外显、灵活、多维、高效——从2022中国国际太阳能十项全能竞赛看建筑与光伏一体化设计趋势

建筑光伏一体化技术是实现建筑行业节能减碳的重要途径。以第三届中国国际太阳能十项全能竞赛(SDC2022)为例,对15个参赛作品在建筑与光伏一体化设计上的特征进行了比较,从美学表现、构造整合、功能复合、性能提升4个维度分析了当前建筑与光伏一体化的设计新趋势,指出:在美学表现上,通过光伏组件材质外观和光伏方阵形成积极外显的形态;在构造上,采用不同类型光伏灵活组合衍生多种应用场景;在功能上,将光伏发电与建筑围护结构的采光、集热、遮阳、防护等功能进行多维度复合;在性能上,通过光伏朝向与倾角、散热设计和电气系统综合提升产能效率。为建筑与光伏一体化技术的推广和应用提供新思路。

零碳独栋住宅生命周期环境影响及成本分析

降低建筑行业碳排放是实现碳中和目标的重要举措.为避免环境负担转移、市场推广困难等问题,应从生命周期视角研究零碳建筑,并综合考虑建筑的环境和经济效益.本研究对中国国际太阳能十项全能竞赛作品RCELLS这一针对严寒地区设计的零碳独栋住宅实例进行了相对完整的生命周期环境影响和成本评价,并依据评价结果调整建筑配置以提升市场推广潜力.结果表明,通过被动式设计,R-CELLS建筑本体能效达到了近零能耗标准,其光伏发电量为用电量的5倍,并选用环境友好型材料以降低碳排放,建筑预期将在运行7年和15年后分别偿还碳排放和一次能源消耗,最终实现生命周期负碳排放和正能源,环境效益突出.R-CELLS建筑初始成本为2.38万元/m^(2),为了增加市场吸引力,研究分析R-CELLS的环境影响和成本构成,以在建筑生命周期(50年)内实现零碳排放和零一次能耗为前提,提出了两种减配方案:当仅调整可再生能源系统时,建筑初始成本降至2.25万元/m^(2);调整全部构件系统时,建筑初始成本降至1.03万元/m^(2).第2种减配方式对建筑经济效益提升显著.根据计算结果,结合相关研究综述,讨论了我国零碳建筑隐含碳排放限值的设置;对权衡环境和经济效益的零碳建筑决策方法提出建议,为未来零碳建筑性能评估和方案比选等提供了参考.

多元、健康、数智、产能——从2022年中国国际太阳能十项全能竞赛看太阳能住宅的发展趋势

太阳能住宅在我国建筑领域实现“双碳”目标的历程中扮演着重要角色,文章首先分析了当下太阳能住宅发展面临的挑战,接着以2022年中国国际太阳能十项全能竞赛中的15个参赛作品为研究对象,提炼各参赛作品的设计要点,进而总结出当下太阳能住宅的发展趋势,以期为我国未来的太阳能住宅设计提供有益的借鉴。

既有建筑绿色化改造的途径——以SDC2013澳大利亚队参赛作品为例

对既有建筑进行绿色化改造是解决目前既有建筑能耗高、宜居性差等问题的重要方法。以2013年在中国举行的国际太阳能十项全能竞赛(SDC2013)中澳大利亚队的参赛作品为例,通过对建筑的安全性能、适用性能、节能性能及环境性能等方面绿色化改造途径的解析,阐释如何运用科学技术实现既有建筑改造的绿色化目标。

零碳太阳能建筑的探索与回顾--以2022中国国际太阳能十项全能竞赛作品“R-CELLS”为例

回顾天津大学参加SDE2010及SDC2022两届国际太阳能十项全能竞赛的历程,比较两次参赛作品的特征。进而,针对获得SDC2022竞赛第一名的作品天津大学联队创造的零碳太阳能建筑--R-CELLS,介绍其建筑、结构、能源、设备、智能化、景观等方面的特征。最后,归纳了竞赛对建筑教育的作用和意义。

面向西部地区的零能耗装配式建筑设计策略--以2022中国国际太阳能十项全能竞赛作品“栖居3.0”为例

通过探讨2022中国国际太阳能十项全能竞赛作品“栖居3.0”零能耗装配式设计策略,并基于工业化平台理念、标准化模块单元和多样化应用场景,探讨如何应对西部复杂环境下的快速建造。并运用主、被动设计策略组合实现建筑全生命周期的零能耗;运用水资源回收利用、模块回收利用及全生命周期碳减排策略应对西部脆弱生态环境,为西部地区零能耗装配式建筑的设计实践和推广提供借鉴。

基于模块化设计的低能耗住宅研究——以SDC2013参赛作品为例

2013年中国山西大同举办了第七届国际太阳能十项全能竞赛暨第一届中国国际太阳能十项全能竞赛。与往届竞赛相比,本次竞赛中参赛作品在模块化设计上有更大的提升。本文以东南大学赛队参赛作品"阳光舟"(Solark)为例,以模块化设计理论为切入点,从模块化空间组合、模块化结构体系、模块化设备衔接3方面详尽地解析了低能耗太阳能住宅"阳光舟"的设计理念和技术体系,以期为我国未来的低能耗太阳能建筑的发展提供可以借鉴的经验。

思、学、做--2022中国国际太阳能十项全能竞赛综述

基于探讨国际太阳能竞赛为学生提供的新的学习与思考手段,通过对2022中国国际太阳能十项全能竞赛的全过程观察,总结经验、反思不足,提出强化以学生为主角、以问题为导向,培养思想力、学习力与行动力的建筑竞赛宗旨与可行途径。

美丽乡村绿色宜居建筑探索——SDC2018竞赛作品“斯陋宅”

目前我国正处于美丽乡村建设重要时期,而乡村建筑无疑是建设的主角,并且我国的生态、经济与社会的可持续发展受我国住宅节能效率的直接影响。本文对2018中国国际太阳能十项全能竞赛香港大学与北京建筑大学联合作品从建筑方案设计、绿色设计、工业化与市场化几个方面展开探讨,通过竞赛的前瞻性与聚焦效应引发人们对我国美丽乡村建筑的设计与建造的再度思考,并为美丽乡村建设提供一些有益的借鉴。