2014公考時政熱點(diǎn):南極夏季站里的“高富帥”

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2月8日,我國南極泰山站正式建成并開站。這是繼長城站、中山站和昆侖站之后我國在南極建成的第四個科考站,也是第二個南極內(nèi)陸站。
    今后,矗立在中山站和昆侖站之間的泰山站,不僅將成為兩個大站之間的紐帶,基于泰山站的我國在南極內(nèi)陸格羅夫山地區(qū)的科學(xué)考察,也將得到進(jìn)一步加強(qiáng),為在該地區(qū)的隕石收集,地質(zhì)學(xué)、冰川學(xué)以及其他科學(xué)研究提供強(qiáng)有力的保障,幫助中國科學(xué)家解開更多極地以及宇宙間的未解之謎。
    南極科考站一般分為常年站、夏季站、無人自動觀測站三種。常年站全年有人開展科考工作,各種設(shè)施和儲備完善,能保障科考人員像在國內(nèi)一樣生活。而夏季站顧名思義,僅夏季有科考人員入駐,它們更像固定的野外宿營地,儲備的全部是快餐或航空食品,不能燒飯炒菜,不能洗澡,居住環(huán)境更加簡陋。
    泰山站就屬于夏季站,不過它是夏季站里面的“高富帥”。
    “高”:外形像一個架空落地的“UFO”
    泰山站的外形像一個架空落地的“UFO”。靜靜矗立在伊麗莎白公主地上1900米厚的冰蓋之上,富有流線感的圓形建筑主體高高架空,頂上還有一個類似“燈籠帽”的觀測臺,遠(yuǎn)看仿佛一盞紅色的大燈籠高高掛在南極的雪白世界中,儼然冰天雪地中的一盞“中國紅燈籠”。
    上海寶鋼集團(tuán)下屬的寶鋼工程負(fù)責(zé)泰山站的設(shè)計、采購、施工,設(shè)計者之一孫緒東介紹,泰山站主體建筑離雪面總高約11米,雪面下還有1.7米深的框架柱腳。8根直徑500毫米的圓管柱,托起了“紅燈籠”。沒有棱角的圓形設(shè)計,視野開闊,更能抵抗風(fēng)暴。底部2米高的架空,可以防止建筑主體被積雪掩埋。因為在南極,極端下降風(fēng)的風(fēng)速可達(dá)到每秒60米,是11級臺風(fēng)風(fēng)速的兩倍。如果建筑緊貼地面,冬季又無人打理,南極的暴風(fēng)雪能輕而易舉地將建筑物掩埋。要知道,最早的南極探險家,就曾經(jīng)因為一場暴風(fēng)雪,搭好的建筑被大雪封住,門都打不開。
    “富”:洗個熱水澡,順便撿個隕石“玩玩”
    泰山站里的設(shè)備可比一般夏季站豐富。這個采用鋼框架—支撐結(jié)構(gòu)體系的“紅燈籠”,主體建筑里面分為3層,底層儲物,中間住人,頂層用于科研和觀測。與一般夏季站不能洗澡不能燒菜不同,它里面設(shè)置了簡易沐浴設(shè)備,也配備了廚房,雖然不能炒菜,但把罐頭食品加熱完全沒問題。以前,中國科考隊去南極內(nèi)陸考察一次,至少需要一個月,來回兩個月不洗澡也是常事。有了泰山站,從長城站到昆侖站的路上,就可以多休息一下,洗個熱水澡,吃點(diǎn)熱飯菜,順便撿個隕石“玩玩”。作為長城站和昆侖站中間的樞紐站,正是泰山站的重要職能。
    孫緒東說,在生活層的正中間,還有一個較大的圓形客廳,供科考人員吃飯、開會、交流時使用。麻雀雖小,五臟俱全,這里有很多精巧的貼心設(shè)計。比如客廳頂部的兩排LED燈,可以模擬一年四季甚至一天中的光線變化。由于南極的夏天出現(xiàn)極晝,泰山站住人的時間基本上24小時天都亮著,所以客廳燈光一天24小時有“早晚”變化,可以幫助隊員調(diào)整作息。比如活動區(qū)域頂部,有半透明的天棚,可以充分利用自然采光,節(jié)約能源。再比如宿舍的供熱系統(tǒng),為了節(jié)約能源,供暖口都在齊腰位置,讓隊員們可以貼身取暖。
    “帥”:云集我國鋼構(gòu)建筑頂尖智慧的“技術(shù)控”
    泰山站的帥非比尋常,為了抵抗極地特殊氣候,它全身凝結(jié)了高科技,是云集我國鋼構(gòu)建筑頂尖智慧結(jié)晶的“技術(shù)控”。
    泰山站的建設(shè)難度遠(yuǎn)高于中山站,單從兩站所處位置的溫度就可見一斑。據(jù)介紹,泰山站夏季最低溫度在-30℃,冬季最低溫度-60℃左右;而長城站夏季最低溫度是-2.7℃,即使冬季最低溫度,也只有-26.6℃左右。這使得泰山站必須用特殊材料建設(shè),一般的建材無法在南極內(nèi)陸使用。普通的塑膠電線在泰山站會被凍得擰成一條麻花,一折就斷;普通混凝土?xí)馑麧B入,結(jié)冰后體積膨脹,發(fā)生爆裂;普通鋼材在這里也會很快出現(xiàn)上述收縮和冷脆現(xiàn)象;普通的全鋼彩涂板外墻,在南極強(qiáng)烈的紫外線肆虐下,會很快褪色、粉化,沒幾年就都脫落了。
    孫緒東透露,為了經(jīng)受南極內(nèi)陸氣候的考驗,泰山站建設(shè)中使用了很多的材料。鋼材方面,一般耐低溫鋼材只能耐受-40℃的低溫,而泰山站的鋼材最低可耐受-70℃至-100℃。外墻涂層方面,泰山站的彩涂板上涂有一層氟碳層,能有效抵擋紫外線的照射,被稱為南極建筑中的“防曬霜”。
    建筑保溫自然是泰山站建設(shè)的重中之重。由于全鋼框架結(jié)構(gòu),而鋼材熱傳導(dǎo)系數(shù)很大,為了保溫,設(shè)計師們采用了“冷橋阻斷技術(shù)”。整個墻體最外層采用具有復(fù)合保溫效果的夾芯板,它由氟碳涂層的彩鋼板和聚氨酯保溫層復(fù)合而成;中間是用來阻斷冷橋的木龍骨;再往里是鋼骨架;室內(nèi)墻面則采用了巖棉夾芯板:這種材料不僅保溫,而且防火。加上同樣極盡保溫手段的門窗,泰山站建成后,正常情況下室內(nèi)溫度可以達(dá)到20℃,供暖系統(tǒng)的余熱還可以加熱水溫,供隊員們洗澡。
    如此惡劣環(huán)境下的建筑,只用45天就建好了,因為這背后還有“像造汽車一樣造房子”的先進(jìn)技術(shù)。據(jù)介紹,泰山站所有的建筑材料,都在國內(nèi)加工完成,并經(jīng)過預(yù)拼裝和聯(lián)動檢測后,打包運(yùn)到南極再重新拼裝。為保證所有材料在南極安裝時不多不少,并能抵抗極寒下的遇冷收縮,孫緒東和他的伙伴們經(jīng)過了精細(xì)的測算和編碼,他們甚至將建材裝配的螺母孔加工成橢圓形,預(yù)留了熱脹冷縮的空間。