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? 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(lián)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(yōu)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(yè)大學、重慶大學、西安建筑科技大學、蘇黎世聯(lián)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(lián)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。總院集合最強技術團隊，包括設計二院、技術質(zhì)量部（總師辦公室）、智能化設計研發(fā)中心、室內(nèi)設計三所、景觀設計一所、BIM設計研究中心等，團隊人數(shù)近30人。涉及專業(yè)有建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、暖通、電氣、電氣智能化、室內(nèi)裝飾、風景園林、BIM等。多位執(zhí)行總師親自下沉項目組，從技術方案到節(jié)點構(gòu)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(yè)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(yè)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(fā)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(yè)標準規(guī)范要求，又考慮方案各細節(jié)精準落實到位，工程師們展示出豐富的工程經(jīng)驗及較強的技術能力。

總院有限公司暖通專業(yè)設計師現(xiàn)場調(diào)試設備

建造階段，各專業(yè)設計師緊跟現(xiàn)場建造進度，多次現(xiàn)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(xiàn)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(jié)構(gòu)體系，木結(jié)構(gòu)建筑含碳低，固碳能力高，符合國家雙碳戰(zhàn)略。結(jié)構(gòu)選材以木材、金屬等生產(chǎn)加工對環(huán)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(nèi)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(jù)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(nèi)裝全部采用裝配式。

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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(yè)設計師結(jié)合豐富的工程實際經(jīng)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(yōu)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(tǒng)+電熱膜供暖+衛(wèi)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(diào)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(shù)，最終空調(diào)選型和室內(nèi)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(xiàn)場可以看到，R-CELLS的空調(diào)系統(tǒng)容量最小，現(xiàn)場最大空調(diào)系統(tǒng)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(nèi)環(huán)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(fā)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(fā)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(fā)電裝置，隨風轉(zhuǎn)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。

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為更高效地利用自給能源，R-CELLS配電系統(tǒng)采用直流配電系統(tǒng)，符合國家當下電力配電系統(tǒng)的主要研究方向，為直流配電、用電積累寶貴的技術操作經(jīng)驗。系統(tǒng)經(jīng)比賽日運行，實際全天發(fā)電量約150kWh，在能源自給之余，向電網(wǎng)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(chǎn)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(jīng)驗，提升了總院的行業(yè)競爭力與影響力。