“轻量化城市”引领未来城市发展新范式
2025年11月11日,英国皇家工程院院士、欧洲科学院院士、香港理工大学讲席教授,帝国理工大学终身教授、原帝国理工大学材料力学部主任林建国,浦东新区发展与改革委员会主任肖林一行莅临上海市城市设计与城市科学重点实验室(LOUD),就轻量化技术科研与实践,轻量化城市等话题开展交流。
林建国院士及其核心团队系统介绍了以轻合金超宽超薄挤压技术、原位弯曲挤压技术与热成形技术为核心的全球领先轻量化技术体系。该体系集成了热成型淬火(HFQ®)、差速弯曲挤压(Flextrude®)、超薄宽幅挤压(WiExtrude®)等全球首创的轻量化材料一体化成型工艺与AI数据算法软件,并已构建起行业领先的全流程仿真与大模型计算平台。相关技术目前已被众多国际知名企业采用,为汽车、高铁、船舶、航空器及3C产品等领域提供高强度、轻量化、低成本且可持续的系统解决方案。
示意图:林院士以高铁等轨道交通车辆为例,说明了利用宽板挤压技术,可以将目前车厢的铝板幅宽增加数倍,进而大幅度降低车厢的制造成本;利用差速弯曲挤压技术可以一次挤压成所需产品形状无需二次加工。这些技术的使用不仅会大幅度降低车体重量,而且能提高安全性、提高制造效率。
浦东新区发展与改革委员会肖林主任对该轻量化技术的突破性意义给予高度肯定,指出其完全契合国家“十五五”规划方向以及上海作为国际大都市的发展定位。肖主任强调,上海是少数仍坚持并积极推动工业制造业转型升级的国际大都市,目前已进入“领跑无人区”的发展阶段,其主要挑战在于场景创新与面向消费端的产品突破。肖主任表示,浦东新区将持续加大对科技创新的投入力度,设立规模可观的专项科创基金,为前沿技术转化提供有力支撑。同时上海浦东有关先进制造业发展基地,具备扎实的电子信息产业基础和与华为等多家龙头企业的深度合作经验,完全具备与林院士团队开展协同创新的坚实基础与实施能力。
上海现代服务业联合会副会长、上海气候周联席主任、联合国UNITAR繁荣联盟气候周研究院执行院长邹荣介绍了其在推动科技创新服务业发展、应对气候变化与促进可持续发展方面的长期实践。邹主任指出,轻量化技术是实现绿色、低碳、可持续目标的关键路径之一,并强调该技术的发展需汇聚多方力量共同推进。邹主任表示,期待借助林建国院士团队三十余年在轻量化技术领域的研究积累,推动相关技术在上海乃至全国范围内的落地与应用。
LOUD重点实验室联合创始主任关成贺教授指出,历史上每一轮科技革命往往始于材料科学的突破。关教授对林院士具有全球引领作用的技术体系给予充分肯定,他强调轻量化技术不仅应用场景广泛,更是推动传统产业持续革新的重要基石。在此基础上,关教授创新性地提出“轻量化城市”理念,认为该理念将深刻改变城市发展的内在结构与组织逻辑:
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从“增量扩张”到“存量优化”:传统城市发展往往依赖大规模土地和资源投入(“重”模式)。而“轻量化城市”强调通过技术创新提升现有城市要素的质量和效率。例如使用更轻的材料改造升级老旧基础设施,而非动辄大拆大建,这符合城市更新的可持续发展方向。
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改变城市内在结构:(1)交通结构改变:轻量化交通工具的普及,结合新能源与自动驾驶技术,可能重塑城市交通模式和空间布局。(2)建筑形态改变:轻质高强材料可赋予建筑设计拥有更大自由度,实现更灵动、更节省空间的建筑形态,甚至影响城市生活方式。(3)资源代谢改变:轻量化本身意味着材料使用的精简,从源头减少了物质消耗和废弃物的产生,使城市更像一个高效、低碳的有机体。
林院士对浦东新区的蓬勃发展表示赞赏,对联合会、气候周及城市重点实验室的理念也深表赞同。林院士认为其目前的团队以“研究+产业双轮驱动”的产学研结合模式,依托香港理工大学所汇聚的国际化顶尖研发力量,获得了多家央企的支持,设立数个研究中心,承担多项国家重大科技攻关任务,这些在轻量化制造方面的研究和产业化成果可以为上海的制造业赋能,也非常契合气候周的可持续发展理念,也能够在技术方面和城市实验室的轻量化城市模式相结合。林院士进一步表示,上海和长三角地区经济发达、人才汇聚、产业链完整,是建立总部、研发和生产等基地,打造全球轻量化技术中心,构建完整的轻量化产业生态,推动国际轻量标准制定,吸引全球高端人才的选择,有信心力争在五年内初具规模,十年内建成具有国际标杆的轻量化科技创新高地。
围绕“轻量化技术科研转化、场景拓展、产业协同、创新模式构建及科创金融平台支撑”等议题展开深入交流后,LOUD重点实验室将与林院士团队紧密合作,以“轻量化城市”为引领理念,启动新型城市发展路径的相关研究。合作内容与目标包括:
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共同开展“轻量化城市”前沿课题研究:双方将围绕“轻量化城市”这一创新方向,系统性地研究轻量化在材料应用、生产制造与产品创新等方面对城市居民生活方式的影响。课题将重点聚焦“轻材料”、“轻生产”、“轻出行”和“轻生活”四大维度,探索如何通过技术轻量化推动城市运行更高效、生活更低碳、空间更友好。
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在上海及长三角区域共同促进轻量化及可持续发展研究院国际平台搭建,在属地政府指导扶持下,构建以专业理论和技术为基底的协同创新生态:以国际轻量化研究院为载体,双方将在技术转化、产业创新、人才培育、科创金融、标准制定与国际合作六大模块上系统布局,构建覆盖研发、产业、资本和市场的完整生态体系,并建立可持续的国际合作机制,推动轻量化技术在中国乃至全球范围内的应用与推广。
轻量化城市及产业不仅是一项技术创新,更标志着城市发展新范式的转型。它将以“减重增效”的思维重塑城市形态、产业结构与生活方式,为高密度城市提供一条兼具高效、韧性与低碳的未来路径。LOUD重点实验室将携手林建国院士团队,积极推动“轻量化城市”的实现,使其成为引领全球城市可持续发展的“中国方案”。
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