苏博特UHPC助力Solar Ark 3.0闪耀国际大赛

近日，2022第三届中国国际太阳能十项全能竞赛在张家口市张北县小二台镇德胜村成功举办。由东南大学、苏黎世联邦理工学院和三明学院组成的联合赛队的参赛作品Solar Ark 3.0阳光方舟之家，获得建筑设计、市场潜力奖第一名，SDC最受媒体欢迎、能源能效以及工程建造三个奖项第三名的荣誉，最终以总成绩第二的优异战绩精彩出圈。苏博特公司作为Solar Ark 3.0的首席合作伙伴，为该项目提供了UHPC预混料及相应的技术支持。

Part 1 国际大赛释义

“中国国际太阳能十项全能竞赛”（以下简称“SD中国”）源自具有太阳能“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——“太阳能十项全能竞赛”（Solar Decathlon，简称“SD”）。该竞赛于2002年自美国发起，迄今已成功举办20届，目前在全球范围内已有美国、中国、欧洲、中东、非洲、拉美、印度七大组委会。竞赛要求每个团队设计并建造一栋以太阳能为主要能源的高性能全尺寸房屋，参与十项指标评比，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。希望通过比赛和展示加快产学研融合，推进相关技术创新、发展和商业化。

“SD中国”由中国海外产业发展协会主办，得到包括中国国家能源局、住房与城乡建设部、共青团中央、财政部、外交部、发改委等国家部委单位的大力支持，通过搭建国际化竞赛和交流平台，积极服务国家绿色生态发展战略和可再生能源利用推广，配合城市高质量发展和相关产业转型需求，促进产学研融合和复合型创新人才培养。

Part 2 Solar Ark 3.0 简介

此次由东南大学、苏黎世联邦理工学院和三明学院联合展示的Solar Ark 3.0阳光方舟之家作品采用了BIM标准化设计、工业化预制、现场高速装配和运维管理等技术方法，在20天（2021年8月24日到9月12日）内完成了建造，并投入运营，至今已连续运行近一年。Solar Ark 3.0是一栋全生命周期零碳建筑，光伏板系统东西向布置，实现相同面积最大光伏板安装数量、最长时间持续发电、冬季大雪后最快恢复发电。阳光方舟之家优美的外部曲线造型和灵活的多功能空间布局得到了各级领导、建筑行业专家以及社会各界媒体的广泛关注，并吸引了大量游客前来参观游览。

Part 3 UHPC构件的魅力

水泥是土木工程中最重要的建筑材料，其生产过程排放的温室气体占全产业温室气体总排放量的7%，属于温室气体排放重点监控行业之一。降低混泥土生产和服役过程中碳排放的方法主要有减少混泥土中熟料和胶凝材料的使用量、利用固体废弃物原材料、提升混凝土寿命、提高混凝土二氧化碳吸附等。目前，低碳混凝土一般通过提高掺合料的掺入量，或加入流变调控聚合物外加剂、微纳米降粘材料、有机减缩外加剂等制成超高性能混凝土（UHPC）、超高强度混凝土（UHSC）等。

超高性能混凝土作为低碳性混凝土材料，因其优异的力学性能、耐久性能、工作性能，可通过浇筑或喷射施工等方式实现复杂结构造型的制作与安装。

酷炫的造型是Solar Ark 3.0的设计亮点之一。设计团队采用了双曲抛物面作为建筑结构、形式和空间设计的出发点，基于图解静力学，利用参数化设计，实现双曲面的平滑连接，保证壳体的形式和结构的一致性。光滑的曲线消减了尖锐的几何建筑形式，同时又能形成规则的内部空间，这使得建筑形式与张北广阔的草原环境完美适应，建筑与自然和谐共存。

在国际太阳能十项全能竞赛20次的比赛中，从未出现过混凝土壳体结构建筑。由于壳体建造技术、周期和成本等因素的制约，现浇壳体结构一般无法在20天内建造完成。苏博特为Solar Ark 3.0创新研发UHPC壳体预制建造技术和构件优化技术，通过标准化设计，用一套模板完成UHPC壳体智能化预制。20个曲面通过308个螺栓连接，5天完成结构封顶，15天完成整体建造，建造过程无需脚手架或支模，快速建造，绿色建造，世界领先，建造过程相对传统建筑可减碳80吨以上。本项目通过超高性能混凝土的运用，相比传统结构减少60%以上的混凝土用量。这不仅仅是中国赛区的创新和亮点，在国际赛区中，也处于领先地位。

Part 4 获奖情况

本次大赛邀请了中央电视台、河北电视台、科技日报、新浪天津、建筑学报等50家社会各界媒体参与了本届竞赛的评审。本项目还获得了，2021 Active House Award中国区竞赛学生组一等奖、“建华建材杯”第二届全国生态混凝土创新设计应用大赛生态工程应用类-环境生态工程一等奖等其他荣誉奖项。

Part 5 未来已来

阳光方舟3.0是一个在设计、建造、能源和市场应用领域都具有创新性的多功能产能住宅，是一次对既有住宅类型的反思，也是对高品质居住空间和未来居住方式的探索与实践。同时，团队以阳光方舟3.0项目为载体，积极推动产能建筑规模应用，助力太阳能光伏一体化建筑领域双碳目标的实现。UHPC作为低碳混凝土材料，在零能耗建筑结构或复合应用场景中的性能发挥值得期待。

Part 6 致谢

特别感谢张宏教授团队将UHPC这一颇具生命力的材料引入Solar Ark 3.0建筑的设计、建造与运维过程中。这也是UHPC材料介入设计与建筑创意阶段并下沉市场的典型范例，将促进我公司UHPC与产业链相关单位合作模式的优化，期待更多精彩的项目呈现出来。

（文/阳知乾）