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    專業科研黨員奮戰前線 北科師生助力防疫攻堅——北京科技大學師生參與武漢火神山、雷神山醫院排風設計的聯合科技攻關

    發布日期:2020-03-02

        自新型冠狀病毒感染的肺炎疫情發生以來,北京科技大學土木與資源工程學院第一時間響應黨中央各項決策部署,堅決執行學校防疫工作的各項規定,號召全院師生和全體黨員主動有為、配合防疫,依托專業優勢,為馳援全國防疫工作獻計獻策。其中,土木工程系許鎮副教授帶領五人課題組充分發揮主觀能動性,參與了清華大學主導的抗疫醫院排風環境污染快速分析的聯合科技攻關,為火神山、雷神山兩座醫院排風設計提供了重要依據。而在這樣一支立足科研、專業防疫的隊伍中,有四名中共黨員,他們齊心協力、攻堅克難,彰顯了北科師生的擔當,詮釋了青年黨員的使命,是當之無愧的戰“疫”模范。

        在幾千萬云監工下,備受關注的武漢火神山、雷神山醫院在短短10天左右就交付使用,為抗擊新冠肺炎疫情發揮了重要作用。其中,在火神山、雷神山的設計過程中也有北科人的努力付出。北京科技大學土木與資源工程學院許鎮副教授帶領吳元、薛巧蕊、張芙蓉、齊明珠、楊雅鈞五名研究生參與研發了醫院排放有害氣體對環境影響的快速評估工作,為臨時醫院設計提供了技術支持。

     

    施工現場

        為避免發生交叉感染,火神山、雷神山等傳染病醫院都采取負壓病房,并利用專門的排風系統向室外排出病房內受污染的空氣。雖然排風系統針對含病毒空氣采取了很好的過濾措施,但是過濾后的排放氣體依然含有部分新冠病毒,可能對布置于室外的新風口和醫院環境造成污染。因此,基于具體醫院的實際情況,模擬室外含病毒空氣的擴散機制,就可以定量評估臨時醫院排放出的含病毒空氣的污染風險,為排放物的二次污染防控提供更加定量具體的參考和依據。值得注意的是,由于火神山、雷神山醫院的設計和建造期只有10天左右,留給排風環境影響分析的時間一般只有幾個小時,常規方法很難充分滿足此類抗疫醫院的緊迫需求。

        針對上述需求,在火神山、雷神山醫院設計單位中信建筑設計研究總院有限公司、中南建筑設計院股份有限公司等單位支持下,許鎮老師課題組參與了由清華大學陸新征教授主導、北建大解琳琳副教授共同參與的聯合科技攻關,在除夕當天就組織研究生開會討論,與時間賽跑。憑借前期的技術積累和連續奮戰,短短3天時間,在大年初二就聯合研發了建??焖?、分析高效、可視化清晰、開源免費的排風環境污染快速分析方法及程序,可滿足雷神山、火神山醫院排風環境污染分析的緊急需求。

        隨后,聯合攻關組配合火神山、雷神山醫院工程進度要求,對醫院周邊區域室外有害氣體濃度和分布進行了分析。聯合攻關組以開源流體力學計算軟件FDS為基礎,實現了臨時醫院建筑的快速建模、基于云計算平臺的高效計算、以及有害氣體流動的監測和可視化,并驗證了模擬方法的準確性,成功應用于武漢火神山、雷神山醫院的室外有害氣體排風設計(如下圖所示),相關技術細節分別在線發表在我國科技期刊《工程力學》和《城市與減災》上。

     

    武漢火神山醫院有害氣體軌跡及濃度等值面(武漢冬季平均風速,東風)

     

    武漢雷神山有害氣體軌跡及濃度等值面(武漢冬季平均風速,西南風)


        許鎮老師課題組參與的聯合攻關工作,可以快速準確地評估排風口有害氣體對室外空氣的污染影響,助力設計院優化了新風口、排風口的位置和高度,最后將各個風向和常見風速下的新風口附近有害氣體濃度控制在顯著低于傳播限值的范圍內,并在醫院建設中得到了實施,降低了二次污染風險,保障了這兩座醫院及周圍環境的安全。

     

    許鎮老師課題組合影

        此外,令人欣喜的是,在北京市建筑設計研究院有限公司的支持下,許鎮老師等參與的聯合攻關成果也在北京地壇醫院(北京第一傳染病醫院)近期的病房樓升級改造工程中得到了應用,也為北京市防控新冠肺炎疫情貢獻了一份力量。

        防疫攻堅,同舟共濟。土木與資源工程學院師生立足大局,充分發揮專業優勢,用科學研究助力防控阻擊戰,從除夕一直到開學,不間斷的開展著模擬實驗,彰顯了青年黨員將初心書寫在行動上、把使命落實在崗位上的精神風貌,表現出極強的科研精神和戰斗力,切實發揮了共產黨員的先鋒模范作用,為全國抗擊新冠肺炎疫情貢獻了北科力量。



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