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THAD精品项目丨中国南极中山站"十五"、“十一五"能力建设工程项目

清华建筑设计院 THAD清华建筑设计院 2022-10-05

中山站是我国建立在南极圈内的第一个常年考察站,今年正值中山站建成三十周年。清华大学建筑设计研究院自2002年开始全面负责中山站"十五"、"十一五"能力建设的设计工作,完成了大量艰苦而又有开创性的工作。


站区全景(张翼摄)


综合楼及越冬宿舍(张翼摄)


极光下的越冬宿舍与综合楼(崔鹏惠摄)


由于建设南极考察站面临多种困难,包括极端恶劣的环境、孤立无援的位置、长途艰难的运输、短暂的建设周期、薄弱的现场支撑能力、高昂的运输成本、严格的环保要求、特殊的材料要求等;南极考察站的设计必须满足安全性、独立性、适用与可行性、耐久与耐候性、经济与高效性、人性化、节约能源、环境保护等原则。针对南极考察站建站困难和较高的使用要求,清华大学建筑设计研究院在考察站设计中采取以下策略:


1. 站区选址与规划策略

通过对主导风向、积雪、建筑的联系、综合管线等进行考虑,使站区的可达性、后勤运输、建筑使用寿命、减少积雪、保护环境等方面大幅改善。


2. 建造体系策略

恶劣的环境,遥远的位置,严重制约着南极考察站的运输及施工能力。针对不同的运输、施工能力及周期,采用了不同的建造模式,包括全预制方式、全现场组装方式、预制与现场组装结合方式等。


3.外部形态体系策略

建筑外部形态应适应南极复杂的环境并抵御恶劣气候。为抵御低温、大风、积雪等,采用适于节能、减小风阻的体型,并采用高架的首层平面等。


4.功能与需求策略

通过使空间具有多功能性来解决众多功能需求与建筑规模的矛盾;提供公共交往空间及扩展室内视距,缓解极夜期间队员严重的心理压力。


5.节能策略

通过合理的站区规划、改善建筑体型、提高围护结构的保温性能、选择合适的热源、回收发电余热、全热回收新风系统等适宜技术,使单位面积热耗降到原来的八分之一;通过改变热源,燃油的利用效率提高到原来的3倍,综合节能效果提高了20多倍。同时开始利用风能等可再生能源。


6.环保策略

除了严格的排放标准、能源管理、废物处理、控制燃油污染外,合理的站区规划能够减少建筑积雪,大幅降低除雪产生的排放;延长建筑的使用寿命是最重要的环保措施之一。最大抗风64米/秒,抗辐射的表层材料,可不影响内部使用而更换的外围护系统,使原来南极建筑不到20年的使用寿命得以成倍增加。


7.材料与构造策略

南极考察站的建筑材料应能抵御恶劣气候、便于运输与施工、保护环境、安全可靠、经济。大量使用新型建筑材料,并研究设计了大量特殊的建筑构造,如独创的外围护双层复合构造,集保温、防火、保护结构、可更新模式于一体,解决了运输、安装、安全、节能、可持续更新的多种要求。


清华大学建筑设计研究院赴南极设计人员


经过设计人员十多年的设计工作和二十多人次赴南极现场工作,已经取得多项成果, “十五”能力建设包括:综合楼、车库、综合库、高空物理观测栋、废物处理栋、污水处理栋、锅炉房、高频雷达机房,总建筑面积约3880㎡ ;“十一五”能力建设包括:越冬宿舍、发电栋、立体仓储系统、航空煤油储存系统;总建筑面积1450㎡ 。


综合楼西南侧鸟瞰(张翼摄)


综合楼中庭(张翼摄)


综合楼中庭(张翼摄)


综合楼多功能厅(张翼摄)


综合楼走廊(张翼摄)


高空物理观测栋(张翼摄)


高空物理观测栋(张翼摄)

 

高空物理观测栋(张翼摄)

    

高空物理观测栋局部(张翼摄)


高空物理观测栋局部(张翼摄)


高空物理观测栋室内(张翼摄)


综合库(张翼摄)


综合库立体库房(张翼摄)


越冬宿舍(张翼摄)


越冬宿舍(张翼摄)


越冬宿舍夜景(崔鹏惠摄)


越冬宿舍中庭(张翼摄)


经过"十五"、"十一五"能力建设,中山站设施齐全,功能完备,在抵御恶略环境、改善工作与生活环境、环保、节能等各方面都达到了预期目标,极大提升了中国南极考察的综合实力,是南极内陆考察的枢纽,是我国在南极最重要的科研及支撑保障基地,在我国南极考察中发挥着不可替代的作用。


供稿:极地建筑中心

编辑:企划部

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