太阳能小屋落成 天津大学代表亚洲出征“太阳能十项全能竞赛”
点击: 30893 次 来源: 人民网 时间: 2010-04-02
一座完全依靠太阳作为能源，利用高科技自动调节控制而实现“零能耗”、“恒温”、“恒湿”的“未来小屋”——Sunflower在天津大学落成。3月25日上午10点，这座实验建筑预建完工剪彩仪式在天津大学建筑学院大楼前举行。作为首次入围的亚洲大学，天津大学将携“未来小屋”于今年6月出征西班牙马德里参加2010年“太阳能十项全能竞赛”，与世界19所大学进行角逐。
天津市市委常委、教育工委书记苟利军，天津大学校长龚克出席剪彩仪式并讲话。天津市教委、发改委、建设局、规划局、教育局等部门相关负责人出席了仪式，天津大学校领导、两办、研究生院、建筑学院等部门相关负责人，尚德电力控股有限公司及其他合作、赞助企业代表和天津大学师生代表参加了仪式。天津大学建筑学院张玉坤书记主持仪式并致欢迎词，天津大学建筑学院高辉教授介绍了项目基本情况。仪式后，领导和来宾们参观了“未来小屋”。
剪彩仪式前，天津大学——尚德电力战略合作签约仪式在天津大学建筑学院会议室举行，仪式上校方代表与尚德电力控股有限公司负责人就合作项目的相关情况进行交流，双方达成了战略合作关系。
据悉，今年6月7日至7月2日，天大参赛团队将把小屋运往西班牙马德里，用一周左右的时间在马德里市中心选定的竞赛地点——“太阳村”中将其重新组装建造完成。专家经过10天的连续测试和评审，将评出10个单项的排名和总分名次。此间，“太阳村”向公众开放，19所大学的“未来小屋”将竞相展示。竞赛结束后，天大将参赛建筑运回学校内重建，并长期作为科研、测试的实验平台予以保留，继续进行产学研合作研究，并可能在国内外巡展。
“太阳能十项全能竞赛”作为一项高科技的实物竞赛，需要大量资金支持。竞赛组织者估计各国参赛团队参加竞赛的平均花费在170万欧元左右(约合1700万元人民币)，而天津大学的建筑整体造价仅为20余万欧元(约合200余万元人民币)，加上运输、参赛等费用，拟需40多万欧元。该小屋目前得到了无锡尚德、大连阔森特等20余家企业的支持。
对于建筑能耗巨大、生态问题突出的我国来说，太阳能建筑将是未来的一个重要发展方向。虽然目前在我国推广“零能耗” 建筑还为时尚早，但在低多层、小规模、分散式住宅中，以及能源基础设施不发达地区，尤其是自然生态保护区、小城镇、新农村住宅建设中发展“低能耗”甚至“超低能耗”建筑则是完全可行的。天大“未来小屋”对于节能环保、人类可持续发展具有重大的意义。而完全使用可再生能源的“零能耗”建筑甚至“负能耗”建筑实现建筑与环境的可持续发展则是人类未来的共同追求。通过系统设备的进一步国产化，天津大学参赛小屋所用太阳能建筑应用技术在今后具有较大的市场推广潜力，必将起到积极的示范作用。
天大“未来小屋”此次参赛对于在国际舞台上展示我国太阳能技术、住宅工业化建造体系、家电及设备相关产业发展水平，促进太阳能相关各领域的交叉研究和教学、科研与实践的有机结合，锻炼学生的实际动手和各专业协同工作能力，培养复合型、创新型人才具有积极意义。通过参加该活动，我国可提高太阳能建筑科研、设计及工业化水平，同时也可推进住宅相关领域的综合节能及环保等方面得技术创新。
天津市市委常委、教育工委书记苟利军、天津大学校长龚克、尚德电力控股有限公司副总裁解晓楠在剪彩仪式后就“未来小屋”的建筑情况亲切交流（摄影：杨秋煜）
由美国能源部创办于2002年的“太阳能十项全能竞赛”至今己举办了4届，今年首次在欧洲举办。该竞赛是全球大学的实验创作展示，借助世界顶尖设计团队的创意，将太阳能、节能与建筑设计一体化，建造一个将太阳能作为惟一能源的全功能、舒适、环保且可持续的居住空间，并将这一利用可再生能源的“未来小屋”推向市场。竞赛期间，专家将对建筑、工程与建造、太阳能系统、能量平衡、舒适条件、家用电器与设施、交流与公众意识、工业化与市场性、创新性、可持续性等10个单项内容进行检测和评价，竞赛也因此得名“十项全能”。
天津大学参赛队2008年9月获知竞赛消息后用了不到一个月的时间完成了申请报告的撰写工作，经过组委会的严格筛选，10月获得参赛资格，至今已经递交了6个阶段的设计文件，并于2009年11月在校园内开始了预建造参赛小屋。近2年来，天大建筑学院、化工学院、电气与自动化学院、建工学院、建筑设计规划研究总院的5位博士生导师、20多位博士生、硕士生、高年级本科生及多位研究员、高级工程师和技术人员组成的参赛团队40余人在学校和相关企业的支持下，搭建产学研合作平台，融合多学科领域科技成果，同心协力精心打造建成“未来小屋”。
这套74平方米、一室一厅的小屋集合了建筑设计、建筑结构、太阳能光热、光电技术研究、太阳能的高效综合利用、太阳能建筑一体化、分布式能源系统、微电网技术、楼宇智能化控制、家用电器及设备综合节能、新型建筑材料等领域的最新科技成果：采用被动式建筑设计技术，并结合主动式太阳能利用技术，通过系统优化整合，达到主、被动技术的有机结合、建筑环境的智能化调节与控制，以实现太阳能的高效利用并最大限度地节约能源。小屋采用环境友好的建筑材料、家用电器及设备，通过对声、光、热等建筑物理环境的高效智能控制创造了舒适、健康的室内外环境。小屋还采用了适应我国的生态型木结构体系和绿色环保的钢结构部件等适宜我国经济发展水平的建筑结构体系，可以在大规模建设推广中进一步降低造价，实现“低造价、超低能耗”的目标。
小屋的设计者采用了“光伏发电技术”，通过PV板(光伏电池板)产生直流电，储存在蓄电池中备用，或通过逆变器变为交流电用于小屋电力供给，剩余电量则送入电网，从而满足了小屋的全部供电需求；采用了天大自主研发的“辐射板技术”，将吸收太阳辐射而产生的热能作为热源为室内供暖，同时利用太空辐射制冷技术为室内供冷，结合水源热泵技术调节室内温、湿度，保证舒适的室内环境要求，利用了真空管高温集热技术来提供烹调用热。小屋通过太阳能供热的梯级利用满足建筑的不同用热需求，使屋内四季保持在恒温24℃±1℃，湿度40～55％左右。此外，小屋还创新性地采用了“小型微电网的监控及能量管理技术”，构建了小型可靠的微电网系统和能量优化管理系统。通过能量控制优化管理，最大程度地利用太阳能，在保证可靠性前提下实现屋内能源的优化自给调控，保持室内环境的舒适。
小屋在建筑设计上力求中国建筑特色，突出“天人合一”的古典中国哲学和人文特征，借鉴北方的合院民居、云南“一颗印”和“徽派建筑”的传统建筑空间及风格，通过被动式自然调节技术的应用，如自然采光、自然通风等，使建筑最大限度地节约能源。同时，采光天井、镂空的木质格扇，门前竹林、花池、木桥、流水等结构和设施的采用，体现了中国传统建筑文化的底蕴。此外，为避免建造场地被破坏，抵抗外力作用，保证建筑物安全，小屋还采用了天大专项设计的装配式钢板底座传递荷载和现代木结构梁柱框架体系的结构技术。
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