海拔5000米+，請自由呼吸｜國家工業密碼·未來篇

小新說

“十四五”圓滿收官、“十五五”揚帆起航之際，由中央網信辦網絡傳播局、國務院國資委宣傳工作局指導，國務院國資委新聞中心主辦的《國家工業密碼·未來篇》網絡互動傳播活動正式啟動。小新聯合中國科協創新戰略研究院、總臺科晚、總臺《創新進行時》欄目、中國移動咪咕、國家電網英大傳媒、機械工業出版社、《人民畫報》雜志、《美術》雜志、星球研究所、混知等伙伴共創，以宏觀的產業視角、微觀的技術視角，生動呈現中央企業在科技創新前沿取得的重大突破，在加快發展新質生產力、建設現代化產業體系進程中的硬核力量，帶您讀懂中國工業的創新密碼。今天為您帶來《海拔5000米+，請自由呼吸》，和總臺科晚一起帶您打卡中國建筑“零海拔屋”。

你經歷過高原反應嗎？

頭疼、失眠、需要吸氧……

如果你正在海拔5000米、

平均氣壓50千帕的雪山之巔忍受高反，

而這里有間房子的室內氣壓

可以達到100千帕，

你在這里“如履平原”，

這，可能嗎？

這不僅是數字的變化，

更是人類征服生存極限的

又一次突破。

小新打卡中建三局自主研發的

高海拔增壓式建筑（“零海拔屋”），

看這項硬核科技，

如何以溫柔的方式改寫高原生存法則。

“造”一個“平原”

首先我們先來盤一盤“高反”的原理：

在海拔4000米以上地區，

大氣壓僅有海平面的60%，

空氣稀薄，

單位體積內空氣含量僅為60%，

但是每一份空氣中

氧氣占比還是20%左右，

所以高原反應的本質是

環境氧分壓（大氣壓力×氧氣比例）低

從而造成人體組織缺氧，

導致人體肺泡氣體交換“源動力”不足，

氧氣吸收受阻。

所以，傳統補氧方式只能“治標”，

由此，零海拔屋研發團隊選擇了

更“治本”的解決方式——“增壓”，

在室內“造”一個“平原”。

“這就像是在空氣稀薄的高原建造一臺‘氣壓保險箱’”，

研發人員形容道。

這個概念聽起來并不復雜，

但當把這個“保險箱”放大到建筑尺度時，

在經濟、適用前提下，

需攻關在巨大壓差下的高強度結構、

高氣密體系和智能環境控制系統

三大技術，

難度不亞于造飛機。

第一步：結構革命，

打造“壓力容器”

要想在建筑空間內

注入遠高于室外的氣壓

并非易事，

首先要保證建筑本身能承壓。

在高原低壓環境下，

將室內加壓至標準大氣壓，

其內外壓差對建筑各方向結構造成的壓力，

相當于一個停車位上“摞著”20輛車，

每平方米要扛5噸重壓，

普通建筑無法滿足需求。

“零海拔屋”顛覆了傳統建筑結構，

將每一個房間拆分為模塊化的“方盒子”，

采用自平衡受力的籠式鋼結構骨架，

覆蓋6毫米厚鋼板形成堅固外殼，

經測試，

這種設計能承受

室內外高達50千帕的氣壓差。

第二步：航空級密封，

打造“絕對密室”

“加壓”的難題解決了，

還得在大壓差下保證建筑“不漏氣”，

普通民房門窗的氣密標準

遠遠不能滿足要求。

為此，

研發團隊針對每一處氣密薄弱點反復優化，

自研高氣密性門窗、接口，

發明了氣壓自適應雙軸鉸鏈高承壓門

與大尺寸高承載高氣密窗。

這種門窗氣密性與飛機艙門相當，

同時，為達到如普通民房一般

輕松的開關門體驗，

研發團隊將啟閉力做到了30N，

僅為航空氣密門標準的五分之一，

整體實現了50kPa大壓差下

低至2.7%/h的漏氣率，

氣密性媲美飛機。

第三步：智能增壓，

兩分鐘“高原變平原”

“零海拔屋”的增壓系統

就像整座建筑的心臟，

將高原稀薄的空氣壓縮后

源源不斷地輸入房內，

需要在2分鐘內將室內氣壓增加至平原水平，

并能夠自主控制，

保持恒壓。

為此，研發團隊提出了

氣壓動態調控的

“壓縮—儲存—輸送”

空氣加壓模式，

在全球范圍內首次構建了

全年不間斷運行的建筑增壓系統，

可將海拔6000m環境下建筑室內氣壓提升

并穩定在1個大氣壓，

并且能夠在惡劣環境下持續穩定運行。

第四步：整體調控，

不止于氣壓

在完全密閉且外部環境不適宜的情況下，

建筑內的空氣環境只能自主營造。

研發團隊針對性提出了增壓式建筑

“壓—溫—濕—氧—碳”

環境舒適性綜合指標體系，

首創了多指標協同控制方法，

開發了極低溫下可靠運行的

室內環境多指標集成控制系統，

能夠精準調節室內

溫度、濕度、氧氣濃度、

二氧化碳濃度等關鍵環境參數，

打造溫潤、清新、富氧的舒適環境，

實現“雪域變江南”。

從“啤酒桶”到行業標桿

中建三局首次提出

“在高原造可以調節氣壓的房子”的構想時，

這還是一片技術“無人區”。

2020年11月，

海拔4483米的西藏那曲，

首座外形酷似啤酒桶的“零海拔屋”

樣屋建成。

研發人員親身試驗，

經過20余天近400小時的

連續運行測試，

圓滿完成各項生理及功能測試，

驗證了這一概念的可行性。

2021年，

團隊歷經幾百次調試，

攻克各項技術難題。

同年9月，

建成了全新的“零海拔屋”，

建筑面積400㎡ ，

涵蓋21個功能模塊，

具備生活、辦公、

住宿、會議、運動等

完善的建筑功能，

首次投入示范應用。

而零海拔屋的價值，

不僅在于為高原旅居、建設者

提供品質生活與健康保障，

更能在極端環境筑起一座座“安全屋”。

2024年，

在海拔5200米的珠峰大本營“零海拔屋”

投用的首個十一假期，

一名游客在珠峰大本營

發生嚴重高原反應，

血氧飽和度最低降至44%，

隨時有腦死亡風險，

被緊急送至“零海拔屋”，

經歷半小時，

游客血氧飽和度恢復到97%，

心率下降到107次/分，

恢復了正常生理機能，

休整1小時后安全下山。

在海拔4087米、

年平均溫度-52.5℃的南極昆侖站，

“零海拔屋”技術升級為

“極地科考增壓建筑”，

隨中國第四十次、第四十一次科考隊

兩次抵達，

挑戰高海拔、極低溫、難運輸的

復雜嚴酷工況，

有效提高了南極科考隊的生存保障能力。

如今，“零海拔屋”已在我國西部4省

落地40余座，

在國防、科考、工程建設、

旅游、醫療等多個領域大顯身手。

在拉薩，

全球首座“零海拔”酒店

于2022年初開業，

幾年來入住超數千人次保證零故障。

在海拔4526米的

新疆慕士塔格天文觀測站

建成全球首座“零海拔天文觀測站”，

為科研人員提供工作生活保障。

在海拔5500米的

新疆火燒云鉛鋅礦項目部，

建成全球海拔最高、規模最大的

增壓式建筑群，

讓建設者

“能每晚睡個安穩覺，第二天精神足”。

“零海拔屋”的應用場景正沿著海拔“攀升”，

仍在不斷拓展……

一項技術之所以“重”，

不僅在于挑戰工程極限，

更在于它承載的生命之重。

“零海拔屋”承載著科考隊員探索未知的夢想，

承載著對建設者安全健康的守護，

也承載著每一位旅行者追尋的詩與遠方。

它讓人類在高原的停留，

從艱苦的“忍耐”，

轉向從容的“生活”。

從世界屋脊到南極冰蓋，

它的故事仍在續寫：

最頂尖的科技，

終將指向對人類最深切的關懷。

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責任編輯丨程鏡睿

校對丨李虹縈 陳伊南

執行主編丨劉海草 張灝然

內容來源丨中國建筑