温室项目有风险管理方案加持，就敢和极端环境抗衡！

极端环境温室项目的风险管理方案设计

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项目背景介绍

极地考察是人类探索地球奥秘的壮举，对促进可持续发展具有重大意义。近年来，国家进一步加大了对极地考察的投入，加强了极地考察能力建设，先后建立了长城站、中山站、昆仑站，计划还将新建1个夏季考察站和1个常年考察站，极地考察支撑体系也越来越完善，在国际极地考察和极地事务中发挥越来越重要的作用。但是，面向国家需求和极地科学前沿，中国的极地考察事业还迫切需要新的发展。极地的后勤保障支撑体系还不完善，特别是长期困扰考察队员的“吃菜难”问题一直得不到有效解决。蔬菜水果是人体获取营养，维持健康的主要途径，而吃到新鲜蔬菜则是南极考察队员的基本需求。随着中国设施农业技术的发展和经济实力的提升，利用现代化温室设施和无土栽培技术，在南极进行可控环境下的蔬菜生产已经成为可能，新建南极蔬菜温室进行蔬菜优质高效生产的条件已经成熟。

该温室项目根据南极中山站、长城站地区的地理环境特点，针对南极极寒、极风、极干、极夜等极端恶劣的环境条件，研发适用于中国南极科考站的温室蔬菜栽培系统和技术，包括极端条件下模块化、高强度和低能耗的现代化透光温室结构、极端环境下温室环境调控技术、远程数据监控平台研究与设计、极昼极夜条件下自然光和人工光结合的光环境调控技术、南极环境适栽蔬菜种类和适栽蔬菜品种筛选、绿叶菜封闭式潮汐灌溉水培技术、果菜封闭式无机基质槽培和袋培技术、资源循环利用技术、全人工光绿叶菜和果菜栽培技术等，并在长城站、中山站和上海培训基地进行示范应用。该项目于2014年12月开工建设，2015年3月完成温室主体结构、外围覆盖安装、各系统集成调试，互联网布线接入以及蔬菜种植。通过该项目的实施，降低南极蔬菜补给难度，实现考察站蔬菜部分自给目标，为极地科考研究持续开展提供蔬菜保障。同时，把南极作为一个极端环境条件下的国家农业设施与生产持久性研究试验点，综合考虑能源、资源消耗，可为将来开发太空农业打下坚实的平台和基础。

风险识别

中国在南极开展自然光蔬菜温室项目尚无先例，具有一定的探索性，因此项目确定了有限目标，通过初步研究和试验，获取数据后为下一步长期研究奠定基础。研发并建设适宜中国南极考察站蔬菜生产应用的模块化、高强度和低能耗的现代化温室，在南极中山站、长城站和上海培训基地建造了3栋试验温室，确保室内环境达到蔬菜生长需求，从根本上改善蔬菜生产条件。

在南极设计温室，首先要抗寒，现用的温室结构材料在南极地区使用会变脆，强度不够，首先进行南极温室材料的选择研究；其次南极的风速一般都在12级以上，现用的温室结构一般只能抵抗10级以下风速，需要进行温室的抗风结构设计（抗14级风），并根据25年出现的最低温度，进行温室材料选择设计，以节能保温为目的，研究适合于极端环境下应用的全封闭节能温室结构，以及进行耐低温材料选择和测试，结构抗风性能计算和测试，透光覆盖材料的选择和测试，结构材料耐腐蚀处理和测试，温室结构的力学与可靠性分析，温室结构的保温性能研究，以温室内种植果菜为条件，提出高透光、高节能、高保温、高储能的温室设计方案。

技术风险

首先，南极的风速一般都在12级以上，抗风设计对南极温室必不可少的。其次，想在世界极寒的南极温室里种植蔬菜，必须要解决温室的保温问题。在南极即使墙体再厚，无论是用砖还是用水泥，都会冻透，因为墙体本身就是一座“冷桥”。如果有一个穿透墙体的螺栓，就会大大降低室内温度，并在螺栓的室内一端开始结霜，进而结成一个大冰坨。由于南极的风大、积雪多，风吹雪往往在一夜之间就可以把一座微型城统统埋掉。20世纪50年代，美国在东南极的威尔克斯地建立的考察站，由于建筑形式和地形选择的不当，现在已经理在冰雪之下。因此，在设计温室结构的时候还需考虑防止温室被大雪掩埋。

采购风险

温室项目的主体框架材料采用钢结构，而常规钢材主要使用Q235或Q195的碳素钢，一般钢材采购需要一定周期，遇到特殊规格材料或需求量达到一定规模可以定制，或等待其他客户拼料加工，这都需要更多的费用和时间。现设计的南极蔬菜温室面积只有36m2，即使加工三座温室用钢量也达不到常规购买量。此外，南极的气候特点之一是酷寒，大部分地区的年平均气温在-25℃以下，是世界上最冷的地区。常规的Q235材料不能满足低温环境下工作，设计要求采用属于低合金高强度钢板的Q345E，具有较好的低温冲击性能，材料通过-40℃冲击试验。这种材料不属于市场上常用材料，供货上对于量和时间的要求更高，采购必须在设计初期、加工图纸出齐前就要完成。并且需要根据Q345E的焊接要求，配备相应等级的焊条。

生产制造风险

公司在南极地区没有做过温室项目，对于Q345E钢材的焊接加工没有经验，也没有相应焊缝的验收经验，加工时对钢构件的合格率会出现一个人说了算的现象，会有加工质量符合度不高的风险。其次Q345E钢材的采购周期长，会有物料到位不及时的现象，这将影响加工流程的安排，也会影响温室结构的发货时间。由于温室结构材料是通过雪龙号装载运至南极，而雪龙号的起航时间是极地中心和有关部门定下的，这个时间更改不了，所以构件的加工包装和装船得在雪龙号装船时间段完成。

环境风险

南极条约体系将南极指定为自然保护区，各缔约国承诺全面保护南极环境及依附于它及其相关的生态系统。根据南极条约体系要求，在南极开展活动必须进行环境影响分析，以充分保护南极环境。

组织和项目管理风险

该项目参与单位较多，有上海都市绿色工程有限公司、中国极地研究中心、同济大学、北京市农林科学院、上海市农业科学院。中国极地研究中心负责“雪龙”号极地科学考察船、南极长城站、中山站以及国内基地的运行与管理，负责中国南北极考察队的后勤保障工作；同济大学现代农业科学与工程研究院研究中国农业现代化和农村生态环境，解决中国的“三农”和区域生态环境问题；北京市农林科学院主要研究设施蔬菜无土栽培技术；以上海市农业科学院为依托单位的上海市设施园艺技术重点实验室从事设施园艺新技术研究与开发，特别是以环境控制条件下的园艺植物的研究。三个蔬菜温室项目总面积也就一百多个平方米，但参与项目的单位不少，组织上容易出现管理风险。

政策方案设定

技术执行风险应对计划

针对拟建温室为南极陆基建筑、施工区域气温较低，多雨潮湿的环境条件，将采用国内预制，现场组装的方式进行。根据设计方案和前期调研情况，南极温室采用全透光温室，覆盖材料采用德国进口16mm中空PMMA板（聚甲基丙烯酸甲酯PLEXIGLAS®，安全性高，透光率达91%，U值2.5W/（m2·K），可耐-40℃低温）；结构骨架（抗风能力45m/s、防海风腐蚀、耐-40℃低温）：钢结构采用Q345E钢材，表面热浸镀锌+喷涂，铝合金断桥，铝合金表面喷涂处理，三元乙丙橡胶条密封，5MM钢化+9A+5MM钢化+9A+5MM钢化防御型门窗系统。为防止大雪堆积掩埋温室，设计人员根据风的物理特性，把温室抬高距地面1~2m，当强风吹着雪花袭来时，风速遇到“墙”的阻挡，会加速寻找突破口，一部分从温室顶部席卷而去，一部分从温室下架空的通道吹走，温室就埋不起来了。此外，由于南极路途遥远，一些易损件备足余量。

采购风险应对计划

对于钢材通用性不高的风险，首先是让设计部门尽可能归并钢材规格，其次是加强设计和制造的沟通；对于特殊钢材采购周期长的风险，在设计部门完全出具加工图纸前，先行出具粗略钢材采购单，对钢材材料的长度按一定比列放长采购，以加工浪费一点断料抢采购时间。

生产制造风险应对计划

Q345E的焊接工艺要求高，对于加工厂原有的人员资源不充分的风险，首先做好焊接及加工量预算，其次做好相应的人员招聘计划；对于物料到位不及时的风险，首先要先了解物料采购周期，其次做好备料计划，该项目Q345E到货周期长，先行加工安装在上海培训基地、采用常规材料Q235的蔬菜温室钢构件；对于加工工艺可操作不高的风险，首先是加强和设计人员的沟通，让其提供的加工图纸可操作化，其次是做好相应培训，让焊接加工人员了解其工艺；对于发货不及时的风险，首先与财务和采购部沟通，其次加强和供应商的沟通。

环境风险应对计划

本项目蔬菜温室采用独立建筑，面积较小，对周边环境无不良影响。采用钢结构、铝合金结构、PMMA板等所有建筑材料均可回收利用。本项目由于采用洁净生产流程和相关技术，在农业生产过程中采用智能化控制系统，可以保证不会产生农业面源污染。固体和液体废弃物主要是植物的茎秆和废液，全部进行回收处理不会对环境造成影响。生产过程没有对大气产生污染的物质。生产过程的噪音非常低，不会对周边人员产生影响。

组织管理风险应对计划

该项目为达到预期的技术水平、示范效应和成果转化效果，组织上实行项目负责制和定期考核、目标化管理制度。由上海都市绿色工程有限公司、中国极地研究中心、同济大学、北京市农林科学院、上海市农业科学院等单位组成产学研联合攻关组承担；成立项目领导小组，定期听取项目组的汇报，协调项目实施过程中所需的跨地区和跨部门的人力、财力和物力；成立专家顾问小组，负责分项的设置、技术方案的总体策划及实施过程的技术把关与指导。项目实行项目组长负责制，项目组长负责组织相关单位联合攻关，制定实施计划，根据项目内容设立研究任务，确定每个研究任务的负责人和技术人员，明确分工，明确项目节点。同时，定期向项目领导小组和项目组织单位汇报项目执行情况。

分析和总结

风险识别是整个风险管理过程中最重要、最困难的环节。如果不能及时识别项目开展过程中面临的风险，就不可能控制与规避风险。上海都市绿色工程有限公司通过南极蔬菜温室项目的风险预警系统按时完成项目交付，在项目设计之前利用风险关键因素清单对蔬菜温室项目的风险进行全面的分析，识别风险源，判断预测的风险是否存在，以及这些因素的影响程度，避免遗漏关键的风险因素。并从改变风险后果的性质、风险发生的概率和风险后果大小等方面，制定风险规避、风险转移、风险预防、风险控制和风险承受等风险应对措施。

作者：蒋利施，刘栋海（上海都市绿色工程有限公司）

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