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“極端環(huán)境中的極致建筑”
——揭秘南極羅斯海新站的建筑設計
建設新考察站是中國第40次南極考察的突出亮點。 選址有哪些考量、新考察站“新”在何處、施工面臨哪些挑戰(zhàn)……來自中國建筑設計研究院的羅斯海新站建筑設計師祝賀，在“雪龍2”號上接受新華社記者采訪時一一揭秘。 科學價值主導選址工作 南極考察，基礎設施建設是重中之重。位于羅斯海區(qū)域的新站是我國第5個南極考察站。 祝賀介紹，新站最終落子于羅斯海的恩克斯堡島，西鄰南森冰架，東瀕終年不凍的特拉諾瓦灣冰間湖。獨特的區(qū)位和環(huán)境有助于開展多圈層、多學科的觀監(jiān)測和科學研究工作。 “選址工作需要綜合考量科學價值、氣候特征與場地條件、后勤可達性與未來拓展性等多方面因素?！弊ＹR曾隨我國第33次南極考察隊考察，參與完成優(yōu)化選址工作。他表示，各種因素中，科學價值無疑是南極考察站的重要支撐目標和選址的必要因素。 風環(huán)境是選址需要重點考慮的另一因素。“南極建筑需要著重考慮風荷載和積雪影響?！睋ＹR介紹，考察站的規(guī)劃布局和建筑形態(tài)綜合考慮了主導風向、地形因素及洋流走向。主體建筑位于完整基巖之上，長軸保持與主導風向一致，底層架空，通過預應力巖石抗拔錨桿將建筑牢牢地錨固在地面。 此外，岸線平緩，可達性較強；地勢開闊，具備未來拓展條件；300公里內存在多個考察站，具有一定應急救援能力……“新站站址經過多年考察、多方論證，可以說恩克斯堡島在選址的諸多方面都頗具優(yōu)勢?！弊ＹR說。 集約高效、綠色低碳、智能先進 新考察站是繼長城站、中山站之后，我國在南極建設的第3個常年考察站。新考察站“新”在何處？祝賀給出的答案是“集約高效、綠色低碳、智能先進”。 ——集約高效 效果圖上，新考察站主樓由中央環(huán)廊和東西兩翼構成，呈南十字星造型。各功能區(qū)高度集成、彼此銜接。 “設計時，我們考慮到當地高寒、強風、輻射等特殊的惡劣環(huán)境，建筑采用了集中式形態(tài)?？疾礻爢T生活、工作、交流等日?；顒油耆梢栽谝惑w式主樓里進行，除必要的野外工作，可以做到足不出戶。”祝賀說，集中式建筑能使占地面積最小化，降低對南極環(huán)境的擾動。 主樓內部采用了模塊化設計，模塊化率達到45%，主要包括16個越冬宿舍單元、26個度夏宿舍單元以及各類辦公室、實驗室等。模塊中大部分室內固定家具、設備及管線都在工廠預制，大大減少現(xiàn)場工作量。 在內部空間，“考慮到機械振動、噪聲干擾、空氣質量、封閉性環(huán)境的心理影響等，我們針對性地設計了解決方案”。祝賀以緩解考察隊員心理壓力為例，建筑內裝采用明快的色調、溫暖的木質表面；設置植物溫室，屋內變得綠意盎然；餐廳落地窗面向海灣，隊員可以欣賞絕佳的南極風光。 ——綠色低碳 “綠色考察”理念貫穿新站設計、建設全過程。 祝賀說，新站以被動式建筑技術應對極端環(huán)境；采用可再生能源和傳統(tǒng)能源相結合的能源系統(tǒng)，優(yōu)先采用風能和太陽能等清潔能源，“設計方案中，風能、太陽能等新能源占比超過60%”。 此外，新站根據功能分區(qū)的使用特點，分別對越冬、度夏區(qū)域實行獨立能源供應，根據工況狀態(tài)靈活設置和調節(jié)。度夏宿舍及海洋實驗室在冬季無人狀態(tài)下僅維持值班溫度，降低能耗。 ——智能先進 在祝賀看來，近些年來，建筑新工藝、新材料、新技術等相關領域發(fā)展，支撐新站設計得更智能和安全。 新站采用了數據化、自動化、無人化、遠程化運營系統(tǒng)。此外，新站還集成了微電網監(jiān)控、能量管理平臺等先進技術?！斑@是微電網跨技術領域、多系統(tǒng)協(xié)調集成的南極考察站綜合應用示范項目?！弊ＹR說。 安全方面，采用輕質高強的建筑技術與材料，可以抵抗零下60攝氏度的超低溫和海岸環(huán)境的強腐蝕；智慧火眼消防系統(tǒng)，10秒內精準識別，快速響應。 建設施工頗具挑戰(zhàn) 當前搭載新站建設隊員和建站物資的“雪龍2”號和“天惠”輪已經抵達羅斯海區(qū)域，正在開展卸貨作業(yè)。 “新站建設施工頗具挑戰(zhàn)?！痹谧ＹR看來，南極環(huán)境惡劣異常，建設窗口期短。由于南極大陸是中部隆起向四周傾斜的高原，一旦沉重的冷空氣沿著南極高原光滑的表面向四周俯沖下來，便會狂風大作，形成南極內陸典型的“下降風”。新站所處區(qū)域位于下降風盛行區(qū)間內，給工程建設帶來很大難度。 約100名建設隊員、約9300噸建設物資，人員、材料和機械的協(xié)同是建設過程中的又一大挑戰(zhàn)。對此，考察隊多次專題討論、修改完善卸貨方案，按照“先生活保障、后施工生產；先主樓、后后勤”的原則，將卸貨任務細化到每一環(huán)節(jié)。開展大規(guī)模建設物資卸運和人員登陸工作的同時，還將開展新站鋼結構搭建。 設計藍圖正落地為實體建筑。2個月后，新站將矗立于恩克斯堡島。 “面對極端環(huán)境，我們從考察隊員的實際使用需求出發(fā)，根據現(xiàn)場水文地質條件，結合工程技術的現(xiàn)實考量，設計出了極致的建筑?！弊ＹR相信，新站一定會為中國人更好探索南極打下堅實基礎。 （新華社 周圓）
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