LISI居住建筑项目

太阳能十项全能竞赛是由美国能源部主办的两年一度的建筑大赛，旨在推广和促进太阳能技术在建筑领域的应用。该竞赛始于2002年，14支美国大学代表队在科罗拉多参与了比赛，主要考核了参赛队伍对高能效、高太阳能利用住宅的设计和建造能力。此后，该竞赛逐步引起国际性关注，2011年的第五届竞赛吸引了来自于美国、加拿大、新西兰、比利时和中国的19所大学参赛。

2012年，美国能源部遴选出20所大学代表队，参加2013年度在加利福尼亚举办的太阳能十项全能竞赛。在为期一周的比赛中，由学生团队设计并建造的20栋住宅向公众开放，并由专业评审团分别就建筑能效、室内舒适度、建筑美学、工程、设备、生活热水、通信、娱乐、市场需求性和经济性十个方面进行评估。奥地利大学代表队基于可持续性建筑理念，结合被动房技术和太阳能利用技术，以一高能效的中庭式住宅LISI（Living inspired by sustainable innovation）参赛，并最终赢得竞赛。

图1 伫立在水中的LISI住宅

LISI单户式住宅由设备区、起居室和外部露台三个区域组成。起居室位于整栋住宅的中心，推拉式的全玻璃门用于分隔起居室和南面、北面的外部露台。在关闭状态下，玻璃门的框体基本是全隐式的；在开启状态下，整扇玻璃门可全部折叠进镶嵌在外墙中的槽内。因此可以说，无论是在外门关闭还是开启状态，起居室都可以向外部露台形成一种有效扩展，在有限的建筑面积的条件下，极大地扩展了实际使用空间。所有的储物空间都集成在墙体上，避免了起居室凌乱的情况。集成式的设备区包括卧室、卫生间和所有的设备间，构成了较为隐蔽的休息空间，与明亮的开放式起居室形成对比。

自动控制的遮阳系统有效地避免了夏季的室内过热情况并显著降低了制冷负荷。同时，不同的建筑外立面层也使得居住者可自行根据私密性需要改变建筑立面的透明度。

图2 LISI住宅起居室及南北侧推拉式全玻璃门

图3 LISI住宅外部露台

为实现重复性的装配及拆卸工作，LISI住宅各结构部件均为预制装配式。四个地板模块水平铺放，上置两个刚性核心，该刚性核心即为该住宅的集成式设备区。四个顶板模块及安装好的光伏系统共同形成该住宅的屋面。该住宅顶板及外墙的承重结构均为木质的箱型构件。纤维素保温材料填充于木构件之间，保证外围护结构的传热性能。

LISI项目为产能房，所需能源均由屋面安装的光伏系统提供。用于采暖、制冷和生活热水的冷、热水由两个空气-水热泵供给。ERV设备作为回风和新风之间的热湿交换器，保证室内新风的舒适性。地板系统控制室内的采暖、制冷和新风，保证室内的热舒适性。新型的淋浴系统通过热交换器将废水中的能量回收，显著降低了日常清洁所需能耗。

        图6 用树皮制成的餐椅

在材料方面，LISI项目同样体现了可持续性理念，整个建筑90%以上的原材料均为木材。同时对于预制型住宅来说，木材因其便于使用和运输也可称理想材料。在对原材料物尽其用的理念的影响下，木材的各个部分，包括芯材、树叶和树皮，都被运用到LISI住宅的设计中。因此，木材不仅仅被用作一种结构承重材料，也被加工为保温材料用在外墙和顶板保温中，更被加工成碎屑用在家具制作中。

因此可以说，模块化木结构和可再生材料及能源应用的协同工作，造就了一个高质量、高能效、高舒适度、可持续性的经济性住房。