實驗室真實再現極端天氣下屋面積雪環境

　　記者近日從哈爾濱工業大學獲悉，國家重大科研儀器研制項目“大跨空間結構風—雨—熱—雪全過程聯合模擬試驗系統”研制成功。該系統的研制成功，為深入揭示大跨空間結構風—雨—熱—雪耦合作用下屋面積雪全過程演變機理提供了全球首個試驗平臺，標志著中國冰雪工程研究正式邁入全要素耦合時代。

　　記者走進哈爾濱工業大學風工程實驗室，一座體育館縮尺模型正承受著極端氣候的考驗。零下15℃的寒風中，人造雪粒被狂風卷成漩渦；熱輻射燈陣驟然亮起，模擬正午烈日；降雨噴嘴，同步在噴灑冰雨。這正是國家重大科研儀器研制項目“大跨空間結構風—雨—熱—雪全過程聯合模擬試驗系統”的日常測試。

　　哈爾濱工業大學土木工程學院教授范峰介紹，近年來，全球極端冰雪災害頻發，寒冷地區每年遭受不同程度的雪致工程災害，大跨空間結構由于自身特點與應用廣泛性，雪致工程災害后果更為嚴重。

　　傳統研究如同盲人摸象，現場實測依賴自然條件，數值模擬難解相變機理，風雪試驗無法復現太陽輻射下的積雪消融。因此，如何科學確定復雜形狀屋面的雪荷載，一直是困擾設計人員的難題。

　　為了能夠清晰認識在風、雨、熱等環境因素影響下，屋面積雪的堆積—消融—結晶—再堆積演變全過程機理，真實再現大跨空間結構屋面積雪環境，團隊打造了這件模擬極端冰雪氣候的利器。

　　“我們壓縮了自然氣候的時空尺度。”團隊成員張清文副教授指著實時監測屏介紹說，“風雪模塊啟動后，建筑模型屋面逐漸呈現自然堆雪過程；熱輻射模塊介入后，屋脊積雪漸成冰水混合物；而降雨模塊噴射的過冷水滴撞擊積雪表面，瞬間形成致命冰殼。”

　　通過各子系統的配合使用，該系統可創造性地解決風、雨、熱、雪多因素條件下，屋面積雪連續累積變化全過程模擬研究的問題，最大程度還原屋面積雪堆積—漂移—消融—結晶—再堆積的周期性變化過程，從而獲取最為真實的大跨屋面雪荷載研究數據。