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太陽能比傳統能源便宜，但如何大規模應用于民居，尤其在城市高層建筑中，卻一直難以有妥善的解決辦法。 “O-House”采用模塊化設計，以積木模型的方式將整棟房子按功能拆成五個模塊，“當類似模塊嵌入高層之中，公寓房也可以變成太陽能住宅。
工人在為 O-House 安裝太陽能光板
遠看像叢林里古舊的小木屋，走近細看，你會發現，它是一棟相當現代化的節能住宅。外圍墻面是深褐色環保竹板，利用鋼釘固定，再往里面依次為木龍骨、保溫板、歐松板、薄壁輕鋼體系等。盡管外墻只有 20 厘米，在放水保溫方面頗費心思，墻壁穿了兩層“棉衣”，分別是巖棉和保溫，墻體里面還有防水透氣薄膜，屋頂也鋪設了防水卷材。
這是清華大學團隊參與國際太陽能十項全能競賽的作品。來自建筑學院、環境學院等 20 位教師和 50 位學生傾力合作，花費五個月，在清華大學游泳館東側工地上建起了這棟太陽能建筑，取名“O-House”。在山西大同比賽期間，他們把這棟完全依靠太陽能供電的“零能耗”建筑搬到現場。74.9 平方米的房子，造價 330 萬人民幣，其中建筑費用約占三分之一，智能系統開發成本占三分之二。
同樣是完全依靠太陽能提供能源的生態樣板房，“O-house ”與現場來自北京大學、上海交通大學、新加坡國立大學等其他 20 多所高校同場競技的時候，顯得有些與眾不同。在它的入口處一個積木模型顯示，整棟房子被分割成五個模塊，分別為臥室和衛生間、廚房和餐廳、客廳和儲藏間，以及兩個設備間，每個模塊都可以拆分并重裝，就好像搭樂高積木一樣。
“O-House 主打模塊設計。”O-House 項目負責人、清華大學建筑學院講師張弘博士在《外灘畫報》采訪時表示，“當類似模塊嵌入高層之中，公寓房也可以變成太陽能住宅。在建筑過程中，還減少了建筑垃圾的產生。”
國際太陽能十項全能競賽（Solar Decathlon）是由美國能源部從 2002 年發起并主辦的，以全球高校為參賽單位的太陽能建筑科技競賽，目的是借助世界頂尖研發，建造并運行一座功能完善、舒適、宜居、具有可持續性的太陽能居住空間。根據此次競賽主贊助商應用材料公司 2013 年度調查結果顯示，1000 名中國受調查的消費者中，大部分對太陽能未來及其經濟效益很樂觀。56% 的中國消費者認為，太陽能比傳統能源便宜，而 63% 的中國消費者認為，政府的太陽能采用率“過于緩慢”。
“全球能源的需求不斷增加，而太陽能成本也較以往更低廉。”應用材料公司太陽能事業部總裁查爾斯·蓋伊博士說，“太陽能十項全能競賽是一個絕佳的契機，可以鼓勵下一代的清潔技術領袖，將其創意應用到現實生活，滿足中國快速增長的能源需求，同時向全球展示太陽能的可行性。”
太陽能“百葉窗”
記者從內蒙古工業大學和西安建筑科技學院團隊處了解到，目前太陽能住宅在偏遠地區日照充足的地方，比如西藏、青海等地區已得到大面積推廣。
“在內蒙古，原先有七八萬戶牧民生活在無電區，沒有辦法統一輸電，目前太陽能住宅已經解決了近一半牧民的用電問題。”內蒙古工業大學李一鳴告訴本報記者。
而上海交通大學的團隊設計的零能耗建筑“日上江村”，則主打長三角地區的新農村市場。該團隊在交大校園內設計的“日上江村”樣板房，總計 160 平方米，四室三廳復式結構，土建和太陽能設備加起來，平均造價為 4500 元/ 平方米，而目前農民住宅的土建，平均造價為 3000 元。“每平方米貴了 1500 元，主要是在建筑材料上我們選用了保溫抗震的材料，每平方米貴了 500 元，而太陽能設備，平均下來每平方米為 1000 元左右，預計 10 年收回成本。”項目負責人胡小軍告訴記者。目前，該團隊已與上海崇明豎新鎮接洽合作可能。“豎新鎮靠近森林公園，主打生態旅游。他們對‘日上江村’很感興趣，既可以作民用，也可開發休閑度假功能。”
采訪中，不少團隊指出，在城市的高層建筑，推廣太陽能住宅尚有難度。而清華大學則對這項看似不可能的任務發起挑戰。
在高層推廣太陽能，首先要解決的是太陽能的安裝問題。
記者在“O- House”的墻外側看到，一片片類似百葉窗的黑色光板把房屋的朝南面圍住。張弘解釋，如果太陽能住宅想在高層發揮功效，就必須改變它原來的安裝位置，從樓房頂端，垂直移到南立面。而百葉窗設計的太陽能光板，可以起到透風的功效，同時使光線均勻地射進來。“我們稱這種豎著的太陽能光板為‘光電百葉’，盡管在業界這項技術已經研發很多年，但在市場上幾乎沒有成熟的產品。”張弘介紹。
根據張弘團隊計算，清華大學嘗試研制的“光電百葉”，制造成本（不計算人工成本）約為 1000 元/ 平方米，和放置在樓頂的太陽能光板價格相差無幾。如果一旦進行批量化生產，成本可能還會下降一些。“我們的 O-House 采用的是太陽能薄膜產品，所以能效相對低一點，目前我們還在嘗試換成多晶硅。”
“盒子”建筑的前景
記者在清華大學的宣傳冊上看到，團隊按照建筑成本，給“O-House”的每一個模塊都定了價格，每一個模塊都是方方正正的“盒子”造型。比如 1.5 米乘以 3.3 米的廚房，定價 815 美元，同樣大小的衛生間，定價 3320 美元，起居室 4980 美元，臥室 1490 美元等。
張弘坦言，這些定價并未經過市場檢驗，但他認為，政府的節能建筑改造項目，或許可以成為其潛在客戶。
他舉例說，前不久北京政府將上世紀七八十年代的房屋進行舊樓改造，其中有一項工程是在筒子樓的南北兩側各加一個陽臺，然后把廚房搬到陽臺上，而 O-House 的“廚房盒子”就可以現成拿去安裝。
此外，北京傳統四合院同樣適合引入衛生間功能的“模塊”，只要在房與房的間隙，安裝上“衛生間盒子”，既可以解決四合院上廁所難的問題，同時這種模塊可以很好地與周邊環境融合，不突兀，不起眼，不破壞建筑的整體風格。
根據記者了解，目前房地產開發市場上，“模塊化”的“拼裝”設計理念已不新鮮。比如萬科推出的“板式模塊”，就是在建筑構建中，模塊化的產生部件，比如墻板、樓梯等。但像 O-House 這類以功能區分的節能盒子“模塊”尚未推廣開來。
“作為高校，我們希望這個項目可以起到示范作用，成為一座橋梁。第一步是跟政府合作，試圖可以影響一些決策。第二步才是和房地產商合作，更好地發揮它的經濟價值。”張弘透露，在太陽能十項全能競賽參展的十多天里，來自山西、新疆和北京的多家建筑開發商前來參觀，并表露出合作興趣。
在國際上，最著名的盒子建筑之一，是日本首位普利茲克獎得主丹下健三在加拿大蒙特利爾的“積木公寓”，這座公寓房像樂高積木一樣堆在一起，沒有傳統的垂直支撐結構。它屢次被列入“世界各地奇異建筑”。
在亞洲，新加坡成為“盒子”建筑的主推者。2012 年，加拿大籍以色列裔建筑大師薩夫迪在新加坡推出“空中的盒子——碧山中央公寓”。這棟建筑位于新加坡最好的居住區之一碧山區，總計 38 層，500 套公寓。
薩芙迪的設計，是一個個壘疊而成的“三維矩陣型房屋”。除此之外，還有獨特的臺階式外形，私人露臺和公共花園。
與此同時，垂直方向種植了蔥郁的花草，優化了向陽的位置和自然通風，并提供了寬闊的視野。這兩座塔樓用三座步行天橋花園連接。人們可以利用這些共享的花園和休閑空間，也讓整體樓身形成穿孔和開放的效果。■
工人在為 O-House 安裝太陽能光板
遠看像叢林里古舊的小木屋，走近細看，你會發現，它是一棟相當現代化的節能住宅。外圍墻面是深褐色環保竹板，利用鋼釘固定，再往里面依次為木龍骨、保溫板、歐松板、薄壁輕鋼體系等。盡管外墻只有 20 厘米，在放水保溫方面頗費心思，墻壁穿了兩層“棉衣”，分別是巖棉和保溫，墻體里面還有防水透氣薄膜，屋頂也鋪設了防水卷材。
這是清華大學團隊參與國際太陽能十項全能競賽的作品。來自建筑學院、環境學院等 20 位教師和 50 位學生傾力合作，花費五個月，在清華大學游泳館東側工地上建起了這棟太陽能建筑，取名“O-House”。在山西大同比賽期間，他們把這棟完全依靠太陽能供電的“零能耗”建筑搬到現場。74.9 平方米的房子，造價 330 萬人民幣，其中建筑費用約占三分之一，智能系統開發成本占三分之二。
同樣是完全依靠太陽能提供能源的生態樣板房，“O-house ”與現場來自北京大學、上海交通大學、新加坡國立大學等其他 20 多所高校同場競技的時候，顯得有些與眾不同。在它的入口處一個積木模型顯示，整棟房子被分割成五個模塊，分別為臥室和衛生間、廚房和餐廳、客廳和儲藏間，以及兩個設備間，每個模塊都可以拆分并重裝，就好像搭樂高積木一樣。
“O-House 主打模塊設計。”O-House 項目負責人、清華大學建筑學院講師張弘博士在《外灘畫報》采訪時表示，“當類似模塊嵌入高層之中，公寓房也可以變成太陽能住宅。在建筑過程中，還減少了建筑垃圾的產生。”
國際太陽能十項全能競賽（Solar Decathlon）是由美國能源部從 2002 年發起并主辦的，以全球高校為參賽單位的太陽能建筑科技競賽，目的是借助世界頂尖研發，建造并運行一座功能完善、舒適、宜居、具有可持續性的太陽能居住空間。根據此次競賽主贊助商應用材料公司 2013 年度調查結果顯示，1000 名中國受調查的消費者中，大部分對太陽能未來及其經濟效益很樂觀。56% 的中國消費者認為，太陽能比傳統能源便宜，而 63% 的中國消費者認為，政府的太陽能采用率“過于緩慢”。
“全球能源的需求不斷增加，而太陽能成本也較以往更低廉。”應用材料公司太陽能事業部總裁查爾斯·蓋伊博士說，“太陽能十項全能競賽是一個絕佳的契機，可以鼓勵下一代的清潔技術領袖，將其創意應用到現實生活，滿足中國快速增長的能源需求，同時向全球展示太陽能的可行性。”
太陽能“百葉窗”
記者從內蒙古工業大學和西安建筑科技學院團隊處了解到，目前太陽能住宅在偏遠地區日照充足的地方，比如西藏、青海等地區已得到大面積推廣。
“在內蒙古，原先有七八萬戶牧民生活在無電區，沒有辦法統一輸電，目前太陽能住宅已經解決了近一半牧民的用電問題。”內蒙古工業大學李一鳴告訴本報記者。
而上海交通大學的團隊設計的零能耗建筑“日上江村”，則主打長三角地區的新農村市場。該團隊在交大校園內設計的“日上江村”樣板房，總計 160 平方米，四室三廳復式結構，土建和太陽能設備加起來，平均造價為 4500 元/ 平方米，而目前農民住宅的土建，平均造價為 3000 元。“每平方米貴了 1500 元，主要是在建筑材料上我們選用了保溫抗震的材料，每平方米貴了 500 元，而太陽能設備，平均下來每平方米為 1000 元左右，預計 10 年收回成本。”項目負責人胡小軍告訴記者。目前，該團隊已與上海崇明豎新鎮接洽合作可能。“豎新鎮靠近森林公園，主打生態旅游。他們對‘日上江村’很感興趣，既可以作民用，也可開發休閑度假功能。”
采訪中，不少團隊指出，在城市的高層建筑，推廣太陽能住宅尚有難度。而清華大學則對這項看似不可能的任務發起挑戰。
在高層推廣太陽能，首先要解決的是太陽能的安裝問題。
記者在“O- House”的墻外側看到，一片片類似百葉窗的黑色光板把房屋的朝南面圍住。張弘解釋，如果太陽能住宅想在高層發揮功效，就必須改變它原來的安裝位置，從樓房頂端，垂直移到南立面。而百葉窗設計的太陽能光板，可以起到透風的功效，同時使光線均勻地射進來。“我們稱這種豎著的太陽能光板為‘光電百葉’，盡管在業界這項技術已經研發很多年，但在市場上幾乎沒有成熟的產品。”張弘介紹。
根據張弘團隊計算，清華大學嘗試研制的“光電百葉”，制造成本（不計算人工成本）約為 1000 元/ 平方米，和放置在樓頂的太陽能光板價格相差無幾。如果一旦進行批量化生產，成本可能還會下降一些。“我們的 O-House 采用的是太陽能薄膜產品，所以能效相對低一點，目前我們還在嘗試換成多晶硅。”
“盒子”建筑的前景
記者在清華大學的宣傳冊上看到，團隊按照建筑成本，給“O-House”的每一個模塊都定了價格，每一個模塊都是方方正正的“盒子”造型。比如 1.5 米乘以 3.3 米的廚房，定價 815 美元，同樣大小的衛生間，定價 3320 美元，起居室 4980 美元，臥室 1490 美元等。
張弘坦言，這些定價并未經過市場檢驗，但他認為，政府的節能建筑改造項目，或許可以成為其潛在客戶。
他舉例說，前不久北京政府將上世紀七八十年代的房屋進行舊樓改造，其中有一項工程是在筒子樓的南北兩側各加一個陽臺，然后把廚房搬到陽臺上，而 O-House 的“廚房盒子”就可以現成拿去安裝。
此外，北京傳統四合院同樣適合引入衛生間功能的“模塊”，只要在房與房的間隙，安裝上“衛生間盒子”，既可以解決四合院上廁所難的問題，同時這種模塊可以很好地與周邊環境融合，不突兀，不起眼，不破壞建筑的整體風格。
根據記者了解，目前房地產開發市場上，“模塊化”的“拼裝”設計理念已不新鮮。比如萬科推出的“板式模塊”，就是在建筑構建中，模塊化的產生部件，比如墻板、樓梯等。但像 O-House 這類以功能區分的節能盒子“模塊”尚未推廣開來。
“作為高校，我們希望這個項目可以起到示范作用，成為一座橋梁。第一步是跟政府合作，試圖可以影響一些決策。第二步才是和房地產商合作，更好地發揮它的經濟價值。”張弘透露，在太陽能十項全能競賽參展的十多天里，來自山西、新疆和北京的多家建筑開發商前來參觀，并表露出合作興趣。
在國際上，最著名的盒子建筑之一，是日本首位普利茲克獎得主丹下健三在加拿大蒙特利爾的“積木公寓”，這座公寓房像樂高積木一樣堆在一起，沒有傳統的垂直支撐結構。它屢次被列入“世界各地奇異建筑”。
在亞洲，新加坡成為“盒子”建筑的主推者。2012 年，加拿大籍以色列裔建筑大師薩夫迪在新加坡推出“空中的盒子——碧山中央公寓”。這棟建筑位于新加坡最好的居住區之一碧山區，總計 38 層，500 套公寓。
薩芙迪的設計，是一個個壘疊而成的“三維矩陣型房屋”。除此之外，還有獨特的臺階式外形，私人露臺和公共花園。
與此同時，垂直方向種植了蔥郁的花草，優化了向陽的位置和自然通風，并提供了寬闊的視野。這兩座塔樓用三座步行天橋花園連接。人們可以利用這些共享的花園和休閑空間，也讓整體樓身形成穿孔和開放的效果。■
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