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哈工大实验室里极端气候全部模拟 破解建筑耐候性难题

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2025-07-26 12:20:11  新华网

在中国传统建筑结构设计中，如何科学地确定风、雨、热、雪等极端天气因素的影响一直是个难题。哈尔滨工业大学牵头的国家重大科研仪器研制项目——大跨空间结构风-雨-热-雪全过程联合模拟试验系统为解决这一问题提供了方案。

在零下15摄氏度的寒风中，人造雪粒被卷成漩涡；热辐射灯阵骤然亮起，如同正午烈日；降雨喷嘴开启，“冰雨”降落。哈工大一间工程实验室里，一座体育馆缩尺模型正在接受“极端天气”的测试。

近年来，全球极端冰雪灾害频发，寒冷地区每年遭受不同程度的雪致工程灾害，建筑大跨空间结构应用广泛，损失严重。传统研究如同盲人摸象，现场实测主要依赖自然条件，数值模拟难以解释相变机理。

以建筑冰雪环境多因素耦合模拟系统为例，研究人员压缩了自然气候的时空尺度。风雪模块启动后，建筑模型屋面逐渐呈现自然堆雪过程；热辐射模块介入后，屋脊积雪渐成冰水混合物；降雨模块喷射的过冷水滴撞击积雪表面，瞬间形成冰壳。

在各子系统的高效配合下，该系统能够创造性地解决风、雨、热、雪多因素条件下屋面积雪连续累积变化全过程模拟研究的问题，最大程度还原屋面积雪堆积-漂移-消融-结晶-再堆积的周期性变化过程，从而获取更为真实的大跨屋面雪荷载研究数据。

自今年3月通过国家验收以来，该系统已为多项国家重大建设项目屋面雪荷载的精准确定提供技术保障，并为国家极地战略提供技术支持。

(责任编辑：zhangxiaohua)
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