万德田:让玻璃幕墙不再成为“空中杀手”
文/记者 刘汝佳 编辑 陈永杰
★专家名片
万德田,中国建材检验认证集团教授级高级工程师,主持和参加了10余项国家科技攻关工作,并因此荣获2014年度国家科技进步二等奖1项。2016年,北京市科学技术协会授予了他茅以升科技奖。
20世纪,玻璃幕墙在我国的城市建筑材料中得到广泛应用,中国已经成为全球生产和使用幕墙的第一大国。但是,目前现有的幕墙已经“老年化”,玻璃幕墙伤人事件频发。如何让它不再成为“空中杀手”呢?
年仅39岁、入行整整十年的中国建材检验认证集团教授级高工万德田提出,可采用光弹扫描技术和基频相对法对玻璃幕墙进行“体检”,提前做出预警。
为玻璃幕墙定期“体检”
2014年11月30日,北京市朝阳大悦城外墙近30平方米的幕墙材料被瞬间来袭的大风吹落,砸中行人造成1人死亡1人重伤。实际上,国内各省均出现过因幕墙玻璃脱落造成的损物、伤人事件。而亮丽的大厦玻璃幕墙早已经成为了摩登城市的象征,很多幕墙已经逐步进入“老龄化”阶段,谁来解决这一安全隐患?为此,万德田团队决定全力“应战”,解决这一老百姓的安全痛点。
目前,我国光伏玻璃幕墙和真空玻璃等新型玻璃产品在应用中确实屡屡出现事故。有些光伏玻璃在层合过程中就破裂了,给生产厂家造成巨大损失;有的在保存或使用中发生自爆,或脱胶甚至炸裂,造成灾难性事故。真空玻璃长期受到大气压作用,使其内外表面很多地方存在拉应力,从而降低了玻璃的承载能力和耐久性,存在安全问题,因此没有得到广泛应用。显然,光伏玻璃、真空玻璃等节能环保功能型玻璃在建筑上应用存在的瓶颈是安全可靠性和耐久性问题。
针对我国光伏玻璃和真空玻璃研发和生产的现状,以及这两类节能玻璃在建筑结构应用中安全可靠性差的瓶颈问题,作为建筑玻璃结构功能一体化研究项目骨干成员的万德田,参与并做了大量的结构功能一体化的研究与设计工作,实现了建筑玻璃节能与安全的统一。
他探索新型安全高效节能真空玻璃的基本理论及制备工艺基本理论,根据热力学原理,合理地设计出高强、高可靠性的真空玻璃结构及其制备技术。
他还制定了光伏玻璃的结构安全性优化设计和耐久性评价规范,解决光伏玻璃的脱胶和自爆问题,建立风险预测技术。这一系列研究成果,在玻璃行业和城市建筑安全领域得到了广泛的应用,有效解决了钢化玻璃性能测试、建筑幕墙玻璃破碎及脱落风险的在线检测等技术难题,为大城市“建筑病”的预防、预警提供了有效手段,得到了社会的广泛关注。
实验室里的“老古董”
万德田所在的中国建材检验认证集团位于朝阳区管庄,但他几乎每天都在实验室里,很少出门。“看见你们我感觉我自己也出去遛了一圈儿。”这句玩笑话出自万德田之口,然而却可以感受到他发自心底的欢喜,也似乎正在敞开一位常年尘封在实验室里的“老古董”的心扉。
2007年,万德田从中国科学院金属研究所毕业,立志与他敬重的导师包亦望一起在科学的道路上共同战斗的初衷使他走进中国建材总院的大门,开始了陶瓷和玻璃材料力学性能评价的科研、技术开发工作。
十年间,长期在科研第一线的工作使他具备了系统、坚实的陶瓷与玻璃领域的专业理论知识,主持和参加了10余项国家科技攻关工作,并因此荣获2014年度国家科技进步二等奖1项,2011年被北京市科委授予北京市“科技新星”荣誉称号。2016年,北京市科学技术协会又授予了他茅以升科技奖。在他36岁时,就被评为了中国建材检验认证集团的教授级高工。
万德田总爱说“聪明的资质、内在的干劲、勤奋的工作态度和坚韧不拔的精神,这些都是科学研究成功所需的其它条件”。他相信这句名言,并且用一言一行去实践,攻克了很多难题,例如在极端环境下评价陶瓷材料力学性能的技术和仪器开发。
“把脉”极端环境下的材料性能
1986年的“挑战者”号航天飞机灾难仍被多次提及,刚起飞73秒,航天飞机发生解体,机上7名机组人员丧命。这次灾难性事故导致美国航天飞机飞行计划被冻结了长达32个月之久。最终调查发现,原因之一是陶瓷隔热瓦与母体界面脱粘后失去隔热能力,导致价值12亿美元的航天飞机被炸成碎片。失之毫厘谬以千里,任何一个小部件儿的性能都会成为影响成功的大问题,可以说材料性能的优劣一定程度上决定了人类探索飞行的极限。
如何在极端环境下检测材料的安全性?万德田项目组扛下了这个重任,他作为课题的项目负责人,参与了整个项目的制定和研发工作,针对超高温极端氧化环境下的材料力学性能评价没有任何标准和测试方法的现状,经过万德田长期反复的理论与实验,提出了缺口环法和局部受热加载法、动态冲击法测量其弹性模量、强度和断裂韧性等。该评价技术操作简单,适用范围广泛,实验结果准确可靠。
研究结果填补了国内外没有超高温极端环境下力学性能评价方法的空白,对保证超高温材料和构件在超高温极端环境服役期间的安全性和可靠性,减少灾难性事故的发生具有重要意义。
成为创新创意大赛的导师
“以前我遇见科研问题需要解决的时候,往往都是很‘执着’的,说好听点是不惜一切代价解决问题,说不好听点就是完全不接地气。”他口中的“不惜一切代价”指的是解决问题的经济成本,有的时候问题解决了,由于成本太高造成客户不接受,导致这个科研成果不能推向市场惠泽大众,结果可能就是“无用功”。
为此,万德田开始钻研金融方面的书籍,还报了金融方面的课程,自己进行成本核算,这样就可以提出一个性价比最高的评价体系让客户接受、让老百姓认可。
学着学着,他又发现了更有意思的事,在目前“双创”政策的支持下,他又成为了中央企业熠星创新创意大赛的导师。初赛上,介绍科研成果的同时,用专业的金融知识提出运作模式、优化投入形式、风险分析、基金策略等,一气呵成,坐上了2016届第一个直接进入决赛人选的“直通车”。
后来,记者问万德田,学习金融知识是不是也方便自己投资理财了?万德田表示自己的收入并不高,最高兴的还是将自己以及学生的科研项目推广到市场,“就算自己搭钱我也高兴啊。”■