6月4日，作为首次入围的亚洲大学代表队，天津大学40多位师生出征西班牙马德里，参加2010年“太阳能十项全能竞赛”。他们将在马德里市中心的公园搭建小屋，于6月18～27日与来自全球的19所大学同场竞技。

  此前，由天津大学建造的这座完全依靠太阳能、利用高科技自动调节控制而实现零能耗、恒温、恒湿的“未来小屋”已运往西班牙。

  由美国能源部于2002年创办的此项赛事每隔一年举办一次，今年首次在欧洲举行，面向世界各国大学开放。大赛举办方每年筛选出15到20所大学参赛，要求参赛大学设计并实际建造一个建筑面积不超过74平方米的住宅，必须依靠太阳能为其提供所有能源。因涉及对建筑、工程与建造、太阳能系统、能量平衡、舒适条件、家用电器与设施、交流与公众意识、工业化与市场性、创新性、可持续性等10个单项内容做评定，竞赛也因此得名“十项全能”。

  天大代表队于2008年10月获得参赛资格，至今已递交了6个阶段的设计文件，并于2009年11月在校园内建造参赛小屋。今年3月25日，取名为Sunflower（向日葵）的“未来小屋”在天津大学落成。

  天津大学的“未来小屋”面积74平方米，为一室一厅，集合了建筑规划设计、建筑结构、太阳能光热、光电技术探讨研究、太阳能高效综合利用、太阳能建筑一体化、分布式能源系统、微电网技术、楼宇智能化控制、家用电器及设备综合节能、新型建筑材料等领域的最新科技成果；采用被动式建筑规划设计技术，并结合主动式太阳能利用技术，通过系统优化整合，达到主被动技术的有机结合、建筑环境的智能化调节与控制，以实现太阳能的高效利用并最大限度地节约能源。

  小屋采用环境友好的建筑材料、家用电器及设备，通过对声、光、热等建筑物理环境的高效智能控制，创造舒适、健康的室内外环境。

  为在大规模建设推广中逐步降低造价，实现“低造价、超低能耗”的目标，小屋还采用了生态型木结构体系和绿色环保的钢结构部件等适宜我们国家的经济发展水平的建筑结构体系。

  设计者采用光伏发电技术，通过PV板（光伏电池板）产生直流电，储存在蓄电池中备用，或通过逆变器转换为交流电用于小屋电力供给，剩余电量则送入电网，从而满足了小屋的全部供电需求；采用天津大学自主研发的辐射板技术，将吸收太阳辐射而产生的热能作为热源为室内供暖，同时利用太空辐射制冷技术为室内供冷，结合水源热泵技术调节室内温湿度，保证室内舒适，并利用真空管高温集热技术来提供烹调用热。

  小屋通过太阳能供热的梯级利用，满足建筑的不同用热需求，使屋内四季保持在24℃1℃恒温，湿度保持在40%～55%。此外，小屋还创新性地采用了小型微电网的监控及能量管理技术，构建了小型可靠的微电网系统和能量优化管理系统。

  小屋在建筑规划设计上力求展现中国建筑特色，突出“天人合一”的古典中国哲学和人文特征，借鉴北方的合院民居、云南“一颗印”和“徽派建筑”的传统建筑空间及风格，通过被动式自然调节技术的应用，如自然采光、自然通风等，最大限度地节约能源。同时，采光天井、镂空的木质格扇，门前竹林、花池、木桥、流水等结构和设施体现了中国传统建筑文化的底蕴。

  此外，为避免建造场地被破坏，抵抗外界的力的作用，保证建筑物安全，小屋还采用了天大专项设计的装配式钢板底座传递荷载和现代木结构梁柱框架体系的结构技术。

  参加“太阳能十项全能竞赛”的各参赛建筑须运往比赛场现场实地建造，费用很高，据组委会估算，平均每个团队要花费170万欧元，最多的达300万欧元。而天津大学的“未来小屋”将整个项目造价控制在40万欧元左右，在参赛作品中算得上“物美价廉”了。

  “太阳能在建筑上的应用是今后发展的一个必然趋势。”天津大学参赛团队领队、指导教师、博士生导师，天津大学建筑学院教授高辉说。

  高辉表示，从2030年往后，可再次生产的能源会有一个非常大的增长过程；而到2050年，可再次生产的能源和常规能源就会各占人类能源消耗总量的一半；到本世纪末，可再次生产的能源将占到人类总能源消耗的绝大部分，而这其中太阳能将占到60%以上。因此，21世纪将是太阳能利用的世纪，也是人类由常规能源向太阳能转换的一个世纪。

  据高辉介绍，各参赛大学设计建造的“未来小屋”虽然不大，仅为一室一厅，但要求其可提供一家三口所需的电、热、空调、烹调等能源。

  “这是太阳能领域一个顶配水平的竞赛。通过它，各国参赛大学进行了很多太阳能利用新技术、新材料的整合研究和实践，这对于推进世界太阳能应用技术的发展和引领示范有很积极的意义。”高辉说。

  据高辉介绍，在今年初完成了小屋的预建造之后，天大参赛团队就对相关系统来进行了测试和调试，基本上达到了预期要求。

  对于参赛建筑所应用技术的实际推广前景，高辉表示可以有多种方式，不一定完全拷贝竞赛建筑，可以与其他多种可再次生产的能源形成多能互补、综合利用的方式加以利用，一方面降低造价，同时也更具有实际可操作性。如在天津能结合地热、土壤中的地源能、风能等等进行综合利用，结合微电网、智能电网技术、光热利用、制冷等高新技术的综合应用，从而为人类提供低碳环保、舒适健康的未来生活。

  据介绍，关于太阳能在建筑上的应用，天津大学在1957年就设计建造了中国第一座太阳能建筑（公共浴池），直至1976年唐山大地震震毁拆除。

  今年3月天津大学预建造完成的“未来小屋”引起国内许多房地产商、科研机构的关注。就此，高辉表示，“未来小屋”既展示了今后发展太阳能建筑不仅是可能的，也为引领未来低碳生活起到了很好的示范作用。