منزل جامعة تشينغهوا لمسابقة سولار ديكاتلون | 2022

تُعدّ واحة السهوب منزلًا شمسيًّا نموذجيًّا فعّالاً من حيث استهلاك الطاقة، مساحته 146 مترًا مربعًا، ويقع في المنطقة الباردة جدًا في الصين. ويتميز بصفات نموذجية لمنزل Active House مع مستوى عالٍ من الراحة.

يُحسِن استغلال الضوء الطبيعي بأبواب ونوافذ عالية الأداء، وفتحات سقفية، وجدار مركب متعدد الوظائف. كما يضم تصميمًا مُحسَّنًا للوحات عاكسة لزيادة كمية الضوء داخل الغرف دون التسبب في الوهج.

للتبريد والتدفئة، تستخدم وحدة ستيب أرك نظامًا شبه مركزي لتنظيم درجة حرارة الأماكن الداخلية. وتعتمد على نظام ستيرلينغ، وهو نظام توليد مشترك، لتوفير التدفئة الإشعاعية من خلال أنابيب تحت الأرضية باستخدام الحرارة المهدرة الناتجة في فصل الشتاء. ويُحسّن هذا النظام من الراحة الحرارية والاستقرار في المساحات الداخلية.

كما تعتمد وحدة ستيب أرك على نظام نوافذ وأبواب عالي الأداء يسمح بالتهوية الطبيعية وفقًا لمبدأ التهوية بالضغط الحراري. وتكون حركة الهواء من خلال فتحات الجدران وصولاً إلى فتحات السقف العلوية فعالة للغاية، مما يتيح التبريد السريع في حال ارتفاع درجة الحرارة داخل المباني.

قام فريق THU، المكون من جامعة تسينغهوا، بإنشاء التصميم "ستيب آرك" المستند إلى الثقافة الرعوية والزراعية لمرتفعات تشانغبي، مستلهمًا الحياة الرعوية التي تعتمد على "اتباع الماء والمراعي" لتنفيذ التصميم المعماري. يستخدم سقف "ستيب آرك" 352 قطعة من مواد البناء الزجاجية الكهروضوئية الشبيهة بالألومنيوم (بما في ذلك 128 قطعة بأحجام غير منتظمة)، والتي تحل محل المواد التقليدية بالكامل وتغطي السقف بالكامل. وتُنتج هذه المواد البنائية الكهروضوئية الشبيهة بالألومنيوم كهرباءً خضراءً باستمرار، مع الحفاظ على اتساق المظهر الخارجي لـ"ستيب آرك"، ما يحقق دمجًا بين توليد الطاقة الكهروضوئية وخصائص مواد البناء والتأثيرات الزخرفية.

تتراوح كمية الإشعاع الشمسي الإجمالية التي يستقبلها المتر المربع الواحد سنويًا بين 5,852 و6,680 ميجا جول، مما يشير إلى أن منطقة منغوليا الداخلية تنتمي إلى منطقة واعدة تتمتع بموارد وفيرة من الطاقة الشمسية – هنا حيث تكمن فرصة مشروع ستيب آرك لتحقيق هدفه المتمثل في بناء مبنى شبه منعدم الطاقة.

منذ عام 2013، دعمت شركة داليان كوايسنت الجامعات المحلية للمشاركة في مسابقة الطاقة الشمسية، وشهدت التطور السريع لصناعة الطاقة الشمسية وصناعة المباني الخضراء. بدءًا من عام 2021، انضمت داليان كوايسنت إلى خبراء البلاط والخبراء في مجال الطاقة الشمسية للعمل معًا على إنشاء سلسلة "توب إنيرجي" من البلاط الفوتوفولطي المدمج مع المباني.

تُعد منتجات السلسلة الحالية A مناسبة لأسطح المباني السكنية، وتتميّز بخصائص رئيسية تشمل: الاندماج التام بين بلاط المواد المعدنية والخلايا الكهروضوئية (BIPV)، مما يجنّب التلوث البصري؛ نفس حجم البلاط العادي وبلاط الطاقة الشمسية، ما يسمح باستبدالها بشكل مرن؛ سهولة التركيب، حيث يُمكن إنجازه بعد تدريب بسيط للتركيب والتوليد الكهربائي؛ تركيب متداخل لتفادي تسرب مياه الأمطار؛ تركيب الخلايا الكهروضوئية بطريقة مدمجة، ما يضمن الأمان والمتانة؛ تكلفة منخفضة وقابلة للتحكم.