近日，哈尔滨工业大学传来喜讯，国际首套“大跨空间结构风 - 雨 - 热 - 雪全过程联合模拟试验系统”研制成功并通过国家验收。这一成果不仅为中国冰雪工程研究带来全新突破，迈入全要素耦合时代，还成功攻克传统建筑结构设计中确定极端天气影响的难题，为相关领域发展提供了有力支持。
研发背景：极端冰雪灾害频发，传统研究存在局限
哈尔滨工业大学土木工程学院范峰教授指出，“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，大跨空间结构由于自身特点与应用广泛性，雪致工程灾害后果更为严重。”在传统研究中，现场实测依赖自然条件，数值模拟难解相变机理，风雪试验无法复现太阳辐射下的积雪消融，如同盲人摸象，难以全面认识屋面积雪演变过程。如何科学确定复杂形状屋面的雪荷载，一直是困扰设计人员的难题。
系统研制：多模块配合，模拟极端冰雪气候
为解决上述问题，范峰教授团队获中国国家重大科研仪器研制项目支持，打造出模拟极端冰雪气候的利器。这座国际首套的建筑冰雪环境多因素耦合模拟系统堪称气候现象的“交响乐团”：大气边界层低温风洞可复现 -20℃的低温大气风场；智能降雪模块可实现雪花晶体形态控制；双模式降雨系统可精细调控雨滴谱分布；太阳辐射方阵可模拟不同纬度日照强度；监测神经中枢可实时追踪风 - 雨 - 热环境作用下雪的相变过程。团队成员张清文副教授介绍：“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，瞬间形成致命冰壳。”通过各子系统配合，该系统创造性解决风、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，获取真实的大跨屋面雪荷载研究数据。
重大意义：提供试验平台，助力工程建设与极地战略
此系统的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，提供了国际上独一无二的试验平台。自今年3月通过国家验收以来，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，还为国家极地战略提供技术支撑，推动中国冰雪工程研究正式迈入全要素耦合时代。
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