属冶炼企业从卖铝锭到产铝箔，精密加工越来越多，散发的油雾也多了。”专注这一领域的团队成员、西安建筑科技大学教授杨洋介绍，这些油雾粒径极小，多在1微米以下，对工人呼吸系统乃至心血管都有潜在危害。国内过去缺乏自主研发的高效捕集技术，较依赖进口设备。团队和中色科技股份有限公司合作，花了几年时间，把油雾产生、扩散的规律摸透了，设计出适配的捕集系统。“现在一套设备可以使工作区污染物暴露浓度降低60%。”中色科技股份有限公司环保所所长杨春晖说。
从钢铁、有色金属，到材料制备、机械加工，再到建筑工业化……团队的“服务清单”越来越长。覆盖的工艺也从最初的炼钢，延伸到高污染散发类制造业厂房。
一个来自“龙卷风”的灵感
如果说解决“摆动流嘴”问题是团队服务的开端，那么“人工龙卷风”技术的诞生，则是一场“从0到1”的跨越，也是团队创新能力的集中体现。
“在大型厂房中，传统的通风方式，无论是自然通风还是机械设备通风，都存在缺陷：自然通风无能耗、风量大，但由于环保要求排放受到限制；机械通风系统可以对室内空气污染进行净化，但效率低、能耗高。”王怡点出了工业建筑环境控制的困境——现代生产促进了工业建筑向大型化发展，但在长度数百米、高度十数米的巨型厂房里，污染物像无头苍蝇一样无序扩散，传统方法常常“力不从心”。
转机来自一次师生交流。当时还在读博士研究生的曹智翔，兴奋地给导师王怡看了一段龙卷风的视频：“老师，您看龙卷风能把地面附近的东西卷到那么高的空中，能不能在厂房里造一个‘人工龙卷风’，把污染物从四面八方卷到一起，再吸走？”
“这个想法很大胆，很有想象力！”王怡回忆，“当时我就告诉他，这件事值得做，去做吧。”
创新从来不只靠灵光一闪。从实验室到厂房，曹智翔经历了漫长的试错过程。在实验室里效果完美的设计，挪到高十几米、面积数万平方米的真实厂房，会遇到各种意想不到的干扰因素：人员走动、设备运转、门窗漏风等，常常导致“人工龙卷风”难以成形。
团队没有退缩，针对工程中发现的各种问题，一次次跑现场、调参数、改方案。最终，这项“人工龙卷风”环境控制技术成功落地。在重庆一家新材料企业的容积达30万立方米的厂房中，“人工龙卷风”技术应用后，水雾滞留时间从10分钟骤降至1分钟以内，车间视野提升超过80%，能耗也大幅下降。
这项师生共创的“人工龙卷风”环境控制技术，不仅获批了多项国家自然科学基金项目，还被写入国家行业标准。
一次“交叉创新”的探索
解决了“污染控制有没有效果”的问题，团队将目光投向了更高维度：“我们能把污染物浓度降得很低，但对于随机性强的污染源散发，怎样才能做到智能感知、智能调控？如何做到既能以最低能耗控制污染物，又可以满足工人健康保障需要？污染物降到多少，能达到最佳平衡点？”王怡提出了交叉学科难题。这超出了传统工程科学的范畴，需要医学、信息技术的介入。
团队主动与疾病防治机构和专家“牵手”。职业病防治专家懂病理、懂诊断，但他们需要工程手段来实现“一级预防”。而王怡团队提供的，正是精准的工程防护技术。
双方目前正在探索工程防护与职业健康协同机制，共同编写职业卫生工程防护方面的著作，联合培养工程博士，助力职业病防治标准优化。“医工结合”，让技术服务从“达标”迈向了人文关怀。
与此同时，节能降碳这根弦，团队始终绷得很紧。基础原材料行业利润薄，一项环保技术如果让企业用不起、用不久，就无法真正推广。
在广东湛江某钢铁公司，团队为焦炉工序装上了“智能大脑”。通过视频监控、传感器，结合工艺信号实时感知污染物产生量，动态调整通风系统风量，实现“按需通风”。“作为中国五矿全国重点实验室专项资金项目示范工程，单套焦炉每天就能节约560度电，一个项目一年可节电20万度。如果全厂推广，减碳量相当可观。”中冶建筑研究总院有限公司王珲博士说。
陕西省科技厅相关负责人介绍，秦创原“科学家+工程师”队伍建设项目优先支持企业联合省外高水平高校、科研院所申报，优先支持“三项改革”科技成果转化项目，优先支持解决“卡脖子”技术短板、研发国产替代产品、预期经济效益高的项目。申请成功的“科学家+工程师”队伍均纳入陕西省重点研发计划项目类别管理，给予一定财政科技经费支持，实行科研经费“包干制”管理。“‘科学家+工程师’队伍建设项目将产学研用结合，助推研究成果落地，让高校与企业实现双赢。”黄艳秋说。
