建設(shè)新考察站是中國第40次南極考察的突出亮點(diǎn)。
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(shè)計(jì)研究院的羅斯海新站建筑設(shè)計(jì)師祝賀，在“雪龍2”號上接受新華社記者采訪時(shí)一一揭秘。
科學(xué)價(jià)值主導(dǎo)選址工作
南極考察，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是重中之重。位于羅斯海區(qū)域的新站是我國第5個(gè)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(dú)特的區(qū)位和環(huán)境有助于開展多圈層、多學(xué)科的觀監(jiān)測和科學(xué)研究工作。
“選址工作需要綜合考量科學(xué)價(jià)值、氣候特征與場地條件、后勤可達(dá)性與未來拓展性等多方面因素。”祝賀曾隨我國第33次南極考察隊(duì)考察，參與完成優(yōu)化選址工作。他表示，各種因素中，科學(xué)價(jià)值無疑是南極考察站的重要支撐目標(biāo)和選址的必要因素。
風(fēng)環(huán)境是選址需要重點(diǎn)考慮的另一因素?！澳蠘O建筑需要著重考慮風(fēng)荷載和積雪影響?！睋?jù)祝賀介紹，考察站的規(guī)劃布局和建筑形態(tài)綜合考慮了主導(dǎo)風(fēng)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(dǎo)風(fēng)向一致，底層架空，通過預(yù)應(yīng)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(dá)性較強(qiáng)；地勢開闊，具備未來拓展條件；300公里內(nèi)存在多個(gè)考察站，具有一定應(yīng)急救援能力……“新站站址經(jīng)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(jìn)
新考察站是繼長城站、中山站之后，我國在南極建設(shè)的第3個(gè)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(jìn)”。
——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(gòu)成，呈南十字星造型。各功能區(qū)高度集成、彼此銜接。
“設(shè)計(jì)時(shí)，我們考慮到當(dāng)?shù)馗吆?、?qiáng)風(fēng)、輻射等特殊的惡劣環(huán)境，建筑采用了集中式形態(tài)?？疾礻?duì)員生活、工作、交流等日?；顒油耆梢栽谝惑w式主樓里進(jìn)行，除必要的野外工作，可以做到足不出戶?！弊ＹR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(nèi)部采用了模塊化設(shè)計(jì)，模塊化率達(dá)到45%，主要包括16個(gè)越冬宿舍單元、26個(gè)度夏宿舍單元以及各類辦公室、實(shí)驗(yàn)室等。模塊中大部分室內(nèi)固定家具、設(shè)備及管線都在工廠預(yù)制，大大減少現(xiàn)場工作量。
在內(nèi)部空間，“考慮到機(jī)械振動、噪聲干擾、空氣質(zhì)量、封閉性環(huán)境的心理影響等，我們針對性地設(shè)計(jì)了解決方案”。祝賀以緩解考察隊(duì)員心理壓力為例，建筑內(nèi)裝采用明快的色調(diào)、溫暖的木質(zhì)表面；設(shè)置植物溫室，屋內(nèi)變得綠意盎然；餐廳落地窗面向海灣，隊(duì)員可以欣賞絕佳的南極風(fēng)光。
——綠色低碳
“綠色考察”理念貫穿新站設(shè)計(jì)、建設(shè)全過程。
祝賀說，新站以被動式建筑技術(shù)應(yīng)對極端環(huán)境；采用可再生能源和傳統(tǒng)能源相結(jié)合的能源系統(tǒng)，優(yōu)先采用風(fēng)能和太陽能等清潔能源，“設(shè)計(jì)方案中，風(fēng)能、太陽能等新能源占比超過60%”。
此外，新站根據(jù)功能分區(qū)的使用特點(diǎn)，分別對越冬、度夏區(qū)域?qū)嵭歇?dú)立能源供應(yīng)，根據(jù)工況狀態(tài)靈活設(shè)置和調(diào)節(jié)。度夏宿舍及海洋實(shí)驗(yàn)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(jìn)
在祝賀看來，近些年來，建筑新工藝、新材料、新技術(shù)等相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展，支撐新站設(shè)計(jì)得更智能和安全。
新站采用了數(shù)據(jù)化、自動化、無人化、遠(yuǎn)程化運(yùn)營系統(tǒng)。此外，新站還集成了微電網(wǎng)監(jiān)控、能量管理平臺等先進(jìn)技術(shù)?！斑@是微電網(wǎng)跨技術(shù)領(lǐng)域、多系統(tǒng)協(xié)調(diào)集成的南極考察站綜合應(yīng)用示范項(xiàng)目?！弊ＹR說。
安全方面，采用輕質(zhì)高強(qiáng)的建筑技術(shù)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(qiáng)腐蝕；智慧火眼消防系統(tǒng)，10秒內(nèi)精準(zhǔn)識別，快速響應(yīng)。
建設(shè)施工頗具挑戰(zhàn)
當(dāng)前搭載新站建設(shè)隊(duì)員和建站物資的“雪龍2”號和“天惠”輪已經(jīng)抵達(dá)羅斯海區(qū)域，正在開展卸貨作業(yè)。
“新站建設(shè)施工頗具挑戰(zhàn)?！痹谧ＹR看來，南極環(huán)境惡劣異常，建設(shè)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(fēng)大作，形成南極內(nèi)陸典型的“下降風(fēng)”。新站所處區(qū)域位于下降風(fēng)盛行區(qū)間內(nèi)，給工程建設(shè)帶來很大難度。
約100名建設(shè)隊(duì)員、約9300噸建設(shè)物資，人員、材料和機(jī)械的協(xié)同是建設(shè)過程中的又一大挑戰(zhàn)。對此，考察隊(duì)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(chǎn)；先主樓、后后勤”的原則，將卸貨任務(wù)細(xì)化到每一環(huán)節(jié)。開展大規(guī)模建設(shè)物資卸運(yùn)和人員登陸工作的同時(shí)，還將開展新站鋼結(jié)構(gòu)搭建。
設(shè)計(jì)藍(lán)圖正落地為實(shí)體建筑。2個(gè)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(duì)員的實(shí)際使用需求出發(fā)，根據(jù)現(xiàn)場水文地質(zhì)條件，結(jié)合工程技術(shù)的現(xiàn)實(shí)考量，設(shè)計(jì)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(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
