O-House,顾名思义,就是“零能耗”的意思。它是清华校园东北区尚在施工的一座建筑。
这是清华大学团队参加国际太阳能十项全能竞赛(Solar Decathlon,简称SD)的竞赛方案。目前主体工程已经基本完成,预计于4月底前完成整体的运行测试,并在清华校庆期间举行落成仪式。这个由50余名学生组成的团队将历时18个月造一座房子,备战竞赛的同时也为母校校庆献礼。
作为太阳能十项全能竞赛的设计方案,O-House最基本的概念是高效利用太阳能,构建一个能量平衡系统。因此,在清华团队的设计中,他们首先考虑建筑对自然环境的应变性设计,使建筑最大可能地受益于阳光,最大限度地贴近自然。但除却零能耗之外,O-House的设计还有其他的亮点。
首先是结合中国传统文化中院落的概念,设计在整体布局上反映出中国传统自外至内的院落组织形式,实现人、建筑、自然三者之间的有机渗透。O-House的阳光走廊在过渡季和夏季夜晚充分敞开面向自然,调节居住环境的小气候达到降温通风作用,而在冬季时转化为建筑室内空间预热居住环境。
经数据证明,建筑垃圾约占垃圾总量的40%,如果能够节约更多的材料,将更大的提高总体的能量效率,也将更加节约成本并更加环保。再生木材、再生塑料、回收金属、迅速地可再生植物材料如竹、草以及其他无毒、可重复使用产品等很好的绿色建材都成了清华团队选用的建筑材料,而且“使其发挥出与普通材料相同甚至更好的作用”。
作为“智能住宅”,在人们进入O-House房间时,门的转动就可以自动控制灯的开关。此外,O-House还将是一个“会学习的家”,这个房子能够学习领悟主人的生活习惯,使得自身更加贴合主人的生活并更节能。例如,人们可以在iPad终端上选择一种模式,在这种模式下用户的生活习惯会被记录下来并发送到信息云中。在这个房子里生活一段时间之后,房子就能够非常清楚使用者最习惯的时间作息、最舒适的温度和最常使用的照度等,使得房子自身更适合个人。
SD竞赛要求每个参赛团队设计并实际建造一栋60~100平方米的住宅,以太阳能作为该住宅运行和生活的唯一能量来源。竞赛需要对过程中包括设计、建造、测试、比赛等环节的综合考查,过程十分漫长,前后总共历时两年。各个环节的全面考查也使得竞赛团队看起来如同一个小型的建筑公司,“麻雀虽小,五脏俱全”。
各专业学生之间必须开展跨专业的通力合作,才能完成最后的成果,其中涉及组织协调、专业沟通等多方面的问题,都需要团队组织的机制与执行保障。因此,参与SD竞赛也是对学生综合能力水平的一次集中考验。
清华团队的学生成员共计50余名,以建筑学院的学生为主体,还包括来自土木、建管、电机、机械、环境、美院、材料、外语等近10个院系的学生。据团队的领队老师、清华建筑学院博士张弘介绍,核心成员是建筑学院建筑与技术研究所的三名博士研究生,他们的论文选题亦与此有关。其他队员是先后两次公开招募和选拔出来的,并在过程中不断根据实际情况调整职责和角色。
在团队的官方网站上,我们可以清楚地看到这个“建筑公司”的架构:学生团队核心由1名项目经理和3名部门负责人组成,三个部分别是设计研发部,宣传策划部和建造事业部,下设各类工作小组,由此形成管理运行梯队。
在合作中,一张特别的餐巾纸让团队的项目经理董磊印象深刻。原来,在设计过程中,团队成员间有讨论也有争执。关于设计概念,团队始终觉得没有一个特别好的方案。董磊说:“直到一次午饭的时候突然我们有了一个想法,然后在餐巾纸上迅速把这个想法画了下来,得到了所有人的普遍认可。后来就开始按这个最初的想法不断完善我们的设计。”
据了解,国际太阳能十项全能竞赛是以全球高校为参赛单位的太阳能建筑科技竞赛。大赛设定建筑设计、能源平衡、市场吸引力等十项标准全面考核每个参赛作品的设计创新、生态技术整合、人居环境调控及能源自给能力等方面的性能,通过综合十个标准的单项比赛评比最终确定总体排名,类似于人们熟悉的十项全能体育比赛,这正是竞赛得名“十项全能”的原因。
作为2011年主席访美期间与奥巴马总统签署的第一个中美能源合作的项目,SD竞赛将于今年首次落户中国,正式定名为“SDC2013国际太阳能十项全能竞赛”(以下简称SDC2013),由中国国家能源局和美国能源部主办,比赛地点为山西大同。
2011年7月,清华团队与美国佛罗里达国际大学合作,共同组队报名参加此次竞赛,并于同年11月在概念设计环节以优异的成绩入围决赛。共计来自13个国家35所大学组成的22支参赛队进入决赛,近1000名学生将在今夏齐聚山西大同,参加决赛阶段的比拼和交流。
目前,团队已拥有一个以各专业老师为主体健全的校内咨询团队。团队还拥有了新开设的两门选修课程,学校邀请各相关领域专家,针对竞赛要求,为团队学生讲授所需的专业知识和工程经验。团队14人还于2012年10月期间远赴马德里考察了SD竞赛欧洲赛区的比赛,更加直观地理解了SD竞赛的特点,也学习了欧美其他国家竞赛团队的参赛经验,以及在新能源住宅领域先进的设计理念和创新技术。
为了提供更好的竞赛方案,清华团队从设计、产品、施工、技术等多个方面与众多知名企业达成了合作协议。目前团队得到了包括北京市建筑设计研究院、应用材料公司、中建三局、ABB等二十多个世界知名企业的赞助,赞助商对于团队整体的方案设计、图纸深化、场地施工等多个方面提出了自己的建议,对于整体建筑的推进,提供了巨大的帮助与支持。
待4月份O-House正式落成之后,清华团队还将开展一系列以快速拆装为主要内容的模拟测试,为比赛作最后的热身和准备。团队成员李珺杰这样总结他们的工作:“所有的工作都是时间+时间+时间+耐心+责任心的集合。”