根据国家统计局数据，截至2024年末，我国常住人口城镇化率达67%，速度全球最快。在快速发展的同时，大量建于上世纪八九十年代的建筑正步入“中老年”，设计标准偏低、经数十年使用后老化损伤，在安全性、舒适性方面的问题日益凸显，城市安全面临新挑战。如何用新技术、新材料让城市更安全、更宜居？“院士说”栏目第四期，南方网、粤学习记者对中国工程院院士、北京科技大学城镇化与城市安全研究院院长岳清瑞进行了独家专访，探讨如何以新技术、新材料为城市“强身健体”。
Q：我国城镇化步入中后期，部分老建筑可能会出现哪些问题和隐患？
A：我国城镇化速度是全世界最快的，带来发展的同时，房屋建筑在适居性、安全性、耐久性方面都出现了一些比较严重的问题。
第一个是安全性。三四十年前建的房屋，当时国家标准相对较低，经过几十年使用，又有老化损伤，按现在的标准来看，安全性存在很大不足，对它进行改造更新是刚性需求。第二个是舒适性和适用性。过去的房屋在面积、布局、层高、有没有电梯、水电暖等方面，已经不符合现在的需求。第三个是自然老化。任何事物都有寿命周期，房屋也一样。但对已经适用性不够、安全性不足的建筑，再花大成本修缮，本身价值也不是很突出。所以国家适时推出城市更新、老旧房屋改造等政策，非常有必要。
Q：针对这些问题，我们有哪些改造加固的办法？
A：改造和加固的技术，现在都能解决这些问题。我们国家土木工程领域这方面的技术没有问题，但我们还在开发新技术、新材料，让改造加固更便捷、更高效、成本更低，我们一直在追求这条路径。
新材料中以碳纤维为代表的高性能纤维，特点首先是高强，强度是常用钢材的十倍以上。第二，模量完全能满足建筑和基础设施需求。第三，非常轻，容重是钢材的五分之一，非常方便。第四，非常耐腐蚀，在沿海、潮湿、有腐蚀介质的环境下性能非常好。第五，抗疲劳性能比传统钢材和混凝土结构好得多。还有一个特点，几乎没有温度形变。另外工艺上也方便，可以做成布、板或预浸料，手糊工艺就很方便，而且很薄，看不出来。所以在结构加固补强方面应用非常广，也非常高效。
Q：它和传统钢筋混凝土是什么关系？是补充还是替代？
A：通常我们不谈替代，是补充和提升的关系。在既有建筑加固补强方面是补充。在新建结构中，主要解决传统材料不能解决或不能很好解决的问题，但今后在一些场景下会起到替代作用。比如现在世界桥梁最大跨度是两千米级，再建三千米级跨度的桥梁，用现有钢材几乎解决不了，因为自重大，强度不可能大幅提升，垂度问题就限制了它，就必须用高性能纤维复材。
Q：目前高性能纤维这种新材料的应用情况怎么样？
A: 已经在大量应用了。结构加固补强方面已大量应用。装备轻量化、结构轻量化方面正在推广，目前大概处在从1到10的阶段。比如应急桥梁，原来都是钢桥，很重，需要重型装备安装。用碳纤维复材加轻合金做成应急桥，可以用无人机吊装，在受灾场景下实现快速安装、快速使用。还有用于高层建筑火灾的应急云梯，目前最高到100米，再高就受限于材料刚度和重量了。用碳纤维复材，云梯有望较大幅度超出百米以上，实现高层建筑火灾时对人的救助。在一些工业设施中用碳纤维复材替代部分金属材料，重量可以大幅减轻。
Q：城市安全与我们每个人息息相关。您是城市安全领域的专家，从专业角度看，城市安全是什么？
A: 这些年随着快速的城镇化，城市安全事故经常发生，造成的人员伤亡和财产损失都较大。城市安全不仅关系政府企业，更关系到每一个人，所有人都应该有安全意识。
我认为，我们必须要建立城市安全防控的科技体系和管理体系。但现在总体应对上还是有点“头痛医头、脚痛医脚”，在长远部署、监测预警、及时应对上，依然有很多不足。我们提出要把城市作为一个生命体来对待，建设三个体系：“慧眼”“智脑”“巧手”。
“慧眼”是前提，对城市面临的各种灾害风险要做到能监测，比如洪涝、风灾等。“智脑”是建智能化的管控体系，哪里出了问题能快速反馈、快速决策、及时采取措施。“巧手”是做好应急预案和应对手段，软的手段包括应急措施、管理措施，硬的包括物资储备、科技支持。灾害不以人的意志为转移，必须有备无患。
Q：“慧眼”具体怎么实现？
A: 我们提出天空地协同监测预警。“天”是用卫星遥感，城市动辄数百到上万平方公里，必须有广域手段，非卫星遥感莫属。“空”是用无人机、机器人等机动灵活的手段。“地”是众多监测点提供精准数据。把这些数据协同起来，今后实现一体化，就能建好城市对灾害事故的“慧眼”。这套体系已经在深圳、广州、成都等很多地方应用，效果非常不错。
Q：随着新材料普及和安全体系建设，未来我们的城市生活会发生什么变化？
A：随着国家越来越重视，科技进步越来越快，成果越来越多，我们在防灾减灾的手段和措施上会取得很大进展，能够极大保障国家和人民的生命财产安全。每个生活在城市里的人都能平安健康，这也是我们的愿景。
