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哈工大新系统 在实验室里模拟极端天气环境
2025年07月28日 17:20:05
来源：化工仪器网 作者：小王 点击量：559
哈工大成功研制了“大跨空间结构风—雨—热—雪全过程联合模拟试验系统”，该系统也属于国家重大科研仪器研制项目，为深入揭示大跨空间结构风—雨—热—雪耦合作用下屋面积雪全过程演变机理提供了全球首个试验平台。
近年来，冰雪极端天气在全球范围内频繁发生，且强度和影响范围不断扩大，甚至出现了波及到周边国家的情况。而极端天气一旦出现，对城市环境的影响是多维度的，尤其是对于建筑而言，涵盖结构安全、材料耐久性、功能稳定性等层面的影响。
例如极端冰雪天气发生的时候，一方面积雪厚度可能远超建筑原设计标准，导致屋顶积雪超限；另一方面，冰雪在冻融循环过程中，会直接导致建筑材料出现冻胀和融缩现象，进而引发裂缝和破坏。长期的积雪超限和冻融循环，会致使建筑结构的耐久性显著降低。
事实上，这方面的影响在很长一段时间中，都是建筑材料试验的项目。但目前实验室并不容易完成冰雪天气的建筑试验，尤其是复杂形状屋面的雪荷载确定，始终困扰设计人员。其中原因主要由于实验室难以模拟出大空间的冰雪极端天气环境。而就在近日，哈工大针对该问题给出了新方案。
据悉，该校成功研制了“大跨空间结构风—雨—热—雪全过程联合模拟试验系统”，该系统也属于国家重大科研仪器研制项目。系统的成功研制为深入揭示大跨空间结构风—雨—热—雪耦合作用下屋面积雪全过程演变机理提供了全球首个试验平台，也为建筑材料测试提供了新的方向。也为研究人员提供了清晰认识在风、雨、热等环境因素影响下，屋面积雪的堆积—消融—结晶—再堆积演变全过程机理的手段。
据悉，该系统由风雪?？?、热辐射?？?、降雨?？樗牟糠肿槌?。风雪模块主要负责提供人造雪粒与狂风，启动后，建筑模型屋面逐渐呈现自然堆雪过程；热辐射模块由热辐射灯阵组成，可以模仿正午烈日，介入后，屋脊积雪会渐成冰水混合物；降雨模块的工作是喷洒冰雨，喷射的过冷水滴撞击积雪表面，瞬间便会形成冰壳。整个过程就像是被压缩进程后的自然气候，完成积雪连续累积变化全过程模拟，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。
得益于该系统，研究人员可以获得准确真实的大跨屋面雪荷载研究数据?？梢运蹈贸晒牡曛咀胖泄┕こ萄芯空铰跞肴伛詈鲜贝?。
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