我國首個南極雪下建築實現5大創新

新華社“雪龍”號3月8日電 題：我國首個南極雪下建築實現5大創新

新華社記者劉詩平

“雪龍”號極地考察船載著中國第35次南極科學考察隊隊員8日下午從南海穿越巴士海峽，繼續行進在返回上海的途中。

本次南極科考的一項重要成果，是泰山站二期工程建設順利完成，在深雪之下組裝建築，安裝發電、新能源、污水處理、融雪、遠程無人值守供電等系統。作為我國首個南極雪下工程，泰山站雪下建築進行了多項創新。

為何建在雪下？

泰山站位於東南極內陸冰蓋伊麗莎白公主地區域，距中山站520公里。這一區域具有典型的內陸氣候，風大，吹雪嚴重。受風場擾動等影響，出現強烈地吹雪等天氣時，建築物面臨被積雪掩埋的風險。為減小風阻和有利於大風吹走積雪，泰山站主體建築整體架空于雪面，此次建設的配套工程則直接選擇建在了雪下。

“受南極特殊的氣候條件和地理位置影響，各國內陸冰蓋考察站建築都不同程度地出現被積雪掩埋的情況。同時，施工窗口週期短，施工條件有限，也是各國科考建設共同面對的難題。”中國第35次南極科考隊泰山站站長姚旭説。

考慮到以上特點，泰山站二期工程採用定制集裝箱模塊組合形式，將供配電系統、融雪系統、新風加熱採暖系統、污水處理系統等，整合在集裝箱模塊內，實現快速安裝，縮短南極現場施工週期。同時，創造性地採用雪下建築的形式，變被動為主動，有效解決南極建築被風雪掩埋的難題，最大程度減少對周圍地形的影響，保證站區設施長期安全穩定運行。

防水保溫效果如何？

雪下建築保溫和防水密封至關重要。中國第35次南極科考隊隊員、泰山站二期工程現場經理周靈説，由中國寶武集團總承包並設計、中冶集團負責施工的泰山站雪下建築，利用雪下恒溫特點，可減少南極極晝、極夜溫差變化對建築內部溫度的影響。

同時，雪下建築採用定制集裝箱模塊拼裝和雙層密封防水方式，有效解決極寒環境中雪下建築的保溫及防水密封。

經測試，泰山站雪下建築室內外溫差達80攝氏度以上，雪下建築的集裝箱拼縫沒有出現滲漏現象，集裝箱外也沒有出現融雪現象，為雪下建築內各設備安全穩定運行提供了保障。

生活用水如何解決？

南極內陸冰雪覆蓋，沒有液態淡水，生活用水全靠融雪化水解決。雪下工程完成後，融雪水箱給水系統和污水處理系統運行，可集中解決20個科考隊員的生活用水。所有用雪由考察隊員就地取雪裝入融雪水箱，通過化雪設備將雪化成水，再將融水輸送至主樓的儲水箱。

對於生活污水，有專門的污水處理系統進行處理，回用率達80%以上，可用來洗衣服等，以減少化雪量。對沒有循環利用價值的污水，則集中存放在專門的污水收集池內，科考隊撤離前通過排污泵排到收集裝置中，再運送到中山站進行集中處理。

供電情況如何？

泰山站的供電系統令人眼前一亮，採用的是風能-太陽能-柴油發電機-儲能電池互補的智慧微電網供電系統，柴油發電和新能源系統並網運行，柴油發電機可根據新能源供電量自動調整發電量，從而有效地節約燃油消耗，提供清潔能源。

由於常規新能源設備在南極內陸無法正常使用，這套供電系統由中國電子科技集團根據泰山站極寒、大風、高海拔、低氣壓等特殊環境設計特製，通過控制終端對系統進行智慧控制。

目前，供電系統工作穩定，為站區科考設備正常供電，這對未來在南極地區大規模使用新能源供電意義重大。

無人在現場怎麼辦？

本次建設中，由東南大學研發的無人值守能源試驗系統進行了全方位的功能測試。測試結果顯示，由我國自主研發的這套系統能在泰山站高海拔、低溫、低氣壓等極端環境下不間斷供電。無人值守情況下，能通過銥星通信實現對本系統的遠程監控及遙控操作。

同時，無人值守能源試驗系統還具備快速安裝及運輸方便的特點。目前，測試已完成全部數據收集，為第二階段正式投入運行打下了良好基礎。