作者：祝贺（中国建筑设计研究院有限公司极地建筑设计研究中间副主任、高等建筑师，国度一级注册建筑师）

　　高效、安然、环保的现场扶植

　　南极，隐蔽着哪些地球的奥秘？几十年来，各国以科研为目标，陆续在南极大年夜陆建立起70多个考察站，并以此为容身点，对南极地区进行更深刻的研究和摸索。如今，南极考察站的设计理念和建造技巧持续进化，其具体情势从最初保障人员根本生活前提的帐篷或板屋，演变为以支撑重大年夜科学项目为目标的综合性科研中间。南极建筑作为一种独特的建筑类型，表现出人类应对极寒、强风、孤立无援等极端情况的生计聪明和技巧立异。

　　我国的5座南极科考站

　　1985年，中国第一座南极考察站——长城站在菲尔德斯半岛正式落成，五星红旗从此飘荡在南极上空；1989年，中山站进驻南极圈；2009年，昆仑站矗立在南极冰盖最高点；2014年，泰山站成为连接中山站和昆仑站的纽带。2024年2月7日，秦岭站正式开站，成为继长城站、中山站之后我国的第三个常年站，标记住我国极地考察广度、深度以及科研支撑才能都迈入新阶段。

　　我国的南极考察站因区位不合，承担着各具特点的科学任务：长城站重要开展南极情况变更与生态响应、南极生物质源查询拜访与应用方面的考察；中山站重要承担南极冰盖、地质和高空物理不雅测等科考活动；昆仑站和泰山站位于情况更为严格的南极内陆地区，今朝只在夏季开展考察工作，其前沿考察内容重要包含深冰芯、天文和大年夜气本底不雅测等。

参加中国第40次南极考察的“雪鹰601”在弥补燃料。新华社发

　　从2013年中国第29次南极考察队开端，经由多年筛选与勘察，秦岭站最终选址于罗斯海西岸的恩克斯堡岛。罗斯海是南宁靖洋深刻南极洲的大年夜型海湾，是南极地区岩石圈、冰冻圈、生物圈等典范天然地舆单位集中互相感化的区域，具有极其重要的科研价值。

　　尽管如斯，南极极端多变的气候照样给现场带来巨大年夜挑衅。开站前夕，12级飓风突袭新站，为防止已安装的幕墙被强风破坏，考察队当即决定对主楼迎风面进行紧急封闭。40多名扶植者分成5队，用牵引绳与吊车合营，在大年夜风中控制幕墙板的轨迹，经由十几个小时的奋战，终于在风暴光降前完成了施工功课。时速120公里的飓风持续了3天，考察站毫发无损。室内功课恢复后，队员们拉着安然绳顶着大年夜风，在能见度不足5米的风雪中列队往返于工地和宿舍。

　　如今，罗斯海沿岸汇聚着诸多颇具代表性的极地考察站，如美国麦克默多站、新西兰斯科特基地、意大年夜利马里奥·祖切利站、韩国张保皋站和德国冈瓦纳站5个考察站先后“落子”于此。

　　秦岭站的立异设计

　　秦岭站地点的恩克斯堡岛是南极最有名的“风口”，它还有另一个名字——“难言岛”。一百多年前，英国探险家坎贝尔引导的探险队被迫在此过冬。在遭受冻伤、饥饿和岛上的强风后，6名探险队员根据这段难以言喻的经历，如斯为这座岛屿定名。

　　如今，我们对这里的极端情况有了更清楚的认知——根据曼努埃拉主动气候站近40年的不雅测数据，秦岭站的设计风速要达到65米/秒。

　　设计一座可以或许抵抗严格情况、实现科学目标的综合考察站，为驻守南极的考察队员们营造一个暖和的家，成为秦岭站设计师的重要义务。设计团队从地形、洋流、风向、太阳高度角和雪影区等根本的地舆、气候要素入手，用最简单、有力的形体空间和响应的建造方法去回应复杂的外部情况，同时借助计算流体动力学模仿、风洞与吹雪实验，经由过程实体与数字化模型的多组模仿实验优化建筑造型与构造参数，确保建筑在强风、暴雪和低温等极端情况中保持优胜的物理机能和运行状况。其先辈性重要表如今以下几个方面：

　　集约高效——秦岭站的设计充分推敲极地高寒、强风、积雪、紫外线辐射等极端情况，主体建筑采取集中式形态，分为主楼和后勤中间两部分，内部功能高度集成。主楼底层架空，矗立在临海岩壁之上，凭海临风，对岸群山横亘百里，一目了然。建筑下部构造经由过程预应力岩石抗拔锚杆将建筑紧紧地锚固于地面;后勤中间蒲伏在侧，与原生基岩合营构成主楼的基座。主楼与后勤中间在内部经由过程垂直交通核彼此连接，考察队员可以足不出户解决生活、工作、交换等日常需求，免受户外的强风侵袭。主楼“一体两翼”式的空间格局紧凑高效，办公、科研、生活等功能分区明白，整体空间应用率跨越60%。

履行中国第40次南极考察义务的“雪龙2”号行驶在浮冰区。新华社发

　　科技人文——考察站的构造综合推敲了主导风向、地形身分及洋流走向，经由过程对建筑形体、构造搭建实体与数字化模型，开展多组风洞实验，模仿风压、品德振动、风吹雪等情况指标，肯定低体形系数的建筑形体与幻想构造，以知足65米/秒的设计风速。在包管考察站功能性和安然性的同时，建筑内部空间的处理侧重通知了密闭情况中考察队员的身材和心理健康需求：以明快的色调、暖和的木质外面构成了建筑室内的底色;专门设置植物温室，使得地处极地严寒的考察站室内依然充斥绿意盎然的活力；餐厅的落地窗直面海湾，队员用餐时代可将绝佳的罗斯海沿岸风光尽收眼底。

　　个中，位于罗斯海南端罗斯岛上的麦克默多站有200多栋建筑，号称“南极第一城镇”。该站是南极洲最大年夜的科学研究中间，也是南极洲科学摸索和后勤支撑的重要枢纽和通往南极内陆的重要门户。站区配备了各类科研举措措施，为科学家们和现场工作人员供给支撑，比如先辈的实验室，可用于地质学、生物学、气候学和冰川学等范畴的研究。生活区为研究人员、工作人员和访客供给多元化的住宿前提，从单人世到私家公寓不等；娱乐举措措施如健身房、藏书楼和社交区等，为考察队员供给放松和社交的场合；站区配有设备齐备的病院，用于处理医疗紧急情况和惯例护理；交通对象包含直升机、破冰船和专业车队，为科考队员的出行供给便利。

　　绿色低碳——秦岭站初次在南极大年夜范围采取可再生能源和传统能源相结合的能源体系，风能和太阳能等干净能源应用比例跨越60%。根据功能分区的应用特点，建筑内部分别对越冬、度夏区域实施自力能源供给，经由过程微网监控和能量治理平台等先辈技巧，对全部微电网运行参数进行监控，及时显示运行状况。主楼采取模块化设计，重要包含16组越冬宿舍单位、26组度夏宿舍单位以及42组办公、实验单位。模块中所有内装界面、固定家具、设备及管线都在工厂预制，最大年夜程度进步现场施工效力，减轻情况压力。

　　智能先辈——秦岭站基于卫星通信体系，实现对考察数据的长途治理和及时同步，设置主动检测、数据采集等专用收集体系，对罗斯海及周边情况经久不雅监测，开展近岸海洋情况的在线监测与数据传输、样品预处理分析实验，并慢慢实现极地考察的无人化、聪明化。安然方面，采取轻质高强的建筑技巧与材料，可以抵抗零下60摄氏度的超低平和海岸情况的强腐化；消防体系配备聪明“火眼”体系，实现火情10秒钟内快速辨认，比传统预警速度晋升5倍，加强了建筑防火安然。

　　南极大年夜陆平日只在每年的12月至次年2月有短暂的夏季，这段时光是物质运输和施工功课的黄金窗口期。考察队必须在南半球夏至光降前冲破海冰的封锁，在3个月的时光里完成物质卸运、临时生活举措措施扶植、主体建筑钢构造搭建、内部功能模块和外围护体系安装等大年夜量工作，一旦错过这个时光窗口，就须要等待整整一年才能再次进行施工。

　　中国第40次南极考察队于2023年11月1日从上海出发，104名新站扶植队员、9500吨扶植物质搭乘“雪龙2”号、“天惠”轮和南极国际航班，穿越西风带和罗斯海密集浮冰区，于2023年12月6日达到新站扶植地点。现场全部队员克服时光紧、义务重、天然情况恶劣等诸多艰苦，13天内完成全部人员及扶植物质转运，52天内完成5120平方米主体建筑，包含主楼和后勤中间2000吨钢构造、84个功能模块，以及9800平方米外围护构造安装等工作，美满完成既定扶植义务。

　　为包管项目质量与进度，秦岭站采取工厂预制—现场拼装的施工工艺，即所有钢构造、模块和外围护墙板等构件在国内工厂预先制造完成，部分重要构件和复杂节点在国内进行预拼装，而后分别拆除、编号、打包，随船运往南极。

中国南极秦岭站航拍。祝贺摄/光亮图片

　　除包管秦岭站扶植的高效和安然外，情况保护也是施工中的重要环节。面对南极地区严苛的生态环保标准，“绿色考察”的理念贯穿考察站扶植的全过程：现场合有建筑垃圾均采取密封、破裂摧毁、真空、生化、高压包装等环保技巧处理后带出南极；所有生活、扶植物质均为无甲醛无氟材料；临时生活举措措施采取被动式超低能耗建筑技巧，同步开展太阳能、风能等干净能源的试点应用，有效降低施工时代的能源消费和碳排放。

　　作为秦岭站的建筑设计师之一，笔者在这里度过了一个不平常的夏天。建站过程中的挑衅与冲动，让我体验了特别的经历，收成了丰富的经验和技巧，更深切地融合到团队合作的力量以及中国扶植者的任务和担当。3个月的驻站工作，不仅让笔者深刻领会到设计蓝图在极地成为实际过程的艰辛，更有机会对既往设计深刻总结和反思，为将来极地建筑设计的体系化、类型化和标准化建立更坚实的基本。

　　人类对南极的摸索已有一百多年的汗青，在这片神秘大年夜陆上，人类走过的每一步都充斥了冒险的豪情和前行的勇气。恰是这份职业的特别际遇，让我可以或许沿着前人的萍踪，为推动我国极地事业的成长供献本身的一份力量。将来，信赖秦岭站必将如“南极星”般在罗斯海的苍穹中熠熠生辉，为人类熟悉极地、保护极地、应用极地作出新的更大年夜供献。

　　《光亮日报》（2024年11月14日 16版）

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