AATU科技活動|一次實戰“練兵”——設計總院團隊助力天大聯隊國際太陽能十項全能競賽

2022-08-19

? 黃維旻


日前,中國國際太陽能十項全能競賽(SDC)決賽在河北省張家口市落幕??傇河邢薰旧疃葏⑴c的天津大學聯隊(Team Tianjin U+)“R-CELLS”住宅項目最終斬獲10項競賽中的8項一等獎、1項二等獎,榮獲總成績第一名。





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國際太陽能十項全能競賽(Solar Decathlon,簡稱 SD)是一項國際大學生建筑科技競賽。競賽要求每個團隊設計、建造并運行一棟以太陽能為能源的高性能全尺寸房屋,依托十項指標的評比來選出優秀作品。本次競賽共有來自天津大學、清華大學、東南大學、哈爾濱工業大學、重慶大學、西安建筑科技大學、蘇黎世聯邦理工學院、皇家墨爾本理工大學、拉夫堡大學、奧斯陸建筑與設計學院等10個國家29所建筑名校組成的15支聯隊,賽程長達兩年半。


總院有限公司深度參與R-cells建筑方案的落地及設計-施工-運維的全過程技術服務??傇杭献顝娂夹g團隊,包括設計二院、技術質量部(總師辦公室)、智能化設計研發中心、室內設計三所、景觀設計一所、BIM設計研究中心等,團隊人數近30人。涉及專業有建筑、結構、給排水、暖通、電氣、電氣智能化、室內裝飾、風景園林、BIM等。多位執行總師親自下沉項目組,從技術方案到節點構造反復比較、論證。


競賽前期階段,總院有限公司與各合作供應商企業就設計需求、設計選型等問題展開激烈討論,與建筑學院、設備廠家、材料商等多家競賽參與方進行方案討論及技術交底會,召開討論會50余場。



設計過程中,各專業精心設計、通力配合,緊鑼密鼓繪制施工圖紙,落實方案理念,發揮設計方案與項目實施之間的橋梁作用,多次溝通材料供應商和設備安裝廠家,使建筑方案能夠更有效落地。圖紙設計既符合行業標準規范要求,又考慮方案各細節精準落實到位,工程師們展示出豐富的工程經驗及較強的技術能力。


總院有限公司暖通專業設計師現場調試設備


建造階段,各專業設計師緊跟現場建造進度,多次現場交底與指導施工,分別參加了建筑學院開工儀式、國展大型展覽會展出、張家口賽場實體建造及竣工驗收等多次建造現場服務。



關于R-CELLS,我們有話要說……


R-CELLS采用重木加輕木的混合結構體系,木結構建筑含碳低,固碳能力高,符合國家雙碳戰略。結構選材以木材、金屬等生產加工對環境影響小或回收效益高的材料為主,包括初建、替換和拆除階段在內的物化碳排放較小。R-CELLS采用預制+定制組合模塊的設計,可根據使用者的需求狀況進行模塊功能組合,張家口賽場建造周期二十天,從基礎到主體再到內裝全部采用裝配式。


? 黃維旻


R-CELLS太陽能小屋能源方案的確定可謂是一波三折,總院暖通專業設計師結合豐富的工程實際經驗和競賽得分要求,在廣泛聽取意見的基礎上,將初始方案逐級優化,由V1.0版本升級到V1.1、V2.0、V3.0,最終采用“新風熱回收一體機(冷暖)系統+電熱膜供暖+衛生間電熱毛巾架+地面相變蓄能材料”的方案,此方案既保證了項目實施的可行性,又解決了自控難度,方案得以順利實施。


空調容量選擇方面,在學院老師的能耗模擬基礎上,總院設計團隊進行嚴密精確的計算,適當選取富裕系數,最終空調選型和室內外風格比較匹配,沒有選用過大的機組。室外機隱藏在屋頂上,大大提升了建筑整體美觀度。


在參賽現場可以看到,R-CELLS的空調系統容量最小,現場最大空調系統容量是R-CELLS的2倍??倹Q賽中,R-CELLS斬獲能源能效子競賽、室內環境子競賽、清潔取暖/制冷子競賽、能源自給子競賽第一名。


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R-CELLS電能自給分成光伏發電、風電、和儲能電池三部分。太陽能光伏組件采用單晶硅PV、單晶硅PVT、薄膜采光頂和薄膜光伏的組合,光伏板美觀度較高,視覺上整齊明亮,與屋面融合度較高。風力發電方面,為降低風荷載,屋面迎風面開了5個約3*0.5米的孔,巧妙地安裝五臺螺旋式風車發電裝置,隨風轉動的螺旋風車在屋面形成一道美麗的風景線,視覺效果十分亮眼。


? 黃維旻


為更高效地利用自給能源,R-CELLS配電系統采用直流配電系統,符合國家當下電力配電系統的主要研究方向,為直流配電、用電積累寶貴的技術操作經驗。系統經比賽日運行,實際全天發電量約150kWh,在能源自給之余,向電網輸送100余度電。能源自給與其他幾個隊并列第一。


此次太陽能十項全能競賽,是總院有限公司在太陽能住宅建筑零能耗領域一個新的開拓,加強了與建筑學院的產學研合作,為總院在低碳建筑與裝配式建筑積累了寶貴的設計經驗,提升了總院的行業競爭力與影響力。


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