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同济大学“阳光集装房”亮相美国太阳能全能赛
作者:深圳太阳能学会 来源:深圳太阳能学会 期:2011-10-12 已阅读 (448)

  美国多数城镇人口密度低,由于发达的公路网和价廉的汽车等多种原因,许多人生活在远离闹市区、四周是草地的独立房屋中。这些独立房屋或大或小,造型也不尽相同,建造房屋的主要材料则无外乎木材、红砖和水泥等。然而,不久前在华盛顿特区邻近杰弗逊纪念堂的潮汐湖畔举行的2011年太阳能10项全能比赛上,习惯了现有独立房屋的美国人能够惊奇地发现主体由6个集装箱构成的太阳能房,它便是代表中国参赛的上海同济大学奉献给大会和观众的拥有自己独特风格的作品。
同济大学的参赛作品名为“阳光集装房”,其主体结构选材环保、价廉且坚固。设计者和学生领队、同济大学建筑系研究生华国栋表示,在设计参赛太阳能房屋前,他们发现目前市场不接受太阳能房屋的主要原因是造价高,而不是太阳能设备本身的能效比。为寻求到性价比的亮点,他们决定采用集装箱的模式,此举一则降低了房屋的造价,二则让房屋具有十分稳固的结构,三则房屋可以轻松地运输和组装。此外,由于可以利用废旧集装箱制造房屋,因此在建筑房屋主体框架时没有二次碳排放。

    从空中俯视,阳光集装房呈夹角形同Y形,每个分支由两个集装箱合并而成。走进阳光集装房,3个分支分别承担了厨房和卫生间加动力房、卧室、起居室加门廊的功能,而它们的三角形结合部上下封闭后形成了多功能区域,如用做餐厅。由于房屋内采用活动墙来分割空间,因此当活动墙收起后,让人们具有良好的视觉感。华国栋认为,传统的房屋室内都有许多的隔墙,进入独立的房间后无法感受到屋内的整体空间。阳光集装房提供的流动空间布局让屋内整个空间呈开放形式,进入房间后,人们几乎可以了解屋内任何角落的情况。他表示,集装箱是按照功能模块加以定义,如厨房模块、卧室模块等,客户根据模块下订单,他们提供拼装服务。在实际生活中,房屋并不仅仅限于Y型,它们可以根据客户的需求组成更多分支或不同形状和大小的建筑。

    既然是太阳能房屋比赛,那么太阳能应是房屋主要的能源来源。参赛的阳光集装房屋采用光伏和光热两种系统利用太阳能,房屋三个分支中有两个的上方安装有40块高效光伏太阳能板,余下分支的上方则是太阳能热水器。同济大学绿色建筑及新能源研究中心博士研究生雷勇表示,阳光集装房没有安装蓄电池,太阳能板产生的电能通过逆变器送入外网,房屋的用电取自外网。太阳能集热系统为房屋生活热水以及地板辐射采暖系统热水提供热能。此外,阳光集装房还采用空气燃热泵为房屋供热和制冷,比如冬天阳光不够时,人们便可以启动空气燃热泵将室外空气中的热量提取出来加热水箱;在炎热夏天,空气燃热泵可在为房屋制冷的同时,提取房屋内空气中的热量来加热生活用水,从而减少太阳能集热系统的使用,提高能源利用效率。他表示,阳光集装房在能源利用方面的特点在于其综合能源供应系统有效地整合了太阳能和空气能。

    为监测和调节能源供应和消耗情况,阳光集装房安装了智能控制系统。雷勇介绍说,整个房屋的能源供耗可以通过自动和人工两种途径来调控,人们在具体的操作时能选择现场或远程控制。切换到远程控制模式,只要能够上网,那么就可以利用手机或手提电能控制热泵、水泵和照明灯等设备的开或关。在室内墙壁上,一台平板电脑显示了阳光集装房能源供耗电基本信息,如家庭能耗、能耗平衡、能源系统工作原理,同时人们可以通过触摸屏调节房屋各环节的能源使用。同济大学领队老师、机械工程学院热能工程和能源工程专业谭洪卫教授在介绍房屋能源供耗信息系统时表示:“人们往往比较关注技术环节上的节能,是否采用了新的设备、新的技术。为阳光集装房开发的信息系统将能源变成了你能看得见、摸得着的数据和图表,直观地告诉你生活中能源供耗的具体情况,这样有助于帮助你慢慢地培养节约的生活习惯。事实上,人们的行为方式具有很大的节能潜力。如果采用低碳生活方式,有时它的节能效果会超过技术层面的节能。”

    对于太阳能10项全能竞赛的背景,同济大学权泉老师介绍道,这是由美国能源部发起、主办的全球大学生的实验创作竞赛。比赛的目的是借助世界顶尖研发、设计团队的创意,将太阳能、节能与建筑设计以一体化的新方式紧密结合,来证明即使单纯靠太阳能的住宅,一样可以是功能完善、舒适而且具有可持续性的居住空间,从而促进节能减排的技术发展和实践进步。自2002年开始,竞赛已经在美国本土和欧洲成功举办了5次,共有来自不同国家的92支大学队参加比赛。同济大学是第二次参加竞赛,与其他来自世界各国的18个大学代表队同场竞技。

    太阳能10项全能竞赛每年会有大约20支来自不同国家的大学团队参加。10项全能是指建筑物、市场吸引力、工程、对外交流、成本可接受程度、舒适性、太阳能热水、电器用具、家庭娱乐以及能量平衡。只有在结合成本效益、对消费者有吸引力、设计能融合优化的发电方式及最大效率等方面表现最为优异的团队才能最终脱颖而出。

    谭教授认为,参加太阳能10项全能竞赛有两方面的意义。一个是教育层面上的意义,通常学习建筑的不懂能源,学习能源的不懂建筑,设计和建造太阳能住宅参加竞赛是将多专业学生组合起来有效工作的最好尝试,它有助于培养跨专业的人才和团队。学生通过参赛培养了自己的动手能力,积累了经验并增长了知识;另一个是社会层面上的意义,上次参赛后,通过媒体宣传,更多的人了解到了绿色环保节能建筑的最新发展,同时有不少房地产开发商希望帮助他们建造现代节能房屋,他们对推广和建筑太阳能房屋很有兴趣。谭教授表示,此次参赛的阳光集装房内的家电根据大会要求是按照美国的生活标准配备的,总造价为24万多美元。但是如果是要满足中国普通家庭的需求,那么成本将大幅度下降,减少一半应该没有问题。

    阳光集装房从设计到来美国参加比赛花费了两年的时间,华国栋作为房屋设计者和学生队伍领队感到在整个项目中,体系组织是最大的挑战,需要组合各专业的同学为一个项目而努力,这需要大学的理解和支持。组织和参加此次竞赛,让他收获了新的东西,首先让他在与美国建筑师的直接交流中,了解到了美国建筑有关的法规和理念,以及这些方面与中国的区别;其次,20多名来自不同专业和年级同学的协调工作,锻炼了自己的组织能力;此外,建造出自己设计的阳光集装房参加比赛是一次难得经历,恐怕今后将不会再有了。

    根据大赛组委会的安排,2012年太阳能10项全能竞赛将在西班牙马德里举行,而2013年的竞赛则选定在中国山西省大同市举办。在中国比赛时,必定会吸引更多的来自中国大学的代表队同场竞技。华国栋表示,参赛需要很大的决心和耐心,心理上要有充分的准备,特别是对负责设计和整体管理的同学更是如此。同济大学参赛通过了层层选拔,最后获得参赛资格。因此凡准备参加竞赛的同学最初的方案开始就应该有自己的亮点,这样就有希望保留到最后。


                                                                 文章来源:新闻中心-中国网




   
 
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