1年筹备,32天建造,太阳能住宅作为冬奥城示范项目保存
2021年9月,由浙江大学伊利诺伊大学厄巴纳香槟校区联合学院(ZJUI)、西交利物浦大学、美国托马斯杰斐逊大学三所大学组成的国际联队Y-Team成功入围2021年中国国际太阳能十项全能竞赛决赛。ZJUI Cristoforo Demartino助理教授、肖岩教授担任该团队指导老师。Y-Team作为15支决赛队伍之一,与来自全球10个国家、29所高校的队伍一同集结在冬奥城市张家口,搭建以清洁能源为发电来源的绿色建筑,为创建一个更环保、智能、有活力的未来世界,提供来自能源及建筑行业的整体解决方案。各队建造的房屋,也以新农村建设、冬奥服务、老龄化居住和草原文化为创意起点,结合可再生能源利用、近零能耗社区等技术,进行绿色建筑的在地化设计与应用。这些房屋也将继续在冬奥城市张家口保存,深度服务乡村振兴和可持续发展。
Y-Team是一支由不同国家的三所大学、一百多名成员组成的跨学科大团队,致力于将中西方最好的设计和技术结合起来,旨在将太阳能、节能与建筑设计以一体化的创新方式紧密结合,设计、建造并运行一座功能完善、舒适宜居、可持续的太阳能住宅。他们不仅以建筑为载体,展示绿色设计建造和清洁能源最新技术,更身体力行传播着绿色、低碳、可持续的理念。
▲ Y-Team设计建造的房屋落地冬奥城市张家口
Y-Team自2020年9月组建,结构、建筑、景观、暖通、交互AR等各项目组通力合作,经一年筹备,完成了方案设计与报告撰写,并在苏州、南京等地进行实地路演。2021年9月至10月,Y-Team项目组成员在冬奥城市张家口,仅用短短32天,就令房屋实现了从地基到成品的转变。
▲ SDC十项全能指标
中国国际太阳能十项全能竞赛作为全球六大赛区之一,于2013年落户中国,第三届赛事于2021年9月在冬奥城市张家口市举行。竞赛要求每个团队设计、建造并运行一栋以太阳能为能源的高性能全尺寸房屋,参与十项指标评比,最终评选出融合完美设计、智慧能源、多样创新和市场潜力的优秀作品。大赛由中国国家能源局发起,由中国产业海外发展协会主办,住建部、共青团中央为支持单位,以全球高校为参赛单位,借助世界顶尖研发、设计团队的技术与创意,创造一个功能完善、舒适宜居、具有可持续性的居住空间,致力于推进绿色建筑的发展,增强人们的环保意识,打造太阳能和绿色建筑领域的奥运会。
以生物质材料为主体,力担结构设计的重任
ZJUI团队主要承担Y-Team结构组任务,结构组由ZJUI肖岩教授和Cristoforo Demartino 教授指导,学院研究生张求、周晨宇,本科毕业生潘弘毅、董思仪,本科生汤喆伊、言晓语、郑子焓,科研助理周思成等齐心协力,开拓创新,参与了结构计算、模型构建、材料加工、实地组装等多项重要任务。
该项目所使用的房屋主体材料均为生物质材料,整体框架均在浙江大学(宁海)生物质材料与碳中和建设联合研究中心完成加工。其中,梁柱框架材料全部使用肖岩教授团队研发的新型竹基复合结构材料。稻草、秸秆则作为保温材料应用在墙体、地板、吊顶的填充中。
▲ ZJUI学子在搭建现场
此外,ZJUI电子与计算机专业本科生姚文韬、电气工程及其自动化专业本科生李辰浩还参与了Y-Team Interactive-AR 项目组,以科技和艺术相融合的方式,整合计算机视觉、图形学和工业设计知识与技术,打造了一套智能家居系统。该项目组设计了一款以手机等常用物品为控制器的智能桌面,并将其作为智能家居的控制中心。同时,他们还构建了一种特殊的Smart Plant,通过投影在绿植上的显示时间、工作状态等信息,进一步加强交互体验。在房间墙面上,应用了投影和动作捕捉技术,并以此为基础,开发设计了一些有趣的体感交互的小游戏,增强居住体验。
听听参赛队员心声
▲ Y-Team部分指导老师与成员
潘弘毅
土木工程 1701 | 结构组 (现为浙江大学研究生)
这次竞赛对我而言是一次非常有意义的体验,无论是从设计、材料加工还是建造的过程中,我都学到了许多课本中学不到的知识。在设计阶段,我学会了如何将规范中的条例应用到实际工程中,也学会了如何使用不同的设计软件对建筑结构进行建模分析。在材料加工与实际建造中,我明白了设计的内容是如何一步步的从图纸到最终成功的落地,也了解了在工程中该如何和不同的人打交道。我在这个项目中收获良多,当然这些也离不开项目中各位老师的帮助和团队成员的付出。
董思仪
土木工程 1701 | 结构组(现为英国帝国理工大学研究生)
Y-project是我们ZJUI队伍对生物基可持续房屋共同摸索,不断创新和完善的成果。结构设计有确保房屋的安全性和实现建筑效果的功能。在考虑可操作性、建造成本、建材运输等前提下,如何将结构设计应用到实际的工程项目中,并且根据其他工程部门的需求进行调整,是我们在土木工程学习中和理论知识同等重要的一部分。
汤喆伊
土木工程 1901 | 结构组
在本次比赛中,我作为结构组的一员与队友共同完成结构的3D建模以及结构施工图纸的绘制。这增进了我对新型环保建筑材料的了解,并使我对可持续居住空间有了更全面的认识。我们见证了自主设计的太阳能房屋从平面到立体的过程,也关注着可持续建筑从现在到未来的发展。
言晓语
土木工程 1901 | 结构组
这一竞赛让我将所学的土木专业知识运用到实际应用中,对于结构和可持续发展有了更加深刻的认识。从结构计算、建模、图纸绘制,到材料生产、施工,这一系列的过程需要满足安全、高效、可持续的目标,同时要与建筑、暖通等众多其他领域的设计进行沟通合作,我从中认识到土木工程的复杂性,也感受到建筑的魅力。
郑子焓
土木工程 1901 | 结构组
非常感谢肖岩教授、Cris教授以及学长学姐和队友的指导与帮助。虽然在这个项目中只是扮演辅助的角色,但也是收获颇多,我的专业知识从开始的零零散散到后来的逐渐串联成整体,对知识的运用能力从开始的束手无策无从下手到后来的应对有方。做项目就如同生活,一边学习一边成长,沉下心来不断地沉淀、咀嚼、反复,才能品味出其中的酸甜苦乐。
姚文韬
电子与计算机工程 1901 | AR项目组
在这一项目中,我们主要负责通过计算机视觉的方法实现智能桌面的控制。在参与这一项目的过程中,我们既提升了自己的学术素养,也锻炼了解决实际问题的能力。同时,在与西交利物浦大学工业设计专业的同学跨专业进行的合作中,也让我们提升了跨学科的合作与沟通的能力,也更为深切地体会到学科交叉与融合的重要意义。
李辰浩
电气工程及其自动化 1901 | AR项目组
在这个项目中,我们主要通过视觉传感器捕捉物体形态,从而实现对桌面功能的控制。同时,使用智能系统和投影技术来提供更强大的交互体验和数字方式的人机互动。这次比赛,让我们领略设计学科的魅力,也得到了跨学科合作的实践机会。
周晨宇
ZJUI研究生,参与张家口结构建设
对我而言,参与太阳能十项全能竞赛是一次难得的体验。通过这次比赛让我更深入地认识到土木工程这个专业,学习了工程项目从提出到实现的整个过程,锻炼了团队合作与沟通的能力。
当立春遇上开幕式,当ZJUI邂逅冬奥城
以生物质材料,促可持续发展
ZJUI与您一起向未来