7月25日，记者从哈尔滨工业大学获悉，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”研制成功。该系统由哈工大土木工程学院范峰教授团队牵头研制，为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，提供了国际领先的试验平台。我国冰雪工程研究实现全要素耦合突破。

大跨空间结构风—雨—热—雪全过程联合模拟试验系统

在哈尔滨工业大学风工程实验室，一场气候模拟正在上演：一座体育馆缩尺模型，在零下15℃的寒风中接受极端气候考验；人造风雪呼啸，热辐射灯点亮，冰雨倾泻。这正是“大跨空间结构风—雨—热—雪全过程联合模拟试验系统”的日常测试场景。

范峰教授为学生讲解系统

范峰介绍，“近年来全球极端冰雪灾害频发，寒冷地区雪致工程灾害时有发生。大跨空间结构跨度大、屋面复杂，积雪过载后果严重。”

降雪

降雨

日照辐射

如何科学确定复杂屋面雪荷载，长期困扰工程设计人员。传统现场实测依赖自然条件，数值模拟难解相变机理，风雪试验难以复现太阳辐射下的积雪消融。

依托国家重大科研仪器研制项目，范峰团队历时多年建成该试验系统，可真实再现大跨空间结构屋面积雪环境，完整呈现风、雨、热等因素影响下积雪堆积—消融—结晶—再堆积全过程机理。

该系统集成五大功能模块：大气边界层低温风洞可复现-20℃低温风场；智能降雪模块可控制雪花晶体形态；双模式降雨系统可精细调节雨滴谱；太阳辐射方阵可模拟不同纬度日照；监测中枢实时追踪雪相变过程。

研发团队成员张清文副教授介绍，“风雪启动后模型屋面自然堆雪；热辐射介入积雪融化成冰水混合物；过冷水滴撞击积雪表面形成坚硬冰壳。”

自2025年3月通过国家验收以来，该系统已服务极地科研站、大型体育场馆、交通枢纽等国家重大工程，提升我国建筑结构极端气候安全性能，为国家极地战略和冰雪经济发展提供技术支撑。

（图片由哈尔滨工业大学提供）