2021年9月，Y-Team将作为国际太阳能十项全能竞赛的15支决赛队伍之一，在冬奥城市张家口，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。以下为我们的项目背景、设计亮点及理念介绍。作为一只拥有强大的多学科方法，汇集了来自不同国家、不同研究背景和项目经验的专家和学生的研究团队，我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，更愿意将绿色低碳生活的理念传递到各个城市，各种人群中。此外，2021年4月24日，Y-Team将进行“光耀我能”系列路演苏州站活动，具体信息请关注文末！国际太阳能十项全能竞赛 （Solar Decathlon，SD）是2002年由美国能源部发起并主办的每两年一届的太阳能建筑科技竞赛。竞赛以全球高校为参赛单位，要求各参赛单位设计并实际建造一栋太阳能住宅，以太阳能作为该住宅运行和生活能源的唯一来源。大赛设定十项标准，全面考核每个参赛作品的各项节能、建筑物理、环境调控及能源完全自给能力，通过综合十个标准的单项比赛评比最终确定总体排名，因此称为“十项全能”竞赛，被誉为太阳能届的奥运会。自2002年以来，在全球已成功举办17届，吸引了全球200多支大学独立或联合赛队、35000多名高校学生参加，影响力涉及全球各国政府、企业及民众，累计有6000多个品牌赞助，100多个政府部门及专业机构鼎力支持，三百多万民众到场参观，媒体传播受众高达三亿，是一场影响大、水平高、创新强的国际赛事。SD的本意，是希望通过竞赛加快太阳能产业的产学研融合与交流，推进太阳能技术的创新发展和深度应用。2011年中国国家能源局、北京大学与美国能源部在美国首都华盛顿签署了“太阳能十项全能竞赛”合作协议谅解备忘录，将这一全世界最高水准的太阳能应用比赛引入中国。"2021中国国际太阳能十项全能竞赛是一个参与此类活动的理想平台，有助于教学、研究、交流，是一个非常全面，值得投入的项目。” ——Dr Marco Cimillo, 项目负责人
2021年SDC将在张家口举行，围绕张家口市2022年冬季奥运会、国家级可再生能源示范区、首都水源涵养功能区和生态环境支撑区的“两区”建设为主题，以“可持续发展、智慧互联、人居健康”三个命题发起挑战，邀请全球高校设计并建造出具有示范意义和推广价值的太阳能绿色节能生态房屋。本届竞赛吸引了来自中国、法国、美国、挪威、丹麦、波兰、德国、澳大利亚等十个国家的30所高校团队参与，涉及建筑、规划、电气、工程、计算机、机械、材料、能源、经管、传媒等众多专业。2021年9月，Y-Team作为15支决赛队伍之一将会在冬奥城市张家口，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。Y-Team是一支拥有强大的多学科方法，汇集了来自不同国家、不同研究背景和项目经验的专家和学生的研究团队。该团队包括西交利物浦大学（XJTLU）、浙江大学伊利诺伊大学厄巴纳香槟校区联合学院（ZJU-UIUC Institute）、托马斯杰斐逊大学（TJU），国际竹藤组织（INBAR）和工业合作伙伴，Y-Team共同致力于将中西方最好的设计和技术结合起来。其旨在借助世界顶尖研发、设计团队的技术与创意，将太阳能、节能与建筑设计以一体化的新方式紧密结合，设计、建造并运行一座功能完善、舒适、宜居、具有可持续性的太阳能住宅。我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，更愿意将绿色低碳生活的理念传递到各个城市，各种人群中。
Y-Project旨在整合设计策略和最先进的技术，开发一个可以展示在建筑和环境质量、能源效率和经济可行性方面可达到的最高标准先进的零碳排放建筑原型。该项目还着眼于实验和验证其应用于更大规模情景的可行性，以及对建筑行业产生的潜在影响。其中包括建筑作为城市尺度下的一个节点，其对于公共空间的质量的影响，对于智能电网的能源管理得到影响, 人和技术之间的互连系统，对居民健康的影响，对当地生态系统及生物多样性的影响，以及对循环经济和可持续发展的促进作用。
气候特点：张家口市属温带大陆性季风气候，四季分明，冬季寒冷而漫长，坝上地区光资源丰富，昼夜温差大
本项目的结构系统使用生物基材料，即完全或部分源自生物质（植物和蔬菜）的材料或产品，来提供长期的碳储存，并避免矿物基建筑材料的碳密集型生产。竹子以其快速生长、环保和高强度重量比的特点而闻名。此项目利用亚洲广泛分布和使用的竹子和稻草，将其结合在一起并研发出了一种新的结构体系。本项目的竹材料都是尽可能在当地采购的，而且无毒、低碳、环保，还带有宜人的自然气味。建筑的主结构由Glubam胶合竹板材的不同框架系统支撑。Glubam是一种特殊类型的竹胶合板，由浙江大学伊利诺伊大学厄巴纳香槟校区联合学院的研究小组开发。
该建筑采用双层表皮设计，集动态热控制、透光、通风和空气净化功能于一体。建筑围护结构通过无缝集成建筑和技术部件的序列设计，结合固定家具、竹材料结构、垂直绿化和绿色屋面，以及ETFE和钙钛矿光伏电池组成的适应性外表皮。这是目前最具创新性的太阳能技术之一。ETFE膜除了调节建筑的热响应和自然通风外，还能在极冷时期为绿植墙面提供保护屏障。这种多层的表皮系统不仅使建筑能够承受张家口寒冷的冬天，同时，其充足的透明度还可以透过日光并加强室内与室外的联系，并持续适应不同的天气条件和变化的气候。其创新概念考虑了环境条件和用户需求的多标准控制，实现了包括能源生产和存储、暖通空调、照明、智能工作和家庭娱乐在内的多个系统连接。与此同时，内嵌于外墙的半透明，钙钛矿光伏电池能够满足整体建筑100%的供能需求。
整座建筑均符合无障碍设计的要求，从入口至日光庭院，轮椅都可以畅通无阻。由于采用了非常宽大的可折叠门，此房屋可同时满足室内空间在流通性和私密性方面的需求。对于西北角的设备室，整个隔断在转角处采用了铰链式设计，方便检查和维护，并提供了均匀和连续的墙面作为投影的屏幕。住户可以通过使用可灵活折叠收纳进墙面的的家具，自由的安排和改变室内的空间布局。例如可扩展的厨房桌，两张墨菲床和可以隐藏在壁橱中的紧凑型椅子。此外，通过阳光庭院，灵活流动的内部空间与室外空间保持了一定的连续性。
房子的东北角有一个L形墙，用来建造包含两个分支的智能工作空间。左侧的分支可用于专业会议和娱乐活动等，我们把它命名为交互式镜像墙。右侧的分支是智能工作台，它极大方便我们与与日常用品互动。在智能工作区域，Y-Team设计了一个可以观察、理解、沉浸和互动的智能空间。借助计算机视觉技术，用户将通过挥手或移动来发出指令与工作空间互动。投影技术将取代屏幕，信息交换将以一种扩展维度的方式通过日常物品进行传播。交互式墙壁拥有足够的物理空间进行互动，用户可以像在实体会议室一样，在虚拟会议室中面对观众。他们也可以进行互动游戏，并与生成的虚拟形象和视觉效果交互，增添生活乐趣。日常用品也可以被录入到这个工作台中。用户可以抓取周围的任何东西（常规的日常用品），并把它们当作一个操控装置。例如，一个水杯或茶杯可以用来当作改变空调温度的旋钮。不仅是墙，地板也可以通过投影映射和电脑视觉追踪技术实现交互。
在Y-Project中，主动能源系统和被动节能策略携手合作，以尽可能低的能源消耗实现高环境质量。住宅的太阳能设计将室内供暖需求降低到最低，所有空间都接受直接和间接的日光被动供暖。日光庭院作为缓冲空间可以对室外的空气进行预热，并在进一步处理和分配到房子的空调区域之前，由建筑中的植物进行预过滤。通过利用光伏系统产生的可再生电能从地表提取可再生热能，地源热泵满足额外的室内供暖(包括生活用热水)或制冷需求。室内灯光能够根据日光的可用性、对屏幕的潜在干扰和用户的偏好进行调节亮度。可控制的通风系统保证了良好的室内空气质量和低能耗，但同时所有房间也都可以满足自然通风的条件。
多项研究表明，庭园活动与接近自然的过程可以改善人的身体和精神状态。园艺治疗活动能够促进身心发展，减缓压力。Y-Project的房屋外部景观以植物为，旨在促进与自然元素的互动，其中包括了疗愈型园艺花园、水培活墙、空气生物过滤系统、预种植板系统、绿色屋顶、外部温室和第三景观花园、风力发电雕塑。疗愈型花园将包括宽敞的入口和路径，多样的种植系统，以及以感官为导向，重点关注颜色、纹理和香味的植物选择。主体建的日光庭院中设计了一个水培系统，同时作为一个太阳能温室，用于在冬季产生食物和维持室内温度，可以利用周围的墙壁和地板提供热量，通过被动式太阳能增益减少供暖负荷。
电脑模拟分析和实体模型测试分析作为综合设计的一部分在不同专业方向和层级上进行试验，辅助设计不断发展，到施工阶段。Y-team认为这一过程对于创新的教学和研究活动至关重要。物理模型测试分析将包括建筑结构、适应性外表皮、灵活地吃内部空间设计和交互空间设计；电脑模拟测试将包括能源生产和使用情况、建筑环境性能，以及施工过程。
本项目采用两种不同类型的主要结构体系：（1）重型框架（2）轻型框架。轻型框架主要用在北面、东面和西面。选择这种技术的主要原因与没有窗户和对良好隔热性能的需求有关。在这些条件下，轻型框架是最佳选择。另一方面，为了在房子中设置一个自由的空间，此建筑中设计了一个框架系统。我们通过打造一个厚度为36厘米的轻型框架建立了剪力墙。
有关开发这个特殊项目的想法是建造一个拥有胶合材料制成的框架系统的轻粘土稻草房子。稻草粘土是一种天然建筑材料，是用于填充木架结构的粘土和稻草的混合物。稻草是一种农业副产品，由把谷粒和谷壳去掉后的谷物植物的干茎构成。稻草材料主要用于隔热保温，以及用于稳定和缓冲由于附加质量而引起的结构系统的震动。
两个主要的框架由胶合材料制成的横截面为36*30厘米的重型框架构成。框架间采用钢板螺栓链接。这使安装普遍得到了简化，并遵循预制理念。两个重型框架之一（东部）的总体布局如图所示。这两个框架系统由基础系统支撑；我们在墙（梁）下和立柱下采用了扩展基脚。基础系统由再生骨料混凝土制成，以减少对全球环境影响。最后，屋顶系统由椽（一系列可以将屋顶荷载转移到两个框架系统的斜梁）支撑，椽由胶合梁制成，并通过螺栓连接。建筑外表皮的主要成分是ETFE（乙烯-四氟乙烯共聚物），一种基于气动塑料的纺织材料。ETFE允许一定程度的紫外线穿透，所以能有利于绿化植被生长。这个系统为垂直绿化和日光庭院的植被都创造了最佳的稳定且可控的微气候。当ETFE气枕模块放气后，会形成一个促进自然通风的开口。充气后，气枕模块将关闭并形成保温层。除此之外，将其应用于日光庭院的内侧和顶层有助于夏季被动降温。立面的辅助玻璃层将保护内部空间免受雨水渗透的影响。太阳能光伏被安装于ETFE气枕的内部以最大程度地收集屋顶上的能量，且并不会减少下方植被对阳光的吸收。此外，光伏发电板还被应用于日光庭院左右两侧朝南的立面上，为室内空间提供遮阳效果。
建筑的供水系统将包括一个逆变器恒压供水系统，该系统将被集成以给整个液压网络中提供泵电动机频率调节的恒压。这样，通过调节因房屋内耗水而产生的压力差，可以提高节能和供水自动化水平，并将水资源污染降至最低。同时，此系统也特别适合于垂直绿化和家庭农场。聚乙烯（PE）管道在生命周期中对环境的影响较小，因此被选作供水系统的主要材料。
灰水（洗脸盆和地漏里出来的水）回收系统通过灰水回收和再利用，为家庭非饮用水使用提供水源。浴缸，淋浴器，厨房和洗衣机中的水也将被处理后用于洗手间使用和景观灌溉，以大大减少了整体上对水的依赖。生活污水通过安装聚乙烯化粪池来处理，随后进一步处理至排水场或渗水坑。同时雨水收集雨桶从屋顶收集的雨水可以用于非饮用水用途来进一步减少对水的依赖。
Solar Decathlon China 2021 “光耀我能”系列路演苏州站，Y-team结合“保护环境，和谐共生”的理念，致力为可持续建筑贡献一份力量。江苏省 苏州市 姑苏区 官太尉桥15号 双塔影园 （9:30-12:00）10:00-12:00太阳能十项全能论坛：中国的可持续住房江苏省 苏州市 姑苏区 观前街212号 三万昌（小公园店）东侧广场（10:00-22:00）活动设置六个区域，分别为展示区、视频区、模型区、交互区、签名区和茶歇区。参与者可以深入了解细节设计、观看模型的视频讲解，亲身体验低耗能建筑装置如何降低耗能，获取周边礼品以及在签名墙上合影留念。
