海拔5000米+，请自由呼吸｜国家工业密码·未来篇

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“十四五”圆满收官、“十五五”扬帆起航之际，由中央网信办网络传播局、国务院国资委宣传工作局指导，国务院国资委新闻中心主办的《国家工业密码·未来篇》网络互动传播活动正式启动。小新联合中国科协创新战略研究院、总台科晚、总台《创新进行时》栏目、中国移动咪咕、国家电网英大传媒、机械工业出版社、《人民画报》杂志、《美术》杂志、星球研究所、混知等伙伴共创，以宏观的产业视角、微观的技术视角，生动呈现中央企业在科技创新前沿取得的重大突破，在加快发展新质生产力、建设现代化产业体系进程中的硬核力量，带您读懂中国工业的创新密码。今天为您带来《海拔5000米+，请自由呼吸》，和总台科晚一起带您打卡中国建筑“零海拔屋”。

你经历过高原反应吗？

头疼、失眠、需要吸氧……

如果你正在海拔5000米、

平均气压50千帕的雪山之巅忍受高反，

而这里有间房子的室内气压

可以达到100千帕，

你在这里“如履平原”，

这，可能吗？

这不仅是数字的变化，

更是人类征服生存极限的

又一次突破。

小新打卡中建三局自主研发的

高海拔增压式建筑（“零海拔屋”），

看这项硬核科技，

如何以温柔的方式改写高原生存法则。

“造”一个“平原”

首先我们先来盘一盘“高反”的原理：

在海拔4000米以上地区，

大气压仅有海平面的60%，

空气稀薄，

单位体积内空气含量仅为60%，

但是每一份空气中

氧气占比还是20%左右，

所以高原反应的本质是

环境氧分压（大气压力×氧气比例）低

从而造成人体组织缺氧，

导致人体肺泡气体交换“源动力”不足，

氧气吸收受阻。

所以，传统补氧方式只能“治标”，

由此，零海拔屋研发团队选择了

更“治本”的解决方式——“增压”，

在室内“造”一个“平原”。

“这就像是在空气稀薄的高原建造一台‘气压保险箱’”，

研发人员形容道。

这个概念听起来并不复杂，

但当把这个“保险箱”放大到建筑尺度时，

在经济、适用前提下，

需攻关在巨大压差下的高强度结构、

高气密体系和智能环境控制系统

三大技术，

难度不亚于造飞机。

第一步：结构革命，

打造“压力容器”

要想在建筑空间内

注入远高于室外的气压

并非易事，

首先要保证建筑本身能承压。

在高原低压环境下，

将室内加压至标准大气压，

其内外压差对建筑各方向结构造成的压力，

相当于一个停车位上“摞着”20辆车，

每平方米要扛5吨重压，

普通建筑无法满足需求。

“零海拔屋”颠覆了传统建筑结构，

将每一个房间拆分为模块化的“方盒子”，

采用自平衡受力的笼式钢结构骨架，

覆盖6毫米厚钢板形成坚固外壳，

经测试，

这种设计能承受

室内外高达50千帕的气压差。

第二步：航空级密封，

打造“绝对密室”

“加压”的难题解决了，

还得在大压差下保证建筑“不漏气”，

普通民房门窗的气密标准

远远不能满足要求。

为此，

研发团队针对每一处气密薄弱点反复优化，

自研高气密性门窗、接口，

发明了气压自适应双轴铰链高承压门

与大尺寸高承载高气密窗。

这种门窗气密性与飞机舱门相当，

同时，为达到如普通民房一般

轻松的开关门体验，

研发团队将启闭力做到了30N，

仅为航空气密门标准的五分之一，

整体实现了50kPa大压差下

低至2.7%/h的漏气率，

气密性媲美飞机。

第三步：智能增压，

两分钟“高原变平原”

“零海拔屋”的增压系统

就像整座建筑的心脏，

将高原稀薄的空气压缩后

源源不断地输入房内，

需要在2分钟内将室内气压增加至平原水平，

并能够自主控制，

保持恒压。

为此，研发团队提出了

气压动态调控的

“压缩—储存—输送”

空气加压模式，

在全球范围内首次构建了

全年不间断运行的建筑增压系统，

可将海拔6000m环境下建筑室内气压提升

并稳定在1个大气压，

并且能够在恶劣环境下持续稳定运行。

第四步：整体调控，

不止于气压

在完全密闭且外部环境不适宜的情况下，

建筑内的空气环境只能自主营造。

研发团队针对性提出了增压式建筑

“压—温—湿—氧—碳”

环境舒适性综合指标体系，

首创了多指标协同控制方法，

开发了极低温下可靠运行的

室内环境多指标集成控制系统，

能够精准调节室内

温度、湿度、氧气浓度、

二氧化碳浓度等关键环境参数，

打造温润、清新、富氧的舒适环境，

实现“雪域变江南”。

从“啤酒桶”到行业标杆

中建三局首次提出

“在高原造可以调节气压的房子”的构想时，

这还是一片技术“无人区”。

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”

样屋建成。

研发人员亲身试验，

经过20余天近400小时的

连续运行测试，

圆满完成各项生理及功能测试，

验证了这一概念的可行性。

2021年，

团队历经几百次调试，

攻克各项技术难题。

同年9月，

建成了全新的“零海拔屋”，

建筑面积400㎡ ，

涵盖21个功能模块，

具备生活、办公、

住宿、会议、运动等

完善的建筑功能，

首次投入示范应用。

而零海拔屋的价值，

不仅在于为高原旅居、建设者

提供品质生活与健康保障，

更能在极端环境筑起一座座“安全屋”。

2024年，

在海拔5200米的珠峰大本营“零海拔屋”

投用的首个十一假期，

一名游客在珠峰大本营

发生严重高原反应，

血氧饱和度最低降至44%，

随时有脑死亡风险，

被紧急送至“零海拔屋”，

经历半小时，

游客血氧饱和度恢复到97%，

心率下降到107次/分，

恢复了正常生理机能，

休整1小时后安全下山。

在海拔4087米、

年平均温度-52.5℃的南极昆仑站，

“零海拔屋”技术升级为

“极地科考增压建筑”，

随中国第四十次、第四十一次科考队

两次抵达，

挑战高海拔、极低温、难运输的

复杂严酷工况，

有效提高了南极科考队的生存保障能力。

如今，“零海拔屋”已在我国西部4省

落地40余座，

在国防、科考、工程建设、

旅游、医疗等多个领域大显身手。

在拉萨，

全球首座“零海拔”酒店

于2022年初开业，

几年来入住超数千人次保证零故障。

在海拔4526米的

新疆慕士塔格天文观测站

建成全球首座“零海拔天文观测站”，

为科研人员提供工作生活保障。

在海拔5500米的

新疆火烧云铅锌矿项目部，

建成全球海拔最高、规模最大的

增压式建筑群，

让建设者

“能每晚睡个安稳觉，第二天精神足”。

“零海拔屋”的应用场景正沿着海拔“攀升”，

仍在不断拓展……

一项技术之所以“重”，

不仅在于挑战工程极限，

更在于它承载的生命之重。

“零海拔屋”承载着科考队员探索未知的梦想，

承载着对建设者安全健康的守护，

也承载着每一位旅行者追寻的诗与远方。

它让人类在高原的停留，

从艰苦的“忍耐”，

转向从容的“生活”。

从世界屋脊到南极冰盖，

它的故事仍在续写：

最顶尖的科技，

终将指向对人类最深切的关怀。

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责任编辑丨程镜睿

校对丨李虹萦 陈伊南

执行主编丨刘海草 张灏然

内容来源丨中国建筑