王盛卫 | 智慧能源与建筑的“柔性”革命

在人类文明的演进史上，建筑的形态始终是时代技术与智慧的结晶。从遮风避雨的茅屋，到雕梁画栋的殿宇，再到耸入云霄的摩天大楼，每一次飞跃都深刻改变着人类的生活图景。然而，在工业文明的轰鸣背后，建筑亦成为吞噬能源的巨兽与碳排放的隐形推手。当全球“碳中和”的号角吹响，人们如何重新定义建筑的角色？它能否从一个静态的能源消耗者，转变为动态的、智慧的能源调节者，甚至成为赋能城市可持续发展的“绿色细胞”？

▲王盛卫

这一关乎文明存续的宏大命题，正是香港理工大学智慧能源研究院院长王盛卫教授40余年科研生涯的终极叩问。这位从湖北宜昌走出的学者，以华中理工大学的扎实根基为起点，远渡重洋至欧洲学术腹地，最终扎根于东西方交汇的香港。

王盛卫不仅是国际建筑能源领域声名显赫的科学家，更是一位思想的先行者与体系的构建者。在他的视野中，建筑不再是冰冷的钢筋混凝土集合，而是一个拥有“呼吸”与“脉搏”、能与整个能源网络对话的智慧生命体。他将艰深的暖通空调、楼宇自动化、人工智能与电力系统融会贯通，编织成一张应对能源与环境挑战的智慧之网。他的故事，不仅是一位科学家的攀登之路，更是一场关于如何以科技之柔，化解文明发展之刚的深刻启示。

格物穷理——在时代浪潮中锚定科研航向

云程发轫，万里可期。王盛卫的科研之路，始于一个朴素的工程师梦想。1963年，他出生于湖北宜昌，童年时光恰逢国家工业建设恢复期，工厂里工程师们专注解决技术难题的身影，在他心中种下了“成为工程师”的梦想种子。彼时，国家对工科人才的迫切需求，为他后续选择工科道路奠定了深刻的时代基调。

16岁时，王盛卫以优异成绩考入华中工学院（现华中科技大学）。彼时的他对专业选择尚无清晰规划，最终因“服从国家专业分配”，进入了此前了解不多的制冷空调领域。虽非最初设想的方向，但学校严谨扎实的工科基础教育体系，为他打下了坚实的学术根基——不仅系统掌握了热力学、传热学、材料力学等核心学科知识，更在潜移默化中培养了“重基础、强应用”的学术思维。“我们那个年代的大学生虽普遍缺乏明确的职业规划，但有着‘服从安排、做好当下’的务实态度”，这种不纠结于“选择限制”、专注于“能力提升”的心态，成为他日后应对学术转型、跨界研究的重要精神支撑。

命运的转折发生在欧洲。硕士毕业时，得益于国家对外学术交流政策，王盛卫获得赴德国科隆进修的机会，1989年又转入比利时列日大学攻读博士学位。在此期间，他参与了一项国际能源署（IEA）的重大研究项目，负责建筑能源系统的“实时仿真”。这在当时是极为前沿的领域，他形象地解释道：“我们要做一个虚拟的、实时的能源系统，然后连接一个真实的管理系统去控制它，这样就可以在虚拟环境中便捷、灵活地调试和测试新的控制技术和软件。”30多年后的今天，这套方法论被赋予了一个响亮的新名字——数字孪生。王盛卫不无自豪地说：“我常说，数字孪生不是什么新东西，我们30多年前就做这项研究。现在的技术基础与核心理念，并没有太多概念上的不同。”这段经历不仅让他站上了当时全球研究的前沿，更通过每半年在欧洲各国轮流举行的学术会议，将他彻底“纳入国际学术圈里”，塑造了他开放、协作与国际化的学术视野。

在与欧洲学者的合作中，王盛卫始终以“中国人”的身份自豪，用刻苦与聪慧展现中国科研工作者的素养，当时欧洲小城列日流传的“深夜亮灯的房间里一定有中国学生”的说法，正是以他为代表的中国留学生群体的生动写照。博士毕业时，欧洲科研环境虽然成熟，但“亚裔学者难以融入核心圈”的隐性壁垒及当地学者“你早晚要回国”的普遍认知，让王盛卫放弃了留欧发展的机会。而香港“离家近”的地理优势、蓬勃发展的科研潜力，以及香港理工大学建筑环境专业的本土需求，成为他的最优选择。这份选择的背后，既有对故土的眷恋，更有希望将所学知识用于中国土地的家国情怀。

刚入职香港理工大学时，香港高校正处于从“重教学”向“重科研”的过渡阶段，基层管理者多不重视研究，教学任务异常繁重。但王盛卫始终秉持“大学教师必须做研究”的自觉，在无压力、无资源的情况下，主动开展建筑能源优化研究，成为香港理工大学科研转型的早期参与和推动者。

也是在香港，王盛卫“格物穷理”的工程师精神找到了绝佳的生长土壤。他敏锐地意识到香港与欧洲在气候、建筑形态上的差异，迅速将研究重心从欧洲擅长的“建筑采暖系统”转向“空调制冷系统节能”。针对香港亚热带气候与高密度建筑特点，他突破传统低密度建筑研究的局限，聚焦大型楼宇能源系统优化和智慧化，形成“气候适配+建筑类型适配”的差异化研究方向，也希望通过技术创新解决香港乃至中国南方地区建筑能源的难题。长期以来，在香港这片融合东西方文化的土地上，王盛卫既借助国际化平台接轨全球前沿，又始终心系国家需求，为后续以科研成果服务香港、回馈内地奠定了坚实基础。

破壁创新——以跨学科思维破解行业难题

“节能的本质并非简单减少服务，而是在满足人体舒适性、工业工艺需求的前提下，实现能耗最小化。”在建筑能源领域深耕多年，王盛卫始终坚信这一核心逻辑。而这一理念也成为他破解行业难题的出发点，让他的研究始终紧扣“实用”与“落地”，以技术服务社会、助力国家能源转型。

针对既有建筑节能潜力模糊的问题，王盛卫建立起“节能及风险评估—节能空间挖掘—经济性优化”的技术闭环，通过细致的系统优化及运行控制优化，在香港国际贸易中心等标志性建筑项目中实现15%～42%的节能率，单栋建筑年节能量最高超过1000万千瓦时。这些成果不仅为香港商业建筑节能提供了可复制的方案，更为内地同类高密度建筑的节能改造提供了重要参考，推动了粤港澳大湾区建筑能源效率的整体提升。

在新建建筑设计领域，王盛卫更是首创将不确定性分析引入建筑能源系统优化。“建筑能源系统的设计本质上是‘估算’，从人员设备数量到天气变化，再到设备效率影响，诸多变量都存在不确定性。”在他看来，传统设计为规避风险，往往选择“偏大”的设备配置，导致能耗浪费；而配置过小，则可能承担法律责任。他通过概率化分析，量化这些变量的偏差概率——例如估算值为1000的负荷，可能在900～1100区间波动的具体概率——并构建“概率化优化决策模型”，在安全与节能之间找到最优平衡点。

星奔川骛，时移世易。随着国家“双碳”目标的推进，王盛卫敏锐地捕捉到电网供求平衡面临的新挑战。早在15年前，当可再生能源并网比例尚微不足道时，他便发现其随机性、不可控性导致的电网供求失衡问题，弃风弃光现象初现端倪。而传统用户侧“被动按需用电”模式，无法为电网平衡提供支持。为此，他率先在建筑侧开展“电力柔性建筑”技术研究，希望通过大型建筑能源系统的灵活调节，为国家电网“碳中和”转型贡献力量。这一研究方向的选择，正是他立足香港、服务国家能源战略的直接体现——香港作为国际金融中心与科研枢纽，其建筑能源技术的创新，既能为内地提供借鉴，也能向全球展示中国应对气候变化的技术方案。

在“电力柔性建筑”技术研发中，王盛卫团队攻克两大关键难题：一是制冷空调系统直接减载时的“基于反馈的有限冷量分配机制”，通过实时监测各区域需求，在冷量有限时优先保障各区域的舒适性，避免因整体减载影响用户体验；二是供冷和冷量分配及终端侧的“解耦控制技术”，让建筑能源系统能够实现及时、便捷、精准响应电网的需求，主动提供“电力辅助服务”，相当于为电网安装了可靠且低成本的“缓冲器”。

最初，王盛卫曾开玩笑“退休前能看到这项技术应用”，但在国家“双碳”目标的推动下，近5年该技术迅速成为建筑能源领域的热点，已在香港多栋商业建筑试点应用，并逐步向内地推广，提前10年实现了技术落地。这一成果的快速转化，不仅印证了他的学术前瞻性，更体现了香港科研成果与国家战略需求的高度契合。

在智慧建筑技术领域，王盛卫更是将跨学科创新发挥到极致。他主持的香港研资局重大项目“下一代智慧建筑关键技术应用”，直面行业两大痛点：一是“低质量数据利用”，针对建筑现场测量数据可靠性低的问题，研发基于多模态数据融合的智能校准和诊断算法，实现建筑健康状态的精准识别；二是“基于物联网分布式优化控制”，突破跨网络控制的延迟、可靠性等问题，开发跨网络设备实时优化决策技术，让楼宇设备间实现“传感器-控制器-执行器”的物联网上现场级联动。这些技术不仅适用于香港的高密度建筑，更能满足内地城镇化进程中对智慧建筑的需求，为粤港澳大湾区智慧城市群建设提供了技术支撑。

2023年，王盛卫团队在数据中心冷却技术领域取得重大突破，相关研究成果发表于《细胞》（Cell）子刊《细胞报告：物理科学》（Cell Reports Physical Science）。他们提出“41℃环球自然冷却温度”概念，通过建模分析全球不同气候条件，发现当数据中心运行温度设定为41℃时，几乎所有地区都能实现全年100%自然冷却，较传统22℃设定温度降低56%的冷却能耗。这一成果被《科学日报》（Science Daily）等十余家国际顶级科技媒体报道，成为全球数据中心节能领域的有价值的发现。在接受媒体采访时，王盛卫强调：“这项技术不仅能降低能耗，更能为中国乃至全球的数据中心绿色转型提供技术目标。”

薪火相传——以平台与情怀赋能行业未来

青矜致远，薪火相传。回顾40载学术生涯，王盛卫始终将人才培养置于重要位置，他深知，科研成果的传承与创新，最终要依靠一代又一代的青年学者。在培养学生时，他形成了独特的“三阶段培养模式”：初期，为学生确定课题方向、指导研究方法，帮助他们打好专业基础，避免走弯路；中期，逐步放手，鼓励学生自主设计研究和实验方案、分析研究数据，培养独立思考能力；后期，则完全让学生主导研究，仅在关键决策节点提供建议，助力他们尽快成长为能独当一面的科研人才。

▲王盛卫在实验室

在王盛卫看来，培养学生，不仅要教他们做研究，更要教他们如何做有用的研究——既要解决学术问题，更要回应工业需求。在素质培育方面，王盛卫尤其注重学生“三重能力”的协同提升：一是扎实的专业基础，要求学生熟练掌握本领域和了解相关领域专业知识，这是开展跨学科研究的根基；二是踏实的治学态度，他坚决反对“短平快”的学术浮躁，强调研究成果的价值、实验数据的真实性、论文结论的严谨性，“科研容不得半点马虎，今天的小疏忽，可能会导致明天工程上的大问题”；三是前沿洞察力，他鼓励学生多与现场工程师交流、参加跨学科学术报告，从工业需求与跨界领域中寻找研究灵感。

面对不同时代、性格迥异的学生，王盛卫遵循“因材施教”。他深知“00后”与“60后”的思维天差地别，但他坚守不变的原则是“我们不是为自己着想，而是为学生着想。”从教四十载，如今桃李遍天下，他培养的学生遍布国内外顶尖高校与龙头企业，4人入选国家“海外高层次人才引进计划”，成为建筑能源领域的中坚力量。许多学生回忆起恩师时，都用“既严又暖”来形容——学术上毫不妥协，生活中却关怀备至。有学生毕业后想回国发展，他积极推荐内地高校与企业资源。他时常对学生说，“不管走多远，都不要忘了自己是中国人，要把学到的知识用在祖国需要的地方。”这份对家国情怀的传承，让学生具备了更多的责任感。

王盛卫还积极搭建跨学科科研平台，为香港乃至国家的智慧能源研究汇聚力量。5年前，他牵头成立香港理工大学智慧能源研究院，整合了12个系的70名教研人员，涵盖能源材料、可再生能源、储能、智慧建筑、智能电网五大研究方向，汇聚五六百人的跨学科团队。不同于传统院系制的壁垒，研究院以“问题和社会需求为纽带”，让不同领域的学者围绕共同目标协作。

为支撑研究院发展，王盛卫积极争取资源，不仅获得学校每年1000万港元的专项经费，用于支持团队开展前沿探索，还通过“小（资金）投入支持大（项目）申报”的路径，5年内斩获2亿～3亿港元的外来科研经费，其中包括国家自然科学基金、香港研资局项目、工业界资助等。仅工业界的资助就实现了“基础研究—技术研发—产业应用”的资金闭环，不仅可以用于科研设备购置与人员培养，更为香港与内地的科研合作搭建了桥梁——研究院与华中科技大学、清华大学等内地高校共建联合实验室，与南方电网、香港地铁等企业开展技术合作，将香港的国际化优势与内地的产业基础相结合，践行了“香港所长、国家所需”的发展理念。

在技术转化方面，王盛卫从2005年起就坚持“学术研究与应用实践并重”，反对“为论文而论文”。他提出“研究要么服务当下，要么服务未来”——当下问题如新建筑优化和既有建筑节能改造，直接关系到节能减排目标的实现；未来问题如电力柔性技术，着眼于国家长期能源安全。这一理念，让他的研究始终与国家社会需求紧密相连。多年来，他带领团队完成30余项工业咨询项目，代表性案例包括香港环球贸易广场（香港最高建筑）的能源系统优化、土瓜湾地铁站通风系统建设、制药洁净室空调系统等。截至目前，团队技术转化实现年节能超2500万千瓦时，10年累计节能2.5亿千瓦时以上，相当于减少17.5万吨碳排放，为香港实现“2050年碳中和”目标、国家“双碳”目标推进提供了坚实的技术支撑和示范。

在此期间，王盛卫发表学术期刊论文500余篇，其中350余篇收录于《科学引文索引》（SCI）权威专业期刊，包括《能源》（Energy）、《应用能源》（Applied Energy）、《IEEE物联网期刊》（IEEE Internet of Things Journal）及《IEEE智能电网汇刊》（IEEE Transactions on Smart Grid）等领域顶刊；2016年，他入选世界“能源科学与工程”领域前150名高被引学者；2021年，在全球科学家排行榜中位列“建筑与建造”领域第20位，学术成果被全球同行广泛引用。这些年，他还斩获20余项国内外大奖，包括教育部科技进步奖一等奖、美国采暖制冷与空调工程师学会技术奖、香港理工大学校长特设杰出成就奖之业界知识转移团队奖等，涵盖学术研究、技术转化、行业服务等多个维度，成为行业公认的标杆。

如今，王盛卫牵头的智慧能源研究院培育了大批顶尖人才，成为香港跨学科科研平台建设的成功范例；他推动的智慧建筑、电力柔性等技术，也为国家“双碳”目标实现提供了重要支撑，充分彰显香港“背靠祖国、联通世界”的独特优势。

从华中理工校园的工科少年，到国际建筑能源领域的领军学者，王盛卫这40载的科研路，既是个人与时代同频共振的奋斗史，更是中国内地高等教育和香港科研体制转型赋能人才成长、家国情怀驱动创新发展的缩影。在香港从“教育重镇”向“科研高地”转型的每一个关键节点，他都以“先行者”的姿态躬身实践，用行动诠释了科研工作者“扎根本土、服务国家、放眼世界”的使命担当。

专家简介

王盛卫，香港理工大学智慧能源研究院院长、建筑能源与自动化讲座教授、潘乐陶慈善基金智慧能建筑教授。美国采暖制冷与空调工程师学会（ASHRAE）会士（fellow）、国际建筑性能模拟协会（IBPSA）会士、英国皇家注册设备工程师协会（CIBSE）会士、香港工程师学会（HKIE）会士、国家自然科学基金海外杰青（港澳）合作研究基金获得者（2011）。长期从事智慧建筑节能及用能柔性技术方面的研究。2016年列世界“能源科学与工程”领域前150名高被引学者，在全球科学家排行榜中名列“建筑与建造”领域第20位（2021年）。主持香港研资局面上项目（GRF）及重大项目（CRF）21项，发表学术期刊论文500余篇，其中350余篇发表于《科学引文索引》（SCI）收录的权威期刊。领导和承担香港众多商业及工业建筑节能优化项目（包括国际贸易中心等著名地标建筑），实现节能15%～42%，单栋建筑年节能量超过1000万千瓦时。