昨天(8月14日),第三届中国国际太阳能十项全能竞赛在河北省张家口市落下帷幕。由西交利物浦大学学生团队主导设计的房屋荣获“最具人居健康品质奖”。
中国国际太阳能十项全能竞赛于2011年启动,以产学研合作为出发点,旨在通过搭建国际化竞赛交流平台,积极服务绿色生态建设、可再次生产的能源利用和国家“3060”双碳目标。本届竞赛通过全球选拔,最终选出10个国家的29所知名高校,携手180家企业和机构,组成15支参赛队伍进入决赛同场竞技,这中间还包括西交利物浦大学、西安交通大学、清华大学、东南大学、瑞士苏黎世联邦理工学院等国内外名校,共计1000多名本硕博学生参加。
由参赛队伍打造的15栋零能耗房屋以太阳能驱动为主,以风能、地热等作为补充。自8月8日至14日,房屋根据十项指标做综合评比,包括建筑规划设计、工程建造、能源能效、宣传推广、市场潜力、室内环境、清洁取暖/制冷、家居生活、互动体验、创新能力。
这座名为“Y-Project”的太阳能房屋由西交利物浦大学、浙江大学伊利诺伊大学厄巴纳香槟校区联合学院、托马斯杰斐逊大学、国际竹藤组织和工业合作伙伴组设计并建造,融合了世界顶尖研发的技术与创意,将太阳能、节能与建筑规划设计紧密结合。
据团队学生领队之一、西交利物浦大学建筑系博士生陈曦介绍,Y-Project的第一个设计亮点是集成自适应外墙。“我们的建筑采用双层表皮设计,集动态热环境控制、透光、通⻛和空气净化于一体。最外层表皮采用ETFE双层膜气枕材料,也是北京水立方的外表皮材料,Y-Project是首次将这样一种材料应用于小型住宅建筑的实验。它的另一个亮点是生态节能环保材料。我们从承重结构、内饰到家具,全部采用竹材料,因为竹子生长快速并且低碳环保。”
此外,建筑还融合了疗愈性景观。房屋景观以植物为主,促进人与自然的互动,这中间还包括绿色的墙面与屋面、家庭农业,以及具有江南园林色彩的灯光水池。整个房屋均符合无障碍设计的要求,宽大的可折叠⻔可同时满足室内空间的流通性和私密性。利用可折叠收纳进墙面的家具,住户能自由地安排和改变室内的空间布局。
8月8日上午10点比赛开始,参赛房屋停止市政供电。所有房屋要在接下来的48小时内,在保持室内环境达标的同时,完成洗衣、热水、照明等常规家庭耗能任务。参赛房屋还邀请了知名人士和网络博主入住,完成24小时居住体验。
Y-Team的另一位学生领队、西浦建筑系博士生金梦凡获得了此次竞赛的优秀参赛学生奖。她介绍道:“我们的房屋在外层表皮以及景观遮阳上都安装了太阳能光伏玻璃,这种玻璃是最新研发的钙钛矿光伏产品,电能转换效率高,环境污染小。它们能在保证建筑美观的同时,生产足以支撑整栋房屋灯光系统、家用电器、新风系统等的能源。”
“ETFE膜结构作为建筑的最外层表皮,能够在冬季提供额外的保温,位于膜结构底部与顶部的百叶则促进了夏季的自然通⻛。同时,其充足的透明度还可以透过日光以加强室内外的联系,这样一种材料也能持续适应不一样的天气条件和气候平均状态随时间的变化。”金梦凡补充道,“建筑通过这层表皮进行呼吸,实现了建筑系统与外界环境的交互。”