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7支赛队的选择 | 龙焱光电建材闪耀2021太阳能“奥运会”

BIPV领跑者 龙焱能源科技 2022-07-31



国际太阳能十项全能竞赛 (简称SD)是2002年由美国能源部发起并主办的每两年一届的太阳能建筑科技竞赛。竞赛以全球高校为参赛单位,要求各参赛单位设计并实际建造一栋太阳能住宅,以太阳能作为该住宅运行和生活能源的唯一来源。该竞赛被誉为太阳能界的奥运会。



国际太阳能十项全能竞赛是一项享有太阳能“奥林匹克”和绿色住宅“世博会”双重美誉的全球顶级大学生科技创新赛事。每个团队设计并建造一栋以太阳能为唯一能源的高性能全尺寸房屋,参与十项指标评比和公众展示。


8月24日,经过近两年的预选与筹备,第三届中国国际太阳能十项全能竞赛在张家口市张北县德胜村开赛。来自全球10个国家、29所高校的15支赛队正式集结,将在20天时间内搭建15栋以清洁能源为发电来源的绿色建筑。


▲ 十项评比规则


其中,清华大学、天津大学、哈尔滨工业大学、西安建筑科技大学、深圳大学、中国矿业大学、浙江师范大学七支高校赛队的参赛作品都使用了龙焱能源的碲化镉薄膜光伏发电建材产品,为未来多样化应用场景的绿色节能建筑提供了重要的技术和产品支持。


本次竞赛中,为七支赛队提供的碲化镉薄膜光伏发电建材产品均由龙焱能源自主研发生产,产品除了清洁环保、发电能力强、弱光效应好、稳定性高等优点,同时还有可灵活定制颜色图案、透光度、尺寸厚度等优势。光电建材产品助力各赛队方案落地和使用期间低能耗运行的同时,让竞赛房屋作品更显美观大方。



现在,各高校的参赛房屋正在有条不紊的建设中,这些应用了各种先进绿色环保、发电节能技术的未来绿色建筑到底什么样?让我们先睹为快!






清华大学  The Steppe Ark



BIPV看点

应用产品:仿铝材光伏发电建材(异形)应用场景:BIPV屋顶



THU赛队是由清华大学组建,其参赛作品“草原方舟”是立足张北草原的游牧与农耕文化,呼应“逐水草而居”的游牧生活来开展建筑设计。







“草原方舟”屋顶使用了352块龙焱仿铝材光伏发电玻璃建材产品(其中有128块为异形尺寸),对传统建材实现完全替代,覆盖了整个屋顶。仿铝材光电建材源源不断输送绿色电能的同时,还与“草原方舟”的建筑外观保持一致,实现了光伏发电、建材属性及装饰效果为一体的功能和需求。





带队老师清华大学朱宁老师介绍说,清华大学建筑学的传统,设计比较重视地域性、文化性的尊重与挖掘。而“草原方舟”竞赛作品采取装配式箱体结构体系以适应快速搭建,技术与传统的融合与协调是作品需要考虑的首要问题。因此,作品的设计出发点有两个,一是突出在地域性,旨在为当地更好地服务;二是探索利用太阳能方式的更多可能性,推动行业发展及促进相应民宅设计的提升。







天津大学   R-CELLS一生之宅



BIPV看点

应用产品:标准光电建材、彩色透光光电建材

应用场景:屋顶光伏电站、彩色光伏遮阳板



天津大学联队(Team Tianjin U+)是由天津大学建筑学院牵头,联合APEC可持续能源中心、建工、建环、自动化、机械、智能与计算学部、国际工程师学院等多个校内机构和学科力量,与天津大学建筑设计与规划总院有限公司开展校企合作,联合天津城建大学、奥斯陆建筑与设计学校,并整合多家企业的技术力量,所组成的产学研联合团队。团队顾问及指导教师20余位,参赛博士生、研究生、本科生共计50余人。

▲ 方案设计概念


本次参赛作品R-CELLS住宅作为太阳能住宅原型,R代表可持续建筑的特征,CELLS 借鉴生物细胞自组织、自适应、自循环,以及多样复制的特点,创造能够智慧响应环境变化,能源自给自足,以及可复制、可扩展的模块化建筑原型,旨在创造“正能源、全循环、零排放”的“一生健康生态住居”。






R-CELLS住宅充分利用屋顶面积,不对称 V 型屋面上分别安装了52块龙焱的标准光伏发电建材产品和10块色彩艳丽的彩色透光发电玻璃。光伏总装机量约35千瓦,年发电量是预测耗电量的4倍,辅以蓄电池组,在满足日常生活所需电量的基础上,多余电量可传输至电网,实现建筑零能耗的同时可作为电能交易“产销者”,降低用户用能成本,具有较高经济效益。





在可持续性建筑设计概念和方法上,R-CELLS住宅强调“被动优先,主动优化”的设计原则,创新太阳能建筑集成技术。在被动式太阳能利用方面,借鉴中国传统建筑“反宇向阳”的特点,采用不对称 V 型屋面形式,增加南向的热和采光,最大限度地实现冬季被动式太阳能的利用。同时增加屋面光伏面积,为主动式太阳能的利用提供足够的空间。







哈尔滨工业大学  模块化可持续魔盒



BIPV看点

应用产品:标准光电建材、彩色透光光电建材

应用场景:屋顶光伏电站、彩色光伏遮阳板



HIT+赛队由哈尔滨工业大学建筑学院牵头,集合电气学院、市政学院等相关学院与专业共同组成。其参赛作品“模块化可持续魔盒”是15个赛队中唯一一个采用生物基材料的作品。






“模块化可持续魔盒”屋顶安装149块龙焱标准尺寸光伏发电建材产品,其中40块为红、黄、蓝、绿四种颜色的20%透光度彩色发电玻璃,安装在屋顶露台顶面上,用于遮阳及建筑美观装饰。另外光伏系统还配备蓄电池组,可保证无光照下运行至少48小时。并网运行,可在电力不足时使用市电作为补充,电力充足时可将多余电量上传电网,以实现能源的高效利用。





哈尔滨工业大学建筑学院尹逊之老师总结了赛队设计的两个亮点:


首先,得益于作品的新材料及新构造体系的使用,虽然赛队设计的建筑体量大,但造价低,本次作品做到了“三零一低”:预制化生物质秸秆草砖墙体围护结构秸秆原材料成本为零;综合考虑生物基材料固碳作用,初始建造碳排放为零;结合膜发电光伏板及光热体系的使用,建筑运行零碳排放;由于生物基材料的应用,本次竞赛作品具有全寿命周期低环境影响。与此同时,项目合理转化利用稻草秸秆,可以有效减少该类型秸秆焚烧污染并为村民带来额外的政策补偿,助力美丽乡村建设与国家乡村振兴战略。本次赛队成果也成为了亚洲第一座预制化秸秆草砖建筑。

其次,本次作品构建一套新的预制化体系,该套系统包括可叠加生长的基本居住单元设计、方便拆装的隐形可变节点的设计、以及基于EPC工程总承包管理模式下的建筑师负责制。保证赛队作品的工期、品质以及投资控制。







西安建筑科技大学  栖居3.0



BIPV看点

应用产品:标准光电建材、透光异形光电建材

应用场景:BIPV屋顶、光伏栏杆、光伏遮阳板



Team Qju3.0 (栖居3.0团队)是由西安建筑科技大学、中建科技集团有限公司、 中建集成建筑有限公司与西南民族大学组成的联合赛队。赛队由西安建筑科技大学建筑学院李岳岩教授领衔,教授、副教授为指导教师,博士生、硕士生及本科生为主要成员。






Team Qju3.0中的光伏建筑一体化应用场景非常丰富,有光伏顶、光伏遮阳板以及光伏栏杆。光伏顶使用160块龙焱标准光电建材产品,光伏遮阳板、光伏栏杆则使用了26块20%透光度,不同尺寸、不同厚度的光电玻璃建材。光伏遮阳板和光伏栏杆的应用,是绿色建筑中应用光电建材产品的突破性尝试,丰富了光电建筑未来的应用场景,意义重在!





Team Qiju3.0延续栖居系列的建造策略,致力于研发和推广低造价装配式绿色建筑产品,解决农村快速建造与绿色节能的建筑需求。栖居3.0采用模块化钢结构,先工厂预制再现场组合搭建。以能量模块(厨卫、设备间)和生态模块为核心,通过与自由模块的组合满足不同的功能、场地需求。







深圳大学 The Pixel House



BIPV看点

应用产品:透光光电建材

应用场景:光伏栏杆、光伏遮阳板



由深圳大学-皇家墨尔本理工大学联合团队SRF,参赛作品为 The Pixel House 。






The Pixel House在遮阳板和栏杆两处应用场景,同样采用龙焱光电建材对传统建材进行了替代,一共使用78块20%透光度的标准尺寸光伏发电玻璃建材。项目通过被动式建筑设计、光伏发电技术和产品运用及冷暖风水智能系统,实现建筑零能耗运转。





SRF团队从问题的发掘出发,如我们所知,住宅自建成之日起就是相对固定的空间,但人们的居住需求却随着时间的推移和事件的发生而不断变化。如此次的新冠疫情,80%的人对现有的居住环境并不满意,56%的人有换房的需求。同时互联网时代的到来也衍生了新的空间需求。我们的设计将以上问题纳入考量,建筑主体采用BIM全装配体系,构件工业化生产,最大程度降低建设周期和人工损耗,实现高质量装配。



像素空间的概念:Pixel House由多种功能的像素构成,且部分像素可以转变其功能以适应家庭结构变化或者特殊活动的需求。


可移动墙体:无线技术带来的可移动墙体,让小住宅室内大空间的实现成为可能,在兼顾保温性能的同时,以提供最大的灵活性。利用光伏一体化、全屋直流等节能创新技术,降低能耗的同时创造舒适节俭的多用空间。







中国矿业大学  T&A House



BIPV看点

应用产品:透光光电建材

应用场景:光伏采光顶



CUMT&AGH&HSP赛队是由中国矿业大学、波兰克拉科夫科技大学及浩石集成房屋有限公司联合组成,是唯一使用地源热泵的赛队。其参赛作品“T&A House”为单层独栋零能耗建筑。







T&A House顶面的50平方采光顶均采用龙焱20%透光发电玻璃建材。透光发电玻璃在满足建筑采光需求的同时,与建筑完美融合,实现了经典北方四合院结构的现代诠释。





T&A-House作品为单层独栋零能耗建筑,主要具有以下亮点:


1.建筑面积共计146㎡,实现了经典北方四合院结构的现代诠释;

2.为了达到节能减排、零能耗的目的,外墙面采用SST墙技术——被动式集热系统,这极大地提升了该建筑的热性能;

3.该建筑使用光伏板、太阳能集热器来进行光能的收集,使用波兰克拉科夫科技大学发明的定日镜技术提高收集太阳能的效率,美化周边景观;

4.在建筑结构上使用模块化钢结构的设计形式,实现建筑产业化的需求;

5.为了体现绿色建筑,减少建筑的污染,在环境控制上综合运用了与景观一体化生物降解的技术。







浙江师范大学  希望的田野-自然合院



BIPV看点

应用产品:透光光电建材

应用场景:光伏幕墙、光伏采光顶



希望的田野团队成员包括浙江师范大学、沈阳建筑科技大学、国家能源集团和德国开姆尼兹工业大学。希望的田野团队建筑的设计理念,包括中国传统文化、新能源、可再生材料、装配式建筑四个方面。建筑外观设计的出发点是中国传统文化,展现出中国的文化自信。








“希望的田野”立面的光伏幕墙和屋顶的光伏采光顶使用龙焱40%透光发电玻璃建材,充分展示了碲化镉薄膜光伏发电玻璃可灵活定制透光度的优点。以往透光发电玻璃产品更多应用于大型建筑项目中,此项目则拓展到了住宅场景中,为未来民用住宅的光伏阳光房、透光光伏幕墙市场化应用起到了良好的示范效果。





该建筑总结了中国的九宫图形,以及从九宫衍生出来的天人合一的平面状态和传统合院形态。在新能源配置上,建筑筑造运用了BIPV的技术,把光伏和建筑完美地融合在一起,真正实现光伏一体化。在材料选择方面也都是选择光伏玻璃建材等可再生材料,不同的区域使用了不同的材料,并且采用装配式建筑实现冬暖夏凉和模块化装配。






往期精彩回顾


1、光伏之美 | 龙焱碲化镉薄膜光伏电站案例集锦2、案例分享 | 这才是真正的光伏阳光房!3、航拍 | 2.5MW碲化镉薄膜组件工商业光伏电站
4、航拍 | 光电建筑典范—嘉兴科创中心光伏幕墙项目




龙焱能源 - 光电建筑行业领跑者

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